CN112099784A

CN112099784A - 一种模型创建方法与装置

Info

Publication number: CN112099784A
Application number: CN202010833399.7A
Authority: CN
Inventors: 牟全臣; 周连林
Original assignee: Xi'an Heke Software Co ltd
Current assignee: SUZHOU SHUSHE TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2020-08-18
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2020-12-18

Abstract

本发明实施例提供了一种模型创建方法及装置，其中，所述模型创建方法包括：建立元元模型，其中，所述元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系；确定待创建目标模型的构型，其中，所述构型包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；以所述元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型；基于所述元模型，生成目标模型。通过该方法所创建的模型，可适用于多种领域，具有良好的普适性。

Description

一种模型创建方法与装置

技术领域

本发明涉及工业软件技术领域，特别是涉及一种模型创建方法与装置。

背景技术

传统的软件开发都是面向对象或者面向过程的，随着计算机科学技术的迅速发展，工业软件系统越来越复杂，功能越来越强大，若还采用原来旧的方法开发软件则无法满足软件系统的要求。这就需要有一种更符合系统工程要求的方法来指导软件系统的开发。但由于工业软件的特殊性和复杂性，这些传统的开发模式已经无法满足工业软件的开发需求，面向模型的开发模式成为工业软件开发的主要方式。

物理模型是描述物理对象的组织结构，根据对象的具体组织结构，分为产品、产品的行为，产品的特征以及产品的各种状态。

机理模型是描述物理对象的内在机理，根据对象、生产过程的内部机制或者物质流的传递机理建立起来的精确数学模型。是对研究对象的数学抽象表述，根据对象具体分为单元、特性、载荷，分析和结果。其优点是参数具有非常明确的物理意义，易于调整，适应性强。

样机模型是在工业产品设计之初就已经存在，最终将物理模型和机理模型组织在一起，建立物理模型和机理模型的关联关系，并与计算机模型进行直接映射。

而上述现有的模型均需依据目标产品针对性地创建，普适性差。例如：应用到飞机制造领域的模型与其他领域的模型无法兼顾。

发明内容

鉴于上述现有的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的模型创建方法及装置。

依据本发明的一个方面，提供了一种模型创建方法，其中，所述方法包括：建立元元模型，其中，所述元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系；

确定待创建目标模型的构型，其中，所述构型包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；

以所述元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型；

基于所述元模型，生成目标模型。

可选地，所述基于所述元模型，生成目标模型的步骤，包括：确定目标模型对应的产品类别；确定元模型中各产品对应的类别属性信息；针对每个所述产品，依据所述产品的类别属性信息设置所述产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态，生成目标模型。

可选地，在所述基于所述元模型，生成目标模型的步骤之后，所述方法还包括：确定目标对象的产品构型以及属性信息；依据所述目标对象的产品构型调整所述目标模型的构型，得到调整后的目标模型；依据所述属性信息，对所述调整后的目标模型中的各层级的产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态进行设置。

可选地，所述特征包含材料、颜色以及形状中的至少之一；所述行为包含开机、关机行为；所述状态包含起始状态、终止状态。

可选地，所述模型创建方法应用于工业产品的模型创建。

依据本发明的另一个方面，提供了一种模型创建装置，其中，所述装置包括：

建立模块，用于建立元元模型，其中，所述元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系；

第一确定模块，用于确定待创建目标模型的构型，其中，所述构型包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；

第一生成模块，用于以所述元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型；

第二生成模块，用于基于所述元模型，生成目标模型。

可选地，所述第二生成模块包括：第一子模块，用于确定目标模型对应的产品类别；第二子模块，用于确定元模型中各产品对应的类别属性信息；第三子模块，用于针对每个所述产品，依据所述产品的类别属性信息设置所述产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态，生成目标模型。

可选地，所述装置还包括：第二确定模块，用于在所述第二生成模块基于所述元模型，生成目标模型之后，确定目标对象的产品构型以及属性信息；第一调整模块，用于依据所述目标对象的产品构型调整所述目标模型的构型，得到调整后的目标模型；第二调整模块，用于依据所述属性信息，对所述调整后的目标模型中的各层级的产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态进行设置。

依据本发明的再一个方面，提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中所述的任意一种模型创建方法。

依据本发明的又一个方面，提供了一种存储单元，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行如本发明实施例中所述的任意一种模型创建方法。

本发明实施例提供的模型创建方案，建立元元模型；确定待创建目标模型的构型；以元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型；基于元模型生成目标模型。该模型创建方案，可通过灵活调整元模型的层级各层级中包含的产品数量，使得调整后的模型适用于不同产品、不同领域，具有良好的普适性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为根据本发明实施例一的一种模型创建方法的步骤流程图；

图2为元元模型中各构成元素间的关系示意图；

图3为一种产品构型示意图；

图4为又一种产品构型示意图；

图5为元元模型示意图；

图6为元模型示意图；

图7为模型示意图；

图8为对象示意图；

图9是根据本发明实施例二的一种模型创建装置的结构框图；

图10示意性地示出了用于执行本发明的模型创建方法的计算设备的结构框图；以及

图11示意性地示出了用于保持或者携带实现根据本发明的模型创建方法的程序代码的计算机可读存储单元。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例一的一种模型创建方法的步骤流程图。

在工业软件领域，工业产品不仅仅指生产的产品，设备、生产线、系统等我们都统称为工业产品。针对这些工业产品所开发出来的软件我们称为工业软件。工业软件涉及工业产品的设计、制造，运维和管理全生命周期。本发明主要应用于工业软件的开发阶段，其中包括工业软件的设计、开发，部署和运行。工业软件的设计方法有很多种，我们主要采用的是模型驱动的工业软件方法。

在模型驱动架构技术里面，通常都采用四层架构模型，即元元模型，元模型，模型和对象。

对象是指希望描述的工业产品的数据组成，这些数据通常聚焦到某一个产品对象上。

模型是指对象的模型，是由元模型的数据组成，通常聚焦到某一类的产品上。模型即本申请实施例中的目标模型。

元模型是关于模型的模型，是特定领域的模型，定义概念并提供用于创建该领域中的模型的构建元素。模型是由元模型的数据组成，而元模型是元元模型的数据构成的。

元元模型是元模型的模型，为描述元模型而定义，元元模型的定义要比元模型更加抽象、简洁。一个元元模型可以定义多个元模型。

本发明实施例中的模型创建方法包括以下步骤：

步骤101：建立元元模型。

其中，元元模型包含：产品、特征、行为以及状态四个构成元素，特征与产品具有第一关联关系，状态与行为具有第二关联关系。特征包含材料、颜色以及形状中的至少之一；行为包含开机、关机行为；状态包含起始状态、终止状态。

本申请实施例提供的模型创建方法，可应用于工业产品的模型创建，还可以应用于其他行业产品模型的创建。

元元模型中各构成元素间的关系示意图如图2所示。产品的样机模型是由产品、特征、行为，状态(起)和状态(止)这五个部分组成的。产品和行为是产品样机的核心，特征直接和产品相关，而状态直接和行为相关。本申请实施例中将模型驱动的理论应用在工业软件领域里，把构成样机模型的基本元素，产品、特征、行为，状态(起)和状态(止)作为四层模型的元元模型的构成元素。元元模型是工业软件模型中最抽象的一层，也是最简洁的一层，它只定义工业软件模型构成中的基本组成部分。

步骤102：确定待创建目标模型的构型。

其中，构型包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品。构型的层级、每个层级包含的产品数量，可由本领域技术人员根据目标模型的具体应用场景适应性调整。随着目标模型应用的场景不同、所对应的产品对象不同，则其对应的层级、每个层级中包含的产品名称及数量均需适应性调整。

步骤103：以元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型。

在元元模型的基础之上构建元模型，元模型是元元模型的实例化，或者说元元模型是元模型的模型。由于工业产品的复杂性，决定了工业软件同样具有很高的复杂性。本申请实施例中通过产品构型来管理工业产品的复杂组成，如图3中的产品构型示意图所示，产品1可以细分为产品1-1，产品1-2，产品1-3，……，产品1-N。产品1-1又可以往下分为产品1-1-1，产品1-1-2，产品1-1-3，……，产品1-1-N。产品1-1-1又可以往下细分等等，所以工业产品构型具有无限可扩展性。

在元模型里通过产品构型不仅仅可管理产品的组成，还可管理产品组成信息，即产品的样机模型信息。每个产品都有它的样机模型，即产品、特征、行为，状态(起)和状态(止)这几大元素。随着产品层级的不同，他们所对应的产品、特征、行为，状态(起)和状态(止)的属性也不相同。元模型包含产品以及产品的构型组成，而每个产品又包含产品的特征、行为，状态(起)和状态(止)，又一种示例性地产品构型示意图如图4所示。

步骤104：基于元模型，生成目标模型。

一种可选地，基于元模型，生成目标模型的方式为：确定目标模型对应的产品类别；确定元模型中各产品对应的类别属性信息；针对每个产品，依据产品的类别属性信息设置产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态，生成目标模型。

以一个工业产品为例，产品1就是一个成型的工业产品。在最初只是关注这个产品的整体情况，从外表以及功能来划分，特征包含材料、颜色、形状等；行为包含开机，关机等；状态(起)是停止；状态(止)是运动。当对产品1细分以后，产品1-1就是产品的零部件。要对产品1-1进行性能相关分析，那么产品1-1的特征是金属材料、剖面材料、载荷等；行为就是分析；状态(起)是结果为空；状态(止)是包含结果。在元模型里定义相关的属性时，只是针对具体某个通用的领域去定义通用的属性信息，当到模型和对象阶段，已经具体到某一类或者某一种工业软件。再根据具体产品种类和对象对相应的属性进行逐级丰富的过程。从元元模型到对象内部还存在一个逐步的继承关系。

在一种可选地实施例中，在基于元模型，生成目标模型的步骤之后，还可以包括如下步骤：

确定目标对象的产品构型以及属性信息；依据目标对象的产品构型调整目标模型的构型，得到调整后的目标模型；依据属性信息，对调整后的目标模型中的各层级的产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态进行设置。

模型和对象的相关介绍：比如一款工业软件是针对水刀研发，模型就是对水刀设备以及工件进行抽象化，考虑他们的所有产品、特征，行为和状态的属性，在元模型的基础上根据具体的水刀行业知识再进行扩充，使其产品、特征、行为，状态(起)和状态(止)的属性能够完全覆盖水刀的所有属性。具体的某个型号水刀设备和某种具体的工件，只是模型的一种赋值而已，也就是对象。对象就是模型的一种赋值，模型和对象已经具体到某个具体工业领域，甚至已经聚集到某个对象上。对象就是指的我们具体的工业产品，比如:直径50厘米厚2厘米的圆形钢板，长3厘米的螺丝，长1米管壁厚1厘米的直管等，都可以称之为对象也就是产品。模型就是对这些产品进行抽象的定义，在实际工作中这部分工作由本领域工作人员完成。

下面参照图5至图8，以通过模型驱动的统一建模语言UML来进行建模为例进行说明。

首先需创建元元模型，元元模型包含产品、特征，行为和状态。特征和产品直接关联，状态和行为直接关联，最终产品和行为关联模型，并在模型里建立起关联关系，元元模型示意图如图5所示。

在元元模型的基础上构建元模型，元模型的产品有构型，产品有多层级的产品构成，每个层级的产品都有自己的特征，行为和状态。且这些元素的属性较比元元模型要丰富很多，元模型示意图如图6所示。

模型相比元模型更加具体，它已经具体到具体的某一类的工业产品上，针对这个产品有足够宽泛的产品构型和相关属性的定义，完全能够盖住这类工业产品的所有产品，模型示意图如图7所示。

对象就是模型的一种赋值，它是模型表示的一类工业产品中的一种，对象示意图如图8所示。

本发明实施例提供的模型创建方法，建立元元模型；确定待创建目标模型的构型；以元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型；基于元模型生成目标模型。该模型创建方法，可通过灵活调整元模型的层级各层级中包含的产品数量，使得调整后的模型适用于不同产品、不同领域，具有良好的普适性。

实施例二

参照图9，示出了本发明实施例二的一种模型创建装置的结构框图。

本发明实施例的模型创建装置包括：

建立模块201，用于建立元元模型，其中，所述元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系；

第一确定模块202，用于确定待创建目标模型的构型，其中，所述构型包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；

第一生成模块203，用于以所述元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型；

第二生成模块204，用于基于所述元模型，生成目标模型。

可选地，所述第二生成模块204包括：

第一子模块，用于确定目标模型对应的产品类别；

第二子模块，用于确定元模型中各产品对应的类别属性信息；

第三子模块，用于针对每个所述产品，依据所述产品的类别属性信息设置所述产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态，生成目标模型。

可选地，所述特征包含材料、颜色以及形状中的至少之一；所述行为包含开机行为、关机行为；所述状态包含起始状态、终止状态。

本发明实施例提供的模型创建装置能够实现图1至图8的方法实施例中所示的模型创建方法中的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例提供的模型创建装置，建立元元模型；确定待创建目标模型的构型；以元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型；基于元模型生成目标模型。该模型创建方法，可通过灵活调整元模型的层级各层级中包含的产品数量，使得调整后的模型适用于不同产品、不同领域，具有良好的普适性。

本发明实施例中的各软件模块与前述系统实施例中的各相应软件模块具有相同功能，对于各软件模块可执行的具体操作说明参照实施例一、实施例二中的相关说明即可，在此不再赘述。

在此提供的一种模型创建方法及装置不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造具有本发明方案的系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一种模型创建方案中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

例如，图10示出了可以实现本发明的模型创建方法的计算设备。该计算设备传统上包括处理器1010和以存储器1020形式的计算机程序产品或者计算机可读介质。存储器1020可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器1020具有存储用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码1031的存储空间1030。例如，存储程序代码的存储空间1030可以存储分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码1031。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图11所示的便携式或者固定存储单元。该存储单元可以具有与图10的计算设备中的存储器1020类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以适当形式进行压缩。通常，存储单元包括计算机可读代码1031’，即可以由诸如1010之类的处理器读取的代码，当这些代码由计算设备运行时，导致该计算设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。

本文中所称的“一个实施例”、“实施例”或者“一个或者多个实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在本发明的至少一个实施例中。此外，请注意，这里“在一个实施例中”的词语例子不一定全指同一个实施例。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims

1.一种模型创建方法，其特征在于，所述方法包括：

建立元元模型，其中，所述元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系；

基于所述元模型，生成目标模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述元模型，生成目标模型的步骤，包括：

确定目标模型对应的产品类别；

确定元模型中各产品对应的类别属性信息；

针对每个所述产品，依据所述产品的类别属性信息设置所述产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态，生成目标模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于所述元模型，生成目标模型的步骤之后，所述方法还包括：

确定目标对象的产品构型以及属性信息；

依据所述目标对象的产品构型调整所述目标模型的构型，得到调整后的目标模型；

依据所述属性信息，对所述调整后的目标模型中的各层级的产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态进行设置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征包含材料、颜色以及形状中的至少之一；所述行为包含开机、关机行为；所述状态包含起始状态、终止状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型创建方法应用于工业产品的模型创建。

6.一种模型创建装置，其特征在于，所述装置包括：

第二生成模块，用于基于所述元模型，生成目标模型。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二生成模块包括：

第一子模块，用于确定目标模型对应的产品类别；

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二确定模块，用于在所述第二生成模块基于所述元模型，生成目标模型之后，确定目标对象的产品构型以及属性信息；

第一调整模块，用于依据所述目标对象的产品构型调整所述目标模型的构型，得到调整后的目标模型；

第二调整模块，用于依据所述属性信息，对所述调整后的目标模型中的各层级的产品对应的元元模型中的特征、行为以及状态进行设置。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述特征包含材料、颜色以及形状中的至少之一；所述行为包含开机、关机行为；所述状态包含起始状态、终止状态。

10.一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一项所述的模型创建方法。