CN110543690B - 用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法，该方法包括：根据设计模块中的形状参数，确定设计模块间的外形关联关系；响应于设计方中的一个发出的变更目标设计模块的形状参数的变更请求，在关联关系库中搜索与目标设计模块具有外形关联关系的应变设计模块，并在PDM平台中搜索应变设计方；请求所有应变设计方对应变设计模块的形状参数做出应变修改；形成目标设计模块所属的目标数字样机的更改方案。根据本发明的用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法提供了一种有效管理复杂产品的数字样机的变量的技术，有助于消除复杂产品模型的设计更改过程中可能出现的混乱，提高复杂产品设计过程的各方协同效率。

Description

用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法

技术领域

本发明涉及复杂产品模型的协同设计，尤其涉及一种用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法。

背景技术

诸如大型飞机的复杂产品在设计过程中可运用三维模型来表达各种设计及设计意图，相应的三维模型可用于生产。这些模型之间紧密配合、相互约束，并且在产品定型之前，因产品性能优化等需要而不断变更设计，三维模型中的各种参数也随之改变。

诸如大型飞机的复杂产品可能包含数以万计的结构、系统元件，为便于多方协同设计，复杂产品的模型可进一步分成多个数字样机子集。但即便是这样，数字样机包含的数据量仍然很大，单个数字样机可超过5GB。并且，复杂产品在设计过程中因其各个组成部分的形状构造，相互关联、相互影响、相互制约。以大型飞机为例，其机体内部结构件之间需要敷设大量电子设备和管线线路，飞机不同元件的几何外形具有高度相依性。

因此，在复杂产品的研制或设计过程中，不断会有设计方提出对数字样机的变更请求。在目前的复杂产品设计过程中，为了完成数字样机的设计更改，需要依靠人工识别设计变更涉及的其他受影响设计方。因此，如何高效且无遗漏地确保受影响设计方都能参与其中，辅助各方协同完成设计的变更，消除数字样机的设计更改可能出现的混乱，是亟待解决的问题。同时，还需要尽可能提高涉及多个设计方的信息传递的效率。

因此，亟需一种新的用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法，提高复杂产品设计过程的各方协同效率，消除复杂产品模型数字样机设计更改可能导致的混乱。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有的复杂产品模型的协同设计中多个设计方在变更设计时不易协同，可能出现受影响设计方被遗漏及数字样机的设计更改中的混乱的缺陷，提出一种用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法。

本发明是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法，其中所述复杂产品模型包含多个数字样机，每个数字样机包括多个设计模块及对应的设计方，其中，每个设计模块包含几何形状参数和位置参数，而且各个设计模块与设计方的对应关系存储于PDM平台(Product Data Management，即产品数据管理平台)中，其特点在于，所述参数变更方法包括以下步骤：

根据所述设计模块中的形状参数，确定所述设计模块间的外形关联关系，并将所述设计模块间的外形关联关系存储至关联关系库中，其中两个设计模块具有外形关联关系被定义为其中一个设计模块的形状参数会对另一个设计模块的形状参数产生影响；

响应于所述设计方中的一个发出目标设计模块的形状参数的变更请求，在所述关联关系库中搜索与所述目标设计模块具有外形关联关系的设计模块作为应变设计模块，并在PDM平台中搜索与所述应变设计模块对应的应变设计方；

请求所有应变设计方对所述应变设计模块的形状参数做出应变修改；

根据所述变更请求和所述应变修改形成目标设计模块所属的目标数字样机的更改方案。

根据本发明的一些实施方式，具有外形关联关系的设计模块是指外部几何形状相互贴合或者最小间隙小于预设的间隙阈值的设计模块。

根据本发明的一些实施方式，所述参数变更方法还包括：

建立所述复杂产品模型的全机数字样机空间位置数据库，其中存储有全机包含的各个数字样机中的各个设计模块在全机坐标系下的关键点位置参数和姿态参数；以及，

根据所述目标数字样机的更改方案，实时更新所述全机数字样机空间位置数据库。

根据本发明的一些实施方式，基于MSC(全称为Minimum Space Cuboid)方法对各个设计模块进行近似处理，以建立及更新所述全机数字样机空间位置数据库。

根据本发明的一些实施方式，所述参数变更方法还包括：

根据所述目标数字样机的更改方案所涉及的区域，采用SDMC(Spatial DetectionMethod based on Cuboid)三维检测算法在所述全机数字样机空间位置数据库中检索所述目标数字样机的更改方案的环境数字样机，并将检索结果写入缓存。

根据本发明的一些实施方式，所述参数变更方法还包括：

根据所述目标数字样机的更改方案，对所述检索结果包含的所述环境数字样机进行更新。

根据本发明的一些实施方式，所述参数变更方法还包括：

基于所述目标数字样机的更改方案和更新后的所述环境数字样机更新所述复杂产品模型。

根据本发明的一些实施方式，所述参数变更方法还包括：

响应于所述设计方针对所述设计模块添加的问题状态属性，记录并标识添加了问题状态属性的所述设计模块，从而形成数模问题状态树，所述数模问题状态树能够供所有设计方对添加了问题状态属性的所述设计模块进行查看。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。本发明的积极进步效果在于：

根据本发明的用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法提供了一种有效管理复杂产品的数字样机的变量的技术，其有助于消除现有的复杂产品模型的设计更改过程中可能出现的混乱，提高复杂产品设计过程的各方协同效率，并避免发生复杂产品的数字样机设计中的质量事故，保证相关科研生产得以有序进行。

附图说明

图1为根据本发明优选实施例的用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法的流程图。

图2为根据本发明优选实施例的用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法中的关联关系库的建立过程的流程图。

图3为根据本发明优选实施例的用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法的实施过程的框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都将落入本发明的保护范围之中。在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。

根据本发明较佳实施方式的用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法，其中所述复杂产品模型包含多个数字样机，每个数字样机包括多个设计模块及对应的设计方，其中，每个设计模块包含几何形状参数和位置参数，而且各个设计模块与设计方的对应关系存储于PDM平台中。

如图1-3所示，该参数变更方法包括以下步骤：

根据所述设计模块中的形状参数，确定所述设计模块间的外形关联关系，并将所述设计模块间的外形关联关系存储至关联关系库(即图中的几何关联关系库{C})中，其中两个设计模块具有外形关联关系被定义为其中一个设计模块的形状参数会对另一个设计模块的形状参数产生影响；

响应于所述设计方中的一个发出的变更目标设计模块的形状参数的变更请求，在所述关联关系库中搜索与所述目标设计模块具有外形关联关系的设计模块作为应变设计模块，并在PDM平台中搜索与所述应变设计模块对应的应变设计方(其中发出变更请求的设计方亦即图中所示的发起方，应变设计方亦即图中的识别的真实受影响方)；

请求所有应变设计方对所述应变设计模块的形状参数做出应变修改；

根据所述变更请求和所述应变修改形成目标设计模块所属的目标数字样机的更改方案。

根据本发明的一些优选实施方式，具有外形关联关系的设计模块可以是指外部几何形状相互贴合或者最小间隙小于预设的间隙阈值的设计模块。

如图2-3所示，关联关系库{C}的建立和运用是实现自动识别受影响方的关键所在。举例来说，当PDM平台中保存的模块i(记为Mi)与模块j(记为Mj)的间隙等于0时，表明Mi与Mj几何外形相互贴合，存在关联关系。当模块i(Mi)与模块j(Mj)间隙小于0时，表明Mi与Mj存在安装关系，亦属于关联关系。对产品模块集合{M}作clash检查(所述“clash”是一种间隙检查手段)，存在特定子集合{Cij|Mi与Mj间隙≤0}，该特定子集合即为关联关系库{C}。应当理解的是，上述说明仅为举例说明，对于具有关联关系的设计模块的定义可以根据实际需要进行变更。例如，考虑到几何图形显示可能存在一定误差，计算机上显示存在微小间隙的两个模块实际也可能是贴合的，故可诸如将关联关系库修正为{Cij|Mi与Mj间隙≤1mm}。

将关联关系库{C}与PDM平台中的产品模块集合{M}建立动态链接，发起方提出模块更改请求后，可在关联关系库{C}中搜索得到与其有关联关系的模块为MQ1、MQ2、MQ3…，并随即对应的受影响方(Q1、Q2、Q3…)被自动触发。实际上，还可由各方讨论以确认实际受影响方，并形成详细更改方案录入PDM平台中。

根据本发明的一些优选实施方式，如图1所示，该参数变更方法还包括：

建立所述复杂产品模型的全机数字样机空间位置数据库(即图1中的数模位置数据库{P})，其中存储有全机包含的各个数字样机中的各个设计模块在全机坐标系下的关键点位置参数和姿态参数；以及，

根据所述目标数字样机的更改方案，实时更新所述全机数字样机空间位置数据库。

在根据本发明的上述优选实施方式的基础上，进一步优选地，在建立及更新所述全机数字样机空间位置数据库的过程中，可基于MSC方法对各个设计模块进行近似处理。

具体来说，基于MSC理论，可生成实时随设计模块的变更方案更新的空间位置数据库。MSC方法中用一个任意姿态的长方体将一个设计模块包裹，并使长方体体积最小化。由此，空间位置数据库中以长方体替代了有具体姿态、形状的设计模块，有助于提高效率及降低资源开销。

根据本发明的一些优选实施方式，如图1所示，该参数变更方法还包括进行数模检索并生成环境数模的步骤。具体来说，可根据所述目标数字样机的更改方案所涉及的区域，采用SDMC三维检测算法在所述全机数字样机空间位置数据库中检索所述目标数字样机的更改方案的环境数字样机，并将检索结果写入缓存。写入缓存的检索结果可供下次检索时直接调用，有助于进一步提高效率及降低资源开销。该算法的执行可采用并行算法，充分利用多核CPU加速三维应用运算。

进一步优选地，可根据所述目标数字样机的更改方案，对所述检索结果包含的所述环境数字样机进行更新。以及，进一步基于所述目标数字样机的更改方案和更新后的所述环境数字样机更新所述复杂产品模型。

如图1所示，根据本发明的一些优选实施方式，可建立数模问题状态树{T}，其中，可以为设计模块添加问题状态属性，并描述处于变更流程中的数字样机仍然存在的问题。并且，也可对经由上述步骤更新得到的复杂产品模型进行检查，并将检查中发现的设计模块的问题记录形成数模问题状态树{T}，通过特定的标识表达数字样机检查结果或者存在的问题。由此，可通过实时查看某一时刻各节点的状态和问题描述，实现数字样机涉及的多方的在线协调。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而且这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于复杂产品模型的数字样机的参数变更方法，其中所述复杂产品模型包含多个数字样机，每个数字样机包括多个设计模块及对应的设计方，其中，每个设计模块包含几何形状参数和位置参数，而且各个设计模块与设计方的对应关系存储于PDM平台中，其特征在于，所述参数变更方法包括以下步骤：

根据所述设计模块中的形状参数，确定所述设计模块间的外形关联关系，并将所述设计模块间的外形关联关系存储至关联关系库中，其中两个设计模块具有外形关联关系被定义为其中一个设计模块的形状参数会对另一个设计模块的形状参数产生影响；

响应于所述设计方中的一个发出的变更目标设计模块的形状参数的变更请求，在所述关联关系库中搜索与所述目标设计模块具有外形关联关系的设计模块作为应变设计模块，并在PDM平台中搜索与所述应变设计模块对应的应变设计方；

请求所有应变设计方对所述应变设计模块的形状参数做出应变修改；

根据所述变更请求和所述应变修改，形成目标设计模块所属的目标数字样机的更改方案。

2.如权利要求1所述的参数变更方法，其特征在于，具有外形关联关系的设计模块是指外部几何形状相互贴合或者最小间隙小于预设的间隙阈值的设计模块。

3.如权利要求1所述的参数变更方法，其特征在于，所述参数变更方法还包括：

建立所述复杂产品模型的全机数字样机空间位置数据库，其中存储有全机包含的各个数字样机中的各个设计模块在全机坐标系下的关键点位置参数和姿态参数；以及，

根据所述目标数字样机的更改方案，实时更新所述全机数字样机空间位置数据库。

4.如权利要求3所述的参数变更方法，其特征在于，基于MSC方法对各个设计模块进行近似处理，以建立及更新所述全机数字样机空间位置数据库。

5.如权利要求4所述的参数变更方法，其特征在于，所述参数变更方法还包括：

根据所述目标数字样机的更改方案所涉及的区域，采用SDMC三维检测算法在所述全机数字样机空间位置数据库中检索所述目标数字样机的更改方案的环境数字样机，并将检索结果写入缓存。

6.如权利要求5所述的参数变更方法，其特征在于，所述参数变更方法还包括：

根据所述目标数字样机的更改方案，对所述检索结果包含的所述环境数字样机进行更新。

7.如权利要求6所述的参数变更方法，其特征在于，所述参数变更方法还包括：

基于所述目标数字样机的更改方案和更新后的所述环境数字样机更新所述复杂产品模型。

8.如权利要求1所述的参数变更方法，其特征在于，所述参数变更方法还包括：

响应于所述设计方针对所述设计模块添加的问题状态属性，记录并标识添加了问题状态属性的所述设计模块，从而形成数模问题状态树，所述数模问题状态树能够供所有设计方对添加了问题状态属性的所述设计模块进行查看。

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