CN104537155B - 高速列车快速设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种高速列车快速设计方法及系统，建立高速列车的技术指标体系和产品结构树，根据所述技术指标体系建立对应高速列车的需求元模型，根据产品结构树建立对应高速列车的产品元模型，根据已知高速列车设计的相关数据建立需求元模型、产品元模型和技术指标系统三者之间相互映射关系；根据技术指标体系、产品结构树、所述需求元模型、所述产品元模型和所述相互映射关系建立快速定制设计系统；向所述快速定制设计系统输入新的高速列车设计需求所需的相关数据；生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的设计数据，由此有效的减少已知高速列车研发产品的重复研发工作，充分利用现有研发资源，提高了高速列车研发效率。

Description

高速列车快速设计方法及系统

技术领域

本发明涉及公共交通领域，特别是涉及一种高速列车快速设计方法及系统。

背景技术

在现有的高速列车开发中，当车辆生产厂商接到订单之后，需要人为对订单的技术指标进行分解，分解到各个组分模块，如承载组分、行走组分和车体组分等，之后各组分对应的研发部门将对应的技术指标，设计人员根据自身的设计经验，按照技术指标的要求，开发出对应满足要求的车型。

然而目前研发部门的研发数据、成果等都没有系统的保存、归类，导致每次研发部门接到开发任务后，都会重新开始车型开发。其中，需要重复研发一些在之前的研发过程已经完成的研发工作，造成了重复工作，浪费大量的人力、物力、时间。而即使针对已经研发完成的现有车型，也会存在很多新的研发需求，这些研发需求依然会导致研发人员进行一些重复的研发工作，不仅造成大量研发资源的浪费，也导致处理研发任务的效率低下。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高速列车快速设计方法及系统，使得在进行高速列车研发工作时，不再需要进行重复的研发。

本发明实施例公开了如下技术方案：

一种高速列车快速设计方法，包括：

建立高速列车的技术指标体系和产品结构树，所述技术指标体系包括已知高速列车产品的设计目标，所述产品结构树包括已知高速列车产品的物料组成和产品信息，以及各个高速列车产品之间的层级关系；

根据所述技术指标体系建立对应高速列车的需求元模型，所述需求元模型包括已知高速列车产品研发的需求数据，并建立所述技术指标体系与所述需求元模型的对应关系；

根据产品结构树建立对应高速列车的产品元模型，所述产品元模型包括已知高速列车产品的静态参数，并建立所述技术指标体系与所述产品元模型的对应关系；

根据已知高速列车设计的相关数据建立所述需求元模型、所述产品元模型和所述技术指标系统三者之间相互映射关系；

根据所述技术指标体系、产品结构树、所述需求元模型、所述产品元模型和所述相互映射关系建立快速定制设计系统；

向所述快速定制设计系统输入新的高速列车设计需求所需的相关数据；使得所述快速定制设计系统根据输入的所述相关数据，调用对应的所述需求元模型、所述产品元模型以及对应的所述技术指标体系和产品结构树，生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的设计数据。

优选的，

所述快速定制设计系统还包括过程元模型，所述过程元模型包括研发过程流，所述研发过程流是由已知高速列车产品系统、子系统、模块或者组件进行后期研发的初定义形成的。

优选的，所述快速定制设计系统生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的数据的过程中，还包括：

所述快速定制设计系统按照预设审核节点对所述过程元模型进行审核。

优选的，还包括：

通过对所述过程元模型进行赋值，得到对应研发过程的设计数据。

优选的，

持续将已知高速列车的设计数据更新到所述快速定制设计系统中。

一种高速列车快速设计系统，包括：

第一建立单元，用于建立高速列车的技术指标体系和产品结构树，所述技术指标体系包括已知高速列车产品的设计目标，所述产品结构树包括已知高速列车产品的物料组成和产品信息，以及各个高速列车产品之间的层级关系；

第二建立单元，用于根据所述技术指标体系建立对应高速列车的需求元模型，所述需求元模型包括已知高速列车产品研发的需求数据，并建立所述技术指标体系与所述需求元模型的对应关系；

第三建立单元，用于根据产品结构树建立对应高速列车的产品元模型，所述产品元模型包括已知高速列车产品的静态参数，并建立所述技术指标体系与所述产品元模型的对应关系；

第四建立单元，用于根据已知高速列车设计的相关数据建立所述需求元模型、所述产品元模型和所述技术指标系统三者之间相互映射关系；

第五建立单元，用于根据所述技术指标体系、产品结构树、所述需求元模型、所述产品元模型和所述相互映射关系建立快速定制设计系统；

输入单元，用于向所述快速定制设计系统输入新的高速列车设计需求所需的相关数据；使得所述快速定制设计系统根据输入的所述相关数据，调用对应的所述需求元模型、所述产品元模型以及对应的所述技术指标体系和产品结构树，生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的设计数据。

优选的，

所述快速定制设计系统还包括过程元模型，所述过程元模型包括研发过程流，所述研发过程流是由已知高速列车产品系统、子系统、模块或者组件进行后期研发的初定义形成的。

优选的，所述快速定制设计系统生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的数据的过程中，还包括：

所述快速定制设计系统按照预设审核节点对所述过程元模型进行审核。

优选的，还包括：

赋值单元，用于通过对所述过程元模型进行赋值，得到对应研发过程的设计数据。

优选的，

更新单元，用于持续将已知高速列车的设计数据更新到所述快速定制设计系统中。

由上述技术方案可以看出，通过向建立的所述快速定制设计系统输入新的高速列车研发产品的相关数据，所述快速定制设计系统可以从已知高速列车研发产品中准确查找出对应所述相关数据的已知高速列车研发数据，由此有效的减少已知高速列车研发产品的重复研发工作，充分利用现有研发资源，提高了高速列车研发效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计方法的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计方法的方法流程图；

图3为本发明实施例提供的一种快速定制设计系统的系统结构图；

图4为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计系统的系统结构图；

图5为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计系统的系统结构图；

图6为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计系统的系统结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对本发明实施例中的技术术语进行统一的解释说明。

需求：高速列车产品需要满足的各种要求，包括功能要求、性能要求以及结构要求等等。

元模型：谱系化已知高速列车所包含各种对象的抽象，定义了规定模型的描述及操作方法，是一种计算机描述的抽象映射。元模型分三个层次逐渐形成高速列车各种对象的实例，这里包括需求元模型、产品元模型、过程元模型，元模型与模型不同，元模型是模型的抽象，本项目的各种元模型分层级，参数描述可分类型，能支持产品配置、定制、变型设计，且具有合理的表述方式。

需求元模型:表示谱系化已知高速列车产品研发的需求，包括主体需求、关键需求和旅客需求，通过实例化形成高速列车的静态需求集，即需求类，对需求类进行赋值则得到具体产品的需求实例对象。

技术指标：是指产品的设计所应到达的基本目标，包括功能、性能、结构、行为等目标。

技术条件：新的高速列车产品研发的基础性开发活动，是产品整体性能的开发提供必要的条件或手段

产品元模型：表示谱系化已知高速列车产品静态参数，通过实例化得到已知高速列车各个类型的具体静态参数，即产品类；对产品类进行赋值则得到产品实例对象。

产品结构树：是描述各个高速列车研发产品的物料组成及各部分文件组成的层次结构树状图。它是将产品数据管理中的产品信息，结合各个零部件之间的层级关系，组成一种有效的属性管理结构。

过程元模型：过程元模型表示谱系化高速列车研发流程中各个过程活动，通过实例化得到某型车所需特定研发过程，即过程类；对过程类进行赋值则得到产品实际研发过程。

匹配：通过一定的规则或算法，以一个元素集为配对目标，将另一个元素集中的元素通过一定的规则或算法与目标元素进行差异比较。利用相似差异控制，得出与目标集相似的元素集。

配置：在已知的高速列车研发产品的知识、模型或者组成中选择出适合当前对象的功能、性能等，以形成完整的系统。

映射：是指通过一定的规则将两个元素集之间元素建立相互“对应”的关系。

提取：对元素集中的具有相似属性的元素进行重新组合形成新的元素集。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计方法的方法流程图，包括：

S101：建立高速列车的技术指标体系和产品结构树，所述技术指标体系包括已知高速列车产品的设计目标，所述产品结构树包括已知高速列车产品的物料组成和产品信息，以及各个高速列车产品之间的层级关系。

S102：根据所述技术指标体系建立对应高速列车的需求元模型，所述需求元模型包括已知高速列车产品研发的需求数据，并建立所述技术指标体系与所述需求元模型的对应关系。

S103：根据产品结构树建立对应高速列车的产品元模型，所述产品元模型包括已知高速列车产品的静态参数，并建立所述技术指标体系与所述产品元模型的对应关系。

S104：根据已知高速列车设计的相关数据建立所述需求元模型、所述产品元模型和所述技术指标系统三者之间相互映射关系。

S105：根据所述技术指标体系、产品结构树、所述需求元模型、所述产品元模型和所述相互映射关系建立快速定制设计系统。

S106：向所述快速定制设计系统输入新的高速列车设计需求所需的相关数据；使得所述快速定制设计系统根据输入的所述相关数据，调用对应的所述需求元模型、所述产品元模型以及对应的所述技术指标体系和产品结构树，生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的设计数据。

可选的，在如图1所对应实施例的基础上，如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计方法的方法流程图，所述方法还可以包括：

S201：建立高速列车的技术指标体系和产品结构树，所述技术指标体系包括已知高速列车产品的设计目标，所述产品结构树包括已知高速列车产品的物料组成和产品信息，以及各个高速列车产品之间的层级关系。

S202：根据所述技术指标体系建立对应高速列车的需求元模型，所述需求元模型包括已知高速列车产品研发的需求数据，并建立所述技术指标体系与所述需求元模型的对应关系。

S203：根据产品结构树建立对应高速列车的产品元模型，所述产品元模型包括已知高速列车产品的静态参数，并建立所述技术指标体系与所述产品元模型的对应关系。

S204：根据已知高速列车设计的相关数据建立所述需求元模型、所述产品元模型和所述技术指标系统三者之间相互映射关系。

S205：根据所述技术指标体系、产品结构树、所述需求元模型、所述产品元模型和所述相互映射关系建立快速定制设计系统。

S206：所述快速定制设计系统还包括过程元模型，所述过程元模型包括研发过程流，所述研发过程流是由已知高速列车产品系统、子系统、模块或者组件进行后期研发的初定义形成的。

S207：向所述快速定制设计系统输入新的高速列车设计需求所需的相关数据；使得所述快速定制设计系统根据输入的所述相关数据，调用对应的所述需求元模型、所述产品元模型以及对应的所述技术指标体系和产品结构树，生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的设计数据。

可选的，所述S207中，还包括：

所述快速定制设计系统按照预设审核节点对所述过程元模型进行审核。

可选的，还包括：

S208：通过对所述过程元模型进行赋值，得到对应研发过程的设计数据。

S209：持续将已知高速列车的设计数据更新到所述快速定制设计系统中。

通过本发明实施例提供的高速列车快速设计方法，希望建立出一个根据高速列车研发产品需求驱动的高速列车谱系化元模型构建平台，其功能是以客户的高速列车需求为产品设计源，通过需求元模型、映射规则、产品元模型等一系列的平台流程，最终驱动出能够支撑高速列车快速设计的一组已知的高速列车的设计数据。

接下来，通过图1所对应的实施例，对如何实现平台或者说所述快速定制设计系统的建立，和如何通过所述平台或者说所述快速定制设计系统实现的高速列车的快速设计：

通过现有车型的技术指标以及产品结构，归纳定义出高速列车技术指标体系和产品结构树。

在上述基础上，将所收集到的完备的高速列车需求进行结构化、规范化、以及属性化的定义和归类，形成不同层级、不同属性以及不同车型的需求数据。

根据元模型的定义将需求数据进行元模型的构建，形成可视化的需求元模型，并分析及建立其与高速列车技术指标的对应关系。

分析现有车型的产品数据，根据元模型的定义、高速列车产品结构树，将产品数据进行产品元模型构建，形成可视化的产品元模型，同时依据高速列车技术指标分析，将高速列车元模型与高速列车技术指标进行对应。

基于现有高速列车设计经验、设计知识、仿真数据以及实验数据等构建出需求元模型、高速列车技术指标与产品元模型之间的映射规则。

通过上述的分析研究，实现基于客户指定车型需求驱动出相应的车型需求元模型，再映射出车型的技术指标体系与车型产品元模型，最终支撑快速定制设计系统。

将已有车型的各种需求、指标、结构树、产品模型等构建进入系统，形成相应的、按照层级管理的产品实例库，供不同阶段的定制提供相应的参考资源或者知识。

最终形成高速列车产品根据需求进行定制和配置的谱系化平台，获得不同车型的定义。

对产品各系统、子系统或者模块，或者组件进行后期研发的初定义，形成研发过程流，并给定按照评审节点进行审核的过程元。

在使用所述平台或者所述快速定制设计系统的过程中，通过产品数据管理(Product Data Management，PDM)将管理延伸到需求和概念方案阶段，并分配相应的角色进行操作，并按照PDM管理产品的流程进行逐层控制和审批。

最终形成高速列车产品根据需求进行定制和配置的谱系化平台，获得不同车型的定义。

对产品各系统、子系统或者模块，或者组件进行后期研发的初定义，形成研发过程流，并给定按照评审节点进行审核的过程元。

在使用过程中，PDM将管理延伸到需求和概念方案阶段，并分配相应的角色进行操作，并按照PDM管理产品的流程进行逐层控制和审批。

基于以上的思路和机制，构建出本平台或者说所述快速定制设计系统的总体方案见整体方案总图可以参见图3所示，图3为本发明实施例提供的一种快速定制设计系统的系统结构图。

由上述实施例可以看出，通过向建立的所述快速定制设计系统输入新的高速列车研发产品的相关数据，所述快速定制设计系统可以从已知高速列车研发产品中准确查找出对应所述相关数据的已知高速列车研发数据，由此有效的减少已知高速列车研发产品的重复研发工作，充分利用现有研发资源，提高了高速列车研发效率。

实施例二

图4为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计系统的系统结构图。包括：

第一建立单元401，用于建立高速列车的技术指标体系和产品结构树，所述技术指标体系包括已知高速列车产品的设计目标，所述产品结构树包括已知高速列车产品的物料组成和产品信息，以及各个高速列车产品之间的层级关系。

第二建立单元402，用于根据所述技术指标体系建立对应高速列车的需求元模型，所述需求元模型包括已知高速列车产品研发的需求数据，并建立所述技术指标体系与所述需求元模型的对应关系。

第三建立单元403，用于根据产品结构树建立对应高速列车的产品元模型，所述产品元模型包括已知高速列车产品的静态参数，并建立所述技术指标体系与所述产品元模型的对应关系。

第四建立单元404，用于根据已知高速列车设计的相关数据建立所述需求元模型、所述产品元模型和所述技术指标系统三者之间相互映射关系。

第五建立单元405，用于根据所述技术指标体系、产品结构树、所述需求元模型、所述产品元模型和所述相互映射关系建立快速定制设计系统。

输入单元406，用于向所述快速定制设计系统输入新的高速列车设计需求所需的相关数据；使得所述快速定制设计系统根据输入的所述相关数据，调用对应的所述需求元模型、所述产品元模型以及对应的所述技术指标体系和产品结构树，生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的设计数据。

可选的，所述快速定制设计系统还包括过程元模型，所述过程元模型包括研发过程流，所述研发过程流是由已知高速列车产品系统、子系统、模块或者组件进行后期研发的初定义形成的。

可选的，所述快速定制设计系统生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的数据的过程中，还包括：

所述快速定制设计系统按照预设审核节点对所述过程元模型进行审核。

可选的，在如图4所对应的实施例的基础上，所述系统还包括赋值单元501，如图5所示，图5为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计系统的系统结构图，还包括：

赋值单元501，用于通过对所述过程元模型进行赋值，得到对应研发过程的设计数据。

可选的，在如图4所对应的实施例的基础上，所述系统还包括更新单元601，如图6所示，图6为本发明实施例提供的一种高速列车快速设计系统的系统结构图，还包括：

更新单元601，用于持续将已知高速列车的设计数据更新到所述快速定制设计系统中。

由上述实施例可以看出，通过向建立的所述快速定制设计系统输入新的高速列车研发产品的相关数据，所述快速定制设计系统可以从已知高速列车研发产品中准确查找出对应所述相关数据的已知高速列车研发数据，由此有效的减少已知高速列车研发产品的重复研发工作，充分利用现有研发资源，提高了高速列车研发效率。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速列车快速设计方法，其特征在于，包括：

对已知车型的技术指标和产品结构进行归纳，建立高速列车的技术指标体系和产品结构树，所述技术指标体系包括已知高速列车产品的设计目标，所述产品结构树包括已知高速列车产品的物料组成和产品信息，以及各个高速列车产品之间的层级关系；

根据所述技术指标体系建立对应高速列车的需求元模型，所述需求元模型包括已知高速列车产品研发的需求数据，并建立所述技术指标体系与所述需求元模型的对应关系；所述需求数据为将所收集到的完备的高速列车需求进行结构化、规范化以及属性化的定义和分类形成；所述需求元模型为对已知高速列车产品需求数据进行谱系化得到；

根据高速列车产品结构树和已知车型产品结构数据建立对应高速列车的产品元模型，所述产品元模型包括已知高速列车产品的静态参数，并依据高速列车技术指标分析，建立所述技术指标体系与所述产品元模型的对应关系；

根据已知高速列车设计的相关数据建立所述需求元模型、所述产品元模型和所述技术指标系统三者之间相互映射关系；所述相关数据包括已知高速列车设计经验、设计知识、仿真数据以及实验数据；

根据所述技术指标体系、产品结构树、所述需求元模型、所述产品元模型和所述相互映射关系建立快速定制设计系统；

向所述快速定制设计系统输入新的高速列车设计需求所需的相关数据；使得所述快速定制设计系统根据输入的所述相关数据，调用对应的所述需求元模型、所述产品元模型以及对应的所述技术指标体系和产品结构树，生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的设计数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述快速定制设计系统还包括过程元模型，所述过程元模型包括研发过程流，所述研发过程流是由已知高速列车产品系统、子系统、模块或者组件进行后期研发的初定义形成的。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述快速定制设计系统生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的数据的过程中，还包括：

所述快速定制设计系统按照预设审核节点对所述过程元模型进行审核。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，还包括：

通过对所述过程元模型进行赋值，得到对应研发过程的设计数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

持续将已知高速列车的设计数据更新到所述快速定制设计系统中。

6.一种高速列车快速设计系统，其特征在于，包括：

第一建立单元，用于对已知车型的技术指标和产品结构进行归纳，建立高速列车的技术指标体系和产品结构树，所述技术指标体系包括已知高速列车产品的设计目标，所述产品结构树包括已知高速列车产品的物料组成和产品信息，以及各个高速列车产品之间的层级关系；

第二建立单元，用于根据所述技术指标体系建立对应高速列车的需求元模型，所述需求元模型包括已知高速列车产品研发的需求数据，并建立所述技术指标体系与所述需求元模型的对应关系；所述需求数据为将所收集到的完备的高速列车需求进行结构化、规范化以及属性化的定义和分类形成；所述需求元模型为对已知高速列车产品需求数据进行谱系化得到；

第三建立单元，用于根据高速列车产品结构树和已知车型产品结构数据建立对应高速列车的产品元模型，所述产品元模型包括已知高速列车产品的静态参数，并依据高速列车技术指标分析，建立所述技术指标体系与所述产品元模型的对应关系；

第四建立单元，用于根据已知高速列车设计的相关数据建立所述需求元模型、所述产品元模型和所述技术指标系统三者之间相互映射关系；所述相关数据包括已知高速列车设计经验、设计知识、仿真数据以及实验数据；

第五建立单元，用于根据所述技术指标体系、产品结构树、所述需求元模型、所述产品元模型和所述相互映射关系建立快速定制设计系统；

输入单元，用于向所述快速定制设计系统输入新的高速列车设计需求所需的相关数据；使得所述快速定制设计系统根据输入的所述相关数据，调用对应的所述需求元模型、所述产品元模型以及对应的所述技术指标体系和产品结构树，生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的设计数据。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述快速定制设计系统还包括过程元模型，所述过程元模型包括研发过程流，所述研发过程流是由已知高速列车产品系统、子系统、模块或者组件进行后期研发的初定义形成的。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述快速定制设计系统生成对应所述新的高速列车设计的车型所需的已知高速列车的数据的过程中，还包括：

所述快速定制设计系统按照预设审核节点对所述过程元模型进行审核。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，还包括：

赋值单元，用于通过对所述过程元模型进行赋值，得到对应研发过程的设计数据。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

更新单元，用于持续将已知高速列车的设计数据更新到所述快速定制设计系统中。