CN108536432A - 一种模块化的产品研发流程控制方法 - Google Patents

Abstract

一种模块化的产品研发流程控制方法，采用树形结构来管理每一个项目，每个项目下分为不同的版本，每个版本包含一个或多个流程图，每个版本里面包含一个独立的工作路径，该项目中产生的结果文件都保存在工作路径当中，每个项目及版本可保存为项目文件在相应工作路径下，不同项目和同一项目不同版次移植使用同一项目文件。本发明提供丰富完善的软件接口，与第三方商业软件无缝对接和数据交换。平台化统一管控开发流程、性能管控、概念研发等产品研发模块，实现工作流程自动化、标准化、规范化，提高工作精度及效率，保证工作的准确性、高效性、规范性、一致性。

Description

一种模块化的产品研发流程控制方法

技术领域

本发明是涉及一种产品研发流程控制方法，尤其是一种模块化的产品研发流程控制方法，属于计算机软件技术领域。

背景技术

有限元分析(FEA，Finite Element Analysis)利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。

有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件)，从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。

有限元分析(FEA)是一种最受欢迎的计算机辅助分析(CAE)工具，被工程师和科学家用于建模和解决与复杂系统相关的工程问题。例如汽车、航空航天、船舶等复杂系统的Safety(安全性)、NVH(噪声、振动与声振粗糙度)、强度耐久、CFD(计算流体动力学)等分析，尤其是在产品研发阶段，有限元分析对研发产品的性能分析和控制起至关重要的作用。

现有的有限元分析有如下缺陷：

1)自动化低——绝大部分的工作都是手动完成，导致整个有限元分析过程效率极低，需要花费大量的人力成本和时间成本；

2)准确性差——人为参与的比例较大，尤其是一个比较复杂系统，有成百上千个零部件和几百个分析的时候，人为操作很难保证其100％准确；

3)标准性差——不同的项目或者同一个项目不同时期的分析方法和结果都各不相同，导致项目评审的时候很难通过指标对比评估其是好还是坏，同时新项目开始的时候也很难根据已有的项目快速定义其性能指标；

4)规范性差——不同的人做出分析结果一致性差，甚至得到截然不同的结果和结论，不能严格保证分析过程的准确性和结果的一致性。

发明内容

由于整个产品研发涉及领域很广，本发明主要基于计算机辅助工程分析(CAE)领域的技术背景，提供了一种模块化的产品研发流程控制方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模块化的产品研发流程控制方法，采用树形结构来管理每一个项目，每个项目下分为不同的版本，每个版本包含一个或多个流程图，每个版本里面包含一个独立的工作路径，该项目中产生的结果文件都保存在工作路径当中，每个项目及版本可保存为项目文件在相应工作路径下，不同项目和同一项目不同版次移植使用同一项目文件，流程图由模块或者组合模块组成，每个模块是一个独立的业务处理步骤，组合模块是由多个模块或者组合模块组成，代表一组复杂的业务处理步骤；所有的模块包含组合模块之间通过连线确定流程中模块执行的先后顺序，从而构建起整个流程图，每个模块通过定义一种业务步骤来完成一个任务，根据不同的业务处理要求可以对每个模块或组合模块的属性进行配置。

所述模块由Modeling(建模)模块、Convert(模型转换)模块、Check(模型检查)模块、Import/Export(模型导入导出)模块、Analysis(计算分析)模块、Report模块(报告生成)、Group(模块组合)模块组成。每个模块中有不同的功能选项，不同模块和同一模块不同功能作为一个子模块。每个功能对应的子模块通过后台程序调用第三方软件实现相应的特定功能，操作者可按照业务流程需求建立或自定义工作任务流程图。流程图由模块或者组模块组成，每个子模块是一个独立的业务处理步骤，组模块是由多个子模块或者组模块组成，代表一组复杂的业务操作步骤。所有的模块、组模块之间通过连线确定流程中模块执行的先后顺序，从而构建起整个流程图。每个模块通过定义一种业务步骤来完成一个任务，根据不同的业务处理要求可以对每个模块(或组模块)的属性进行配置。模块属性由基本属性和扩展属性组成。因此通过把业务流程的拆解成很多不同的子模块，从而把整个复杂的工作流程细化，达到业务流程具体模块化的目的。下面详细阐述为实现产品研发业务流程具体模块化的主要内容：

Modeling模块：

Extract Mid Surface——自动抽中面，抽取几何零件的中面并检查中面是否完整，同时测量出零件的真实厚度，并建立属性附给该零件；

Modify ID——自动修改ID，根据用户设置的表达式修改ID，如果ID重复便在该ID前加数字“9”；

Modify Name——自动重命名，根据用户设置的表达式修改名字，如果名字重复便在该名字前“*Rename_”；

Renumber ID——自动重编ID号，根据用户设置的类型把其ID重新编号，方便模型管理；

Offset ID——自动偏移ID，根据用户设置的类型把其ID偏移某一数字，多用于模型对称等操作，方便模型管理；

Batch Mesh——自动划分网格，根据输入的网格划分标准和网格质量标准自动划分网格；

Apply Connections——自动做连接，可自动做焊点、粘胶、螺栓、焊缝连接；

Create Trim Mass——自动配重，根据输入的模型参数表、TrimMass表和有限元模型自动创建集中质量点；

Model Tour——连接Debug，检查模型中的连接是否完整及合理，同时还能检查零件是否存在自由边等其它模型检查工作；

Create Properties——自动生成属性，选择components或BlueBook表格的形式自动生成属性；

Batch Normal——自动调整法向，把零件的法向调整一致；

Comps2Assems[ByName]——自动Organize到装配，根据用户设置的表达式把Components自动Organize到目标装配层级下；

Comps2Comps[ByName/KeepTarget]——自动Organize，根据用户设置的表达式把Components自动Organize到目标Component，并不删除目标Component的原始几何和单元；

Switch Model Params Rigid D2InD——自动转换Rigidity单元主从点，转换输入的模型参数表中Rigidity单元的主从点关系；

Create Assemble NEHFile——自动模型组装，根据输入的模型参数表、组装信息表和有限元模型自动组装模型，生成模型头文件。

Convert模块：

自动模型转换。Convert模块可在Nastran、Abaqus、Ls-Dyna这三种求解器模板之间相互自动转换。

Check模块：

自动模型检查。检查模型中是否存在自由、重复的1D单元，是否主从点关系错误；检查是否存在重复的2D单元，是否满足质量标准；检查3D单元是否存在负的jacobian质量问题等模型检查工作。

Import/Export模块：

自动导入导出模型。自动导入导出几何或网格。

Analysis模块：

Create Analysis Nodes——自动创建加载/约束点：根据输入的模型参数表、分析信息表和有限元模型创建加载/约束点，并且根据需求建立局部坐标系；

Create Analysis File——自动生成分析头文件：根据分析项的选择，分析信息表中加载和约束的定义，自动生成该分析的头文件；

Create Analysis NEHFile——自动创建加载/约束点和头文件：根据输入的模型参数表、分析信息表和有限元模型创建加载/约束点，并且根据需求建立局部坐标系，自动生成该分析的头文件；

Submit Job——自动提交计算：支持Nastran、Abaqus、Ls-Dyna等求解器。

Report模块：自动生成分析报告。

Group模块：

组模块。用户可在Group模块中建立子模块或其他Group模块，或者把已有的流程块放入Group模块中，同时用户可以保存自定义后的Group模块，不仅使整个流程更加清晰简洁，而且保存标准的Group模块可以重复移植使用。

模块属性设计

流程图由多个模块或组模块组成，每个模块通过定义一种业务步骤来完成一个任务，根据不同的业务处理要求可以对每个模块(或组模块)的属性进行配置。模块属性由基本属性和扩展属性组成。

(1)基本属性包含：ID(编号)、Name(名称)、Pause(暂停)、SystemID(系统编号)、SystemName(系统名称)、State(状态)、InputFiles(输入文件列表)、OutputFiles(输出文件列表)。

ID属性，用来表示模块的编码，具有唯一性，用来模块识别和查找。

Name属性，用来表示模块的名称，方便模块识别。

Pause属性，表示流程执行到当前模块时，是否暂停流程执行，等待响应。

SystemID属性，模型所属的系统编号。

SystemName属性，模型所属的系统名称。

State属性，定义了三种状态(正常，中断，跳过),在中断状态下，当前模块所在的流程在此处中断，后续模块不再执行；在跳过状态下，当前模块不执行，直接执行后续模块；在正常状态下，模块可以正常的执行。

InputFiles属性，表示当前模块处理业务的输入文件。输入文件可以通过手动添加，也可以通过获取上级模块的输出文件取得。

OutputFiles属性，表示当前模块处理业务的输出文件。

(2)扩展属性通过xml文件组织

扩展属性具体编写规则如下:

xml模块名	描述
		application	顶级模块
group	组模块，下面可添加item或者其他group
		item	子模块，type属性为enum时可以添加enum枚举模块
enum	枚举模块，可以包含item或group作为子模块

xml模块属性

第三方商业软件环境配置和公共文件目录

本发明提供丰富完善的软件接口，与第三方商业软件无缝对接和数据交换，通过配置第三方商业软件路径实现相互调用，兼容的第三方商业软件和公共文件目录如下：

HyperMesh:设置HyperMesh平台的可执行全路径；

HyperView：设置HyperView平台的可执行全路径；

HyperGraph：设置HyperGraph平台的可执行全路径；

ANSA：设置ANSA平台的启动脚本配置路径；

META：设置META平台的启动脚本配置路径；

Nastran：设置Nastran平台的可执行全路径；

Abaqus：设置Abaqus平台的可执行全路径；

LsDyna：设置LsDyna平台的可执行全路径；

Script：设置用户自定义脚本存储路径；

Share Folder：设置共享路径，为多任务流并行处理使用。

本发明把工程师复杂且不规范的工作过程拆分成多个简单工作的组合，把简单工作开发封装成能完成某些特定简单工作的工作子模块。工作子模块按照实际工作需求重新排列、组合和设计，形成一套完整、规范，实现某些复杂工作的工作流程模板，充分发挥工程师的创造力，适应各种复杂多样的工程实际需求。在不同项目和同一项目不同版次的工作中可以移植重复使用已有的相同的工作流程模板，实现工作流程模板重复使用，移植性好。同时多任务流同时并行处理，具体而言就是当工作流程模板中含有多任务流时，可把每个任务流分配给不同的机器同时工作，最大程度分配利用资源，成倍的提升工作速度和工作效率。实现“人休息机器不休息”，充分利用工程师的休息时间，提高整个业务流程的工作效率。任何时刻、任何节点均可实现自动和人工无缝完美对接，有效弥补某些特定工作自动化不能实现的缺点，增加工作流程模板的灵活性。

本发明提供丰富完善的软件接口，与第三方商业软件无缝对接和数据交换。平台化统一管控开发流程、性能管控、概念研发等产品研发模块，实现工作流程自动化、标准化、规范化，提高工作精度及效率，保证工作的准确性、高效性、规范性、一致性。

附图说明

图1是本发明的流程设计图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1所示：一种模块化的产品研发流程控制方法，其具体步骤为：

步骤一：配置第三方软件的可执行全路径；

步骤二：新建项目，或者打开存在项目；

步骤三：设置项目名称和保存路径；

步骤四：新建版本，或者打开存在版本；

步骤五：设置版本名称、CAD日期和工作路径等；

步骤六：选择版本进行流程设计；

步骤七：选择模块类型；

步骤八：添加到流程图；

步骤九：根据需求修改模块属性；

步骤十：试运行该模块,结果符合预期继续，否则跳到步骤九；

步骤十一：如果模块是组模块，双击组模块打开组模块编辑界面，跳到步骤六；

步骤十二：添加模块连线，配置流程的执行顺序；

步骤十三：流程设计完成进行下一步，未完成则返回到步骤六-步骤十一；

步骤十四：运行流程图；

步骤十五：流程中断返回到步骤七-步骤十三，否则进行下一步；

步骤十六：流程结束。

本发明可以让工程师根据自己的需求设计和定义自己的业务流程，设计组合成多样化的工作流模板，并非框架式的限制工程师的想象力和操作空间，而且不同项目和同一项目版次可移植重复使用，保证项目操作过程的规范一致性，有效避免人工操作误差或错误，实现不同的人完成同样的工作得到相同的结果，提高工作的精度和效率，保证工作的准确性、高效性、规范性、一致性。工程师可以在流程任意时刻、任意节点介入，手动完成不能自动化操作的步骤，在业务流程中完美实现手动和自动无缝对接。本发明的产品研发业务流程的模型搭建、分析、报告等均是由工程师所熟悉的第三方软件完成，不更改工程师的工作环境和习惯，从而保证工程师能够快速、准确、高效的完成任务。

Claims (9)

1.一种模块化的产品研发流程控制方法，其特征在于：采用树形结构来管理每一个项目，每个项目下分为不同的版本，每个版本包含一个或多个流程图，每个版本里面包含一个独立的工作路径，该项目中产生的结果文件都保存在工作路径当中，每个项目及版本可保存为项目文件在相应工作路径下，不同项目和同一项目不同版次移植使用同一项目文件，流程图由模块或者组合模块组成，每个模块是一个独立的业务处理步骤，组合模块是由多个模块或者组合模块组成，代表一组复杂的业务处理步骤；所有的模块包含组合模块之间通过连线确定流程中模块执行的先后顺序，从而构建起整个流程图，每个模块通过定义一种业务步骤来完成一个任务，根据不同的业务处理要求可以对每个模块或组合模块的属性进行配置。

2.如权利要求1所述的一种模块化的产品研发流程控制方法，其特征在于：所述的模块由Modeling模块、Convert模块、Check模块、Import/Export模块、Analysis模块、Report模块、Group模块组成；每个模块中有不同的功能选项，不同模块和同一模块不同功能作为一个子模块，每个功能对应的子模块通过后台程序调用第三方软件实现相应的特定功能，操作者可按照业务流程需求建立或自定义工作任务流程图，模块属性由基本属性和扩展属性组成。

3.如权利要求1所述的一种模块化的产品研发流程控制方法，其特征在于：所述的Modeling模块包括以下内容：

Extract Mid Surface——自动抽中面，抽取几何零件的中面并检查中面是否完整，同时测量出零件的真实厚度，并建立属性附给该零件；

Modify ID——自动修改ID，根据用户设置的表达式修改ID，如果ID重复便在该ID前加数字“9”；

Modify Name——自动重命名，根据用户设置的表达式修改名字，如果名字重复便在该名字前“*Rename_”；

Renumber ID——自动重编ID号，根据用户设置的类型把其ID重新编号，方便模型管理；

Offset ID——自动偏移ID，根据用户设置的类型把其ID偏移某一数字，多用于模型对称等操作，方便模型管理；

Batch Mesh——自动划分网格，根据输入的网格划分标准和网格质量标准自动划分网格；

Apply Connections——自动做连接，可自动做焊点、粘胶、螺栓、焊缝连接；

Create Trim Mass——自动配重，根据输入的模型参数表、TrimMass表和有限元模型自动创建集中质量点；

Model Tour——连接Debug，检查模型中的连接是否完整及合理，同时还能检查零件是否存在自由边等其它模型检查工作；

Create Properties——自动生成属性，选择components或BlueBook表格的形式自动生成属性；

Batch Normal——自动调整法向，把零件的法向调整一致；

Comps2Assems[ByName]——自动Organize到装配，根据用户设置的表达式把Components自动Organize到目标装配层级下；

Comps2Comps[ByName/KeepTarget]——自动Organize，根据用户设置的表达式把Components自动Organize到目标Component，并不删除目标Component的原始几何和单元；

Switch Model Params Rigid D2InD——自动转换Rigidity单元主从点，转换输入的模型参数表中Rigidity单元的主从点关系；

Create Assemble NEHFile——自动模型组装，根据输入的模型参数表、组装信息表和有限元模型自动组装模型，生成模型头文件。

4.如权利要求1所述的一种模块化的产品研发流程控制方法，其特征在于：所述的Convert模块在Nastran、Abaqus、Ls-Dyna这三种求解器模板之间相互自动转换。

5.如权利要求1所述的一种模块化的产品研发流程控制方法，其特征在于：所述的Check模块进行自动模型检查，检查模型中是否存在自由、重复的1D单元，是否主从点关系错误；检查是否存在重复的2D单元，是否满足质量标准；检查3D单元是否存在负的jacobian质量问题等模型检查工作。

6.如权利要求1所述的一种模块化的产品研发流程控制方法，其特征在于：所述的Import/Export模块自动导入导出模型，自动导入导出几何或网格。

7.如权利要求1所述的一种模块化的产品研发流程控制方法，其特征在于：所述的Analysis模块包括以下内容：

Create Analysis Nodes——自动创建加载/约束点：根据输入的模型参数表、分析信息表和有限元模型创建加载/约束点，并且根据需求建立局部坐标系；

Create Analysis File——自动生成分析头文件：根据分析项的选择，分析信息表中加载和约束的定义，自动生成该分析的头文件；

Create Analysis NEHFile——自动创建加载/约束点和头文件：根据输入的模型参数表、分析信息表和有限元模型创建加载/约束点，并且根据需求建立局部坐标系，自动生成该分析的头文件；

Submit Job——自动提交计算：支持Nastran、Abaqus、Ls-Dyna等求解器。

8.如权利要求1所述的一种模块化的产品研发流程控制方法，其特征在于：Group模块为组模块，用户在Group模块中建立子模块或其他Group模块，或者把已有的流程块放入Group模块中，形成完成固定工作的工作流程。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。