CN107533329B - 多学科工程系统中交叉学科数据验证检查的方法与系统 - Google Patents

Abstract

下文描述的优选实施例包括用于多学科系统中的交叉学科数据验证检查的方法、系统和计算机可读介质。使用一个或多个多学科验证规则执行交叉学科数据验证检查，以确定多学科数据在工程学科上是否一致。多学科验证规则定义了在与每个工程学科相关的工程应用(307)内的验证检查的范围。将验证检查的结果提供给用户。

Description

多学科工程系统中交叉学科数据验证检查的方法与系统

背景技术

本实施例涉及多学科工程系统。多学科工程系统为整合如设计工程、电气工程、机械工程、自动化工程、项目管理等多个工程学科并且允许来自各个学科的工程师、技术人员和管理人员处理常见或连接数据的系统。例如，工厂设计师与机械工程师、电气工程师、自动化工程师和管理人员合作，为汽车门组件规划新的生产线。在多学科的工程系统中，每个学科都有其自己的数据表示。例如，相同的装置在每个学科中的表示方式不同，并且取决于学科来存储关于装置的不同数据。

从数据的角度看，每个工程学科分开工作。因此，需要手动同步学科特定数据，这是非常耗时且容易出错的。例如，当自动化工程师将新的可编程逻辑控制器(PLC)引入自动化生产线时，将有关PLC的信息手动输送到电气工程应用中，以便电气工程师指定适当的电气柜以容纳PLC并计划到PLC的接线。如果PLC信息未输送或PLC信息在输送过程中失真，则丢失或不正确的信息可能影响到自动化和电气工程师的工作质量。

发明内容

通过介绍，下文描述的优选实施例包括用于多学科系统中交叉学科数据验证检查的方法、系统和计算机可读介质。使用一个或多个多学科验证规则执行交叉学科数据验证检查，以确定多学科数据在各工程学科上是否一致。多学科验证规则定义了在与每个工程学科相关联的工程应用内进行验证检查的范围。将验证检查的结果提供给用户。

在第一方面中，提供了用于在多学科工程系统中进行交叉学科验证检查的方法。服务器存储预定义的多学科验证规则。多学科验证规则引用不同工程应用中的应用对象，不同工程应用用于多学科工程系统中具有不同作用的不同工程学科。应用对象表示与不同工程学科相关的、装置的不同工程特征。工程应用中的其中一个要求对在由多个不同工程应用共享的应用对象之间的一致性进行交叉学科验证检查。响应该请求，利用在多学科验证规则中引用的应用对象在不同工程应用中执行交叉学科验证检查。提供了指示验证检查结果的响应。

在第二方面中，提供了多学科的工程系统。服务器被配置成存储多学科验证规则，其包括用于工程数据集的要求，工程数据集表示在不同工程应用中建模的装置。在不同工程学科的不同工程工作站上利用多学科工程系统中的不同规则执行不同工程应用。工作站通过网络与服务器通信。工作站被配置成执行从服务器请求交叉学科验证检查的工程应用。响应于该请求，服务器被配置成对工程数据集执行验证检查，并且向工作站提供该工程数据集是否满足多学科验证规则的响应。

在第三方面中，提供了用于在多学科工程系统中进行交叉学科验证检查的计算机程序产品。计算机程序产品包括非暂态计算机可读存储介质，其具有在其上面实施的计算机可读程序代码。该计算机可读程序代码被配置成接收交叉学科验证检查的请求。响应于该请求，计算机可读程序代码被配置成访问预定的多学科验证规则。该规则引用多个应用对象，这些应用对象表示在不同计算机上利用不同工程应用建模的装置，不同计算机用于多学科工程系统中的具有不同作用的不同工程学科。计算机可读程序代码另外被配置成在网络上向规则中引用的不同工程应用发送请求，以执行与工程应用相关联的应用对象满足规则的验证检查。计算机可读程序代码还被配置成在网络上从工程应用接收指示验证检查结果的响应。

上述任何一个或多个方面可单独使用或组合使用。根据以下结合附图阅读的示例性实施例的详细描述，这些和其它方面、特征和优点将变得显而易见。本发明由所附权利要求限定，本节中的任何内容不应视作对这些权利要求的限制。下面结合示例性实施例来讨论本发明的并且可在以后单独或组合地要求保护的其它方面和优点。

附图说明

部件和附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明实施例的原理上。此外，在附图中，相同的附图标记表示不同视图中的相应部件。

图1示出了多学科工程系统的示例。

图2示出了多学科系统的示例实施方案。

图3示出了多学科系统的一个实施例。

图4示出了用于多学科系统中交叉学科数据验证检查的系统的一个实施例。

图5示出了用于多学科系统中的交叉学科数据验证检查的系统的一个实施例。

图6示出了多学科系统中的交叉学科验证警告的示例。

图7示出了多学科系统中的交叉学科库数据链接的示例。

图8示出了实例化数据对象之后的交叉学科验证检查的示例。

图9示出了实例化数据对象之后的交叉学科验证检查的另一示例。

图10示出了用户配置规则的交叉学科验证检查的示例。

图11为用于多学科系统中交叉学科数据验证检查的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

以下实施例描述了在多学科工程系统中进行交叉学科数据验证检查的方案。系统和方法检查并警告用户数据在各工程学科之间是否不一致，其中相同的工程数据在工程学科中以不同的方式表示，并且在工程学科之间相互联系。数据验证检查判断工程数据在工程应用上的一致性，尽管表示不同而且特定于作用。系统和方法使用检查工程数据的一致性的预定义的一组规则，其中，一些规则专用于一种工程学科。系统和方法执行交叉学科数据验证检查并报告检查的失败和/或成功。

在工程项目中，即使装置或对象在每个学科内都以不同的方式表示，装置或其他对象在多学科系统中被视为单个实体。例如，在自动化设计应用中，用户能够看到两个传感器和一个电机代表传送装置。装置的相同组合可能会达到其他作用，但是会使用该组合的不同参数。传送器模板和底层信息与表示其他工程应用中，如在线路设计应用(例如，机电一体化概念设计师)中的传送器对象的相应信息相关联，其中传送器由两个面和两条曲线表示，以及在另一作用中，传送器由电气输入和输出表示。不同工程学科之间的数据连接可允许系统支持孤立工程系统中缺少的各种功能，包括：学科间模板和常见数据结构的实施方案和用途；工程学科与科系之间的通知和沟通；对象和数据的变化传播，包括基于规则的变化传播；工作流程形式化，包括签发程序；以及多学科报告生成。由于相同的对象在工程系统的每个学科中都有不同的表示，所以为了成功实现工程项目，重要在于使各学科内的数据保持一致。

自动检查工程应用对象和工程系统的不同工程学科内的数据的一致性。警告用户潜在的错误。提供了用于执行验证的、对所有项目有效的一组预定义规则，并且用户可配置待包含在交叉学科数据验证检查中的附加规则(即，通过脚本)。

交叉学科验证检查可减少工程量，因为数据验证工具可帮助用户识别数据不一致，从而减少整体工程量。交叉学科验证检查可使得上市时间更短，因为利用自动化数据验证检查可比跨工程学科的数据一致性的手动检查节省大量的时间。交叉学科验证检查可使错误减少，因为自动完成数据检查可减少人为产生的错误并提高工程项目的质量。交叉学科验证检查可与现有工程应用集成，因为这可以适应所有现有和未来的多学科工程系统的验证检查。所有这些优点可节省投资和降低风险，特别是对于喜欢使用设定流程和标准的大型工程公司。

图1示出了多学科工程系统的示例。多学科工程系统包括存储多学科验证规则和工作站的服务器，工作站使用多学科验证规则来执行每个工程学科的交叉学科验证检查。或者，服务器基于从工作站接收到的工程数据执行交叉验证检查。在多学科系统中表示出工程装置和其他对象，例如工厂装配线上的传送器。多学科工程系统100中的服务器和/或工作站包括各个工程学科的工程应用。工程应用针对布局设计、电气设计、机械设计、自动化设计和业务功能。工程应用对应于如工厂设计、电气工程、机械工程、自动化工程和项目管理等工程学科。每个工程应用以适合特定工程学科的方式呈现不同的数据。可提供附加的、不同的或更少的工程应用和工程学科。或者，工程应用中的至少一个工程应用针对单个应用中的两个或多个工程学科。各工程师、设计师、技术人员、经理和其他用户访问工程应用以完成项目上的任务。例如，在汽车工厂的背景下，各工程师、设计师和项目经理为汽车门总成规划新的生产线。图2示出了多学科系统的示例实施方案。新生产线包括传送器。每个工程应用都具有与传送器相关的作用，并且应具有与特定于该工程应用的传送器相关联的数据的表示。

参考图2，工厂设计师利用如线路设计师应用201的布局设计应用来规划新生产线(包括传送器)的布局。线路设计师应用201显示关于传送器将被放置的平面图、线路、区域和站点的信息。自动化工程师利用自动化设计师应用203规划传送器自动化。自动化设计师应用203显示传送器的功能和机器人单元以及将被自动化的传送器的部件，包括传感器1、传感器2和电机1。机械工程师利用如MCD 205的机械设计应用来规划传送器的机械方面。MCD 205包括关于传送器的三维(3D)模型的信息，包括面1、面2、曲线1和曲线2。电气工程师利用电气设计师应用207规划传送器的电气输入和输出。电气设计师应用207显示将提供给安装传送器的技术人员的电气信息。电气工作表1包括AC电源输出、电机1输入、传感器1输入和传感器1输出。电气工作表2包括传感器2输入和传感器2输出。可提供附加和不同的任务和/或信息。

图3示出了工程环境300中的多学科系统的示例实施方案。在一个实施例中，多学科系统为利用西门子工程工具和应用的西门子工程环境。可在相同或其他工程系统中提供附加的实施方案。

多学科系统300包括服务器301、网络303和工作站305。可提供附加的、不同或更少的部件。例如，使用更多或更少的工作站305。作为另一示例，使用附加的网络和/或服务器。在又一示例中，提供由服务器301或工作站305管理或访问的单独的数据库。或者，服务器301和工作站305直接连接，或者在单个计算装置上实现。另外，服务器301可以为如在云计算和虚拟化场景中使用的单个物理服务器、服务器的系统、虚拟服务器或虚拟服务器的系统。

工程环境300包括具有与各种工程学科和工程作用相对应的工程应用307的工作站305。例如，NX Line Designer为如线路设计师应用201的布局设计应用，NX AutomationDesigner为如自动化设计师应用203的自动化工程应用，NX MCD为如MCD 205的三维(3D)建模应用，NX Electrical Designer为如电气设计师应用207的电气工程应用。可提供不同或更少的工程应用、工程学科和工程作用。不同的工程应用被称为对应于任何其他工程学科XY的工程应用XY。各位工程师、设计师、技术人员、经理和其他用户可以访问如线路设计工程师、自动化工程师、MCD工程师和XY工程师的工程应用。具有工程应用307的工作站305形成如多学科工程系统100的多学科工程系统。工程应用307使用多学科链接和检查模块311以及存储在服务器301上的多学科验证规则来请求交叉学科验证检查。

工程环境300包括服务器301。服务器301包括具有多学科链接的Teamcenter应用309和检查系统311和数据库313。可提供另外的、不同的或更少的部件。例如，Teamcenter应用309可上传到服务器301中的处理器并由其执行。类似地，处理策略可包括多处理、多任务、并行处理等。服务器301在具有例如一或多个中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)以及输入/输出(I/O))接口的硬件的计算机平台上实现。计算机平台还包括操作系统和微指令代码。本文描述的各种过程和功能可为微指令代码的一部分或者经由操作系统执行的程序的一部分(或其组合)。或者，服务器301包括网络中的一或多个处理器。

Teamcenter应用309用作专用的多学科链接和检查系统。Teamcenter应用309包括多学科链接和检查模块311，其允许用户添加、删除或修改用于执行从工程应用307接收到的工程数据的多学科验证检查的多学科验证规则。Teamcenter应用309将多学科验证规则存储在数据库313中。通过将从工程应用307接收到的数据存储在数据库313中，Teamcenter应用309还用作工程应用307的基于元模型的存储库系统和数据平台。从工程应用307接收到的数据包括如对象和参数名称、参数值、装置规格和/或其他信息的项目特定数据。Teamcenter应用309作为通过网络303向/从工程应用307传送信息的多学科系统服务器311运行。在执行跨学科验证检查时由多学科链接和检查模块311引用数据库313。Teamcenter应用309还存储应用对象库和实例化库对象之间的链接。用户从任何工程应用305运行交叉学科验证检查，工程应用305与服务器301通信以检查多学科验证规则中引用的所有应用对象是否已在多学科工程系统上进行了实例化。

网络203为有线或无线网络或其组合。网络203被配置为局域网(LAN)、广域网(WAN)、内联网、互联网或其他现在已知或以后开发的网络配置。可使用用于在特定作用的应用和用于托管工程系统的模板、数据或其他信息的服务器之间进行通信的任何网络或网络组合。

图4示出了实现图3的环境300或另一多学科工程环境的多学科系统的实施例。多学科系统400包括服务器401、网络403和工作站405。可提供附加的、不同或更少的部件。例如，使用附加或更少的工作站405。作为另一示例，使用附加的网络和/或服务器。在又一示例中，服务器401和工作站405管理和/或访问单独的数据库。服务器401为具有如一个或多个中央处理单元(CPU)、系统存储器、随机存取存储器(RAM)和输入/输出(I/O)接口的硬件的服务器计算机平台。服务器401在连接到网络403的一或多个服务器计算机上实现。可提供附加的、不同或更少的服务器组件。

服务器401被配置成存储例如在多学科链接和检查应用中使用的多学科验证规则。多学科链接和检查应用为如Teamcenter应用301的专用多学科链接和检查应用。或者，工作站405被配置成存储多学科验证规则或一系列工程学科特定验证规则。在又一替代方案中，服务器401由工作站405实现，使得给定的工程应用托管服务器功能。

如上参考图2所讨论，工程装置或其他对象由多学科系统中的工程数据表示。例如，工程装置可为工厂装配线上的传送器。多学科验证规则引用与在工作站405上执行的工程应用中的工程装置相关联的工程数据、应用对象和/或应用参数。多学科验证规则包括对工程数据或数据集的要求，工程数据或数据集根据装置应如何在不同工程应用上建模表示装置。或者，多学科链接和检查应用可使用用于由多学科工程系统中的工程数据表示的各种工程装置的不止一种验证规则，或使用用于多学科工程系统中整个工程项目的一系列验证规则。

工作站405被配置成执行如工程应用307和/或工程应用205的至少一个工程应用。工程应用由各工程师、设计师、技术人员、经理和其他用户访问，以请求在多学科工程系统中的工程应用上的工程数据的交叉学科验证检查。或者，每个工作站405可被配置成运行所有工程应用，或者被配置成每个工作站405执行一个工程应用。此外，工作站405可被配置成执行存储在服务器401上的工程应用。每个工程师、设计师、技术人员、经理和其他用户都可以获得如用户名和密码用以访问工程应用的登录凭证。每个用户可以基于她在项目上的角色访问工程应用和相关信息，并且可以根据与每组登录凭证相关联的权限来设定访问。

工作站405通过网络403与服务器401通信。工作站405被配置成执行工程应用以从服务器401请求交叉学科验证检查。响应于请求交叉验证检查的工作站405，服务器401向不同的工作站405发送交叉学科请求，以执行特定工程学科的验证检查。该检查确定每个工作站405上的工程数据、应用对象和/或应用参数是否满足相应学科的多学科验证规则和/或工程数据、应用对象和/或应用参数在多学科工程系统400中是否一致。或者，工作站405被配置成从其他工作站405直接请求特定工程学科验证检查的交叉学科请求。

工作站405另外被配置成执行特定工程验证检查，并且向服务器401提供指示特定工程学科验证检查的结果的响应。服务器401整合来自工作站405的响应，并将指示交叉学科验证检查结果的响应发送到请求交叉学科验证检查的工作站405。工作站405向用户提供关于交叉学科验证检查的结果的反馈。向用户的反馈识别出在多学科工程系统中的工程学科上缺失的和/或不一致的工程数据。此外，向用户的反馈可包括用于校正缺失或不一致的工程数据的、建议的行为过程。或者，工作站405另外被配置成执行特定工程的验证检查并且向请求交叉学科验证检查的工作站405提供直接指示特定工程学科验证检查结果的响应。工作站405整合来自工作站405的响应，并向用户发送指示交叉学科验证检查结果的响应和提供关于交叉学科验证检查结果的反馈。或者，工作站405被配置成执行报告系统或报告应用，报告系统或报告应用收集来自服务器的交叉学科验证检查结果并向用户提供列表和/或摘要。

图5示出了实现图3的环境300或另一多学科工程环境的多学科系统的实施例。多学科系统500包括服务器501、网络503和计算机505。可提供附加的、不同或更少的部件。计算机505为如图4所述的工作站或其他计算装置。网络503为如图4所述的网络。服务器501包括处理器507、存储器509和通信接口511。或者，服务器501在个人计算机、具有存储器的处理器或其他现在已知或以后开发的具有附加的、不同的或更少的部件的计算和/或处理系统中实现。

服务器501被配置成执行多学科链接和检查应用。多学科链接和检查应用为如Teamcenter应用301的专用多学科链接和检查应用。或者，多学科链接和检查应用在如构成多学科链接和检查环境的不同工程应用的分布式环境中进行管理或托管。服务器501被配置成构成Teamcenter应用301的一些方面。在又一替代方案中，服务器501由计算机505实现，使得给定的工程应用托管服务器功能。

服务器501执行多学科链接和检查应用，以生成、配置、存储和/或使用多学科验证规则或用于对表示多学科工程系统中的工程装置或其他对象的数据进行验证检查的规则。多学科链接和检查应用为如Teamcenter应用301的专用多学科链接和检查应用。例如，服务器501存储在多学科链接和检查应用中使用的多学科验证规则。多学科验证规则包括用于表示了在不同计算机505上的不同工程应用中建模的工程装置的工程数据的要求。或者，多学科验证规则存储在由服务器501执行的另一应用中，或者存储在与服务器501分开的应用或数据库中。作为另一替代方案，多学科链接和检查应用可在分布式环境中如用构成多学科链接和检查环境的不同工程应用进行管理或托管。在又一替代方案中，服务器501由一或多个计算机505实现，使得给定的工程应用程序托管服务器功能。

计算机505在网络503上与服务器501通信。计算机505被配置成执行工程应用，以从服务器501请求交叉学科验证检查。或者，用户可从服务器501直接请求交叉学科验证检查。响应于计算机505请求交叉验证检查，服务器501执行如下交叉学科验证检查：存储在服务器501上的工程数据、应用对象和/或应用参数满足相应学科的多学科验证规则以及工程数据、应用对象和/或应用参数在多学科工程系统500中是一致的。或者，服务器501检查存储在计算机505上的数据满足多学科验证规则和/或在各工程学科之间是一致的。在另一替代方案中，服务器501使一或多个计算机505执行验证检查。

服务器501另外被配置成向请求进行交叉学科验证检查的计算机505发送指示交叉学科验证检查结果的响应。计算机505向用户提供关于交叉学科验证检查结果的反馈。向用户的反馈识别出在多学科工程系统的工程学科中缺失和/或不一致的工程数据。此外，向用户的反馈可包括用于校正缺失或不一致的工程数据的、建议的行为过程。或者，服务器501可向用户和/或向比计算机505所有用户更少的用户直接提供反馈(例如，向请求计算机505和任何用缺失数据实例化应用的计算机提供反馈)。

可提供各种交叉学科验证检查、多学科规则和/或用户反馈。图6示出了多学科系统中的交叉学科验证警告的示例。例如，图6示出了在多学科工程系统600中建模的工厂装配线上的传送器。在线路设计师应用601中，针对传送器实例化应用对象。在自动化设计师应用603中，针对传送器、传感器1、传感器2和电机1实例化三个应用对象。在MCD应用605中，传送器的三维模型包括针对如面1、面2、曲线1和曲线2的传送器实例化的四个应用对象。在电气设计师应用607中，针对如AC电源输出、电机1输入、传感器1输入和传感器2输入的传送器实例化四个应用对象。在该示例中，用于传送器的多学科验证规则引用了工程应用601、603、605和607中的每个工程应用的上述应用对象。

传送器的多学科验证规则还引用了电气设计师应用607的两个附加应用对象，传感器1输出和传感器2输出。在此示例中，在线路设计工程师添加了传送器和自动化工程师添加了相应的电机和传感器之后，电气工程师忘了在电气工作表上添加传感器的应用对象。该错误的后果是，传感器输出不会出现在电气工作表上，技术人员可能会在没有传感器输出的情况下连线工厂，因为传感器输出不在任何电气工作表上。最终，工厂的自动化不能正常工作，造成工厂项目花费昂贵和耗时的延误。当用户执行如自动化数据一致性检查的交叉学科验证检查时，多学科系统会向用户警告在电气学科中缺失传感器。一旦用户运行自动化数据一致性检查，用户被通知项目中存在一些不一致性，并能够快速有效地解决问题。

图6示出了多学科系统600中对用户的警告的示例。如图所示，多学科系统600警告用户缺失传感器1输出和传感器2输出。可使用如视觉和/或音频的任何警告格式。消息可被发送到应用的用户界面和/或单独消息发送给设计师(例如，电子邮件、文本或其他消息)。

在多学科工程系统的实施例中，系统具有一组预定义的多学科验证规则，其对于在多学科工程系统中设计或建模的任何项目均有效。例如，图7示出了多学科系统中的交叉学科库数据链接的示例。多学科工程系统具有链接在一起的各种工程应用的应用对象库。例如，线路设计师库711具有用于传送器的一个应用对象，自动化设计师库713具有包括电机和传感器的两个应用对象，以及电气设计师库717具有包括交流电、电机输入、传感器输入和传感器输出的四个应用对象。应用对象在设计师库之间链接。例如，线路设计师库711中的传送器对象被链接到自动化设计师库713中的电机和传感器对象。为了进一步的示例，自动化设计师库713中的电机对象被链接到电气设计师库717中的交流电和电机输入对象，以及自动化设计师库713中的传感器对象被链接到电气设计师库717中的传感器输入和传感器输出对象。传送器和/或其他工程装置可使用其它对象和/或链接。

在此示例中，多学科工程系统中的每个对象为与系统中另一库对象链接的现有库对象的实例。或者，每个库对象可不链接到另一对象，或者可在工程应用程序中实例化其他应用对象，而不需要现有的库对象。库对象为可在工程学科的工程应用中实例化的特定工程学科模板。在一个示例中，特定工程学科模板可被分组为多学科工程模板。在工程应用中对多学科模板的工程学科模板的实例化使得在其他工程应用中实例化了其他特定工程学科的模板。或者，多学科工程模板可包括多学科工程系统中每个工程学科的应用对象。

图8示出了实例化应用对象之后的交叉学科验证检查的示例。例如，线路设计工程师从线路设计师库811中选择传送器对象并在线路设计师应用801中实例化该传送器对象。传送器对象的实例化将传送器对象从线路设计师库811复制到线路设计师应用801。在其他学科中实例化如自动化设计师应用803中的电机1、传感器1和传感器2对象以及电气设计师应用807中的AC电源输出、电机1输入、传感器1输入和传感器1输出的相应库对象。相应的库对象可使用多学科模板自动实例化。实例化对象在模板中彼此链接，并因此，跨工程应用链接在一起。预定义的多学科验证规则引用了多学科模板，因此可在使用该模板的任何项目中使用。或者，相应的库对象可独立于多学科模板通过从相应的设计师库中添加应用对象而添加到其他工程学科中。在此示例中，预定义的多学科验证规则引用了设计师库，并被配置成从其他工程学科中识别出相应的应用对象。例如，自动化设计师库中的传感器应用对象的多学科验证规则要求电气设计师应用中的传感器输入应用对象和传感器输出应用库对象被链接到自动化设计师应用中的传感器应用对象。

如图8所示，多学科工程系统800使用预定义的多学科验证规则执行交叉学科验证检查以识别出缺失的应用对象。交叉学科验证检查识别出电气设计师应用807中缺失传感器2输入和传感器2输出应用对象。例如，多学科模板可能没有将传感器2输入和传感器2输出应用对象复制到电气设计师应用807中。或者，传感器2输入和传感器2输出应用对象之间的链接可能在传感器2输入和传感器2输出应用对象被实例化之后通过移动或删除它们而被切断。在另一示例中，当不使用多学科模板时，电气工程师可能无法从电气设计师应用807中的电气设计师库817中选择和实例化传感器2输入和传感器2输出应用对象。多学科系统800显示通知用户数据一致性检查失败以及电气设计师应用中缺失传感器2输入和传感器2输出的警告。或者，多学科工程系统800基于引用工程设计师库811、813和817的多学科验证规则来识别出缺失的连接。

在另一示例中，在多学科工程系统800中实例化多学科工程模板。在该示例中，多学科工程系统800无法在电气设计师应用807中实例化被链接到自动化设计师应用803中的传感器2对象的传感器2输入和传感器2输出对象。多学科工程系统800使用引用了多学科模板的预定义多学科验证规则执行交叉学科验证检查以识别出缺失的对象。多学科系统800显示通知用户数据一致性检查失败以及电气设计师应用中缺失传感器2输入和传感器2输出的警告。

图9示出了实例化数据对象之后的交叉学科验证检查的另一示例。在该示例中，预定义的多学科验证规则引用多学科工程系统900中的所有应用对象的状态或多个状态，因此对于任何项目有效。例如，当工程师完成配置或处理应用对象时，工程师将应用对象设定为“已发布”状态。多学科工程系统执行验证检查，以确定每个应用对象是否在所有学科上已被设定为“已发布”状态。参考图9，自动化设计师应用903中的电机1对象尚未被设定为“已发布”。在执行交叉学科验证检查后，多学科系统800显示通知用户发布的数据检查失败的警告：电机1未处于发布状态。

预定义的多学科验证规则的另一示例为引用多学科系统中的应用对象层次结构的规则。使用此规则，交叉学科验证检查识别出应用对象实例是否与应用对象层次结构不一致。在另一示例中，由适当的指示符自动计算各个传感器和其他输入/输出装置的对象名称和地址。如果指示符在初始计算后未正确计算或修改，则会产生数据一致性的问题，其导致BOMS和接线图不准确、虚拟调试期间进行仿真并最终可能需要在PLC编程中返工。可引用用于自动计算正确的应用对象指示符的规则来执行预定义的验证检查。上述预定义验证规则的示例仅为示例性的，并假设在实施本发明时可以使用附加的预定义验证规则。

除了集成的预定义规则之外，多学科工程系统还将使用待被纳入交叉学科数据验证检查的、额外的、用户可配置的多学科验证规则。以此方式，用户可以配置将交叉学科验证检查扩展到任何应用对象，包括应用对象的特性、属性和配置的额外的规则。多学科工程系统中的任何数据集可由用户可配置的验证规则引用以提供跨多学科工程系统的特定项目的跨学科验证和一致性检查。此外，特定工程学科的验证规则可由用户配置。用户可配置的多学科验证规则通过计算机程序脚本实现。例如，规则扩展机制被包含作为多学科工程系统的一部分，例如集成为多学科工程系统的核心的、基于知识的工程工具的知识融合(“KF”)。

图10示出了用户配置规则的交叉学科验证检查的示例。用户基于多学科工程系统中的应用对象的命名和/或编号约定配置多学科验证规则。例如，用户实施了多学科验证规则，其要求与传送器相关的每个应用对象的文件名以字符串“Conv”开头。用户通过脚本实施规则。交叉学科验证检查使用用户配置的验证规则来确定每个对象是否满足命名约定。在图10中，电气设计师应用1007中的AC电源输出不满足用户配置的基于命名约定的验证规则。在执行交叉学科验证检查后，多学科工程系统1000通知用户检查失败：交流电输出与传送器对象相关，但名称不以“Conv”开头。

在示例中，实现识别出各种应用对象的数据范围的、用户可配置的验证规则。在此示例中，交叉学科验证检查使用已识别的应用对象的数据范围之外的数据识别应用对象。在另一示例中，实现基于另一工程学科中的工程数据集识别一个工程学科中各种工程数据集的要求的、用户可配置的验证规则。例如，传送器被配置成在线路设计师应用中指示传送器的长度。基于传送器的长度，必须用足以运行传送器的规格在自动化设计师应用中指定电机，并且必须在电气工程应用中指定AC电源输出。在该示例中，用户基于线路设计师应用传送器对象长度的可配置值配置自动化设计师应用电机1对象和电气工程应用AC电源对象的验证规则。在另一示例中，用户可配置的验证规则识别出交叉学科验证检查的工程应用的子集，从而产生仅在工程应用子集中执行的验证检查。上述用户可配置的验证规则仅为示例性的，并且假设可基于与多学科工程系统相关联的数据来配置附加的用户可配置的验证规则。

图11为用于多学科系统中的交叉学科数据验证检查的方法的一个实施例的流程图。该方法由图3、4、5的系统和/或不同的系统来实现。处理器或一组联网处理器执行如根据指令、编程或电路设计的行为。可提供附加的、不同的或更少的行为。按照所显示的顺序提供该方法。可提供其他顺序，并且可重复步骤。

在行为1101处，将在不同工程应用中引用各种应用对象的、预定义的多学科验证规则存储在服务器、工作站、工程应用或其他位置。可存储不止一个规则。在多学科工程系统中，工程应用用于具有不同作用的不同工程学科。工程应用对象表示在不同工程学科中建模的装置或其他对象的不同工程特征。预定义的多学科验证规则适用于在多学科工程系统中建模的任何项目。或者，预定义的多学科验证规则是用户通过服务器、工程应用或其组合可配置的。

在行为1103处，工程应用中的其中一个工程应用请求对一致性的交叉学科验证检查。交叉学科验证检查为表示不同工程应用中的装置的应用对象的交叉学科验证检查。或者，可由服务器请求交叉学科验证检查。交叉学科验证检查可由用户通过工程应用中的菜单选择检查来发起。用户选择的验证检查基于所选择的验证检查引用多学科系统中的所有对象或对象的子集。或者，例如当在多学科工程系统中添加或移动一个或多个应用对象时，或者当发生状态改变(例如，改变为“已发布”)时，可自动请求验证检查。可选择用于验证的多个规则。

在行为1105处，执行交叉学科验证检查。不同的工程应用检查多学科验证规则中引用的应用对象的一致性。或者，服务器对存储在服务器或托管工程应用的计算机上的应用数据执行验证检查。

例如，使用引用多学科模板的多学科验证规则的交叉学科验证检查将检查从多学科模板复制的应用对象的一致性。例如，每个工程应用将使用相应学科的交叉学科链接来识别出应在工程应用中实例化的应用对象。然后，工程应用将检查以确保应用对象已在工程应用中实例化。基于多学科验证规则，工程应用也可检查与应用对象相关联的参数值和其他工程数据。例如，工程应用程序可检查以确保每个应用对象被配置成“已发布”状态。或者，工程应用可检查以确保每个应用对象的名称满足命名约定，如以字符串“Conv”开头。

在另一示例中，当在未使用多学科模板的情况下添加应用对象时，交叉学科验证检查使用一系列多学科验证规则。例如，可将电机添加到自动化设计师应用中。在此示例中，多学科验证规则要求每个电机被链接到电气设计应用中的交流电输出和电机输入。在要求进行交叉学科验证检查时，电气设计师应用检查以确保交流电输出应用对象和电机输入应用对象被链接到自动化设计师应用中的电机应用对象。基于多学科验证规则，工程应用也可检查与应用对象相关联的参数值和其他工程数据。例如，工程应用可检查以确保电机、交流电输出和电机输入应用对象被配置为“已发布”状态。可在多学科规则中配置附加的和不同的一致性检查。

在行为1107处，提供了指示验证检查或多个检查结果的响应。例如，响应表明多学科工程系统通过验证检查。如果多学科工程系统无法进行验证检查，则向用户显示警告或结果。例如，该警告识别缺失的应用对象实例和应用对象实例之间的缺失连接。

可向图11所示的方法提供附加的或不同的行为。例如，多学科工程系统被配置成基于对装置如何在系统中建模的改变来更新验证规则。

本文所述的各种改进可一起使用或分开使用。尽管本文参考附图描述了本发明的例示性实施例，但是应理解，本发明不限于这些精确的实施例，并且在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本领域技术人员可执行各种其他改变和修改。

Claims (20)

1.一种用于在多学科工程系统中进行多学科验证检查的方法，所述方法包括：

利用服务器(301)存储(1101)预定义的多学科数据验证规则，其中，所述多学科数据验证规则引用了用于在所述多学科工程系统中具有不同作用的不同工程学科的不同工程应用(307)中的应用数据对象，其中，所述应用数据对象表示在所述不同工程应用中建模的装置的不同工程特征，并且其中所述多学科数据验证规则包括对所述应用数据对象的要求，所述应用数据对象根据所述装置应如何在不同计算机上的所述不同工程应用上建模来表示所述装置；

利用所述工程应用(307)中的一者请求对由所述不同工程应用(307)中的多者共享的应用数据对象之间的一致性进行交叉学科数据验证检查；

响应于所述请求，利用在所述多学科数据验证规则中引用的应用数据对象在不同的所述工程应用(307)中执行(1105)所述交叉学科数据验证检查，其中所述交叉学科数据验证检查包括检查每个应用数据对象在所述不同工程应用的每一个中被实例化；以及

响应于执行所述交叉学科数据验证检查，提供(1107)指示所述交叉学科数据验证检查的结果的响应。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，用户能够通过服务器(301)配置所述预定义的多学科数据验证规则。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多学科数据验证规则识别应用数据对象分层结构，其中，所述交叉学科数据验证检查识别与所述应用数据对象分层结构不一致的应用数据对象实例。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多学科数据验证规则识别应用数据对象之间的连接，其中，所述交叉学科数据验证检查识别应用数据对象实例之间的缺失或不正确的连接。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多学科数据验证规则识别所述工程应用(307)的子集，其中，仅在所述工程应用(307)的所述子集中执行所述交叉学科数据验证检查。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多学科数据验证规则识别所述应用数据对象的多个数据范围，其中，所述交叉学科数据验证检查利用识别的应用数据对象的数据范围之外的数据识别应用数据对象。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多学科数据验证规则识别应用数据对象状态，其中，所述交叉学科数据验证检查识别没有根据所述应用数据对象状态配置的应用数据对象实例。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所提供的响应为显示的警告。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述警告识别缺失的应用数据对象实例。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述警告识别应用数据对象实例之间缺失的连接。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所提供的响应处于所述工程应用(307)中的至少一者中。

12.一种多学科工程系统，包括：

服务器(301)，配置成存储多学科数据验证规则，所述多学科数据验证规则包括工程数据对象的要求，所述工程数据对象根据应如何在不同工作站(305)上的不同工程应用(307)中建模装置来表示装置，所述不同工作站用于所述多学科工程系统中的具有不同作用的不同工程学科，其中，所述工程数据对象表示所述装置在所述不同工程应用中的不同工程特征，并且其中所述多学科数据验证规则包括对所述应用数据对象的要求，所述应用数据对象根据所述装置应如何在不同计算机上的所述不同工程应用上建模来表示所述装置；以及

工作站(305)，通过网络(303)与所述服务器(301)通信，所述工作站(305)被配置成执行从所述服务器(301)请求对所述不同工程应用(307)中的工程数据对象之间的数据一致性进行交叉学科数据验证检查的工程应用(307)，其中，响应于对所述交叉学科数据验证检查的请求，所述服务器(301)被配置成对所述工程数据对象执行验证检查，并向所述工作站(305)提供所述工程数据对象是否满足所述多学科数据验证规则的响应，其中所述交叉学科数据验证检查包括检查每个工程数据对象在所述不同工程应用的每一个中被实例化。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，在从所述服务器(301)接收到所述响应之后，所述工作站(305)被配置成执行报告应用，以收集所述交叉学科数据验证检查的结果，并向用户提供列表或摘要。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述多学科数据验证规则引用了存储在所述服务器(301)上的多学科模板。

15.根据权利要求12所述的系统，其中，用户能够配置所述多学科数据验证规则。

16.根据权利要求12所述的系统，其中，所述多学科数据验证规则基于与第二工程学科相关联的工程数据对象识别与第一工程学科相关联的工程数据对象的要求。

17.根据权利要求12所述的系统，其中，所述多学科数据验证规则识别工程数据对象所需的数据链接，所述工程数据对象表示多学科系统中跨工程学科的装置。

18.根据权利要求12所述的系统，其中，所述多学科数据验证规则识别每个工程数据对象的状态。

19.根据权利要求12所述的系统，其中，对所述工作站的响应包括表明在所述工程应用(307)中的一者中的行动过程。

20.一种非暂态计算机可读存储介质，其中包含有计算机可读程序代码(311)，所述计算机可读程序代码被配置成：

接收交叉学科数据验证检查的请求；

响应于所述请求，访问预定的多学科数据验证规则，其中，所述规则引用了多个应用数据对象，所述多个应用对象表示在不同计算机(305)上利用不同工程应用(307)建模的装置，所述不同计算机用于所述多学科工程系统中的具有不同作用的不同工程学科，并且其中所述多学科数据验证规则包括对所述应用数据对象的要求，所述应用数据对象根据所述装置应如何在所述不同计算机上的所述不同工程应用上建模来表示所述装置；

在网络(303)上，向在所述规则中引用的不同的所述工程应用(307)发送请求，以执行与所述不同工程应用(307)相关联的所述应用数据对象满足所述规则的交叉学科数据验证检查，其中所述交叉学科数据验证检查包括检查每个应用数据对象在所述不同工程应用的每一个中被实例化；以及

在所述网络(303)上，接收来自所述工程应用(307)的、指示所述交叉学科数据验证检查的结果的响应。

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