CN105718261A - 一种基于功件和功件树的目标产品生成方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于功件和功件树的目标产品生成方法和系统，功件为组成产品的部件在计算机系统中抽象出来的完整且独立的功能数据模块，功件树为功件和功件间关联关系的集合，方法包括如下步骤：步骤S1，获取用户描述目标产品的检索信息；步骤S2，将检索信息转化为标准化功件树语言；步骤S3，在已创建的功件和功件树的集合中，用标准化功件树语言检索目标产品需要的所有功件；步骤S4，将检索出的所有功件按照相互间的关联关系进行组合，生成伪目标产品；步骤S5，将伪目标产品包含的功件所对应的部件，按照功件关联关系生成目标产品。本发明的方法和系统，适用于目标产品生命周期中所有阶段所涉及的相关产物的生成。

Description

一种基于功件和功件树的目标产品生成方法和系统

技术领域

本发明为计算机技术，涉及农业、工业、服务业等诸多领域的产品生产，尤其涉及一种基于功件和功件树的目标产品生成方法和系统。

背景技术

人类文明从原始文明、农牧文明阶段，发展到工业文明阶段，人类生产也从手工业发展为目前的工业化生产。在这个发展进程中，从手工到机械，从机械到人工智能，每一次文明的发展、生产工艺和技术的提升，都是人类生产力的一次巨大飞跃。

虽然人类在个别行业的局部范围已经实现了社会协作化生产，但从宏观来看，人类的社会协作化生产还远远没有上升到全人类这个层面，因为任何一种产品(包括新产品和已有产品)的出现，都普遍存在下面一种情况：只有相关领域的专家才能完成相关产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等工作，而其他人的想象力和创造力是无法或很难参与进来的。另外，一个新产品的产生必须从需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等所有阶段去考虑，即使这个产品或这个产品中的部分模块已经被其他人实现了，这样就会造成劳动力的极大浪费。所以，当前人类的生产能力还没有被全部释放出来。

因此，我们需要有一种方法和系统，在面对任何一种产品时，使所有人都能够通过一种有效方式参与到这种产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等工作当中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于功件和功件树的目标产品生成方法和系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于功件和功件树的目标产品生成方法，所述功件为组成产品的部件在计算机系统中抽象出来的完整且独立的功能数据模块，所述功件树为功件和功件间关联关系的集合，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，获取用户描述目标产品的检索信息；

步骤S2，将所述检索信息转化为标准化功件树语言；

步骤S3，在已创建的功件和功件树的集合中，用所述标准化功件树语言检索目标产品需要的所有功件；

步骤S4，将检索出的所有功件按照相互间的关联关系进行组合，生成伪目标产品；

步骤S5，将所述伪目标产品包含的功件所对应的部件，按照功件关联关系生成目标产品。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种基于功件和功件树的目标产品生成系统，所述功件为组成产品的部件在计算机系统中抽象出来的完整且独立的功能数据模块，所述功件树为功件和功件间关联关系的集合，所述系统包括：

获取模块，用于获取用户描述目标产品的检索信息；

转化模块，与所述获取模块相连，用于将所述检索信息转化为标准化功件树语言；

检索模块，与所述转化模块相连，用于在已创建的功件和功件树的集合中，用所述标准化功件树语言检索目标产品需要的所有功件；

伪目标产品生成模块；与所述检索模块相连，用于将检索出的所有功件按照相互间的关联关系进行组合，生成伪目标产品；

目标产品生成模块，与所述伪目标产品生成模块相连，用于将所述伪目标产品包含的功件所对应的部件，按照功件关联关系生成目标产品。

本发明的有益效果是：适用于所有领域的目标产品生命周期中所有阶段所涉及的相关产物的生成，并极大地提升目标产品的生产效率。

附图说明

图1为本发明所述基于功件和功件树的目标产品生成方法流程图；

图2为本发明所述基于功件和功件树的目标产品生成系统结构图；

图3为具体实施例中BBS网站功件关联示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

下面为针对本发明中使用到的一些名词的含义解释。

对象：是指计算机系统当中的软件对象，是宇宙中所有事物在计算机系统当中的抽象概念，其可被计算机系统管理和操作。

数据：是指计算机系统当中的数据，是宇宙中所有可数据化的事物在计算机系统当中的体现，其可被计算机系统管理和操作。

信息：包括语音、文字、图片、视频影像、肢体语言或其他用于传播的一切内容，信息如同电能、水能、风能一样，可以作为一种驱动力，帮助人类自动化地完成目标产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等相关的所有工作；信息可以转化为计算机系统中的对象和数据。

产品：由人类生产或自然产生的任何有形或无形、物质或非物质的，被使用和消费并能满足某种需求的产物；因此，产品可以是一个计算机软件程序或硬件设备、一台机械设备或电力电子设备、一个工厂或建筑物，也可以是一种食物、一种药品，甚至可以是一篇文章、一部小说、一个电影、一张设计图或一个企划案；产品可以抽象为计算机系统中的对象和数据。

部件：由人类生产或自然产生的任何有形或无形、物质或非物质的物体，是产品的组成部分，并具有特定的功能或功用；理论上说，宇宙中的万事万物，都可以成为某个产品的部件；部件也可以抽象为计算机系统中的对象和数据。

部件与产品，在某种情况下可以相互转换；比如，在风扇这个产品中，电动机是个组成风扇的部件；而针对电动机本身而言，其也是一个产品，其内部也由多个部件组成。

我们首先明确一个事实：现实中的任何一个产品，其实就是一个由很多可见的或不可见的部件通过各种关联关系组成的集合体，它们按照一定的流程组合在一起，可以在特定环境中展现、运行、交互信息，并满足特定需求的物质或非物质的功能集合体。这里的可见或不可见部件，可以是物质或非物质的，包括事物、信息、能量、力等，这些部件和关联关系都可以抽象为计算机对象和数据，而这里的对象是指具备某些功能、功用、能力的产品和部件的抽象，数据则不仅仅是指计算机数据，而是泛指任何可以数据化的物质或非物质化个体，如电流、水流、气流、影响力等。

由此，我们提出下列技术方案。

功件：即功能件，是组成产品的部件在计算机系统中抽象出来的软件或硬件对象和/或数据，其具备或反映了部件所包含功能和属性，功件和部件有多种对应关系，如一对一、一对多等。功件也是功件树的组成部分。

部件是产品中的一个基本的逻辑或物理概念，也可以是一个多功能复合体，同时是一个包含特定功能和数据或可数据化信息的个体，且能够按照特定流程直接组合在一起完成更复杂的功能或组成一个产品或系统，其包括在目标产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等所有阶段中可能出现的所有物质或非物质的逻辑或物理概念。部件可以是计算机软件程序或组件、一个硬件芯片，一个机械或电子设备的零部件、一台电动机或一块预制板，可以是一种食材、一味药材、一种化合物、一段文字、一个影像片段，一个设计图部件、一个企划案要素，甚至天空、大地、空间、时间、人或动物等。而功件就是组成产品的所有部件在计算机系统中的抽象，其能有效组合在一起成为功件树，其对应的部件组合在一起则成为目标产品。

功件可以是一个类或方法集合，可以是一些计算机文件集合(如文档、图片、视频等)，可以是一段程序代码或一条数据记录，也可以是一个独立的线程或进程；而对于计算机软件类型的部件来说，也是如此。所以，计算机软件类型的部件等同于功件，功件所具备的特征和属性，计算机软件类型的部件同样具备。

根据功件在计算机中存在方式的不同，所起作用的不同，功件可以分为静态功件和动态功件；比如一条数据记录，它仅仅是部件在计算机中的记录而已，可以用于组合，但不会与其他功件交互操作，所以其是静态的；而一个软件程序或组件，借助于计算机可以运行，可以与其他功件交换数据和信息，所以其是动态的，其与其他功件交互是通过功件对外接口完成的。

功件的定义，可以以产品需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等阶段中占主要地位的部件为主，抽象出主要功件，然后为了将这些主要功件连接组合起来，方便反映各种业务流程，抽象出相应的辅助功件；这样定义出来的功件，最终才能够以符合某种流程的方式组合到功件树当中。单一功能的功件，可以组合成复杂功能的功件；将不同功件对应的部件有效的组织、衔接起来，并使其在一定环境下独立运行或存在，即可成为一个产品。

一个新的功件的产生，就是人类对宇宙认识的一次积累，当功件数量积累到一定程度，将促进人类对宇宙认识的质变。所以，新功件和新部件的研发、设计、生产或产生，就为所有新产品或已有产品的制造、生产提供了新的资源，而新功件和新部件之间是相辅相成的关系，既可以先有部件再抽象出功件，也可以先有功件再去生产或寻找对应的部件。

按照不同部件的分类方式，功件的种类可以分为虚功件和实功件，也可以分为软件功件、硬件功件，或有形功件、无形功件，或物质功件、非物质功件等；而按照部件的材质、所处产业等分类方式，还可以进一步细化，比如金属类功件、塑料类功件。

功件还可以根据其用途和功能角色来区分，可以将功件分为基本、连接、转换、显示、控制、数据等类别。其中，基本功件是产品中的基本功能部件的功件抽象，代表了产品的基本功能；连接功件是将两个或两个以上的基本功件连接或关联起来的功件；转换功件主要是指功能、数据或信息的转换，可以将某种的功能、数据或信息转换为另外一种形式的功能、数据或信息；显示功件主要给用户提供显示和操作方面的功能；控制功件提供逻辑控制或授权认证等功能；数据功件主要用于数据信息的持久化部分。

各个种类的功件能够以关联关系体组合在一起，也能够依据关联关系进行互动，并推动特定流程的运行从而完成某些需求，比如：把一些文字功件、图形/图片功件、计算机程序类的功件通过关联关系组合在一起，然后将其对应部件组合在一起，这样就可以直接生成一个满足某种需求的计算机程序，如果再关联一些硬件类型的功件及其部件，则可以在现实中生产出实际的目标产品，比如机器人。

所有的功件，都具有名称和型号，以标识与其他功件的不同。其中，功件名称是标准化功件树语言的重要组成部分，一个(种)功件具有唯一的名称；功件型号用于标识同一功件具有不同的功能、用途、适用场景和历史发展轨迹，以及其在不同的所属功件树或所属行业时的不同功件版本；而对于某些特殊部件，比如计算机软件类型的部件，其每个版本只需有1个实例存在，就可以无限复制，所以这些部件对应的功件还可以用ID来唯一标识其存在。综上所述，功件除了可以用属性类别来进行区块管理，还可以从名称、型号、ID上来进行功能性和个体性管理。需要注意的是，在功件树中存在的是某种型号的功件，而生产制造出来的目标产品则是由对应该型号的具有ID的功件实例(即部件)组合而成。因此，一种型号的功件可以对应一个或多个功件实例，即对应一个或多个部件。

部件按照关联关系组合在一起成为一个产品，从而完成某些业务功能，反映到功件上，就是功件的关联关系；这些部件或功件关联关系中，当涉及到信息交换时，需要通过部件或功件的对外接口来完成；而对外接口间所交互的信息，可以抽象为计算机技术中的各种格式的数据，比如SQL数据、JSON数据、XML数据或其他格式的数据。

一个(种)功件(部件)可以与其他功件(部件)通过某种关联关系组合在一起，可以通过接口与其他功件发生作用或通信；那么，它与其他功件(部件)是否能够进行关联、匹配和组合，取决于它的接口是否具有通用性和普适性，就是说，一个(种)功件(部件)的通用性和普适性越高，它可参与组合的目标产品就会越多。

因此，只要保证功件(部件)接口的规范性，就可以提高功件(部件)的通用性和普适性，以及其在功件树(或产品)中的可组合、可插拔、可替换性。对于某个功件树(或产品)来说，如果其组成功件(或部件)都是符合某种功件规范来生产的，就可以使功件(或部件)制造商在同一个规范下，生产出同样规格、互相之间可以有效互动的制式功件(或部件)，这样的制式功件(或部件)才能按照一定的流程自由组合，从而生成目标产品；例如，只有同样规格的螺杆和螺母才能够咬合在一起，起到固定物品的作用。

所以，本发明从宇宙中全部人类制造物和自然生成物的角度，依托计算机技术，制定了功件规范，即一种可以将所有部件抽象为计算机对象的具体实现方法，只有按照这个规范生产部件或按照这个规范抽象的功件，才是制式部件或功件，其才能随时以可插拔、可替换的方式组合进目标产品当中或功件树当中。

在计算机技术中，对象和数据的操作包括4大类：abcd(或CRUD)，其对应于4个概念：a代表增加、创建、建立、输入等概念，b代表查询、显示、呈现、输出、运行等概念，c代表更改、控制、移动、改变等概念，d代表删除、隐藏、销毁等概念。这4大类操作，同样存在于现实产品和部件之间的交互当中。这4大类操作，贯穿于下面所述的功件规范中。

综上所述，本发明定义了如下的功件规范，这些功件规范，同样适用于产品和部件，尤其是指计算机软件类型的部件：

1.属性参数规范

功件的个性化属性包括名称、型号、ID等，参数则包括一些个性化的参数定义，如高度、宽度等；某个(种)功件的名称具有唯一性和排他性，但由于功件处于不同的业务流程(或功件树)中时，其可能有不同的实例存在，同样，根据实现方式不同、规格不同以及升级等原因，功件有不同的版本存在；因此，为了区分同一种功件的不同版本或实例，可以用功件型号来唯一标识某一个具体功件。

另外，根据功件所处行业、所述技术领域、开发环境、运行环境等，功件还具备一些共用属性，如应用范围、使用技术、材质、开发手段、运行要求等属性，都有相应的规范约束，这些属性规范一旦确定，所有功件的建立都必须遵循，即如果多个(种)功件具备相同的属性，则属性名称和值要一致。

功件还可以有其他附加属性，比如免费还是收费、开源还是闭源、保密还是公开等，都应列入功件的属性规范中。

2.操作命令规范

上面提到，部件与部件之间或功件与功件之间相互作用、相互通信时，通过对外接口来完成，而接口间的操作则包含在上述的abcd这4大类操作中，这样就可以把功件(或部件)内部的功能和数据完全外在化，即功件(或部件)内部功能被其他功件(或部件)从外部所调用，从而完成某种业务逻辑或业务流程。尤其对于物质类型的部件来说，部件间操作或交互的媒介一般包括电流、液体流、气流、力、场等，这些媒介都可以抽象为计算机数据，类似的，针对部件以及部件对应的功件的操作，也可包含在上述4大类数据操作中；比如对于汽车这个产品，组成汽车的所有部件和交互媒介，都可以抽象为计算机对象和数据存在，即功件存在，从而以这4大类操作功件的方式，参与到汽车设计、制造、使用、维护、升级等工作当中。所以，可以把宇宙中所有事物的操作，抽象为功件之间的操作。

表达这4大类操作的计算机语言或协议可以有多种，比如SQL、JSON、XML等。本发明以类似JSON或Map的键值对语言为例，定义如下操作命令规范，以利于部件或功件间的相互作用或接口调用，其他如SQL、XML等方式的实现均可参照本规范，用键值对中的键来作为操作命令，用键值对中的值作为操作对象和数据；键的名称可定义abcd(注：也可以用其他任意字符或文字或数字等来表示，如CRUD或1234)这4个字母为主要操作命令，分别代表上述的4大类操作，其中，a对应SQL语言中的insert或C，b对应SQL语言中的select或R，c对应SQL语言中的update或U，d对应SQL语言中的delete或D；另外，还定义几个辅助操作命令，f对应子功件的名称，i代表子功件的接口名称，t对应参数类型或数据表名称，q对应要查询的字段或属性、参数信息，dt对应SQL语言中的distinct，w对应SQL语言中的where，n对应SQL语言中的不等于，gt对应SQL语言中的大于，lt对应SQL语言中的小于，gte对应SQL语言中的大于等于，lte对应SQL语言中的小于等于，pn对应分页查询中的页码，pl对应分页查询中每页的记录数，o对应SQL语言中的orderby，g对应SQL语言中的groupby，h对应SQL语言中的having；最后是接口(方法)调用的返回值规范，r代表返回值编码，为int数据类型，m代表返回的文字消息，v代表返回的数据记录；为了更加明确abcd等属于命令范畴，而不是字段、属性名称或其他，为了更加利于开发人员阅读和程序处理，每个操作命令字符前面可加字符“”或“$”或其他标识字符，一起组合为操作命令，如“a”、“b”、“c”、“c”、“f”、“i”等。上述操作命令以及命令值所组成的键值对，以类似JSON或Map的数据格式封装为接口(或调用地址或方法)的参数，即可完成功件间的调用与通讯。

操作命令，除了可以作为部件或功件之间的互操作命令，还可以作为人机界面的操作命令，即可作为命令行程序或窗口程序的操作命令；如，{f:'fdisk',i:'x',q:{partitioncount:4},w:{diskid:1}}命令，就是调用fidsk功件的x接口，在第1块磁盘上建立4个分区。

3.接口规范

部件或功件对外接口分为三级：

(1)本发明定义一级接口有1个，定义为x(可以用任意字母或文字或数字代替，比如中文的“一”、数字1或其他)。x接口为主要接口或万能接口，对于很多功件来说只需具备此接口，或者仅具备此接口。对于计算机软件类型的功件来说，此接口只有一个参数，参数为字符串或Map等复杂数据类型或对象，因为其可以包含丰富的操作信息，包括上述的属性参数和操作命令等，以至于仅通过这一个接口，就能保证每个功件都可以将其内部功能完整地暴露给外部，供其它功件调用，从而完成接口的调用和被调用操作。同样针对软件功件来说，一级接口的要求是：输入参数唯一、返回值或输出参数唯一；以Java语言为例，功件可以是一个类，此类对外仅提供一个公共静态方法，输入参数是JSON格式的字符串，返回值也是JSON格式的字符串，方法名称为x，则方法原型为publicstaticStringx(Strings)，外部调用此功件的方式为“类名.x(s)”，如用户功件的调用方式为User.x(s)，其中s包含的信息假如为JSON格式的字符串，则其内容可为：{a:{id:1,name:'jzd'}}或{'a':{id:1,name:'jzd'}}，对应SQL语言中的insertintouser(id,name)values(1，'jzd')；{b:{q:{name:1},w:{id:1}}}或{'b':{'q':{name:1},'w':{id:1}}}，对应SQL语言中的selectnamefromuserwhereid＝1；{c:{w:{id:1},q:{name:'jzd'}}}或{'c':{'w':{id:1},'q':{name:'jzd'}}}，对应SQL语言中的updateusersetname＝'jzd'whereid＝1；{d:{w:{id:1}}}或{'d':{'w':{id:1}}}，对应SQL语言中的deletefromuserwhereid＝1；接口(方法)的返回值类似如下：{'r':0,'m':'添加记录成功。'}，或包含返回多条数据记录信息：{'r':0,'m':'成功。','v':[{'key1':'value1','key2':'value2'}，{'key1':'value3','key2':'value4'}]}，其中，“r”代表接口执行后返回的结果编码，int类型，可以采用Http协议进行规范，如果“r”的值为200，则认为成功，201为Created，其他值为失败，如404为NotFound；“m”为返回的文字提示信息；“v”为返回的记录信息或其它数据。具备一级接口的硬件接口可以参照上述软件接口实现其一级接口的抽象。

(2)本发明定义二级接口有4个，可命名为a、b、c、d四大接口，即部件或功件的abcd接口(二级接口可用其他字母、文字或数字来定义)，此级接口可选择实现。对于某些功件来说，可以用两个二级接口来定义，即输入和输出，比如对于一个管道A来说，a接口为入口，b接口为出口，那么它与另外一个管道B相连接时，A管道的b接口连接B管道的a接口；而对于一个三极管来说，则可定义出为a、b、c三个二级接口，代表输入、输出、控制三个二级接口。对于计算机软件类型的功件来说，这4个接口有0或1个输入参数s，不建议多个参数，否则会增加功件开发难度并降低功件(或部件)的通用性和普适性，从而减少软件的重用性，参数可以使用字符串或Map等复杂数据类型或对象，因为其可包含丰富的操作信息，包括上述的属性参数和操作命令等。以Java语言开发的User功件为例，这4个二级接口可用4个静态类方法来实现，a接口(方法)原型为publicstaticStringa(Strings)，其中的s包含的信息假如为JSON格式的字符串，则为：{id:1,name:'jzd'}，对应SQL语言中的insertintouser(id,name)values(1，'jzd')；b接口(方法)原型为publicstaticStringb(Strings)，其中的s为{q:{name:1},w:{id:1}}或{'q':{name:1},'w':{id:1}}，对应SQL语言中的selectnamefromuserwhereid＝1；c接口(方法)原型为publicstaticStringc(Strings)，其中的s为{w:{id:1},q:{name:'jzd'}}或{'w':{id:1},'q':{name:'jzd'}}，对应SQL语言中的updateusersetname＝'jzd'whereid＝1；d接口(方法)原型为publicstaticStringd(Strings)，其中的s为{w:{id:1}}或{'w':{id:1}}，对应SQL语言中的deletefromuserwhereid＝1；接口(方法)的返回值同一级接口。

(3)本发明定义三级接口可以有无数个，可选择实现。对于某些物质类的有形功件(或部件)来说，其主要具备的是三级接口，但接口个数不宜太多，因为这种功件(或部件)的个性化要求比较强，所以可塑性和可变性不高，并且不像计算机软件类型的部件那样可以方便的进行接口定义。但所有的三级接口最终都不会脱离abcd这四大类操作，因为上述“事实”已经说明，功件间交互的信息就是数据。对于计算机软件类型的部件来说，之所以定义三级接口，是为了获得更好的性能，因为其可以减少接口参数的解析操作，也是为了更贴近各种编程语言原生开发模式。因此，三级接口(方法)的应根据功件或部件自身的特点来实现，但要去掉接口(方法)名称定义的随意性，以及接口参数或返回值定义的随意性，否则不利于功件的组合或调用；因此，为了保证三级接口(方法)名称具有一定的规范性，三级接口名称中可包含功件的属性、参数(字段)名称来区分，如涉及多个或全部属性(字段)操作时，可将“all”等词语或者数字加入到接口名称中；三级接口名称的另外一种定义方式是：为给三级接口分类，接口名称前缀“a_”、“b_”、“c_”、“d_”等字符，后面跟数字，如a_1或a1，代表三级增加接口的第1个接口，a_1001或a1001，代表三级增加接口中的第1001接口，这些接口的具体功能和参数定义，则在规范中明确规定。本发明定义三级接口规范要求每个功件接口(方法)的输入参数个数、输入参数类型、输入参数顺序要规范，去掉随意性定义，接口(方法)的返回值或输出参数，也要做到个数唯一、类型唯一，还要保证参数顺序、数据类型顺序唯一。

当多个单一功能的功件组合在一起就能形成一个复杂功件，此复杂功件与外部通讯时，也要遵循上述功件接口规范。复杂类型功件的调用方法，同样也适用于连接、转换、控制类型的功件，比如对于“授权控制器”功件来说，如果某些功件要通过其授权访问其他功件的某一级的某个接口(方法或URL地址)时，调用方式同上所述。因此，从权限控制角度来看，功件的各级接口，都可以作为某个权限来加以控制，从而定义和完成整个产品或系统的权限控制、授权管理等流程。

对于计算机软件类型的部件来说，其一级接口来源于二级、三级接口，其二级接口可来源于三级接口；但高级接口(即一级、二级接口)的名称和参数都比较单一且规范，所以其普适性更强，而三级功件接口，具有更加具体的功能接口特征，所以在性能等方面强于一级、二级接口；这些对于数据交换的软件，或者对于其他物质、能量、力、信息等的数据各种关系的交换，如固体、液体、气体交换，或者对于动力传动机构等的能量传输，或者对于螺丝、铆钉、焊接等的固定关系，都符合上述描述；因为一级、二级接口数量少，只要确立规范，更加容易实现功件(或部件)间的组合，如规范好接口通讯的数据格式、规范好管道的管径、规范好传动机构的传动点形式、规范好螺纹的间距等，就可以很容易的在具备这些接口的部件或功件之间建立起关联关系，从而使得为已有产品研发、设计、生产制造的部件或功件，为新产品的研发、设计、生产制造提供有力保证，也能够为不存在部件或功件的研发、设计、生产制造等提供接口规范和指导。一级和二级接口，比较适合于部件或功件的对外通讯和相互作用，三级接口比较适合于部件或功件内部各个模块间的直接的通讯和相互作用。

功件不仅是部件的计算机抽象，还能够记录部件相关的技术、知识和经验，比如部件相关的物理、机械、化学、生物等技术和知识，以及部件的实际应用知识，因为部件本身在研发、设计、制造、生产以及组合成产品的过程中，就应用、包含和产生了很多的技术、知识和经验。这些技术、知识和经验可以记录在功件的属性、参数，以及功件的关联关系或接口中，或者，这些技术、知识和经验本身能够作为功件(或部件)而存在。

功件关联关系：宇宙中万事万物都是普遍联系的，产品中的部件同样通过关联关系组合在一起来形成产品，部件可以抽象为功件，因此，部件之间的关联关系可以抽象为功件之间的关联关系，其体现了部件在产品中的组合、排列方式，也体现了产品中各个功能组成部分的业务逻辑流程，是部件得以组合为目标产品的基本要素，也是功件组合为功件树的基本要素；功件关联关系具有在时间维度上不断变化的特征。如果将功件树比作一个流程图或者电路图，功件就是其中的节点，关联关系就是其中的连线或导线。连线表示节点间的前后或上下方向的承接关系，是静态的、虚拟的，而导线则代表两个节点之间存在数据或能量等信息的交换，是动态的、物理的。

所以，关联关系可分为静态关联关系(简称关系)和动态关联关系(简称接口)两种，静态关联关系描述的是两个功件之间存在一种静态或虚拟的关联，这种关联不涉及数据等信息的交换，静态关联关系在功件中表现为功件之间存在连线关系，其代表一个关系簇，即一组关系记录，如["螺接","焊接"]；动态关联关系则说明两个部件或功件之间会有数据等信息的交换，这种动态的关联关系，在功件中体现在功件的对外接口的相互作用上，上述功件的三级接口规范的定义，也是功件与其他功件的动态关联关系的规范定义。

根据功件的种类不同，功件所处环境不同，功件关联关系也有不同的分类方式，如分为虚关系、实关系，如计算机软件类型的功件之间的调用/被调用关系、包含/被包含关系等，管道之间的连接关系、阀门控制关系，以及物理关系、化学关系、生物关系等等；这些关联关系分类，也可以作为关联关系名称，即关联关系有名称的属性。

功件关联关系不仅能够记录产品内部各个部件之间相互连接、相互作用、相互通讯、相互交换的关联关系，还能够记录这些关联关系所部件和产品相关的技术、知识和经验，比如物理、化学、生物相关技术、知识等。

功件关联关系，是功件组合成功件树的必要因素，随着功件树越来越庞大、功件越来越多，一些功件的功件关联关系，尤其是按照规范生产的制式功件的之间的关联关系，很难完全的被发现和记录下来；因此发现功件关联关系并能够有效地维护功件关联关系，是很有必要的。

功件关联关系的维护也包括4大类：即abcd或CRUD，代表功件关联关系的建立、查询、修改、删除。

计算机软件类型的部件间的关联关系主要是动态关联关系，包括调用、依赖、包含、开发于、运行于等，非计算机软件类型的部件间的关联关系包括物理关联、化学关联、生物关联，物理关联又可细分为螺接、卡接、焊接、电磁连接等。

功件关联关系具有优先级的概念，因为针对同一个目标产品，其实现方式可以不同，反映到功件树中，即对应不同的功件树分支，或者不同的功件关联关系路径；那么，对于目标产品来说，可以用优先级来定义哪个功件关联关系路径是更快捷的、更经济，从而更准确的定位功件树分支，以满足目标产品的需求。同样，对于不同的，但是有类似功能需求的目标产品来说，功件关联关系路径没有所谓最佳实现，因为针对目标产品的关注点不同，其最佳实现方式也不同；例如对于同一种产品，当其对成本控制、功能或属性控制、空间或时间控制有不同需求时，功件关联关系的优先级是不一样的。

新功件关联关系的发现，有以下方式：通过在已有功件中自动查找匹配，通过生产和使用目标产品。新的功件关联关系的发现，同时也是一个新产品或新部件的研发、设计过程。

功件树：是功件和功件关联关系的集合体，由功件按照关联关系组合、排列而成，其是功件的管理单元，也是目标产品的来源，因为其内部包含的功件和功件关联关系，体现了目标产品的功能、信息和流程，而功件树的子集，即功件树分支，都可以对应一种(或一个)具体的产品，即任何一种(或一个)产品，都可以抽象为功件树的某个子集；功件树体现了宇宙万事万物是普遍联系的这一哲学思想，其可以成为人类认知宇宙万事万物发展过程中的知识库、产品库、科技树，或者说是所有人类制造物和自然生成物按照关联关系组合在一起的一个大的集合；功件树是一个由在时间维度上不断变化的功件和功件关联关系组成的立体结构，因此其具有四维空间的特征，同理，在功件树中应用四维以上的空间理论时，功件树就具备了四维以上的空间特征。功件树的四维结构特征可以描述为：其中，功件属于一维的点；某一个(种)功件与另外一个(种)功件通过关联关系组合为一条线的二维结构；而多个功件之间的通过关联关系组合成功件树是一种立体的网状结构，属于三维；当功件和功件关联关系中加入时间的概念，使得他们根据时间的变化呈现一种变化的立体树(网)状概念时，即体现了一种四维结构体，这就是四维结构的功件树概念。

将多个功件组合在一起可以组成一个功件树，也可以看作是一个复杂功能的功件；将功件组合到一个功件树中，是对功件树的扩充，而将一个功件树组合到某个个功件中，则可以看作是对这个功件的升级；因此，从不同的角度来考虑时，功件和功件树的概念是可以相互转换的。

一个计算机软件类型的功件树代表一个用于某种目的的软件系统或产品，如一个操作系统、一个应用程序、一种类型的网站，其将某种软件系统或产品中所有相关的功件(或部件)，以对外连接接口进行关联；一个以某种编程语言开发的所有功件组成的功件树，其中的功件也是按照软件系统业务流程关联在一起；一种功件不同版本组成的功件树，由某个或某些功件的不同版本分枝所构成；同类功件组成的功件树，是由同一种类别的功件所构成，如UI类型的功件或数据类型的功件。对于非计算机软件类型的功件树来说，根据功件对应部件所述行业、组成产品类型等，也可以组成用于不同目的功件树。

因此，一个功件树或功件树分支，是一个为实现需求的产品或实现某种目的的系统所需要的所有功件(对应部件)和关联关系的集合，比如以某种编程语言开发的所有软件功能组件的集合，或是某一种功件的不同版本的功件的集合，或是同一种类型的功件的集合，同时通过功件接口或关联关系将其中的功件组合在一种树形(或网状)的结构中。而当所有的功件树组合在一起，就是一个极其庞大的、完整的功件树，可以称之为“全球功件树”或“超级功件树”。

功件树，既是功件和功件关联关系的超级集合，同时也是所有产品在计算机系统中的抽象集合；它包含了所有产品的业务流程，而这些业务流程，就体现在功件树内各功件的相互联系或接口调用当中，即功件关联关系中。前面提到复杂功件也是多个功件的集合体，因此一个复杂功件也可以是一个功件树，其内部的多个功件也是按照关联关系组合在一起的。因此，功件向功件树的转换，就在于功件是否有子功件存在。比如发动机作为部件存在于某个产品中，其对应的发动机功件，就作为一个功件存在于该产品对应的功件树分支中，但同时可以有一个发动机功件树，专门对应于发动机这个产品，因为发动机也是由很多的部件组成的。

所以，功件树是管理功件和功件关联关系的有效手段，也是所有部件和产品相关的知识库、产品库和科技树。

软件类型的功件树中，功件之间的关联关系有两大类别，分别为业务类型的关联关系和技术类型的关联关系；其中，主要是调用和被调用的关系，其次还有包含和被包含、依赖和被依赖、引用和被引用、开发和开发于、运行和运行于等关系，而反映业务流程的关系体现在接口的调用关系上，其他次要关系更倾向于技术上的关联，使得功件能够完整组合并形成软件系统，最终得以有效运行。

在一个功件树中，每种功件都有一个唯一、排他的名称，以区别于其他功件，即一个名称只对应一种功件。以软件类型的功件树为例：如User功件，中文名称为“用户”，该功件在功件树中有多个实现版本或多个实例存在，因为针对不同的业务流程需求，同一种功件的属性、参数不同，需要实现的功能不同，甚至功件实现接口也不尽相同；但是在一个独立的软件系统或产品中，每种功件一般只能有一个实例(即部件)存在，除非是有特殊需求的软件系统。

功件树可以有，但不限于如下几种表现方式：

1)一个功件树是以一个(种)产品为抽象，将其中的部件抽象为功件，功件间组合方式和关系抽象出关联关系，从而形成功件树；同理，一个复杂的部件，因为其内部是由更小的部件组成，所以也可以同样的方式抽象出一个功件树；

2)同一功件由于所处环境的不同可能衍生出不同的版本，以应用于不同的产品，所以一个功件树的根可以是某种功件根据不同需求衍生出不同的功件版本分枝，来组成完整的功件树；；

3)功件树的根可以是某一类型的功件，每个功件可以根据不同需求衍生出不同的功件版本分枝，并以相应的其他类型功件为枝干，来组成完成的功件树；

4)功件树的根也可以是UI类型的功件，以UI类型的功件的组合形成整个软件工作流程的总体框架，其下面关联着控制逻辑或数据层的功件，从而组合为一个完整的功件树；

5)功件树可以开发工具为单位，每一种开发工具建立一个功件树；

6)功件树可以产品、部件的运行环境或开发环境为单位，建立功件树；

7)以功件依赖的开发环境、运行环境、依赖库、共享技术组件等特殊辅助功件为单位，建立功件树；

8)功件树可以是上述7种功件树中任意几种的组合。

另外，功件树还可以有多种表现形式，如可以分为行业功件树、语言功件树、产品种类功件树、产品功件树、厂家功件树、个人功件树等。

用于同一目的的功件树，根据开发工具、运行环境等的不同，以及接口调用方式、数据存储形式、数据格式的不同，都可以产生不同的功件树，其所含功件的实现方式也可以多种多样。

同功件类似，功件树也具备属性参数和版本升级的概念，当一个功件树内部的功件和功件间的关系发生很大变化时，功件树可以进行版本升级。

功件和功件树的功能描述是必不可少的，其是使用者挑选合适功件的依据；同时，功件的接口定义、依赖关系、开发运行环境等，是进行自动检索、匹配、提取、组合功件成为产品或系统的关键。

对功件和功件树进行管理，包括：功件或功件树的创建、显示、编辑、升级、扩展、删除、功件关联，以及功件的查询检索、提取、关联关系或接口匹配、组合等。

我们知道，一个完善的流程图可以完美的描述一个系统或产品。所以我们还可以把功件树比作流程图的一个超级集合，功件可以看作是流程图中的功能点或节点，而流程图中节点间的连线就是功件树中功件之间关联关系，即功件的相互作用或接口调用；既然流程图可以在逻辑上表达一个产品，也就说明了功件树可以作为产品的抽象存在。当功件树足够庞大，能够包含了所有需求和流程时，这个功件树就可以满足所有产品的需求。

功件树是功件和功件关联关系的组合，那么在描述一个功件树分支的时候，就可以将功件名称和功件关联关系名称组合在一起来描述，如：功件A螺接功件B，功件B焊接功件C，功件C调用功件D，其中功件A、B、C、D为功件名称，螺接、焊接、调用等为功件关联关系名称。

由于功件和功件关联关系够记录其相关的技术、知识和经验，那么功件树作为功件和功件树的集合，也就包含了部件、产品等相关的技术、知识和经验，这些技术、知识和经验的集合，使得功件树就成为了一个知识库；这个知识库，可以为人类的机器学习提供系统的知识来源，即可以通过某种机器将某些功件树相关的知识直接灌输到人类的头脑中，从而实现人类快速学习某领域相关技术、知识和经验的能力。

因此，功件树反映了现实世界的需求，更确切地说反映的是现实中产品需求的各个领域，包括农业、工业、服务业等领域的需求。理论上说，宇宙中的所有物质或非物质的事物，都可以抽象化为一个功件，并按照一定的业务流程包含在功件树中；功件是功件树的节点，而产品流程即体现在将功件按照关联关系串联起来组成的功件树中。所以，只要我们把反映现实世界需求的功件树建立起来，然后由全世界的相关领域的专家开发出相关领域的具备某种特定功能的功件，将这个功件树填满、完善，那么根据一定的需求，从这个功件树中按照一定流程取出一个或几个功件树分支，就可以通过功件组合方式，开发出新产品。如果要给产品增加新功能，只需要从功件树中按照一定的流程(功件树的连线)提取相应的功件组合进来；如果需要更新或升级产品的某些功能，只需要将对应的功件(取自功件树)进行替换即可。

现实中的各种产品或部件都有型号、规格、生产日期、生产场地等概念，而功件和功件树作为具备更宽泛范畴概念的产品和部件等事物的计算机抽象，也应具有这些特征，才能为功件的生产和检索提供依据。除了上述检索方式外，还可用类似图谱的方式表达功件树，用直观的方式来检索、提取功件开发产品。因此，功件检索的方式，可以包括但不限于以下几种：即功件的名称、功件的型号、功件的ID、功件的种类、属性、参数、功能和用途、图谱方式等。

但是从浩如烟海的功件和功件树当中查找符合某种需求的功件和功件树分支或功件树，然后完成目标产品生命周期所有过程和流程相关的工作，对于广大用户来说，尤其是非相关领域专家来说，是困难的。因此，需要一种更符合广大用户使用习惯的方式来完成上述操作。而对于广大使用者来说，最熟悉的是自然语言，如语音、文字；因此，如果能够通过组织这些信息就能完成产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等工作，无疑是人类生产力的一个巨大飞跃。

由此，本发明提出另外一种，更加有效的、智能化和贴近普通大众的功件检索方式，即标准化功件树语言；由标准化功件树语言来定义或描述或检索出来的结果，可以作用于产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等产品生命周期中的所有阶段中，也是使用信息(包括但不限于语音、文字、图形、视频影像、肢体语言)驱动产品研发、设计、制造、生产、安装、运维软硬件产品的基础。

标准化功件树语言可以有多种实现方式，其既可以描述功件和功件树的内部结构，也可以定义功件和功件树的组成方式，同时可以为开发不存在的功件和功件树提供手段；即可以定义、描述一个功件(一个多功能功件，可以由多个单一功能功件组合而成)，也可以描述功件树，还可以作为功件设计语言、功件开发语言以及功件树描述语言、功件树检索语言，即可用于检索、开发一个基于功件和功件树的产品。因此，其既是一个功件树定义语言，也可以是一个功件树描述语言，还可以是一个功件树开发语言，而任何可以翻译为标准化功件树语言的信息，都可以作为设计、开发、生产一个产品的最原始信息，这是由信息(语音、文字、图片、视频影像、肢体语言)驱动进行产品开发和使用相关所有操作的基础。

下面以中文为例(其他语言类似)，说明标准化功件树语言如下：

标识符：冒号(:)用于分隔名称/值对，每个名称/值对代表一个功件或功件树，冒号前为功件名称，冒号后面为功件或功件树包含的子功件或功件树分支或子功件树；逗号(，)用于分隔不同的功件或功件树或功件树分支；方括号([])用于表达数组的概念，可包含多个功件树分支；花括号({})用于表达对象的概念，其内部可包含多个名称/值对，代表多个功件的组合或一个功件树分支；小括号(())内包含的是功件或功件树的属性参数、关联关系等信息；引入指向符号(->)代表引用或指向到其他功件树中的功件或功件树分支。

每种功件可由唯一的名称来标识，其针对不同的自然语言(如中文、英文等)，可有不同的翻译名称，如“用户”这种功件，中英文名称分别为“用户”、“User”；针对每种功件的不同功能版本，其使用型号来唯一标识，如“用户-1型”、“User-1”；每个功件实例(或部件)、功件树分支实例(或产品)则使用ID作为其唯一标识，对于计算机软件类型的功件来说，由于其可以无限复制，所以其ID可以用型号来替代，而对于其他类型的功件，如硬件功件来说，每个功件实例都可能对应于现实中的一个真实存在，因此其ID具有实际意义。

为了完美的表达多个功件树分支或功件内部的功件组合情况，以代表一个目标产品所包含的功件和业务流程，可用类似JSON格式的自然语言数据来定义和描述：以功件名称标识功件，其中间以逗号隔开，根据功件名称出现的顺序进行排列组合，如“用户，角色，权限”，即可表述一个功件树分支，或者说是一个用户管理软件产品的业务流程：即用户具备角色，角色拥有权限。每种功件后面可紧随一个英文冒号和方括号“[]”或花括号“{}”，代表这种功件内部包含的多个或一个流程分支，如“{功件1:[]，功件2:[]，功件3:[]}”或“{功件1:{}，功件2:{}，功件3:{}}”；将一个或多个花括号内容，组合排列在方括号“[]”内，即代表的是一个或多个流程分支，如“[{功件1:{}，功件2:{}，功件3:{}}，{功件4:{}，功件5:{}，功件6:{}}]”；花括号“{}”内除了可以包含功件，也可以包含一个流程，其间以逗号隔开，如“{功件1:{功件2，{功件3:{}，功件4:{}}}}”，或包含多个流程，如{[功件1,功件2]，[功件3,功件4]}；同样，方括号“[]”内也可以包含多个方括号“[]”或花括号“{}”，以代表多个流程分支；如此往复包含，可以表达复杂的功件树，直至可以描述“全球功件树”或“超级功件树”。每种功件或功件树分支后面，可以跟随小括号“()”，其内包含功件或功件树分支的属性参数描述等、关联关系等信息，以便更加精准地定位功件和功件树，其内容(内容省略，将遵循未来的业界标准)用键值对来表示，键为属性参数或关联关系(关系和接口)的名称，值为属性参数或关联关系对应的值，键与值的中间以冒号“：”分割，类似JSON数据格式中键值对的表现方式，如“{用户(编程语言:"java",接口:["x"])}”代表用Java语言开发的“用户”软件功件。由于整个功件树过于庞大，因此在功件树的定义中，可以引入XML语言中“空间”的概念，以描述某一层级或某一小范围的功件树分支，如{ns:'http://域名/ns/soft.json'}，定义的是soft这个层级的功件树；而对于一个功件树中的功件或功件树分支，引用其他功件树中的功件或功件树分支时，则可以使用->这个引入指向符号，如“{功件1，功件2->{功件树2:{功件3}}}”。

在一个产品对应的功件树中，一个功件可能和多个功件有关联关系，那么用标准化功件树语言描述时，这个功件可以出现在多个功件树分支中，这些分支中与其关联的功件，都与其有关联关系存在。

对于功件树来说，标准化功件树语言可以描述一个功件树；对于一个复杂功件来说，由于其内部也是由功件构成，所以也可以标准化功件树语言来描述和定义其内部构造。

上述标准化功件树语言，是以类似JSON数据的格式来定义，还可以用XML语言或其他类似的方式来定义。

上述的标准化功件树语言，可完美地描述功件和功件树，即目标产品的所有部件、功能和流程等，但对于非专业人员来说，可能仍有使用难度，还需要有一种符合普通大众都习惯的方式来使用功件和功件树。

有了功件和功件树，就需要实现一个系统，以下简称为功件树系统，其可以创建功件树，再在功件树中创建大量的功件，然后在海量的功件的集合中，或在由大量功件组合成的某个功件树中，或在不同的功件树中，通过检索、提取、匹配、组合等操作，来完成用于某种目的的产品的研发、设计、生产、制造，乃至使用、维护、升级等。在使用功件和功件树参与产品生命周期所有相关工作时，可以用UI类型的功件来组织、制定工作流程，然后通过功件关联关系创建、查找、提取、组合功件，从而生成相关的生成过程子产品或目标产品。在从功件树中进行功件检索，先将主要功件检索出来，即可在功件树中，根据主要功件间的关联关系、主要功件与辅助功件间的关联关系、辅助功件与辅助功件的关联关系，检索、定位辅助功件，从而最后能够生成有效的目标产品。

因此，本发明提出基于功件和功件树进行产品需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级的系统，也就是本发明所述的基于功件和功件树的目标产品生成系统，其可以是一个网站，也可以是一个或多个计算机软件和/或硬件的集合体，还可以包含现实制造设备直接生产目标产品，其可以帮助人们从功件树中检索、提取目标产品相关的功件，并可将功件对应的部件按照关联关系直接组合为目标产品或目标产品生命周期中所有阶段的产出物，进一步地，其可以通过标准化功件树语言完成上述工作，更进一步地，其可以将目标产品描述信息转化为标准化功件树语言，从而自动地完成上述工作。首先有一个人机界面，由使用者输入或选择语音、文字、图片、视频影像、肢体语言或其他等信息，以代表其对目标产品的需求，后台由计算机程序将这些信息转化为标准化功件树语言，其中可能涉及语音识别技术、机器翻译技术、图片图像识别技术等。由于上述信息描述目标产品需求的时候，可能是模糊的、不确定的，所以在将这些信息转化为标准化功件树语言时，应确定功件边界，以剔出不需要的功件，否则会导致所生产目标产品臃肿且不符合需求。确定边界的方法有：根据功件所属功件树(对应各种产品)来确定、根据主要功件关联功件的层级来确定，或根据功件的属性参数来确定等。

标准化功件树语言一旦被确定出来，系统就可以在已有的功件树中检索和提取功件，然后将功件对应的部件按照关联关系组合在一起生成目标产品，这其中还要涉及几个步骤：由于对应的部件可能属于不同的厂家，所以需要将这些部件的订单发给不同的厂家或经销商，然后将这些部件通过物流或其他渠道汇总在一起，由专门的团队组装为目标产品；产品生成后，可能还需要通过物流或其他渠道发送到使用者手中，或者安装、部署到某个位置，其后还可能涉及到产品的使用流程和维护升级流程，这些工作中包含的部件均有对应的功件存在于功件树中。

这样，借助本发明的系统，就可以将信息转化为标准化功件树语言，检索相关功件和功件树，进而完成目标产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等工作。

为了完成上述工作，系统需要精准地定位功件和功件树，并具备自动补全和纠错功能(即如果使用者未能将所有功件描述准确或完整，本装置可以根据已有功件树，自动帮助使用者补全所需要功件，给出纠正后的正确功件)；由于同一种功件可能有不同的版本，系统还应给出功件的不同版本，供用户手动选择、定位某个版本的功件，其表现形式可以是功件(部件)的图片、影像或文字描述等；为了防止引进一些不必要的功件，仅补全相关功件的最近几个层级的相关功件，这个层级可以由使用者自定义。

为了完成上述工作，本发明所述系统还应能够将所需的第一功件和第二功件提取出来，生成目标产品相关的产生物，如设计图、部件清单等，或者是任何可以被负责组合相关部件生产目标产品的人或装置能够理解的数据和信息，这些产生物可以认为是伪目标产品，然后根据这些伪目标产品，由人或装置将功件对应的部件组合在一起，生成目标产品，并能够将产品部署到特定的环境中，以及对产品进行维护、升级等操作。

为了完成上述工作，本发明的系统具备自动的或半人工半自动的方式实现所有部件的生产、组合、安装能力，包括已有部件按照关联关系的组合、安装，以及根据功件实时生产、制造对应部件并将之组合到目标产品的能力。

更加具体的，可以用3D打印机作为功件树系统生产目标产品的核心生产装置，将目标产品中的部件抽象出的3D模型作为功件，并以关联关系将功件组合为功件树；将使用者给出的信息翻译为标准化功件树语言；在已创建的功件和功件树集合中，用标准化功件树语言检索目标软件需要的第一功件及第二功件，然后提取第一功件和第二功件，将这些功件直接打印为产品的组成部件，并按照关联关系组合为目标产品。

本发明的系统能够根据检索结果，给出功件树流程图、功件组装图等，对于有形产品，还可以根据功件本身的形状、以及功件组装后的形状，给出最终产品的2D、3D图形、视频图像。

本发明的系统还应提供维护功件的关联关系的模块，使得管理者可以随时维护功件关联关系，如当一个新的功件加入到功件树中时，可以仅用于单一的目标产品，那么其与其他功件是否也可以建立关联关系；同样，一个旧的功件，在某个时间点是否有新的关联关系需要建立，或者有旧的关联关系需要变更或删除。

本发明的系统还应具备功件关联关系自动发现模块，在海量的功件之间，把所有可能的关联关系建立起来，因为完全靠人工处理，几乎是不可能的完成的事情，所以需要有一个自动发现模块，根据功件的预要求、接口要求等条件，能够自动发现相关联的功件，并建立关联关系。

本发明的系统还可以包含但不限于以下功能：功件和功件树的增、查、改、删等管理功能，功件的提交、审核、售卖、支付、冲值功能，功件的版本管理机制(包括开发版本和功能版本，功件的开发版本是某一功件的历史版本，而功能版本则是指不同的功件，如User功件有10中版本，其开发者和实现机制、实现功能可以是完全不一样的)，功件规范的产生、修改、发布功能，功件的开发者、使用者注册、登陆、自我管理功能，基于功件自动生产软件产品、自动生产硬件功件清单和配图，自动打包、部署、安装、发布、组装功能；第三方管理，包括功件生产商、产品设计商、产品安装维护商、销售商、物流提供商、仓储提供商等，以及其相关的各种信息管理。

本发明的系统还应具备将功件组合到功件树，或者将功件组合到某个功件内部的功能，从而完成功件树的扩充和功件的自动升级。

如果人们能通过一句话、一段文字、一个图片或视频影像、一个肢体语言等信息的提出，就可以马上在其眼前出现满足其需求的目标产品，这在目前来说还属于神话一样的事情。但是，如果人们通过使用本发明的技术方法和系统，就可将这句话、这段文字、这个图片或影像转化标准化功件树语言，然后自动检索出对应功件，然后借助本发明的技术方法和系统，将功件对应的部件组合或直接生产出目标产品，而且可以做到全自动化；当上述过程花费的时间只有几秒钟时，上述神话就变为了现实；所以，将这种将神话变为现实就是本发明的有益效果之一。

三个球体在四维空间中的运动，无法用一个或几个数学模型来完全阐释，而宇宙中的所有事物，对应本发明中的部件和产品，相当于无数个不同种类的球体在空间中的运动，所以想用有限的模型去完整阐释它们，是无法实现的。本发明就是用无限的功件和功件树，来对应无限的部件和产品，然后利用标准化功件树语言为纽带，将信息作为驱动力，完成目标产品生命周期的所有工作过程和流程，这是有现实意义的。

本发明提出的具有三级接口规范的功件模型和具有四维及四维以上空间特征的功件树模型，以及标准化功件树语言和基于功件和功件树进行产品需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级的方法和系统，涵盖了人类对宇宙认知中的所有物质、非物质的产品和部件的知识和科技。通过建立功件和一个庞大的、条理分明的全球功件树，然后通过将各种语言(包括语音、文字)、图片、视频影像等信息转化为标准化功件树语言的方式，使得普通大众也能够参与目标产品生命周期所有过程和流程工作，从而将普通大众的想象力和创造力加入进来，也使得专家从产品的系统层面中剥离出来，使其专注于更小层面的功件(包括软件、硬件)的研发、设计、制造即可，这是本发明的另一个有益效果。

本发明的意义还在于：分解了产品生命周期所有阶段的所有步骤，并将涉及的事物或部件抽象为功件，并组合成功件树，用已有功件树包含的产品组合操作流程，覆盖未来产品的需求，即用已有的功件去满足未来产品的功能需求，或者，只需要开发未来产品中的功能和流程在已有功件和功件树中不存在的部分，即可满足未来所有产品的需求，如此，将极大的加快新产品的研发和生产进程，降低产品的研发和生产难度。

由于功件是按照规范进行生产的，功件树是以树形这种有秩序的结构存在，所以可很方便的进行自动化检索、匹配、组合安装，因此，本发明是计算机应用技术的一次大的飞跃，使得计算机技术全面深入到所有领域的产品生产当中，从而使得目标产品的生产真正进入全民化生产和全自动化生产。

由于目前缺乏一种具有普适性的技术，将人类在所有产品生命周期的所有阶段建立的成就完美地记录、收集起来，并使得所有人(不仅仅是某个领域或某个方面的专家)能够通过快捷地的手段，将这些成就应用到新产品的生产中。以往，人们把这些知识、成就写在纸上、书中或电子文档中，其他人需要相关知识或信息时，需要打开这些文档学习，然后再应用到生产实践中，而本发明则是将这些知识、技术、经验技能和信息，以功件和功件树的形式保存下来，人们如果需要相关产品，不需要了解这些知识等信息的细节，因为其都记录在功件和功件树中，人们只需要通过语言、文字、音像等手段，从功件树中检索、匹配、组合，最后就可以生产出相应产品，那些知识、成就的细节由相关领域的专家学习、发展就可以了。

功件和功件树，承载了人类在各个领域的各种产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级相关的理论和知识，其将专家从琐碎的重复劳动中解脱出来，使其注意力转向新功件(部件)开发实践，其还能使得普通大众绕过功件(部件)细节的门槛，直接可以参与到产品在系统层面的设计、研发、生产、制造中，从而能够集合全人类的智慧和知识，在已有知识、信息的基础上，发掘人类最大的生产能力。

以功件和功件树沉淀人类的已知，通过生产新的功件和功件树，探索和记录未知，当功件树越来越庞大，人类的已知领域就越庞大，探索未知领域的触角越多。因此，功件和功件树技术，同样有利于建立全人类的知识库、产品库和科技树。记录万事万物以及其关联关系。本发明系统的建立，有助于现实产品和部件的标准化建立，因为只有标准化的部件和产品，其通用性和普适性才越高，被人们使用和购买的机率越大；而生产更多的标准化产品和部件，还会极大地减少资源的浪费，将使得产品制造进入自动化、智能化、模块式组合的快车道，把社会协作化真正进入全人类的协作上，最终极大地提高人类社会的生产力。

本发明以功件和功件树的形式，记录了人类对于宇宙认知的知识点的所有积累，是一个跨领域、跨学科的知识库和科技树，那么当这个科技树建立起来的时候，只要在功件树中添加新的功件或发现新的功件关联关系，就是一次跨领域、跨学科的新产品的研发和制造，从而使得新产品的研发、制造变得非常简单，更可能对新的科学理论的发现有指导意义。本发明将单一工厂内的功件和功件关联，扩展到全人类所有的功件、功件关联和功件树，并给出了标准化功件树语言，用于功件树的定义、检索和目标产品的制造，这是一个量变到质变的飞跃，其将把全人类的知识和科技有机地组合在功件树中，并为产品的研发、制造和使用提供新的更加全面的视角。

因此，本发明将颠覆目前各个领域制造产品的现状，它将掀起一场科技革命，进而影响到所有产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级等工作。

人类以机械、电力电子设备等实现了从手工业生产向工业化生产的过渡，驱动力来源于化学能、光能、热能、电能等，而在信息大爆炸的今天，信息在人类生产中所占比重越来越大，其不仅在工业生产中起作用，实际上人类的所有生产活动中都可以找到信息发生作用的影子；而本发明则是将信息作为一种驱动力，直接参与到人类的生产活动中。

本发明依托计算机技术，以功件的形式记录自然界中所有无形、有形，物质、非物质，人造、自然产生的物体，以功件关联关系记录万事万物间的联系，并以关联关系将功件按照特定流程有机地组合、排列在一起，形成功件树分支，最终形成包含所有功件(即宇宙万物的有效组织)的功件树，并通过功件树的形式来管理功件和功件关联关系，包括功件的设计、制造、更新或升级、替换或删除、取消，和功件关联关系的发现、产生、更改、删除等；然后通过将信息转换为标准化功件树语言，自动在功件树中检索目标产品所需要的功件，并以功件关联关系将功件组合在一起，从而制造生产出目标产品，以及用于产品的需求分析、研发设计、安装部署、运行使用、维护升级等阶段的诸多产物来辅助目标产品的生产，或直接生成目标产品。

本发明给出了一种具体的实现方式，即一种管理功件、功件关联关系和功件树的装置或系统，将上述产品生命周期涉及的所有过程和流程具体化，即以标准化功件树语言来定义、表达、描述功件、功件树以及功件关联关系，然后将信息转换为标准化功件树语言的方式，实现自动检索目标产品所需要的功件，并自动化实现目标产品的制造生产；进一步地，可自动化生成目标产品生命周期的所有阶段需要的相关产物。

本发明提出了更加具体的实现方式还有，一种通过自然语言开发软件的系统：将软件业务功能组件抽象为功件，将功件按照关联关系组合为功件树；将使用者给出的信息翻译为标准化功件树语言；在已创建的功件和功件树集合中，用标准化功件树语言检索目标软件需要的第一功件及第二功件，然后之后提取、匹配并组合第一功件和第二功件生成目标软件，并将其编译打包安装部署到目标硬件或软件系统环境中；本发明能够通过功件和功件树实现用零代码的模块化组合方式来生成软件系统或产品。

本发明提出了更加具体的实现方式还有，一种以3D打印机为生产设备生产目标产品的系统：即将现实产品中的部件抽象出的3D模型作为功件，并以关联关系将功件组合为功件树；将使用者给出的信息翻译为标准化功件树语言；在已创建的功件和功件树集合中，用标准化功件树语言检索目标软件需要的第一功件及第二功件，然后提取、匹配并组合第一功件和第二功件生成3D打印机可打印的目标产品；因此，本发明是3D打印应用技术上的一次大的飞跃。

本发明还可以应用于医药开发制造领域：各种药材和人工化合物为功件，功件通过关联关系组合成医药领域的功件树；

本发明还可以应用于航空航天领域：各种电力、机械、化工等相关部件以及其组成的设备为功件，功件通过关联关系组合成航空航天领域的功件树。

本发明还可以适用于其他领域。

本发明的目的还有：通过基于功件、功件关联关系和功件树，以及功件规范、标准化功件树语言等技术实现的方法和系统，建立全人类的知识库、产品库和科技树，通过将信息转化为标准化功件树语言的方式，使得所有人都能够参与到产品的需求分析、研发设计、制造生产、安装部署、运行使用、维护升级的工作中，同时能够加入自己的想象力和创造力，从而极大地提升人类的生产力。

综上所述，本发明的基本技术方案可以总结为：

如图1所示的一种基于功件和功件树的目标产品生成方法，所述功件为组成产品的部件在计算机系统中抽象出来的完整且独立的功能数据模块，所述功件树为功件和功件间关联关系的集合，功件间的关联关系包括静态关联关系和动态关联关系，所述静态关联关系为功件之间只存在连线关系，没有数据或信息的交换；所述动态关联关系为功件之间除了连线关系，还包括相互间的数据或信息的交换；其中，具备所述动态关联关系的功件之间通过功件上的对外接口进行数据或信息的交换。所述方法包括如下步骤：

步骤S1，获取用户描述目标产品的检索信息；用户描述目标产品的检索信息的方式包括语音、文字、图片、视频影像或肢体语言的方式。

步骤S2，将所述检索信息转化为标准化功件树语言；

步骤S3，在已创建的功件和功件树的集合中，用所述标准化功件树语言检索目标产品需要的所有功件；

步骤S4，将检索出的所有功件按照相互间的关联关系进行组合，生成伪目标产品；

步骤S5，将所述伪目标产品包含的功件所对应的部件，按照功件关联关系生成目标产品。若目标产品为无实体产品，所述无实体产品包括计算机软件，则步骤S5后还包括：将所述目标产品编译、打包、下载、安装、部署到目标硬件或软件系统环境中。若目标产品为实体产品，则步骤S5的具体实现为：根据伪目标产品包含的功件直接获取和/或制造加工目标产品需要的部件，并在现实环境中完成部件的组合、安装以得到所述目标产品。

步骤S1之前还包括：创建并管理功件和功件树，形成所述功件和功件树的集合。创建并管理功件和功件树包括：对功件、功件树和功件之间的关联关系进行创建、显示、编辑、删除、升级或扩展。

如图2所示的一种基于功件和功件树的目标产品生成系统，包括：

获取模块，用于获取用户描述目标产品的检索信息；用户描述目标产品的检索信息的方式包括语音、文字、图片、视频影像或肢体语言的方式。

转化模块，与所述获取模块相连，用于将所述检索信息转化为标准化功件树语言；

检索模块，与所述转化模块相连，用于在已创建的功件和功件树的集合中，用所述标准化功件树语言检索目标产品需要的所有功件；因此系统还包括创建管理模块，用于创建并管理功件和功件树，形成所述功件和功件树的集合。创建并管理功件和功件树包括：对功件、功件树和功件之间的关联关系进行创建、显示、编辑、删除、升级或扩展。

伪目标产品生成模块；与所述检索模块相连，用于将检索出的所有功件按照相互间的关联关系进行组合，生成伪目标产品；

目标产品生成模块，与所述伪目标产品生成模块相连，用于将所述伪目标产品包含的功件所对应的部件，按照功件关联关系生成目标产品。若目标产品为无实体产品，所述无实体产品包括计算机软件，则系统还包括应用模块，与所述目标产品生成模块相连，用于将所述目标产品编译、打包、下载、安装、部署到目标硬件或软件系统环境中。若目标产品为实体产品，则所述目标产品生成模块的具体实现为：根据伪目标产品包含的功件直接获取和/或制造加工目标产品需要的部件，并在现实环境中完成部件的组合、安装以得到所述目标产品。

以下为两个具体的实施例。

1.基于本发明系统开发一种软件类型的产品

如图3所示，下面是一个BBS网站的自然语言描述：“一个网站，使用Java语言、MySQL数据库开发，有用户注册功能，用户具有角色，角色具有权限，用户从首页登陆后，进入论坛，可以发帖子、回复。”。

上述自然语言可翻译为如下的标准化功件树语言，其中的带下划线部分的文字，为自动补全功能实现：

[{首页，登陆页，注册页，BBS板块首页，帖子列表页，帖子内容页，授权控制器，用户，角色，权限，注册，BBS板块，帖子，回复}(软件类型:"web"，编程语言:"Java"，数据库:"MySQL")]

在上述标准化功件树语言中(见图1)，“首页”和“登陆页”等为UI类型的功件，“授权控制器”为控制层功件，“用户”和“帖子”等均为逻辑层功件。“用户”、“角色”、“权限”、“注册”和“注册页”等功件，共同完成注册流程，“用户”、“角色”、“权限”、“授权控制器”和“登陆页”等功件，共同完成登陆流程，“用户”、“角色”、“权限”、“BBS板块”、“帖子”、“回复”、“授权控制器”和“帖子内容页”等功件，共同完成BBS功能。最后小括号中的内容为BBS网站的属性描述：Web应用程序，Java语言开发，数据库为MySQL。

在将上述BBS网站的自然语言描述，翻译为标准化功件树语言后，就可以实现自动检索、提取所需功件和功件关联关系，然后将对应的软件功能部件按照部件关联关系组合为一个BBS网站程序产品，甚至其中的编译、打包操作以及部署到某个硬件或软件环境中运行，都可以用类似的方法实现。

2.基于本发明系统生产一辆自行车产品

下面是用户需要生产一辆的需求描述：“自行车”，这个描述可以翻译为标准化功件树语言如下：[{自行车}]；由此，直接可以根据功件树中关于自行车的功件树，将必要的部件检索并提取出来，并可给出部件组装图，还可以由用户自行更换某些部件，当然，更换的部件在功件树中有相应的功件存在，并与此“自行车”功件树的其他功件存在关联关系，然后通过下订单给相关厂家或经销商，再经过物流、组装等过程生产出“自行车”产品，也可以通过3D打印机直接打印出这个“自行车”产品。

当用户的需求是[{自行车：{材质：钢}}]，则将主材质为钢材的自行车部件提取出来；当用户的需求是：[{自行车：{材质：钢，生产厂家：A厂，价格：100元}}]或[{自行车：[车架：{材质：钢，生产厂家：C厂，价格：10元}，车座：{材质：皮革，关系：["螺接"]}]}]，则是更细化性的检索和提取过程。

同样，对于一种未来的自行车产品，人们通过如下的标准化功件树语言来设计：[{自行车：[车架：{材质：钢，生产厂家：E厂，价格：10元}，车座：{材质：皮革，其他：螺旋桨发动机}，车轮：{其他：方向控制板}，车把：{其他：螺旋桨发动机控制器}]}]，由于上述的“其他”部分还没有研发、制造出来，从而可以指导相关专业的个人或团体，根据已有的车座、车轮、车把，研发、制造出符合的相关功件(和部件)，从而一种全新的可飞行的陆空两用自行车的原型车就可以生产出来，进一步地，各种型号的陆空两用自行车相关功件即可补充到功件树中，再进一步，可以为更加新颖的自行车或相关产品的研发、设计、生产提供支持。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种基于功件和功件树的目标产品生成方法，其特征在于，所述功件为组成产品的部件在计算机系统中抽象出来的完整且独立的功能数据模块，所述功件树为功件和功件间关联关系的集合，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，获取用户描述目标产品的检索信息；

步骤S2，将所述检索信息转化为标准化功件树语言；

步骤S3，在已创建的功件和功件树的集合中，用所述标准化功件树语言检索目标产品需要的所有功件；

步骤S4，将检索出的所有功件按照相互间的关联关系进行组合，生成伪目标产品；

步骤S5，将所述伪目标产品包含的功件所对应的部件，按照功件关联关系生成目标产品。

2.根据权利要求1所述的基于功件和功件树的目标产品生成方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：

创建并管理功件和功件树，形成所述功件和功件树的集合。

3.根据权利要求2所述的基于功件和功件树的目标产品生成方法，其特征在于，所述创建并管理功件和功件树包括：对功件、功件树和功件之间的关联关系进行创建、显示、编辑、删除、升级或扩展。

4.根据权利要求1所述的基于功件和功件树的目标产品生成方法，其特征在于，步骤S1中，用户描述目标产品的检索信息的方式包括语音、文字、图片、视频影像或肢体语言的方式。

5.根据权利要求1所述的基于功件和功件树的目标产品生成方法，其特征在于，功件间的关联关系包括静态关联关系和动态关联关系，所述静态关联关系为功件之间只存在连线关系，没有数据或信息的交换；所述动态关联关系为功件之间除了连线关系，还包括相互间的数据或信息的交换；其中，具备所述动态关联关系的功件之间通过功件上的对外接口进行数据或信息的交换。

6.根据权利要求1所述的基于功件和功件树的目标产品生成方法，其特征在于，若目标产品为无实体产品，所述无实体产品包括计算机软件，则步骤S5后还包括：将所述目标产品编译、打包、下载、安装、部署到目标硬件或软件系统环境中。

7.根据权利要求1所述的基于功件和功件树的目标产品生成方法，其特征在于，若目标产品为实体产品，则步骤S5的具体实现为：根据伪目标产品包含的功件直接获取和/或制造加工目标产品需要的部件，并在现实环境中完成部件的组合、安装以得到所述目标产品。

8.一种基于功件和功件树的目标产品生成系统，其特征在于，所述功件为组成产品的部件在计算机系统中抽象出来的完整且独立的功能数据模块，所述功件树为功件和功件间关联关系的集合，所述系统包括：

获取模块，用于获取用户描述目标产品的检索信息；

转化模块，与所述获取模块相连，用于将所述检索信息转化为标准化功件树语言；

检索模块，与所述转化模块相连，用于在已创建的功件和功件树的集合中，用所述标准化功件树语言检索目标产品需要的所有功件；

伪目标产品生成模块；与所述检索模块相连，用于将检索出的所有功件按照相互间的关联关系进行组合，生成伪目标产品；

目标产品生成模块，与所述伪目标产品生成模块相连，用于将所述伪目标产品包含的功件所对应的部件，按照功件关联关系生成目标产品。

9.根据权利要求8所述的基于功件和功件树的目标产品生成系统，其特征在于，还包括创建管理模块，用于创建并管理功件和功件树，形成所述功件和功件树的集合。

10.根据权利要求9所述的基于功件和功件树的目标产品生成系统，其特征在于，所述创建并管理功件和功件树包括：对功件、功件树和功件之间的关联关系进行创建、显示、编辑、删除、升级或扩展。

11.根据权利要求8所述的基于功件和功件树的目标产品生成系统，其特征在于，用户描述目标产品的检索信息的方式包括语音、文字、图片、视频影像或肢体语言的方式。

12.根据权利要求8所述的基于功件和功件树的目标产品生成系统，其特征在于，功件间的关联关系包括静态关联关系和动态关联关系，所述静态关联关系为功件之间只存在连线关系，没有数据或信息的交换；所述动态关联关系为功件之间除了连线关系，还包括相互间的数据或信息的交换；其中，具备所述动态关联关系的功件之间通过功件上的对外接口进行数据或信息的交换。

13.根据权利要求8所述的基于功件和功件树的目标产品生成系统，其特征在于，若目标产品为无实体产品，所述无实体产品包括计算机软件，则系统还包括应用模块，与所述目标产品生成模块相连，用于将所述目标产品编译、打包、下载、安装、部署到目标硬件或软件系统环境中。

14.根据权利要求8所述的基于功件和功件树的目标产品生成系统，其特征在于，若目标产品为实体产品，则所述目标产品生成模块的具体实现为：根据伪目标产品包含的功件直接获取和/或制造加工目标产品需要的部件，并在现实环境中完成部件的组合、安装以得到所述目标产品。