CN102136109B

CN102136109B - 一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法

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Publication number: CN102136109B
Application number: CN201110093715.2A
Authority: CN
Inventors: 李申; 邵晓东; 刘焕玲; 常建涛; 张志华; 殷磊
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2031-04-14
Also published as: CN102136109A

Abstract

本发明涉及计算机产品辅助协同设计领域，特别是基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是：它至少包括如下步骤：步骤1.1,构建面向流程的产品结构树，包含了产品的结构组成信息和设计流程信息；步骤1.2,建立产品设计流程库模板，完成流程库模板与产品结构树映射；步骤1.3,流程库模板中是否包含流程框架节点或抽象节点，包含进入步骤1.6,不包含进入步骤1.4；步骤1.4，节点直接产生流程实例；步骤1.5,结束，得到流程模板设计流程实例；步骤1.6,结合产品结构信息生成框架节点或抽象节点的实例；步骤1.7,将产生的实例添加到流程库模板中对应的框架节点和抽象节点中；步骤1.8,返回步骤1.3。它在产品设计过程中，实时提取产品结构树的零部件类型及其组成信息，结合之前建立的零部件工作流模板库，通过算法建立产品整机的动态工作流模型。

Description

一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法

技术领域

本发明涉及计算机产品辅助协同设计领域，特别是基于产品结构树的设计流程动态建模方法。

背景技术

协同设计领域的一个重要研究方向是过程协同，工作流技术是过程协同的核心。通过工作流技术，可以对某项有多人参与的工程项目的任务、任务之间的关系、任务状态、资源、人员和消息等进行有序管理和协同，避免由于缺乏沟通导致的工作混乱和返工。

工作流技术的关键之一是建立工作流，目前建立工作流的主要途径有两种：(1)手工建立，即通过手工方法建立工作任务及其关联关系。(2)基于模板的自动建立。这种方法在办公自动化领域大量采用，例如财务报账、设计审批等。系统管理员预先建立常见业务的工作流程模板，存储在数据库中。用户开展某项工作时，只要选取该项工作对应的流程模板，系统根据模板自动确定当前工作的任务以及任务之间的关系。在指定每项任务的负责人以后，就可以有序地开展工作。

但是，上述两种方法都无法适用于产品设计过程中的工作流程管理。与办公领域相比，产品设计的工作流程建模要复杂得多：首先，产品设计的工作流程非常复杂。产品设计过程往往有数以百计的人员参与，会产生成百上千的设计任务，任务之间的关系由非常复杂。显然，用手工维护产品设计的工作流模型工作量巨大，不具有工程可行性；其次，产品设计的工作流程是一个动态模型。产品设计工作流程的任务组成及其相互关系与产品结构树（零部件及其隶属结构）密切相关，而产品结构树是由设计人员在产品设计过程中逐步建立和完善的。因此，产品设计的工作流模型只能随着产品研制进程的深入而逐步建立、不断细化，是一种动态模型。显然，静态的流程模板技术无法适应这样的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，以便在产品设计过程中，实时提取产品结构树的零部件类型及其组成信息，结合之前建立的零部件工作流模板库，通过算法建立产品整机的动态工作流模型。

本发明的目的是这样实现的，一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是：它至少包括如下步骤：

步骤1.1,构建面向流程的产品结构树，包含了产品的结构组成信息和设计流程信息；

步骤1.2,建立产品设计流程库模板，完成流程库模板与产品结构树映射；

步骤1.3, 流程库模板中是否包含流程框架节点或抽象节点，包含进入步骤1.6,不包含进入步骤1.4；

步骤1.4，节点直接产生流程实例；

步骤1.5,结束，得到流程模板设计流程实例；

步骤1.6, 结合产品结构信息生成框架节点或抽象节点的实例；

步骤1.7,将产生的实例添加到流程库模板中对应的框架节点和抽象节点中；

步骤1.8,返回步骤1.3。

所述的流程框架节点流程是模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点或模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点之间的组合。

所述的模块节点是对应设计过程中不可再分的最小过程，直接产生实例。

所述的流程节点库包括有序的子节点，需要对每一个子节点进行实例化；遍历该流程节点包含的每一个子节点，对每一个子节点进行实例化处理。

所述的框架节点库是一种动态的模板节点，建立时并没有包含任何具体的设计流程信息，是针对产品树结构中部件的可变性设立的一种模板形式。

所述的抽象节点是对具有共同特性模板的抽象表达，该节点可以包含具体的过程信息，或是不能实例化的抽象空节点。

所述的控制节点是完成对设计过程的路由控制节点，该节点模板直接实例化控制条件。

所述的节点流程实例化包括如下步骤：

进入步骤2.1,获取当前节点指定的流程库模板TF_c；

进入步骤2.2，判断流程库模板TF_c是否是流程框架类型还是流程类型，流程类型，进入步骤2.3，继续；是框架类型，进入步骤2.7；

进入步骤2.3，判断流程库模板TF_c是否是流程节点类型，不是，继续；是，流程节点类型，进入步骤2.11；

进入步骤2.4，流程库模板TF_c是否是抽象节点，是，进入步骤2.15；不是继续；

进入步骤2.5，对当前流程库模板TF_c流程实例F_c；

步骤2.11，创建一个空的流程实例F_c；

进入步骤2.12，读取流程库模板TF_c信息，得到TF_c的子节点集合C_TF_C[8]；

进入步骤2.13，依次实例化子节点集合中每一个节点；

将实例化子节点集合添加到流程实例F_c中，返还下一个节点流程库模板TF_c；

步骤2.15，获取TF_c的属性T_c，

步骤2.16，获取T_c的流程模板TT_c，进入步骤2.2；

框架类型进入步骤2.7，对产品结构树“各子系统设计”设计流程节点创建一个空的流程实例；

进入步骤2.8，获取当前节点的子组件集合CC0[3]；

进入步骤2.9，依次实例化对应的流程1得到各自的流程实例；

进入步骤2.10，依次将流程实例添加到“各子系统设计”的流程实例中，返回“各子系统设计”的流程实例。

本发明的优点是：本发明在传统静态流程模板技术的基础上，引入流程框架和抽象流程的概念，使流程模板与在产品设计过程中动态变化的产品结构树相关联；然后，以零部件为基本单位，建立常见零部件的工作流动态模板库；最后，基于零部件流程模板库和产品结构树，建立产品设计的动态工作流模型。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例流程；

图2是设计流程动态生成的算法流程图；

图3是XX天线产品结构树示意图；

图4是图的产品结构树流程0对应流程库模板；

图5是“xx天线”设计流程实例；

图6 流程框架。

具体实施方式

步骤1.1,构建面向流程的产品结构树，包含了产品的结构组成信息和生产流程程信息；如图3所示，面向流程的产品结构树天线产品由结构子系统、射频子系统、伺服控制子系统构成，结构子系统涉及反射面、中心体、支撑背架、天线座，反射面又分主反射面、副反射面、加强筋；中心体又分中央圆环、中央圆筒；支撑背架分为辐射梁、环梁和副梁。

步骤1.2,建立产品结构树各节点流程的流程库模板，使流程库模板与产品结构树映射。如图3天线产品结构树的每一个节点都分配天线节点设计流程，如图中的流程0至流程7。以流程0为例，其对应的流程库模板如图4所示，图4中流程0有8个子节点，其中“系统论证”、“方案设计”、“签订合同”、“分配任务”、“联合测试”和“进场及移交”为模块节点，“各子系统设计”为框架节点，“指标验证通过”为控制节点。

步骤1.3, 流程库模板的流程中是否包含框架节点或抽象节点；如图4中，各子系统设计节点为框架节点，需要结合产品结构树信息生成如图5所示流程实例；

步骤1.4,生成其它节点流程实例；如图5所示流程是流程0实例；

步骤1.5,结束；

步骤1.6, 实例化框架节点，将图4中的流程0改变成图5的流程；

步骤1.7, 添加到流程库模板中对应的节点；使图4中的流程0成为图5的流程；

步骤1.8,返回步骤1.3。

如图2所示，实例化具体算法步骤如下：

进入步骤2.1,获取当前组件“xx天线”节点指定的流程库模板TF_c，即流程0对应的流程库模板见图4所示。

进入步骤2.5，对当前流程库模板TF_c流程实例F_c；

步骤2.11，创建一个空的流程实例F_c；

进入步骤2.12，读取流程库模板TF_c信息，得到TF_c的子节点集合C_TF_C[8]，如图4中的“系统论证”、“方案设计”、“签订合同”、“分配任务”、“联合测试”、“进场及移交”、“各子系统设计”和“指标验证通过”节点；

进入步骤2.13，依次实例化子节点集合中每一个节点，如图4中子节点集合C_TF_C[8]；子节点集合C_TF_C[8]中“系统论证”、“方案设计”、“签订合同”、“分配任务”、“联合测试”和“进场及移交”为模块节点，“指标验证通过”为控制节点；

将实例化子节点集合添加到流程实例F_c中，返还下一个节点流程库模板TF_c。

步骤2.15，获取TF_c的属性T_c，

步骤2.16，获取T_c的流程模板TT_c，进入步骤2.2；

进入步骤2.8，获取当前组件“xx天线”节点的子组件集合CC0[3],包括“结构子系统”、“射频子系统”和“伺服控制子系统”三个子组件；

进入步骤2.9，依次实例化“结构子系统”对应的流程1，“射频子系统”对应的流程2和“伺服控制子系统”对应的流程3，得到各自的流程实例；

进入步骤2.10，依次将流程实例添加到“各子系统设计”的流程实例中，返回“各子系统设计”的流程实例如图6。

图1中流程模板库节点包括：模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点或模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点之间的组合。模块节点是对应设计过程中不可再分的最小过程，直接产生实例。流程节点库包括有序的子节点，需要对每一个子节点进行实例化。遍历该流程节点包含的每一个子节点，对每一个子节点进行实例化处理。框架节点库是一种动态的模板节点，建立时并没有包含任何具体的设计流程信息，是针对产品树结构中部件的可变性设立的一种模板形式。对该类节点的实例化，首先获取包含该节点的当前产品树部件，遍历产品树结构获取当前部件的子组件，循环处理每一个子组件，若子组件指定了流程模板递归调用算法对节点模板进行实例化，否则根据流程框架类型查询流程模板库，获取对应子组件的流程模板，然后实例化该模板。抽象节点是对具有共同特性模板的抽象表达，该节点可以包含具体的过程信息，也可以是不能实例化的抽象空节点。在建立设计过程模板时使用抽象模板，模板实例化过程首先获取当前节点对应组件的类型信息，搜索抽象节点所在模板库，如果存在组件对应的具体节点模板，则以该模板进行实例化，否则直接实例化抽象节点模板。控制节点是完成对设计过程的路由控制节点，该节点模板直接实例化控制条件。

如图6所示，引入流程框架技术所建立的天线总体设计流程，其中“各子系统设计”和“各子系统组装”为流程框架节点。该流程在运行过程中随着产品结构树的变化，由算法实现流程节点的动态生成，避免了流程模板不断扩充，提高了产品的设计效率，缩短了设计周期。

在建立流程库模板的设计阶段，如果每一个流程节点都映射一个具体产品结构，则产品结构变化必然要求流程模板相应改变。在流程模板设计期间使用抽象节点并不具体映射某种产品结构。当流程进入运行阶段时，根据产品结构树节点的具体结构形式，在流程模板库中映射该抽象节点的实例节点，完成对产品设计流程的动态生成。

Claims

1.一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是：它至少包括如下步骤：

步骤1.4，节点直接产生流程实例；

步骤1.5,结束，得到流程模板设计流程实例；

步骤1.8,返回步骤1.3；

所述的流程框架节点是模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点或模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点之间的组合；

所述的节点直接产生流程实例包括如下步骤：

进入步骤2.1,获取当前节点指定的流程库模板TF_c；

进入步骤2.5，对当前流程库模板TF_c流程实例F_c；

步骤2.11，创建一个空的流程实例F_c；

进入步骤2.13，依次实例化子节点集合中每一个节点；

将实例化子节点集合添加到流程实例F_c中，返回下一个节点流程库模板TF_c；

步骤2.15，获取TF_c的属性T_c；

步骤2.16，获取T_c的流程模板TT_c，进入步骤2.2；

进入步骤2.8，获取当前节点的子组件集合CC0[3]；

进入步骤2.9，依次实例化对应的流程得到各自的流程实例；

2.根据权利要求1所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是：所述的模块节点是对应设计过程中不可再分的最小过程，直接产生实例。

3.根据权利要求1所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是：所述的抽象节点是对具有共同特性模板的抽象表达，该节点可以包含具体的过程信息，或是不能实例化的抽象空节点。

4.根据权利要求1所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是：所述的控制节点是完成对设计过程的路由控制节点，该节点模板直接实例化控制条件。