CN100547596C

CN100547596C - 带有用户交互图形工具的产品编辑和仿真数据库系统

Info

Publication number: CN100547596C
Application number: CNB2005101361756A
Authority: CN
Inventors: 贝尔纳·夏尔; 阿诺·农克莱尔; 弗朗索瓦·佩鲁
Original assignee: Dassault Systemes of America Corp
Current assignee: Dassault Systemes of America Corp
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2025-12-20
Also published as: CN1794245A; EP1672549A1; KR100921357B1; JP4875359B2; JP2006178990A; US20060212821A1; CA2531115A1; KR20060070463A

Abstract

本发明涉及一种产品编辑和仿真系统，包括具有与建模的对象相关的数据的存储系统。该产品编辑和仿真系统具有图形用户接口，图形用户接口具有包括适于编辑建模对象的子集特征的多个软件工具的编辑工作台。编辑工作台适于在图形用户接口中显示用户交互图形工具。图形工具适于在用户作用下根据未包含在子集中的特征触发建模对象的仿真，该仿真使用在存储系统中查询的结果。

Description

带有用户交互图形工具的产品编辑和仿真数据库系统

技术领域

本发明涉及计算机程序和系统的领域，更具体地涉及产品生命周期管理数据库系统，该系统包括由表示建模对象的数据构成的数据库。

背景技术

计算机辅助技术包括计算机辅助设计或CAD，其涉及用于进行产品设计的软件解决方案。类似地，CAE是计算机辅助工程的首字母缩写，例如它涉及用于仿真远景产品的物理特性的软件解决方案。CAM代表计算机辅助制造并且通常包括用于限定制造过程和操作的软件解决方案。

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。

在计算机辅助技术中，图形用户接口(GUI)在技术效率上扮演重要角色。

同样已知产品生命周期管理(PLM)解决方案，其指的是一种商业策略，在扩展型企业中，它能帮助企业共享产品数据，统一工作流程，充分利用企业知识来进行产品从概念设计到它们生命周期结束的开发。通过包括所有参与者(企业各部门、商业伙伴、供应商、原始设备制造厂家(OEM)及客户)，PLM允许整个网络以单个统一体操作，以进行产品以及过程的概念化、设计、建造和支持。

例如，一些PLM解决方案可以通过建立数字实体模型(产品的3D图形模型)来设计和开发产品。例如，数字产品首先通过使用适当的应用程序来限定和建模。然后可以对精益生产过程进行限定和建模。

由Dassault Systemes提供的PLM解决方案(以CATIA、ENOVIA和DELMIA为商标)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。

包括产品配置、过程知识和资源信息的产品生命周期信息通常倾向于以协同的方式编辑。

为此，能将协同工作区限定为互联环境，其中产品生命周期中的所有参与者(设计人员、市场人员、销售人员、制造人员、OEM、供应商和客户)可以彼此访问彼此的“在职(In-work)”设计并与之交互，从而加强在3D环境中的交换、直接使用、仿真和验证过程的通讯交流。

产品数据管理(PDM)系统指的是用于控制进入和管理所有产品限定数据，包括生产过程的工具。这可以通过维持产品信息(或中间数据)获得。

PDM解决方案，例如以ENOVIA为商标的软件可以自动地捕捉和管理产品信息，并且有助于在整个企业和价值链中的合作。

它还可以通过在组织和它的供应链中自动化和跟踪标准的工作流程，推进效率和责任并且促进标准相符来整合人员和流程。

例如，用户可能希望知道产品，例如制动踏板用在哪儿，即它被嵌入在哪些其它的模型中。标准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。用在PDM中的数据库能使查询基于部件或产品之间的各类关系进行，并且数据库的导航范围是可能的最宽。实际上，用户能够触及所有部件、产品或组件。

然而，数据库通常不允许用户简单地导航，原因是数据没有图形表示法。数据由文件名或类型标识，并且那些名字没有足够相关到可以精确地识别用户正在寻找的项目。

为了全面起见，通常将数据库限定为数据或信息的汇集，其被组织用于特别通过计算机快速查找和检索到。数据库的结构被构成以便容易存储、检索、修改以及删除与各种数据处理操作相关的数据。数据库包括能被分成记录的文件或一组文件，每个记录由包括一个或多个字段。字段是数据存储的基本单元。用户主要通过查询检索数据库信息。使用关键字和分类命令，用户可以快速查找，重新排序，分组和选择多个记录中的字段，以便根据正在使用的数据库管理系统的规则检索到或创建数据的特定集合上的报告。

在设计的各种常规的步骤中，用户必须进行各种仿真以便检查他的工作的一致性。例如用户能够模拟：

-所设计对象的运动学操作，

-各种部件的组合(以检查所述部件的配合或冲突)，

-过程的一些制造步骤，

-一个或多个部件的各种配置或设计迭代，

-约束分析等。

所述仿真可以在各种建模对象上进行。建模对象可以是用户希望编辑和浏览的产品、产品部件或部件的组合、诸如单元中的机器人的资源，诸如制造过程的包括几个步骤的过程。

利用已知的解决方案，希望例如启动建模对象的仿真的设计者必须保存相应的数据文件、退出当前的应用程序窗口(例如通过最小化所述窗口)、启动用于执行希望类型的仿真的新应用程序窗口、并且如果需要，启动用于执行另一类型仿真的另一应用程序。依据要进行的仿真的特性，用户必须在几个应用程序或在一个应用程序中的几组软件工具(例如软件工具的多个工作台)之间导航。一旦仿真已经执行了，用户必须回到编辑工作台或者应用程序中，用于继续对建模对象工作，这些工作可能对仿真的结果有益。假设在设计领域中仿真的重要型日益增加，应该明白这样的步骤既耗费时间又耗费资源；它们还可能导致错误。另外，用户必须熟练地处理所有各种仿真应用程序，这妨碍他集中精力在他自己的工作上。

发明内容

因此需要在设计方法方面更加优化的产品编辑和仿真系统，例如当仿真触发时希望避开上述不希望的步骤。

为此，本发明提供一种产品编辑和仿真系统，包括：存储系统，具有与建模对象相关的数据；图形用户接口，具有编辑工作台，编辑工作台包括适于编辑建模对象的子集特征的多个软件工具；其中：编辑工作台适于在图形用户接口中显示用户交互图形工具，图形工具适于在用户作用下根据未包含在子集中的特征触发建模对象的仿真，该仿真使用在存储系统中查询的结果。

在其它的实施例中，本发明可以包括下列特征中的一个或多个：

-图形工具适于在用户作用下在利用建模对象更新存储系统之前触发建模对象的仿真；

-用户交互图形工具适于触发建模对象的操作的仿真；

-用户交互图形工具适于根据产品生命周期特征触发建模对象的仿真；

-产品生命周期特征包括建模对象的设计迭代和成熟度等级；

-用户交互图形工具适于根据配置特征触发建模对象的仿真；

-用户交互图形工具适于根据电特性、化学特性或物理特性触发建模对象的仿真；

-本发明的产品编辑和仿真系统还包括计算机网络，计算机网络和存储系统如此配置以便允许用户从任何一台计算机中共同编辑建模对象；

-建模对象包括产品、产品部件、组件、资源、过程；

-建模对象是产品，并且用户交互图形工具适于触发所编辑产品的同步化状态的仿真，所编辑产品包括第一用户编辑的第一产品部件和第二用户编辑的第二产品部件；

-用户交互图形工具适于在用户作用下显示包含在存储系统中的建模对象的属性；

-用户交互图形工具适于根据颜色编码利用相应属性显示一个或多个对象的表示法；

-对象的属性涉及锁定/未锁定状态；

-锁定/未锁定状态包括对象的引用(reference)的锁定/未锁定状态，对象的实例的锁定/未锁定状态和/或对象的三维表示法的锁定/未锁定状态；

-用户交互图形工具适于在用户作用下显示对象的修改状态；

-显示修改状态包括下列中的一个或多个：

在用户当前的对话中被用户修改的部件的标识；

能被用户修改的部件的标识；

在当前的对话中不能被用户修改的部件的标识；

-用户交互图形工具适于在用户作用下显示下列中的一个或多个表示法：

对象名字的表示法，名字属于对象的属性；

根据包含在对象属性中的标准的对象的成熟度等级的表示法；对象版本标识符的表示法，版本标识符属于对象的属性；

对象的有效性标识符的表示法，有效性标识符属于对象的属性；

-用户交互图形工具适于在用户作用下显示联系的状态的表示法，所述联系指向对象的部件或者从其指出；

-联系的状态包括更新/未更新状态；

-所述用户交互图形工具为拖动或者拖放工具；并且图形工具适于在将图形工具拖动到或者将图形工具拖动并放到与这个对象对应的位置上时选择具体的对象，并且显示这个对象的属性；

-图形工具适于在首先选择对象并且然后图形工具的交互区响应用户的选择时触发对象的仿真；

-图形工具适于在首先选择对象并且然后图形工具的交互区响应用户的选择时显示对象的属性；

-属性的选择修改未包含在子集中的特征；

-图形工具适于在用户选择时显示环形滚动条，所述环形滚动条适于仿真控制；

附图说明

现在参考附图描述本发明的不同的实施例，其中：

图1是图形用户接口的示例性显示，该图形用户接口示出根据本发明的实施例的诸如PLM数据库系统的的产品编辑和仿真系统的图形工具；

图2示出图1的图形工具的显示；

图3示意性示出图2的图形工具的用户交互仿真区的切换操作的例子；

图4示出当进行仿真时图1的图形工具的示例性显示；

图5示出在图1的图形用户接口中显示的建模产品的运动学仿真；

图6A和6B示出在图1的图形用户接口中显示的产品的两种仿真；

图6C示出准备用于仿真的产品的显示，且带有用于引导用户的嵌入的帮助气球；

图7是当显示产品的各种部件的锁定/未锁定状态时的示例性图形用户接口的显示；

图8是当显示部件的修改状态时的示例性图形用户接口的显示；

图9是当显示部件名字作为产品的各种部件的产品标签时的示例性图形用户接口的显示；

图10是当显示产品的各种部件的联系状态时的示例性图形用户接口的显示；

图11示出图1的图形工具的拖放操作和所示产品的部件的各种属性或状态的随后显示；和

图12是在本发明实施例中带有嵌入的图形工具的网页状示例性图形用户接口的显示。

具体实施方式

本发明提供一种产品编辑和仿真系统，包括具有与建模对象相关的数据的存储系统和图形用户接口。图形用户接口具有编辑工作台，该编辑工作台包括适于编辑建模对象的子集特征的多个软件工具。编辑工作台还适于在图形用户接口中显示用户交互图形工具。另外，图形工具适合于在用户作用下根据未包含在子集中的特征触发建模对象的仿真。该仿真使用在存储系统中查询的结果。

因此本发明的编辑和仿真系统，例如PLM数据库或文件系统允许在设计对话期间直接触发建模对象(例如产品，部件，资源，方法等)的各种仿真。例如，启动所编辑产品的操作仿真不需要上述麻烦的步骤，特别是保存数据、激活用于随后的仿真启动的新工作台或新应用程序窗口。因此在多个方面提高设计对话的效率。此外，使用在存储系统中的查询允许一致地管理与建模对象相关的数据。另外，用户不必精通仿真工作台所使用的技术领域、精确用语以及技术以便成功地进行仿真。因此，用户能够集中精力在他的设计任务上，这通过使用当前工作台能容易地进行，能在任何需要的时候从当前工作台启动仿真。

作为例子，前述的说明主要涉及产品或者产品部件的仿真，应该理解的是本发明还应用于过程或者资源。

图1是根据本发明的实施例的示例性图形用户接口的显示。

参考图1，示例性图形用户接口(或者GUI)100可以是典型的CAD接口，具有标准的菜单栏110、120，以及底部工具栏140和侧面工具栏150。这些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相关，如本领域人员所知。

这些图标中的一些与软件工具相关，适于编辑和/或表示诸如显示在GUI中的建模产品200或者产品200的部件。所述软件工具在工作台中分组。另外，每个工作台包括不同子集的软件工具。特别地，这些工作台中的一个是编辑工作台，适于编辑建模产品200的几何特征。在操作中，设计者可以例如预先选择对象200的一个部件，并且然后通过选择适当的图标开始操作(例如改变尺寸，颜色等)。例如，典型的CAD操作是模拟在屏幕上显示的3D建模对象的冲孔或者折叠。

编辑工作台还适于在图形用户接口100内显示用户交互式图形工具400。如后所述，特别参考图2，图形工具400还适于触发建模对象的仿真，例如所述对象的操作的仿真。

GUI例如可以显示与所显示产品200相关的数据250(已知为特征树)。在图1的例子中，数据250和3D图像200属于包括制动卡钳和圆盘的制动组件。数据250在GUI的左手侧以树型方式显示。GUI还可以显示其它类型的图形工具130，例如便于对象的3D定向的图形工具。

作为实施例的例子，本发明的产品编辑和仿真系统是运行在计算机网络中、配备有数据库的PLM系统。因此，根据本发明的编辑和仿真系统在下文中可以称为PLM系统。GUI 100运行在具有显示器和存储器并且还连接到计算机网络的计算机上，该计算机网络可以受益于产品数据管理(PDM)系统。PDM系统允许管理大量的可能分级相关的文件和数据。因此多个用户可以通过使用例如相似的本地应用程序和共同的环境以协同的方式处理不同的部件/产品。例如与图1中显示的由附图标记100表示的GUI类似的GUI可以运行在网络的其它计算机上。

图2示出图1的图形工具400的显示。如图2所示，图形工具400可以包括用户交互区410、420、430、440、450，它们例如可以通过简单的鼠标点击或者任何其它的点击设备来激活。图形工具的区优选地设有标志用于更容易辨认，并且被设置成使得图形工具直观且符合人体工程学。在图2的例子中，图形工具具有罗盘的一般形状(区以象限的方式设置)，使得下文中“罗盘”或“图形工具”表示相同事情。虽然这种形状在易操作性方面是优选的，但也能设置成各种其它形状。优选地，根据本发明的系统的罗盘倾向是用户友好并且直观的工具，其特别适合于提供临时信息(例如在下次点击时消失的信息)，用于贯穿设计对话引导设计者。

用户可选区可以被指定到不同类型的功能，例如部件/产品的仿真、运动学操作、生命周期、配置、同步等，并且可能显示前后以及动态信息(所有者、锁定/未锁定状态、所编辑部件的修改状态、部件/产品的联系状态、部件名等)，这将在下面说明。

图3示意性地示出图2的图形工具的用户交互仿真区的切换(toggle)操作的例子。

为了改善罗盘的易操作性和直观性，用户作用在交互区可以触发工具或者菜单，像用于改进对设计者的引导的下拉或上拉(弹出)的子菜单。这在图2或3中没有示出，但是图4显示了允许用户下拉菜单的标志区470。

在图3的例子中，点击仿真区450的“播放”标志(开始仿真)可以即时地切换到“暂停”标志(停止仿真)。图3以455示出在图2的“播放”标志450上显示的原始图标。当该标志被用户激活时，它切换到图3中460显示的“暂停”标志。同时，仿真被执行，如下所述。用户可以通过再次点击标志450来中断仿真，这时，仿真被中断并且图标将从图3的图标460切换到图3的图标455。

图4示出当执行仿真时图1的图形工具的示例性显示。

在图4的实施例中，罗盘400示出被指定给不同类型的属性或信息的四个主要用户交互区或象限。被指定给仿真的中心区450设有“播放”标志455和子菜单标志470，子菜单标志470例如为用户提供下/上拉菜单的可能，菜单具有允许用户精炼仿真特征的可选选项，例如涉及运动学、配置和生命周期仿真类型的选项。注意，菜单中的这些选项能够根据所选对象、当前工作台(限定用户的当前动作)、最后所选区，例如区410-440中的一个进行更新。罗盘还示出用户可选的(例如由鼠标指针和/或点击)包围罗盘的环形的滚动条或游标480。一旦仿真已经启动，颜色编码的范围485可以出现，以便指示进展状态(例如经过的时间)。这样的滚动条可以在选择仿真区时例如通过点击在中心区450上的“播放”455被激活并且显示，或者永久地附加到罗盘400上。可选地，启动仿真可以弹出一个更经典的播放器，例如具有如“播放”、“暂停”、“倒带”、“快进”等的标准选项的已知多媒体播放器。尽管内容本身有限，但环形滚动条的优点在于它允许不断地向后/向前仿真，这有助于设计者评价仿真。

图5示出在图1的图形用户接口中显示的建模产品的运动学仿真。

参考图5，GUI具有类似于图1的菜单和工具栏110、120、130、140、150、300；GUI还包括罗盘400。GUI 100显示产品200，产品200是用于汽车工业的建模机器人，特别地包括可旋转地安装在第二轴220上的第一轴210。

在触发仿真后，启动播放器，其允许播放所显示对象的操作的仿真，例如渲染第一轴210的旋转的运动学操作，如图5中曲线箭头225所示。这仅仅是可用到的仿真的一个类型，如下所述。

注意，虽然编辑工作台包括适于编辑建模对象的子集特征的软件工具，但是由图形工具触发的仿真使用一个或多个未包括在所述子集中的特征。换言之，所启动的仿真可以根据外部特征(例如那些未包含在上述子集的特征)看作固有特征(例如那些包含于上述子集中的特征)的值的显示或者动画。与当前的活动对象无关，外部特征不可在编辑工作台中自由地设定并且对于执行仿真是需要的。这些例如可以包括用于仿真的模型和/或参数。使这样的外部特征独立于编辑工作台为编辑和仿真系统提供了改善的易操作性。

注意，在实施例中，如果必要的话，外部特征或者这些外部特征中的至少一部分可以作为查询存储系统时返回的结果的一部分提供。固有特征通常包括产品/部件的几何特征，外部特征通常包括初速度，重力场或者初始电流。那些固有以及外部特征利用对象的状态变量来限定它的状态。因此，仿真将在对象(或“系统”)的某一状态下进行，该状态会从第一状态变换到第二状态。要被仿真的对象的初始状态可以根据用户选择的用户交互区410、420、430、440、450进行修改，如下所述。

为了触发该仿真，用户可以点击适当的区450，从而在PLM数据库中触发查询，该查询返回执行仿真所必要的结果。该结果例如包括与仿真参数对应的数据或者数据单元标识符，所述参数诸如有要使用的仿真播放器、初始条件、仿真或人体工程学的约束等。注意，这些参数能存储在数据库中并在其中更新，从数据库中可以获得这些参数用于快速启动仿真，使得只需少量参数化，或者可能不需要参数化。但是对仿真有用的参数中的一些仍能从例如编辑工作台的工作台中编辑。各组参数也可以从在数据库中的查询所返回的结果中获得，包括例如默认参数，用过的最后的参数等，从而允许用户快速地重新参数化仿真特征，并且同时可以进行仿真。

在优选实施例中，PLM数据库系统如此配置以便根据用于正编辑的对象的工作台启动默认的仿真播放器。因此，触发仿真自动地选择合适的仿真播放器。PLM数据库系统还优选地如此配置以便允许特定的播放行为，条件是该特定的播放行为与选择用于仿真的对象相关。

执行仿真所需的参数中的至少一些可以包括在查询数据库后返回的结果中或者从中检索到。因此，触发仿真需要最小数目的设置，并且可能没有任何设置，使得可以在用户作用下快速地(如果不是立即)开始仿真(例如在图5的例子的运动学动画)。

注意，除了所编辑对象的操作的仿真外，还可以启动化学特性/电特性/物理特性的仿真，例如产品的有限元法建模/分析或者照明仿真(在给定光条件下所显示的部件)。

有利地，根据本发明的编辑和仿真系统的用户交互罗盘适于在用户作用下在利用已经被修改的建模对象更新所述存储系统(例如数据库)之前触发建模对象的仿真(它能够是任何仿真类型，例如操作仿真)。这使得可以强调改变的后果而不需要更新存储系统，这种更新消耗时间和资源。一旦仿真已经执行，用户可以决定是否保持这些改变。该操作能够重复所需要的次数，而不需要讨厌的更新存储系统的步骤。

例如，让我们考虑如图1的GUI 100中所示的包括夹钳的制动系统200。当通过合适的工作台或者应用程序编辑产品时，设计者可以改变制动瓦片的尺寸。由于在瓦片和夹钳之间存在设计联系，所以制动瓦片中的改变会影响夹钳。所触发的操作的仿真显示对各种部件的改变。因此，可以改变一个部件(在当前对话期间，没有任何数据库的更新)并且由于这个改变而导致各种改变。

有利地，用户交互罗盘还适于在用户作用下利用当前编辑的部件触发更新存储系统的仿真。更新存储系统的仿真可以显示还需要修改的各种部件，而不管所述部件是否被加载或者未加载到用户的当前对话中。这使得可以在存储系统的有效更新之前以更全面的角度(例如超出当前所编辑的部件)观察改变的后果，如上所述该更新消耗时间和资源。此外，其它类型的仿真也可以从罗盘中独立地触发，例如产品/部件或资源配置、生命周期(例如设计迭代、版本)的仿真，如下所述。

图6A和6B示出产品的两种不同仿真，其显示在图1的图形用户接口中。

在图6A的例子中，GUI示出相同产品一以飞机垂直尾翼为例的不同配置。该图示出产品对应于不同客户的六种不同配置。在产品不同配置上的仿真可以向设计者显示相同产品的所有配置。实际上，编辑工作台适合于允许编辑所编辑的产品或部件的配置特征。然后，用户交互图形工具适合于使用所述配置特征触发产品或部件的仿真。触发仿真因此将允许用户基于可用到的配置特征在不同的配置中导航。这些配置例如可能是商业配置，例如包括产品可用到的各种颜色和材料，如图6A中所示。配置仿真还可以例如依据“客户”的规范向用户提供单级飞机用的各种座位配置。根据上面使用的术语，在这种情况下“客户”被看作外部特征。第一条航空公司希望一排有九个座位，而另一个则喜欢六个，第三航空公司想要五个，所有的这些配置都是针对相同的飞机。

还可以为用户提供在不同的选项或者选项组合中导航的可能性。例如，在小汽车中，可以播放可用到的各组配置(标准型，运动型等)或者各种设计替代方案，可能还要考虑到配置的约束(例如运动型的方向盘不应该用于标准的小汽车中)。所有这些配置特征都在系统的数据库中，并与有关产品或部件相关。当用户选择要播放的仿真(例如通过用户可选区450)时，向数据库发出查询并且返回结果，以允许执行仿真。

在图6B的例子中，GUI 100显示产品的三个连续版本。仿真示出随时间流逝作出修改的设计迭代，即产品的连续版本。附图标记600是产品的最早版本；而附图标记610是产品的中间版本，附图标记620是产品的当前版本。如图6B所示，显示了产品的各种版本，这使得例如可以仿真产品在它的生命周期时间中的演变。时间因此将被看作用于版本化仿真的外部特征。注意，版本化仿真也可以使用其它外部特征，例如制造过程的类型。

因此，除了参考图5和6A的上述的操作和配置仿真之外，还可以播放产品生命周期时间的仿真，即播放产品(或者部件)的各种版本、每个设计迭代的成熟度等级、相同产品的多个里程碑等，并且这都来自独特的工具400。为此，能使编辑工作台适合于允许编辑建模对象的产品生命周期特征，同时通过使用上述产品生命周期特征，罗盘允许触发所述建模对象的仿真。

这可以渲染产品从早期阶段向所有方向随着时间演变。特别地，然后可以返回到特殊的一天/日期时产品或部件的设计状态，这允许用户查看所述产品或部件如何演变。在这种模式中，为每个建模对象并且在用户作用下，罗盘可以显示各种可用到的各种版本/修订，因此能快速理解产品生命周期。至于配置仿真，必要的生命周期特征位于系统的数据库中并与相关产品或部件相关。当用户选择特定的仿真时，将向数据库发出查询并返回结果，从而允许实施仿真。

另一个可能类型的仿真是共同设计的部件的同步仿真，其在图1的图形用户接口中显示。

在优选的实施例中，本发明的PLM数据库系统如此配置以便允许用户使用例如相似的CAD/CAM/CAE用户接口和共同的环境从网络中的不同计算机共同设计产品的多个部件。例如第一用户设计第一产品部件210，而第二用户在第二用户的计算机上打开的第二对话中设计相同产品的第二部件220。

用户交互罗盘400适于例如在第一用户作用下触发编辑的产品200的仿真，该产品200包括第一用户在当前对话中编辑的第一产品部件210和第二用户在第二对话中编辑的第二产品部件220。产品的同步化状态的所述仿真优选地通知第一用户第二部件220也被修改了。

关于这样的仿真类型，应该区分与第一个用户所编辑的部件相关的数据和与第二用户的第二部件相关的数据，因为这些数据不能以相同的方式处理。第一数据应该被看作固有数据，例如可从编辑工作台编辑的数据，而第二数据优选地作为外部数据处理。第二(外部)数据还被作为在查询存储系统(例如数据库)时返回的结果的一部分提供。

有利地，产品的各种部件在仿真期间通过每个用户使用一种颜色来进行颜色编码。也可以使用任何其它类型的标识。这有利于理解触发同步仿真的用户所处的状态。当触发仿真时，在用户作用在罗盘的相关区时发送查询并且在显示器上给出结果。

因此，第一用户能看见包括他自己的部件(例如正在编辑的第一个部件)和由其他用户编辑的一个或多个其它部件的部件的组合。再者，仿真可以优选地在利用所编辑的第一部件更新数据库之前进行，使得不需要利用当前编辑的部件在数据库中进行更新。根据仿真的结果，第一用户可以之后再决定他是否应该更新数据库。

接着，至于用户可用到的各种可能的仿真：用户可以通过帮助气球(help-balloon)来进行这些不同仿真，如图6C所示。图6C示出公寓200的透视图，所述公寓可以看作由多个部件，例如电视、沙发、灯、门等组成的复杂产品。所示的这个复杂产品准备好进行仿真。实施例中，在将产品加载到GUI 100中之后，产品编辑和仿真系统适于显示用于引导用户经过各种可能的可用到的仿真的帮助气球。可用到的仿真例如可以包括打开灯、电视、烤炉、烤炉灯，选择沙发的材料或者开门等，如图6C所示。

注意，主要仿真第一对象(例如开灯)可能影响到其它的对象(在这里其它部件被照亮)，使得由图形工具触发的仿真使用一个或多个特征，该特征不必包含在建模对象可编辑的特征的子集中，如上所见。再者，所启动的仿真能够根据外部特征(例如不包括在上述子集中的状态变量，诸如在图6C的例子中的光的反射性)看作固有特征(例如这些包括在上述子集中的特征)的值的显示或者动画。为此，在存储系统中的多个查询可能是必要的。

接着，在本发明的实施例中，产品编辑和仿真系统提供罗盘，该罗盘适于在用户作用下利用包含在数据库中的相应属性或者其它生命周期信息显示产品的一个或多个部件或者过程的一个或多个步骤的表示法。这些属性还例如在一个或多个用户的更新操作之后通过PLM系统在数据库中更新，以便用户可获得最新的信息。

在这方面，可以有利地提供包含建模对象和所述建模对象之间的关系的PLM数据库。在该数据库中，建模对象与一组属性值相关，这些值优选地存储在数据库中，并且还可以基于所述建模对象间的关系计算。PLM数据库还可以包括相应方法，它们用于：

-向用户显示一组建模对象的视图；

-接收用户的属性选择；

-为要渲染的建模对象查询数据库；

-提供所选属性的值，该属性与所述建模对象相关；以及

-根据属性所提供的值在视图中渲染所述建模对象。

用户也可以选择属性的值并且仅在其值与所选值匹配的对象上进行渲染。

上述步骤允许在设计对话期间直接渲染给定的建模对象，例如用户不必启动专门的应用程序。因此用户可以在各种可用到的属性或者属性的值中选择属性或者属性的值。渲染信息存储在建模对象的几何建模数据之外(在一组属性值内)。另外，使用PLM数据库中的查询允许一致地管理与建模的对象相关的数据。

注意，“属性”仅仅表示一类参数或变量，根据这类参数或变量通常能够进行渲染过程。但是，渲染步骤自身使用一个或者多个属性值。在这方面：除非另有说明，“显示属性”在此后意味着有效地显示该属性的一个或多个值的表示法。

此外，“渲染”的概念需要在这里结合PLM的领域解释。“渲染”步骤的结果根据与一个或几个对象有关的一个或多个属性，或者根据与一个或几个对象有关的一个或多个属性值来表示的这个或者这些对象的交替可视化。虽然渲染步骤可以依据属性值，但是结果自身不依据该值。相反地，PLM渲染还依据PLM渲染规范(其可以是固定编码或者用户定义的)。因此，与现有的CAD型解决方案相比，渲染(这里给出意义)暗含数据库的适当重组，现有的CAD型解决方案中，参数不知何故迅速绑定到对象。作为例子，可以想象这样一种执行过程，为此红色部件被渲染为蓝色。

要求用户选择属性并且上述步骤还包括提供所选属性的值，所选属性与要被渲染的建模对象相关。因此，由于用户不必首先输入不必被用户知道的属性的值，用户的进展可以更容易。相反，通过数据中的查询用户可以只注意属性的值。

属性值还优选地存储在数据库中，而不是由所存储的对象间的关系计算得到。因此，由于没有任何计算是必要的，所以能更快地检索到该值。

作为例子，图7是当显示所示产品的各种部件的锁定/未锁定状态时示例性图形用户接口的显示。

在这种情况下，在GUI 100中显示的部件500的属性涉及所有者锁定/未锁定状态。例如，当一个部件的所有者不想授权其他用户编辑和修改该部件时，该部件被锁定。

为此，用户可以例如选择合适的罗盘的交互区，即在图7的例子中的北象限410-为简单起见，将该象限称为“人员”象限。在选择该象限后，锁定/未锁定状态接着相应的部件出现，优选地与部件所有者名字和/或所有者图片和部件名字一起出现。因此，向数据库发送查询以便检索到部件的锁定/未锁定状态。

当用户选择“人员”象限时，颜色编码还应用到不同部件的3D表示法，这使得总体观察更容易。例如，红色代表“由另一个用户锁定”，绿色表示“由用户自己锁定”，而当相应的部件未锁定时则应用白色。

在另一实施例中，可以首先选择在GUI中显示的部件210，然后选择罗盘的象限，以便触发仅与所选的部件相关的属性的显示。用户将仅仅看见与先前所选部件210相关的标签或者签条510，而不是显示图7的所有标签。

对于单个部件，可以提供至少三种类型的表示法：一个是对部件的引用，一个是关于实例，而另一个是关于部件的3D表示法自身。本发明的编辑和模拟系统可以有利地被配置成以一次一个或者全部一起的方式显示部件所有类型的表示法的属性。

注意，在可选实施例中，使用例如由罗盘象限触发的属性显示功能可以允许与上述仿真功交互作用。即，要求首先显示属性可以自动地选择用于可能的后续仿真的选项。例如，当用户选择“人员”象限时，对象处于某一状态，准备用于基于该象限所限定的状态变量(或者外部特征)的仿真。如果用户选择另一象限420、430、440、450，由状态变量限定的系统的初始状态将会不同，并且仿真的类型也会不同。例如，如果建模对象是小汽车，并且如果选择“人员”象限，则一个可用到的仿真可以是人体工程学仿真：放置一个人体模型到小汽车中以便检查对小汽车的可达性。当选择“人员”象限时，小汽车处于某一初始状态，其中外部特征(状态变量)将是人体模型的存在、它的高度、重量、位置等。

图8是当给用户显示加载在对话中的部件的修改状态时的示例性图形用户接口的显示。

参考图8，用户交互罗盘400适合于在用户作用下显示产品或者产品部件200的修改状态，该状态与所述产品或部件一起显示。这可以通过点击合适的罗盘象限，即在图8所示的工具400中的西(或者“形式”)象限420来获得。

用户交互图形工具或者罗盘400适合于可能使用颜色编码并且在用户作用下显示下列中的一个或多个：

-在当前的对话中被用户修改的部件的标识；

-能被用户修改的部件的标识；

-在当前的对话中不能被用户修改的部件的标识；并且

该信息仅涉及当前对话。然而，当用户选择相关的象限时，数据库被查询。

在图8的例子中，GUI向用户显示一系列标签或者签条910，它们用于示出产品的各种部件的多种修改状态和限定语。另外，所述修改可以涉及部件的形状、部件的定位、引用自身而不是实例。如参考图8所说明，一个人也可以预先选择产品的一部分210，然后选择工具400的合适区420，这将导致显示用于预先选择的产品的标签920。

注意，在上述的实施例中，选择“形状”象限能够使建模对象处于允许用户进行与所述象限相关的仿真的某一状态。

图9是本发明施实例中当显示部件名作为产品的各种部件的产品签条时的示例性图形用户接口的显示。

参考图9，根据本发明的产品生命周期数据库系统提供罗盘，其适合于当用户操作时显示下列属性500中的一个或多个的表示法：

-部件名字的表示法，所述名字属于部件的属性；

-根据包括在部件属性中的标准的部件的成熟度等级的表示法；

-部件版本标识符的表示法，所述版本标识符属于部件的属性；和

-由配置限定使用的有效性标识符的表示法。

有效性标识符是公式的布尔评价(对/错)，所述公式基于包括例如等级、日期或者选项的一个或多个参数。例如，如果用户希望从数据库加载一个等级3，起始于2001年且单级布局的指定飞机，系统将在数据中查找并且评价具有与那些参数(级别3，2001，单级布局)对应的有效性的产品，以便向用户提供所选飞机配置。换言之，有效性是产品或者部件的一个属性，其能够检查所述产品或者部件是否匹配指定配置。

因此，通过本发明的工具400，根据参数所选的产品或者部件的有效性能够向用户显示。

再者，这可以通过点击合适的罗盘象限，即图9的工具400的南(或“装配”)象限430来实现，所述选择在存储系统中触发查询以便检索到并返回合适的属性。

注意，可以根据各种标准(典型地，％或比例，例如来自规格、设计、第一至第三级接受度，生产合法化等)展望部件成熟度的表示法。在部件的开发过程中用户自己可能以半自动或全自动的方式进一步更新成熟度等级。而且，可以颜色编码成熟度。例如，部件的3D表示法可以根据它们的成熟度或它们的版本具有不同的颜色。如参考图7和8所说明的，在这里可以再次预先选择一个部件或多个部件，以便将显示限制为有关部件/多个部件的信息。

图10是本发明的一个实施例中当显示产品的各种部件的联系状态时的示例性图形用户接口的显示。

参考图10，根据本发明的产品生命周期数据库系统提供一种图形工具400，其适合于在用户作用下显示第一部件与其它加载或未加载到对话中的部件之间的联系状态500的表示法，该表示法与选定部件的名字一起显示。这可以通过点击合适的罗盘象限，即工具400的东(或“功能”)象限或区440实现。因此可以使得用户快速地看见联系状态以及特别是选定部件相对于影响所选部件(即使没有加载)的部件的同步化状态。如前所述，可以预先选择一个或几个部件。可以表示以下不同状态：

-与加载到工作环境中的部件同步的联系；

-与未加载到工作环境中的部件同步的联系；

-与加载到工作环境中的部件不同步的联系；

-与未加载到工作环境中的部件不同步的联系；

-不一致的联系。

另外，用户交互罗盘适合于当所述联系指向对话的另一个部件时显示所述联系的更新/未更新状态。所有那些状态都从数据库中检索到，当用户激活相应象限时所述数据库被查询。

例如，在带有夹钳210的制动系统200的情况下，与支撑悬架的联系可以在用户作用下显示。当制动夹钳210被修改时，由于存在与其它产品/部件的联系，其它产品/部件的更新是必要的。“功能”按钮因此可以表示联系是否是：

-更新，在这种情况下，相联系的产品/部件按与夹钳210的当前的修改一致的方式修改；

-未更新，即，相联系的产品/部件不按与夹钳的当前的修改一致的方式修改；或

-不一致的联系：例如相联系的产品/部件在数据库中不存在。

注意，在这里同样可以对上述的状态颜色编码。而且，由于联系是定向的；在上述的例子中，可以假定联系是从当前活动的产品/部件指向其它产品/部件。

相反，显示联系还表示这时联系指向当前活动的产品/部件。在另一实施例中，产品生命周期数据库系统通过GUI提供用户交互罗盘作为拖放工具，其允许当拖动图形工具并且将它放在对应于特定对象的位置时触发对象上的属性和信息的显示。

如从上面可见，系统的状态(由选定的对象和状态变量所限定)可以被活动的象限限定。如果用户选择另一象限，状态变量被修改并且因此系统的状态也会被改变。因此，可用到的仿真也会不同。

图11示出图1的图形工具的拖放操作以及诸如参考图7-10所示产品的部件的不同属性和信息的随后显示。罗盘被用户拖动并放在对应于特定部件的想要的位置。例如，当鼠标指针指在罗盘上时，用户单击鼠标按钮，保持鼠标按钮被压下，通过移动鼠标拖动罗盘并且当释放鼠标按钮时放下罗盘。一旦放在期望的位置，就触发了一组查询，从而与部件相关的一组属性或信息510、520、530、540紧接着罗盘靠近相应的象限出现。显示这组属性的一般风格例如可以尽可能地靠近于诸如在图7-10中所示的当触发查询时所用的风格。

图12是本发明的实施例中带有嵌入的图形工具的示例性网页状的图形用户接口的显示(诸如来自Dassault Systemes的ENOVIALCANAV 3dcom中的一个)。在这种情况下，GUI 100与图1中的相比有些不同。包括罗盘400的几个图形工具130还可以嵌入到产品显示或者渲染窗口中。GUI 100还包括标准菜单栏110，其补充有网页状控制栏120。参考图7-10描述的罗盘400的功能也可以在这样的网页状环境中执行。

因此，根据本发明，嵌入在设计应用程序的编辑工作台或编辑窗口中的单个图形工具能使用户查询数据库，以便启动和播放与他正在工作的对象有关的所有类型的仿真。这样的工具防止用户在他的设计对话期间必须开启多个活动窗口或应用程序并且提高他的工作效率，原因是他能通过各种仿真迅速检查他的设计的每次迭代的有效性。

在优选实施例中，图形工具具有主动特性，以便向用户提议选项。例如，如果第二用户修改已经载入到第一用户对话中的部件，那么工具将例如通过弹出菜单或者修改相应象限来触发警告。在这种情况下，西(形状)象限将被突出，它的颜色将变化或者它闪烁，以引起将选择所述象限的第一用户的注意。主动特性将有利地应用于所有象限以便改善对用户的引导。

注意，虽然在上面存储系统已经被主要描述为PLM数据库，但是在可选实施例中存储系统还可以简单地由文件系统组成，对于在单个计算机上的工作来说该文件系统足够了。

Claims

1.一种产品编辑和仿真系统，包括：

存储系统，具有与建模对象(200，210，220)有关的数据；

图形用户接口(100)，具有编辑工作台，所述编辑工作台包括适于编辑建模对象的子集固有特征的多个软件工具；其中：

编辑工作台适于在图形用户接口中显示用户交互图形工具(400)，用户交互图形工具适于在用户作用下根据未包含在子集中的外部特征触发建模对象(200)的仿真(225)，与被仿真的当前活动建模对象(200)无关，所述外部特征不可在编辑工作台中自由地设定并且对于执行仿真是需要的，所述固有和外部特征限定了被仿真的建模对象(200)的几种状态，所述仿真使用在存储系统中查询的结果。

2.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于在用户作用下在利用建模对象更新存储系统之前触发建模对象的仿真。

3.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于触发建模对象的操作的仿真。

4.如权利要求2所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于触发建模对象的操作的仿真。

5.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据产品生命周期特征触发建模对象的仿真。

6.如权利要求4所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据产品生命周期特征触发建模对象的仿真。

7.如权利要求6所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，产品生命周期特征包括建模对象的设计迭代和成熟度等级。

8.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据配置特征触发建模对象的仿真。

9.如权利要求2所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据配置特征触发建模对象的仿真。

10.如权利要求7所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据配置特征触发建模对象的仿真。

11.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据电特性、化学特性或物理特性触发建模对象的仿真。

12.如权利要求2所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据电特性、化学特性或物理特性触发建模对象的仿真。

13.如权利要求4所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据电特性、化学特性或物理特性触发建模对象的仿真。

14.如权利要求9所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据电特性、化学特性或物理特性触发建模对象的仿真。

15.如权利要求10所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据电特性、化学特性或物理特性触发建模对象的仿真。

16.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，还包括计算机网络，计算机网络和存储系统配置成允许用户从任何一台计算机中共同编辑建模对象。

17.如权利要求11所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，还包括计算机网络，计算机网络和存储系统配置成允许用户从任何一台计算机中共同编辑建模对象。

18.如权利要求15所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，还包括计算机网络，计算机网络和存储系统配置成允许用户从任何一台计算机中共同编辑建模对象。

19.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，建模对象包括产品、产品部件、组件、资源、过程。

20.如权利要求16所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，建模对象是产品，并且用户交互图形工具(400)适于触发所编辑产品的同步化状态的仿真，所编辑产品包括第一用户编辑的第一产品部件和第二用户编辑的第二产品部件。

21.如权利要求17所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，建模对象是产品，并且用户交互图形工具(400)适于触发所编辑产品的同步化状态的仿真，所编辑产品包括第一用户编辑的第一产品部件和第二用户编辑的第二产品部件。

22.如权利要求18所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，建模对象是产品，并且用户交互图形工具(400)适于触发所编辑产品的同步化状态的仿真，所编辑产品包括第一用户编辑的第一产品部件和第二用户编辑的第二产品部件。

23.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于在用户作用下显示包含在存储系统中的建模对象的属性。

24.如权利要求23所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于根据颜色编码利用相应属性显示一个或多个对象的表示法。

25.如权利要求23所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，对象的属性涉及锁定/未锁定状态。

26.如权利要求24所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，对象的属性涉及锁定/未锁定状态。

27.如权利要求25所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，锁定/未锁定状态包括所述对象的引用的锁定/未锁定状态、对象的实例的锁定/未锁定状态和/或对象的三维表示法的锁定/未锁定状态。

28.如权利要求26所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，锁定/未锁定状态包括所述对象的引用的锁定/未锁定状态、对象的实例的锁定/未锁定状态和/或对象的三维表示法的锁定/未锁定状态。

29.如权利要求23所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于在用户作用下显示对象的修改状态。

30.如权利要求29所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，显示修改状态包括下列中的一个或多个：

-在用户当前的对话中被用户修改的部件的标识；

-能被用户修改的部件的标识；

-在当前的对话中不能被用户修改的部件的标识。

31.如权利要求23所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于在用户作用下显示下列中的一个或多个表示法：

-对象名字的表示法，名字属于对象的属性；

-根据包含在对象属性中的标准的对象的成熟度等级的表示法；

-对象版本标识符的表示法，版本标识符属于对象的属性；和

-对象的有效性标识符的表示法，有效性标识符属于对象的属性。

32.如权利要求30所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于在用户作用下显示下列中的一个或多个表示法：

-对象名字的表示法，名字属于对象的属性；

-对象版本标识符的表示法，版本标识符属于对象的属性；和

33.如权利要求23所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于在用户作用下显示联系的状态的表示法，所述联系指向对象的部件或者从其指出。

34.如权利要求33所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，联系的状态包括更新/未更新状态。

35.如权利要求23所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，

-所述用户交互图形工具(400)为拖动或者拖放工具；并且

-用户交互图形工具适于当将用户交互图形工具拖动到或者将用户交互图形工具拖动并放到与这个对象对应的位置时选择具体对象并且显示这个对象的属性。

36.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于在首先选择对象并且然后用户交互图形工具的交互区响应用户的选择时触发对象的仿真。

37.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具(400)适于在首先选择对象并且然后用户交互图形工具的交互区响应用户的选择时显示对象的属性。

38.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，属性的选择修改所述未包含在子集中的外部特征。

39.如权利要求1所述的产品编辑和仿真系统，其特征在于，用户交互图形工具适于在用户选择下显示环形滚动条，所述环形滚动条适于仿真控制。