CN100476816C - 用于在所存储的对象中图形地导航的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种产品生命周期管理(PLM)系统，包括存储对象，优选3D对象和所述对象之间的关系的数据库。PLM系统提供适于向用户显示存储的对象的分层结构的图形表示法的图形用户接口。图形用户接口适于当用户选择显示的对象时显示与所选对象有关的对象。在分层结构的给定的层级处，所显示的对象根据各自的权重分布。所显示的对象的权重取决于所述对象在分层结构中的子节点数目，子节点在图形表示法中显示。本发明使得可以在PLM系统的数据库中导航，所述数据库通过互相关联的数据存储特别复杂的建模对象。通过上述的权重相关性的原理，该解决方案还允许用户通过有组织的数据以及在对象之间的关系理解它的进程并且这是简单且直观的方式。

Description

用于在所存储的对象中图形地导航的方法和系统

技术领域

本发明涉及计算机程序和系统的领域，更具体地，本发明涉及产品生命周期管理解决方案，其包括由代表建模对象的数据构成的数据库。

背景技术

市场上提供了大量用于部件或部件组合的设计、形成产品的系统和程序，例如由达索系统公司(Dassault Systemes)提供的商标为CATIA的系统。这些CAD系统允许用户建立和操纵对象或对象组合的复杂的三维(3D)模型。CAD系统因此使用边或线(在某些情况下利用面)来提供建模对象的表示法。线或边可以以各种方式表示，例如非均匀有理B样条(NURBS)。这些CAD系统将部件或部件组合作为建模对象管理，建模对象本质上是几何图形规范。具体地，CAD文件包含这些规范，几何图形由这些规范生成，几何图形又允许生成表示法。规范、几何图形和表示法可以存在在单个CAD文件或多个CAD文件中。CAD系统包括用于将建模对象表示给设计者的图形工具；这些工具用于显示复杂的对象-在CAD系统中表示对象的文件通常大小在每个部件一兆字节的范围内，而一个组件可以包括数千个部件。CAD系统管理对象的模型，这些模型以电子文件储存。

同样存在产品生命周期管理解决方案(PLM)，诸如由Dassault Systemes提供的以CATIA、ENOVIAH和DELMIA为商标的解决方案；这些解决方案提供组织产品工程知识的工程中心(Engineering Hub)、管理制造工程知识的制造中心(Manufacturing Hub)、和使企业一体化且连接到工程和制造中心的企业中心(Enterprise Hub)。所有这些一起，系统传递了一种开放的对象模型，该模型联系产品、过程、资源以便能动态的、基于知识的产品的创造和决策支持，其推动优化的产品定义、制造准备、生产和服务。这样PLM解决方案包括产品的关系数据库。数据库包括一组文本数据以及数据之间的关系。数据通常包括与产品有关的技术数据，所述数据以数据分级的方式排列并且被索引以便可查找。数据表示建模对象，所述对象通常是建模产品和过程。

在这样PLM解决方案中的一个问题在于系统的用户可能希望显示产品并且如果必要的话，具有产品的3D图形表示法。Dassault Systemes提供以DMU Review为商标的一系列CAD工具，用于允许PLM解决方案的用户处理系统中管理的产品的3D图形表示法。这些工具依靠由产品的CAD的表示法中预先计算出的数字实体模型的使用。这些工具还提供受限制的一套产品图形视图；特别地，DMU系统通常提供产品的3D表示法。在以DMU Navigator为商标的系统中，用户可以显示复杂产品的3D表示法；该显示还包括表示各种产品或者所述被显示的产品的部件的分层结构树。该系统向用户提供存储在数据库中的产品的3D表示法。但是，该系统中的导航仍然需要改进。

利用诸如DMU review或者DMU Navigator的CAD工具，用户仅能够在已经加载到系统中的部件或者产品中导航。因此，导航的范围非常有限，如果用户希望在所有可用到的产品或者组件中导航的话，那么他必需加载所有那些产品或者组件，但是由于硬件限制和事务处理问题这是不可能的。

实际上，DMU产品在导航的范围方面受到限制。特别地，用户首先打开DMU对话，其中限定了部件和组件的有限列表。这使得系统可以计算和存储此后将用在DMU导航中的表示法。导航限于当DMU打开时所限定的部件和组件的列表。

而且，用户可能例如希望知道产品用在哪儿，即它将被嵌入在哪些其它的建模对象中。现行的CAD工具能使用户主要根据“由…组成”的关系在部件或产品之间导航。在产品数据管理(PDM)系统中使用的数据库能基于部件或产品之间的各种关系类型做出查询并且数据库的导航范围是最可能宽的。实际上，用户能够访问所有部件、产品或组件。

然而，由于数据没有图形的表示法，数据库通常不允许用户简单地导航。由文件名或类型识别的数据和那些名字可能不是足够相关以便精确地识别用户正在寻找的项目。

在参考文献中已经广泛地论述了在有组织的数据中导航的问题。

例如，US-A-6628304提供一种方法和装置，其经过图形用户接口向用户表示分级数据。一个优选的实施例表示与计算机网络有关的分级数据并且作为网络管理软件应用程序的一部分提供给用户。在该接口中，用节点表示分级数据，从一个或多个顶节点开始并且通过显示子节点、子节点的子节点等延伸到下面的分层结构层级。在图形用户接口上的节点被布置或使得缩放比例表示不同分层结构层级，并且节点在空间上不互相干扰。通过允许用户选择可视的节点来提供在分级数据中的导航，在该点处对作为在接口上中心位置的节点的所选节点进行缩小或者放大视图。在选择之前不可视的下级分层结构层级的子节点一直到分层结构中的预定数目的层级才是可视的。

WO-A-98/22866涉及用于交互显示装置的接口，包括至少两个层级，每个层级具有至少两个能在交互显示装置上显示的对象，该接口还包括通过一次显示每个对象在相同层级中相继显示整组对象。在一个层级处的对象包括要在交互显示装置上显示的至少一组图标，并且包括多个图标，每个图标能够被激活以获取信息，并且包括图片，优选为图例，以及更优选地代表当图标被激活时要取得的信息的特性的象形图。

Robertson，G.，Mackinlay，J.，和Card，S.的文章“Cone trees：animated 3Dvisualizations of hierarchical information”.IN Proc CHT91，Human Factors inComputing Systems(1991)，189-202页论述了分级信息结构的可视化技术。

但是在上面文件中所述的方法、装置或技术不允许在产品生命周期管理系统的数据库中导航，即，不允许在数据库中存储要用图形表示的复杂的建模对象。

US-A-2002/0054166提供一种方法，用于显示源节点，该源节点具有与在源节点里面和周围的包含节点和联系节点的连接，包含节点和联系节点与源节点相连；用于为每个包含节点和联系节点计算焦点位置；用于在包含开始角度处显示第一包含节点；并且用于在相邻的开始角度处显示第一联系节点。

US-A-2002/0145623涉及用户接口，其是动画的并且可配置用于优化，方便并且简化在显示装置上的显示以及经过用户输入能被电子装置访问的信息分层结构的探测。基本方法包括，例如：在视图区域显示多个节点；接收用户选择在视图区域中显示的多个节点中的一个的输入；将在视图区域中显示的多个节点中的一个定中心，被定中心的节点是焦点节点。多个节点优选地包括多个分级相关的节点。

虽然上述接口允许在有组织的数据中导航，但它们不适合于PLM的需求，其中数据代表要被图形地表示的复杂建模对象。特别地，所建议的中心和焦点不允许用户清楚地记住他在有组织数据中的进程。这样接口还是不适于允许用户区别联系数据的不同关系。

发明内容

因此，根据上面简短论述的已有的解决方案的限制，存在改进导航解决方案的要求，以允许用户在产品生命周期管理系统的数据库中导航，数据库通过相互联系的数据存储特别复杂的建模对象。该解决方案优选地应该是用户友好的并且应该允许用户以简单且直观的方式定位并且显示对象。该解决方案还允许用户通过有组织的数据记住它的进程，如必要的话，区分联系数据的不同类型的关系。

在一个实施例中，本发明因此提供一种产品生命周期管理系统，包括：存储建模对象和所述对象之间关系的数据库；适于向用户显示存储的对象的分层结构的图形表示法的图形用户接口；其中图形用户接口适于在用户选择显示的对象时显示与所选对象有关的对象；在分层结构的给定的层级处，显示的对象根据各自的权重分布；并且所显示的对象的权重取决于所述对象在分层结构中子节点数目，子节点在所述图形表示法中显示。

在其他的实施例中，根据本发明的产品生命周期管理系统还包括下列特征中的一个或多个：

-图形用户接口适于显示代表所显示的对象的分层结构和该分层结构中所述对象的子节点的图形线索，子节点在所述图形表示法中显示；

-所显示的对象具有依据它们各自权重的渲染尺寸；

-所显示的对象的权重取决于所述对象在分层结构中的子节点尺寸，子节点在所述图形表示法中显示；

-图形用户接口适于对所有对象使用唯一的比例来显示对象；

-图形用户接口适于显示对象的3D表示法；并且

-图形用户接口适于在用户选择显示的对象时从所显示的对象的第一表示法变化为与所显示的对象有关的对象的表示法。

本发明还提供一种用于在产品生命周期管理系统的数据库中导航的方法，该数据库存储建模对象和所述对象之间的关系，该PLM系统包括适合于向用户显示存储的对象的分层结构的图形表示法的图形用户接口，该方法包括以下步骤：选择第一对象和第一关系；在分层结构中找到所述对象的子节点，所述子节点包括根据第一关系与第一对象有关的第二对象；显示包括第二对象的第一对象的表示法；选择所显示的第二对象中的一个和第二关系；找到所选的第二对象的子节点，所述子节点包括通过第二关系与所选第二对象有关的第三对象；显示包括第二对象和第三对象的第一对象的表示法；其中：所显示的对象根据各自的权重分布；并且对象的权重取决于所述对象在分层结构中的子节点数目，子节点在所述图形表示法中显示。

在其他的实施例中，根据本发明的方法可以下列特征中的一个或多个：

-对象被显示为3D对象；

-选择第一对象和第一关系的步骤包括选择第一布局，并且第二对象的表示法是在第一布局中的表示法；

-选择显示的对象中的一个和第二关系的步骤包括选择第二布局，并且第三对象的表示法是在第二布局中的表示法；

-布局在下面的布局中选出：直线布局，且对象通过沿直线分解的透视图表示；原地布局；圆形布局，且对象通过分布在圆盘上的分解透视图表示；3D微缩表示法的2D布局；

-布局是动画的；

-关系包括下列关系中的至少两个：“由…组成”的关系，“用于其中”的关系，“和…接触”的关系；“与…不匹配”的关系；“与…冲突”的关系；并且

-根据本发明的方法还包括计算并且存储对象的3D表示法的步骤。

本发明还涉及执行本发明方法的计算机程序。

附图说明

现在通过非限制性的实例并且参考附图描述实现本发明的系统，附图中：

图1-3是根据“成圆盘”布局所显示的说明性对象的视图的实例；

图4-6是根据“成直线”布局所显示的说明性对象的视图的实例；

图7和8是根据“交替成直线”布局所显示的说明性对象的视图的实例；

图9-11是从上面观察的根据“成圆盘”布局所显示的有关公寓对象的视图的实例；

图12是根据如在图1-3中的相同布局所显示的有关公寓对象的视图的实例；

图13-15是根据如在图4-6中的相同布局所显示的有关公寓对象的视图的实例；

图16是根据如在图7-8中的相同布局所显示的有关公寓对象的视图的实例；

图17是用于执行本发明的软件体系结构的示意图；

图18是用于执行本发明的建立3D表示法的过程的流程图；

图19是适于执行本发明的客户工作站体系结构的示意图；

图20是适于执行本发明的网络体系结构的示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种PLM系统，包括数据库，所述数据库存储对象、优选为3D对象和所述对象之间关系。PLM系统提供一种图形用户接口，其适于向用户显示所存储的对象的分层结构的图形表示法。图形用户接口适于在用户选择所显示的对象时显示与所选对象有关的对象。在分层结构中给定层级处，所显示的对象根据各自的权重分布。所显示对象的权重取决于它在分层结构中的子节点的数目，子节点在所述的图形表示法中显示。本发明使得可以在PLM系统的数据库中导航，所述数据库通过互相联系的数据存储特别复杂的建模对象。通过上述权重相关性原理，解决方案还允许用户通过有组织的数据以及对象之间的关系理解它的进展，并且这可以以简单且直观的方式实现。

关于用在PLM解决方案中的数据库：如本领域中的一般技术人员已知的，这样的数据库包括一组数据，以及在这组数据之间的关系。为了加速数据库内的搜索，关系经常被索引。从文件的观点看，关系数据库不是由单个文件构成而是使用用于存储各种数据和关系的复杂文件系统。通过“存储对象的数据库”，应该理解的是数据库中的一些数据代表建模对象。这些对象能够是产品或部件的建模对象，或者是诸如包括各种步骤的制造过程、诸如用于执行制造步骤的机器入的资源等的对象。在PLM的解决方案中，例如用于建模对象的一组数据将包括：

-部件号码；

-有关产品或建模对象的制造或达成信息；

-产品所引用的图面或CAD文件；

-版本化数据(设计迭代的历史，发布版本的历史)；

-配置数据(以研究对象的各种配置)。

PLM解决方案中的关系特别地包括“由…组成”的关系。该关系使得创建产品的簇或子组件(subassemblies)是可能的。

关系还可以包括“用于”的关系，也称为“用于其中”关系，它代表其中使用给定产品的所有子组件。关系同样包括“与…接触”的关系，它允许用户管理数据库中的各种产品之间的接触。关系还可以包括“与…不匹配”的关系，它表示各种数据描述彼此重叠或冲突的对象。这有助于找到设计问题。关系还可以包括部件相关性；当一个部件由另一个制成时(其作为“相关的设计”是已知的)，该关系代表影响图表。最后可以存在代表各种数据的属性的关系；这些属性可以包括PLM解决方案中常用属性，例如形成对象的材料、对象的来源(提供者、制造者等)等。

关于分层结构的概念：严格说来，分层结构与有根树结构相同，即除了一个之外每个元件都具有单个前趋。但是，这里应该以更加宽松的方式理解该术语，以便包括任何部分有序的系统或紊乱的分层结构。紊乱的分层结构是继承图表，即一个对象可能属于多个组或超集。特别地，各种用户可选的关系使得一个对象能属于不同组或者以更近的关系具有多个父类。

图1-3是根据本发明实施例所显示的说明性对象的视图的实例。

参考图1，GUI 100适于向用户显示对象的图形表示法，该图形表示法由代表存储在数据库中的这样对象的数据表示。GUI 100还适于显示所存储对象的分层结构的图形表示法。

本发明可以使用户通过显示数据的表示法，优选3D表示法经过GUI在代表对象的数据中导航。用户例如可以根据存储在数据库中的各种关系选择所显示的数据。

为此，用户例如可以选择第一数据和第一关系。这可以通过使用可以在GUI 100中显示的树实现。用户还可以通过另一类用户接口选择第一数据，例如通过输入第一数据的识别信息，通过在列表中选择第一数据，或者类似的方式。可以通过任何一种用户接口，例如组合框，图标，专用命令或右键点击选择关系。注意，除非另有说明，这也适用于将在下文提到的其它类型的用户选择。

响应第一数据和第一关系的选择，系统经过GUI显示对象的表示法。在这种情况下，所显示的对象实际上是数据库中依据第一关系与第一数据有关的第二数据表示的对象。为此，系统使用数据库的有关特性用于在数据库中选择依据第一关系与第一对象有关的所有数据。一旦第二数据被识别，则显示这些第二数据所表示的建模对象。

在图1中提到的说明性例子中，用户例如可以选择给定的第一对象(未在图1中显示)，其由一组圆筒和“由…组成”的关系构成。在这种情况下，为了构成所选第一对象的所有数据(部件或产品)，PLM系统搜索数据库。因此，PLM系统经过GUI显示通过上述关系与第一对象200有关的第二对象204-210。第一对象200，例如在图1以及图2和3的例子中的圆筒组是仅用于说明的目的示例性对象。建模对象包括第二对象204-210，它们由叠加的同心圆筒组构成。

可以从在GUI 100中提供的工具栏中(例如从工具栏140中)选择关系，例如“由…组成”。

可以展望用户可选的几种类型的布局。现在简要地描述布局的例子；它们将参考图4-16详细地描述。布局可以是对象的常用3D表示法，例如装配好的；这可以被称为“原地(in-place)”布局。不同的第二对象还可以在分解透视图中分开；布局可以沿给定的直线扩张(或分解)，直线的方向可以由用户选择；这可以被称为“成直线”或者“直线”布局。布局还可以沿给定点一例如，所表示的组件或部件的形心，或者所表示的组件或部件的中心的方向分解。这样的布局使用户更容易识别并选择不同的第二对象。另一种可能的布局是各种对象的缩图布局。例如可以使用对象的3D缩图表示法的2D布局。

如在图1的例子中，第二对象204-210可以显示为分布在圆盘或圆环202上一以便获得“成圆盘”或圆环布局；这样的布局便于理解模型，有助于用户理解透视图并且还便于选择另外的数据。圆盘可以看作所显示的对象之间的关系的图形表示法。该圆盘202还联系着属于相同第一层级的对象(根据先前所选的关系)。让我们称它为“层级1”。

如果有必要，布局特别是圆盘202可以动画显示。因此，当用户改变布局或者选择给定的布局时，各种对象逐渐地移动。例如，部件204-210可以与圆盘202一起绕虚拟的圆盘轴线旋转。这有助于理解各种对象的位置并且观察所述对象。

显示给用户的布局类型可以是预置的或者由用户选择的。一个有利的解决方案允许用户设置用于所有显示的视图的默认类型。当给定的布局被显示时，可以允许用户将布局的默认类型改变为另一种类型。

布局的选择例如可以这样操作：首先右键点击对象，从而出现下拉列表，然后在列表中选择希望的字段。

优选地，一旦一种关系和布局被用户选择，相同的布局将默认地应用于该关系。当另一种类型关系被选择时，可以选择另一个布局，该布局将应用于新的所选关系。

另外，如果必要的话，每个对象(部件或产品)的3D表示法可以预先计算。这减少了计算时间。预先计算3D表示法至少对于在数据库中将被重复使用的一些表示法是可以的。这例如可以是子组件的3D表示法的情况。这样的预先计算的表示法可以被快速计算并且存储用于系统的获取。如果要显示给定的3D表示法，将首先在已经存储的表示法中搜索它；如果要显示的表示法不存在，那么将计算它。

还是参考图1，示例性的GUI 100可以是类似典型的CAD接口，其具有标准菜单栏110、120，以及底部工具栏140和侧面工具栏150。这种菜单栏和工具栏包含一组用户可选图标，每个图标与一个或多个操作或功能有关，如本领域中所已知。

这些图标150中的一些与软件工具有关，适于编辑和/或表示所显示的对象。所述软件工具可以组合成工作台。另外，每个工作台包括不同子集的软件工具。

GUI还可以示出各种类型的图形工具，例如图形工具130，其可以由用户操纵以灵活进行对象200的3D定向。

注意，由附图标记100、110、120、130、140、150、200所表示的元件同样在图2-16中示出；在参考这些附图时它们将不再描述。

现在参考图2，用户可以选择所显示的第二对象204、206、208、210中的一个和第二关系。第二关系可以与第一关系相同，其例如可以是默认的选择。第二关系同样可以不同于第一关系。第二用户的选择因此可以相似于第一选择；但是，在第二选择中，选择可以直接显示在给用户的表示法上执行。

为此，用户可以在操作中选择对象210，例如通过用鼠标点击它或者仅仅通过用鼠标指针在它上面经过或者，还可以通过从菜单栏或者弹出图标中选择合适的命令来选择它。显而易见可以使用其他选择方法。

然后，通过所选第二关系与所选第二对象有关的第三对象被PLM系统搜索并且识别。第三对象的表示法210根据所选布局呈现给用户。优选地，该布局默认与前面的相同，尽管它也可以在任何时刻被用户改变。

注意，图1和2中的附图标记210都属于同一个所选第二对象210，即同心圆筒组。但是，在图2中，与图1相比，所选第二对象的图形表示法已经改变为该对象210的分解图。更具体地，虽然对象210可以被看作为在图1中叠加的同心圆筒组，但在图2中它被表示为分布在圆盘或圆环212上的同心圆筒组。换言之，图2中的所选第二对象210的表示法包括它的子节点，即第三对象213、214、216、218、220。

圆盘212因此代表第二层级(让我们称之为“层级2”)，其中所选的第二对象210被分解。根据所选第二关系、即在该例子中的“由…组成”的关系，层级2图表地联系着与父类对象210有关的第三对象213、214、216、218、220。

更一般地，为了阐明这种情况，让我们注意：

-层级1是其中所选第一对象被分解成第二对象的地方；

-层级2是其中所选第二对象被分解成第三对象的地方；

-等等。

参考图1或图2，应该明白的是对象204-210根据各自的权重分布在大圆盘上。所显示的对象204-210的权重取决于所述对象204-210在分层结构中的子节点数目，子节点在图形表示法中显示。特别地，在图1中，由于对象204-210没有子节点显示，所以相同的权重分配给这些对象204-210。

参考图2，当用户选择时，对象210被显示为一组它的子节点；根据所显示的子节点213、214、216、218、220的数目，分配给对象210的权重增加了。因此，为对象210提供的空间比为其余对象204、206、208提供的多。因此，由于其余对象204、206、208没有子节点在图形表示法中显示，所以其余对象204、206、208根据相同的、但小于对象210的权重分布在大圆盘202上。

注意，图2中的大圆环202的尺寸与图1中的相比优选地增加，同时圆筒的比例保持相同。这应该被看作简单地集中在对象210的新的表示法上，保留圆筒204、206、208的分布已经被改变。

较小的圆盘212(让我们称之为“中间盘”，考虑到下面的步骤)联系着层级2的对象；这样，它代表所选的第二关系。值得指出的是，找到和显示与所选第二对象有关的第三对象增进了第二和第一对象之间的分层结构。为此，两个圆盘202、212的交叉部分限定了代表分层结构中所显示的对象210和它所显示的子节点213、214、216、218、220的分层结构的线索(cue)。图2的视图向用户提供了所显示的对象之间的各种关系的直接理解。用户从下面的事实中受益：所选关系在显示给用户的布局上图形地表示。

转到图3，可以引导用户选择另一对象220和关系，即在这个例子中“由…组成”的关系。实际上，由于该关系被默认地提供，所以它不必需要选择。从图2开始，对象 220的选择将该对象的表示法切换为图3中所示，即对象220的子节点224、226、228、230的“成圆盘”的视图。所述子节点，例如第四对象由不同尺寸和颜色的圆筒组成。同样，子节点对象224、226、228、230设在代表层级3的较小圆盘222上，这提供了与上述对于层级2和1的那些优点相似的优点。

根据本发明，层级1和2的对象204、206、208和对象213、214、216、218分别根据依据所显示的子节点的各自权重重新分布。更具体地，由于对象220与对象213、214、216、218相比具有显示的子节点，所以给对象220提供的空间比给对象213、214、216、218提供的空间多。同时，由于总体上给对象提供了更大的空间，所以对象213、214、216、218优选地在较大的圆盘212(与图2中的圆盘212的表示法相比)上重新分布。

同样地，在图3的表示法中留给对象210的空间多于留给对象204、206、208的空间。优选地，圆盘202变得更大以便允许对象204、206、208的重新分布。

如必要的话，对所有层级的所有对象的比例保持不变。

本发明使得可以在相互联系的数据之间的导航。通过对象的权重与所显示的子节点的相关性，解决方案还允许用户以简单且直观的方式理解对象之间的关系。同时，导航期间用户的进展是可见的，同时允许用户保持总览所有访问的数据。

然而，当所显示的对象或层级变得临界时，如必要的话，可以对所显示的对象进行缩小。这个能够在用户作用下或者基于诸如所显示的层级或对象的数目的各种可能的参数自动地触发而实现。

还可以使圆盘在用户作用下独立地旋转，以便允许更好地理解各种关系。

而且，如图3所示，可以在所显示的对象的附近或者之内嵌入图形索引，以便容易理解对象的几何情况以及对象之间的几何关系。

另外，用户总是有机会通过倒塌层级而返回。他或者她例如可以选择圆盘222并且选定“倒塌”选项(例如右键点击可以显示多个选项)以返回到图2的状态。

接着，图4-6是根据直线布局所显示的说明性对象的视图的实例。参考这些附图，用户可以可选地选择“成直线”布局，以便使布局沿给定的直线扩张或分解，给定直线的方向可以由用户选择。与图1-3相比，遵照相似的机制，层级1处的相同对象204、206、208、210，层级2处的子节点对象213、214、216、218、220和层级3处的亚子节点对象224、226、228、230相继显示。但是，与“成圆盘”的布局相比，各种对象现在相继显示在直线或者带202、212和然后222上。

如图4、5和6中提供的例子，直线或者带202、212和222可以例如通过细线或者不同的颜色图形地分开，以便指明层级区分。

图7和8是根据“交替成直线”布局所显示的说明性对象的视图的实例。

由于可以由用户定向带，用户可以在操作中达到交替的“成直线”布局，如图7和8所示，现在将说明这个。这样，第一层级1沿第一方向(例如在图4的带202的方向)图形地表示，而第二层级2可以沿垂直于第一方向的第二方向，例如在图7的带212上表示。所显示的对象的紧凑性因此增加了，同时允许用户得到在对象之间的关系的清楚画面。在第三层级3处(图8)，子节点对象可以沿平行但偏移于第一方向的第三方向表示。交替成直线表示法允许用户更好地理解层级区分。

注意，可以将这种交替“成直线”布局作为用户可选的基本布局类型，从而带在每层级处自动地交替。

另外，如图所示，相同层级的每个对象保留在它的带上以及它的父节点的带上，以便容易理解分层结构。例如，图8的对象228放置在带222、212和202上，使得更容易理解所述对象228是对象220的部分，对象210的自身部分。

图9-11是从上面观察的根据“成圆盘”布局所显示的有关公寓的对象的视图的实例。

参考图9，用户可以选择第一数据，例如与公寓有关的(第一对象)数据和这里“由…组成”的关系。注意，仅仅为了方便理解才使用这种类型的关系；本领域的一般技术人员应该明白，也可以使用其他类型的关系，例如上述那些关系。再者，PLM系统通过所选关系提供与第一数据有关的第二数据。它被显示为各种零件的图形表示法。在图9的例子中，第二数据代表与公寓有关的第二对象，所述公寓在代表第一层级(或层级1)的圆盘202上分解。这些对象是墙201、第一房间203、走廊204、门厅205，盥洗室206、配膳室207、起居室209和厨房210。

即使布局是从上面的视图，这些“对象”优选地使用微小的透视图表示以便容易理解对象。

转到图10，用户可以选择给定的第二对象，例如厨房210，因此它在第二圆盘212上层级2处分解。来自厨房的第三对象子节点例如是电冰箱214或者带有水槽设备的橱柜220。如在图1-3中，所显示的对象根据各自的权重重新分布；该权重取决于所显示的分层结构中所述对象的子节点的数目。即，与层级1的其他对象相比，以相同给定的比例，给分解的厨房210提供更多的空间。同时，第一圆盘202变得更大，允许其他对象的重新分布，如上所强调的。

接着，参考图11，用户然后可以选择特定的第三对象，例如橱柜220，从而它在新的圆盘222上分解。包括例如在图11中可见的柜顶和双重水槽230 的子节点(第四对象)形成层级3。对象的重新分布基本上以与上述相同的方式发生。在这里因此也提供与参考图1-3所述的那些优点相似的优点。

图12是根据如图1-3中的相同布局所显示的有关公寓的对象的视图的实例。

作为“从上面观察”的可选方式，用户可以选择带有与图1-3的透视图近似的透视图的“成圆盘”布局。这在图12中是示例性的，表示和图11中相同的元件。

图13-15是根据如图4-6中的相同布局所显示的有关公寓的对象的视图的实例。

用户也可以选定“成直线”布局，如图13-15所示，从而提供与参考图4-6所述的那些优点相似的优点。注意，图13-15的例子示出选择起居室209，在图14中示出起居室的分解图，并且然后选择沙发290，其在图15中分解，和在图9-11中的先前选择的厨房形成对比。

图16是根据如图7-8的相同布局所显示的有关公寓的对象的视图的实例。

参考该图，用户还可以选定组成或者选择交替“成直线”布局，以便受益于参考图7和8所述的相应的优点。

关于有关公寓的对象的例子，应该明白查询经过数据存储在PLM数据库中的各种关系是多么有用。用户例如可以选择“由…提供”或者“由…制造”等关系，以便清楚地认识对象能够从哪里获得。

就此，由于对象间的各种可能用到的关系使它们非常难于被用户理解，本发明可以以结构化的方式在非直接的关系中导航，。

还可以以下面的方式实现本发明：即由GUI显示的对象具有取决于它们各自权重的渲染尺寸，以便渲染透视效果，例如与首先显示的对象相比，有效地给最后显示的对象更大的尺寸。

根据本发明的实施例，所显示对象的权重取决于所述对象在分层结构中的子节点的尺寸，子节点在所述图形表示法中显示。

在另一实施例中，图形用户接口适于当用户选择所显示的对象时从所显示对象的第一表示法变化为与所显示的对象有关的对象的表示法。

在又一实施例中，显示在层级中的对象的数目是用户可调节的，即不需要显示所有的对象。例如如果一个对象根据所选的关系包括许多子类，这就可能发生。

所以，在本发明的一个实施例中，提供了用于将一些对象隐藏在相同层级中的方法。例如，具有隧道结构的图形对象可以横过表示层级的带或者圆盘显示，并且当用户使所述带平移或者所述圆盘绕它的轴线旋转时隐藏的对象可以出现。

所述图形方法的存在与否能够让用户知道在该层级中是否存在比所显示的那些更多的对象。

此外，本发明还可以另外加到现有数据库系统，诸如PLM解决方案上执行。参考图17-20，现在公开本发明可能的实现方式。

图17是可用于执行本发明的软件体系结构的示意图；它示出单个客户端，数据库服务器560和拱顶(vault)服务器。客户端包括导航引擎500，其管理用户接口并且控制组件520、580和640。导航引擎使用户可以选择对象、关系、以及如果可用到，布局的类型或者用于显示对象的视图。另外，导航引擎可以提供PLM系统中可用到的常用类型的查询。

图17还示出查询引擎520、数据库客户端540和数据库服务器560。查询引擎520由导航引擎500控制；它依据用户的命令创建数据库语句并且将数据库语句传送到数据库客户端540。查询引擎520还管理从数据库客户端540接收到的查询结果。

数据库客户端540适于管理数据库服务器连接。它接收来自查询引擎520的查询并且向数据库服务器560传送这些查询。它接收来自数据库服务器560的查询结果并且将这些结果传送给查询引擎520。

数据库服务器560接收来自诸如客户端540的多个数据库客户端查询，并且服务这些查询。数据库服务器通常是关系数据库并且通过可从IBM获得的基于DB2的或者从Oracle获得的解决方案实现。数据库还可以是对象或者XML数据库，或者访问数据库的应用程序服务器。所述的应用程序服务器还可以提供用于高级查询(接近查询、空间查询…)的(迅速或者异步)处理。

除在导航引擎500中用户可用到的附加的图形导航功能之外，组件520、540和560不需要与本领域的这种关系数据库，如在PLM解决方案中使用的那些数据库不同。因此，不再详细地描述这些组件。

图17还示出vault服务器620，用于存储和提供包含在数据库中的对象的表示法；换言之，vault服务器用作表示法的储存库。vault服务器620可以是文件数据库，从而表示法能够被存储在各种文件中。它也可以使用数据库服务器来实现，使用例如“blob”(二进制语言对象)存储。它也可以使用代理和/或缓存技术。存储在vault服务器中的对象的表示法可以存在各种格式，例如边界框、多边形、位图图片、向量图片，子划分或者更多在本领域中已知的更多任何常用格式。如下所述，为了允许增加表示法的递增加载，优选地在vault服务器中存储各种格式。

Vault服务器通过vault客户端600寻址。vault客户端使客户可以寻址vault服务器用于检索对象的表示法。图17还示出表示法加载程序580。表示法加载程序580通过vault客户端600查询vault服务器620，用于获得要显示给用户的对象的表示法。另外，当收到来自vault客户端600的表示法时，表示法的加载程序580管理表示法的递增加载。

可视化引擎640管理显示给用户的表示法。它寻址显示驱动程序660，显示器驱动程序管理显示硬件(大多数情况下为图形卡)。为了在显示硬件上显示表示法，可以通过OpenCL驱动程序或者使用Microsoft Direct 3D或者DirectX使用加速硬件。

图18是根据本发明用于创建显示的过程的流程图。该过程使用图17表示的软件体系结构。在步骤700-780中，响应第一数据和第一关系的选择，系统显示对象的3D表示法。在步骤800中，用户选择对象和关系。然后，如所述，图18的过程循环到用于创建要向用户显示的新视图的步骤720。

更具体地，在步骤700中，创建查询并且选择布局类型。这可以如上所述进行。通过图17的导航引擎500的用户接口允许选择查询和布局类型。布局类型可以是参考图1-16所示出的视图的各种类型中的一种。

在步骤720中，为了获得与在步骤700中所创建的查询匹配的对象的属性，数据库被查询。在图17的体系结构中，该步骤可以通过导航引擎500、查询引擎520、数据库客户端540和数据库服务器560执行。作为步骤720的结果，提供需要被显示的对象的一组属性。

在步骤740中，为了获得需要被显示的对象的各种表示法，查询vault服务器。在图17的体系结构中，该步骤可以通过导航引擎500、表示法的加载程序580、vault客户端600和vault服务器620执行。作为步骤740的结果，提供对应于所选布局中要被显示的各种对象的一组表示法。

在步骤760中，根据所选的布局和根据从数据库服务器检索到的信息，在3D空间中布置表示法。在图17的体系结构中，该步骤可以通过导航引擎500和可视化引擎640执行。在步骤780中，通过显示驱动器660向用户渲染布置好的表示法。

然后过程可以循环经过步骤740、760和780，用于递增加载表示法，从小且差的格式到大且丰富的格式。例如，在加载对象的多边形表示法之前，可以首先加载对象的边界框表示法。也能够依次显示表示法。这使得可以向用户提供对象的几乎直接的表示法；即使该表示法可以首先具有非常差的质量，表示法随着时间流逝而改善。最后提供给用户具有较高质量的更全面的表示法，而不必为该表示法等待长时间。可以通过使用多线程或者异步的输入/输出以后台任务的方式加载表示法。这些解决方案可以给数据库查询更高的优先权，使得在数据库中导航不阻碍用户在数据库中的工作。

当最好和更丰富的表示法被加载并且向用户显示时，经过步骤740、760和780的循环可以停止。

另外，当用户选择所显示的对象中的一个和关系时经过这些步骤的循环可以停止；该步骤在图18中用标记800表示。过程然后循环回到步骤720，在这里数据库服务器又被查询。

图18的过程和图17的体系结构使用vault服务器，在其中存储有数据的各种预先计算的表示法。

图19和20是适于执行本发明的客户和网络硬件结构的示意图。图19示出客户端工作站。工作站包括中央处理器(CPU)900，随机存取存储器(RAM)920和用于允许访问随机存取存储器的工作站内部通信总线940。工作站还设有图形处理器(GPU)960，其带有视频随机存取存储器980。磁盘控制器1000管理对诸如硬磁盘机1020的大容量存储器的访问。网络适配器1040管理对网络1060的访问。

在操作中，图17的各种客户端组件是在CPU 900中执行的程序。网络适配器1040被vault客户端600使用以访问在网络1060上的vault服务器620并且还被数据库客户端540使用以访问在网络1060上的数据库服务器560。磁盘控制器1000可以被vault客户端使用以在本地的大容量存储器1020上建立表示法的缓存；这改善经常使用的表示法的性能。显示驱动器660向视频RAM980提供表示法的布局；这些通过GPU 960来显示。

查询引擎520处理查询并且将结果存在RAM 920中。表示法的加载程序580在RAM 920中处理和存储表示法的工作格式。存储的表示法被显示驱动器660使用如参考步骤760所解释的并且被送到显示驱动器660。

图20是适合于执行本发明的网络结构的示意图；图20的结构适合于允许各种用户通过能提供表示法的通常可访问的数据库的共同的vault服务器并且由于共同的数据库服务器导航。在图20的例子中，两个局域网1100和1120连接到宽域网1140中。图20示出数据库1160和主vault 1180，其在WAN 1140中示出，用于从LAN 1100和1120中访问。第一LAN 1100包括两个客户端1200和1220，以及代理vault 1240。第二LAN 1120也包括两个客户端1260和1280，以及代理vault 1300。主vault1 180被复制到每个代理vault 1240、1300中以优化WAN带宽的使用。

在运行中，在LAN 1100和1120中一个的客户端通过WAN 1140访问数据库1160。第一LAN 1100的客户端1200和1220为了取得表示法访问代理vault 1240，而第二LAN 1120的客户端1260和1280为了取得表示法访问代理vault 1300。该示例性的操作表示对数据库1160查询-这大部分是文本查询，如参考PLM解决方案在上面所述的-可以被存在WAN中。WAN因此具有足够的带宽用于服务对数据库1160的请求。由于数据库1160可以被客户端中的任何一个进行更新，图20的解决方案比在各种数据库代理中管理数据更新更简单。图20的操作优化WAN带宽的使用，通过将vault服务器1180复制到代理vault 1240和1300中。这是有利的，由于数据的表示法通常具有比数据库信息更大的数量；另外，与数据库信息相反，表示法被预先计算并且不必被更新。

本发明不限于参考附图所述优选实施例。特别地，使用单词“第一”，“第二”和“第三”数据或者关系为了方便清楚地说明但并不表示对数据和关系的任何实际限制。

在图1-16中提供视图的实例。可以使用其他的布局实例。图17、19和20建议优选的结构；也可以使用其他软件或硬件解决方案。

Claims (15)

1.一种产品生命周期管理系统，包括：

-数据库，存储建模对象和所述对象之间的关系；

-图形用户接口，适于向用户显示所存储对象的分层结构的图形表示法；

其中：图形用户接口适于在用户选择显示的对象时显示与所选对象有关的对象；

在分层结构的给定的层级处，所显示的对象根据各自的权重分布；并且

所显示的对象的权重取决于所述对象在分层结构中的子节点数目，所述子节点显示在所述图形表示法中。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，图形用户接口适于显示代表所显示的对象的分层结构以及该分层结构中所述对象的子节点的图形线索，所述子节点在所述图形表示法中显示。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所显示的对象具有取决于它们各自权重的渲染尺寸。

4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所显示的对象的权重取决于所述对象在分层结构中的子节点尺寸，所述子节点在所述图形表示法中显示。

5.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，图形用户接口适于通过对所有对象使用唯一的比例来显示对象。

6.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，图形用户接口适于显示对象的3D表示法。

7.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，图形用户接口适于在用户选择显示的对象时从所显示的对象的第一表示法变化为与所显示的对象有关的对象的表示法。

8.一种用于在产品生命周期管理系统的数据库中导航的方法，所述数据库存储建模对象以及所述对象之间的关系，所述产品生命周期管理系统包括适于向用户显示所存储的对象的分层结构的图形表示法的图形用户接口，所述方法包括以下步骤：

-选择第一对象和第一关系；

-在分层结构中找到所述对象的子节点，所述子节点包括根据第一关系与第一对象有关的第二对象；

-显示包括第二对象的第一对象的表示法；

-选择所显示的第二对象中的一个和第二关系；

-找到所选第二对象的子节点，所述子节点包括通过第二关系与所选第二对象有关的第三对象；

-显示包括第二对象和第三对象的第一对象的表示法；

其中：

-所显示的对象根据各自的权重分布；并且

-对象的权重取决于所述对象在分层结构中的子节点数目，所述子节点在所述图形表示法中显示。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，对象被显示为3D对象。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，选择第一对象和第一关系的步骤包括选择第一布局，并且第二对象的表示法是在第一布局中的表示法。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，选择所显示的对象中的一个和第二关系的步骤包括选择第二布局，并且第三对象的表示法是在第二布局中的表示法。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述布局选自：

-直线布局，且对象通过沿直线分解的透视图表示；

-原地布局；

-圆形布局，且对象通过分布在圆盘上的分解透视图表示；

-3D微缩表示法的2D布局。

13.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，布局是动画的。

14.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述关系包括下列关系中的至少两个：

-“由…组成”的关系，

-“用于其中”的关系，

-“和…接触”的关系；

-“与…不匹配”的关系；

-“与…冲突”的关系。

15.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括计算并且存储对象的3D表示法的步骤。

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