WO2021253242A1 - 用于协同设计产品及其工艺的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于协同设计产品及其工艺的方法，所述方法包括接收与当前产品的第一设计数据有关的请求信息；基于请求信息从数据库中获取第一设计数据，其中，数据库被配置为保存当前产品和历史产品的所有设计阶段的经确定的设计数据；根据请求信息选择性地基于第一设计数据生成当前产品的第二设计数据，其中，第一设计数据为第二设计数据的前一设计阶段的设计数据；以及基于请求信息发送第一设计数据或第二设计数据。通过上述方法，允许跨部门或跨岗位协作设计，保证了数据的一致性，还能够根据请求为工程师自动推荐设计数据来实现人机协作设计，节约了工程师的精力和时间。另外，随着数据库中的设计数据不断地扩充和积累，能够实现更智能化和更准确的推荐。

Description

用于协同设计产品及其工艺的方法和装置 技术领域

本公开涉及工业制造的技术领域，更具体地说，涉及用于协同设计产品及其工艺的方法、装置、计算设备、计算机可读存储介质和程序产品。

背景技术

在电子产业中往往涉及产品的更新迭代和新产品引入，而在产品迭代和新产品引入阶段期间，产品的设计数据的生成和管理是相当重要的部分。这些设计数据可以包括EBOM(设计材料清单)数据、MBOM(制造材料清单)数据、产品BOP(产品工艺清单)数据和工厂BOP(工厂工艺清单)数据。在这些设计数据的生成过程中通常会涉及多个部门或岗位。例如，EBOM由产品工程师创建，MBOM由制造工程师基于EBOM创建，产品BOP由工艺工程师基于MBOM创建，工厂BOP由工业工程师基于产品BOP创建。

许多企业使用Excel电子数据表来管理这些BOM和BOP数据，在一个阶段的工程师生成设计数据后，将Excel电子数据表提供给后一阶段的工程师，以生成后一阶段的设计数据。

目前也有一些BOM管理软件工具提供数据管理功能，它们能够使BOM数据管理变得更加准确和高效。另外，某些PLM(产品全生命周期管理)软件能提供BOM和BOP数据的管理。

发明内容

尽管Excel电子数据表能提供数据管理功能，但是在Excel的单元格中输入和编辑数据时需要耗费很大的精力和时间且易于出错，当数据增加时，编辑和检查工作变得尤为困难。而且，电子数据表中的数据通常是非结构性的，很难描述产品的设计数据中的多层嵌套的父子数据关系。另外，在产品 和工艺设计的整个过程期间，需要将这些Excel电子数据表在不同部门或岗位间来回传送，且在产品迭代的过程中可能经历多个版本。Excel电子数据表又易于被访问和修改，因此可能会造成设计数据的混乱和错误，从而给采购和制造带来问题。由于由工程师来对Excel电子数据表进行输入和编辑，这些工作也高度依赖于个人经验。

对于BOM管理软件工具，尽管其能够提供BOM数据的管理，但是其不涉及BOP数据，而且其BOM数据的创建依然需要耗费很大的精力和时间。另外，由于其仍依赖于工程师进行人工输入和编辑，因此依旧高度依赖于个人经验。而对于PLM软件，其不光成本高昂，而且也高度依赖于个人经验，而不能使用历史产品的设计数据。

本公开的第一实施例提出了一种用于协同设计产品及其工艺的方法，包括：接收与当前产品的第一设计数据有关的请求信息；基于请求信息从数据库中获取第一设计数据，其中，数据库被配置为保存当前产品和历史产品的所有设计阶段的经确定的设计数据；根据请求信息选择性地基于第一设计数据生成当前产品的第二设计数据，其中，第一设计数据为第二设计数据的前一设计阶段的设计数据；以及基于请求信息发送第一设计数据或第二设计数据。

在该实施例中，通过将各类型或各设计阶段的设计数据保存在统一的数据库中，能够在产品迭代和新产品引入时，在产品及其工艺的设计过程中允许跨部门或跨岗位协作设计，有效地保证数据的一致性，避免了数据的混乱和错误，从而能保证产品及其工艺设计的准确性和高效性。而且，通过为工程师自动推荐设计数据来实现人机协作设计，很大程度上节约了工程师的精力和时间。另外，由于新产品的最终确定的设计数据都被保存在数据库中，因此随着数据库中的设计数据不断地扩充和积累，能够实现更智能化和更准确的推荐。

本公开的第二实施例提出了一种用于协同设计产品及其工艺的装置，包括：请求接收单元，其被配置为接收与当前产品的第一设计数据有关的请求信息；数据读取单元，其被配置为基于请求信息从数据库中获取第一设计数据，其中，数据库被配置为保存当前产品和历史产品的所有设计阶段的经确定的设计数据；数据推理单元，其被配置为根据请求信息选择性地基于第一 设计数据生成当前产品的第二设计数据，其中，所述第一设计数据为所述第二设计数据的前一设计阶段的设计数据；以及数据发送单元，其被配置为基于请求信息发送第一设计数据或第二设计数据。

本公开的第三实施例提出了一种计算设备，该计算设备包括：处理器；以及存储器，其用于存储计算机可执行指令，当计算机可执行指令被执行时使得处理器执行第一实施例中的方法。

本公开的第四实施例提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行第一实施例的方法。

本公开的第五实施例提出了一种计算机程序产品，该计算机程序产品被有形地存储在计算机可读存储介质上，并且包括计算机可执行指令，计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行第一实施例的方法。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开的各实施例的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在此以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，在附图中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的用于协同设计产品及其工艺的方法；

图2示出了根据本公开的一个实施例的用于实现图1中的方法的系统架构图；

图3示出了在图2的系统中产品在各阶段的设计流程；

图4(a)-(d)示出了图2的实施例中各客户端的显示界面的示意图；

图5示出了图2的实施例中本体库的一部分的示意图；

图6示出了图2的实施例中规则库的一部分的示意图；

图7示出了图2的实施例中工厂工艺设计阶段的工艺顺序约束规则的一部分的示意图；

图8示出了图2的系统的一种部署方式的示意图；

图9示出了根据本公开的一个实施例的用于协同设计产品及其工艺的的装置；以及

图10示出了根据本公开的一个实施例的用于协同设计产品及其工艺的计算设备的框图。

具体实施方式

以下参考附图详细描述本公开的各个示例性实施例。虽然以下所描述的示例性方法、装置包括在其它组件当中的硬件上执行的软件和/或固件，但是应当注意，这些示例仅仅是说明性的，而不应看作是限制性的。例如，考虑在硬件中独占地、在软件中独占地、或在硬件和软件的任何组合中可以实施任何或所有硬件、软件和固件组件。因此，虽然以下已经描述了示例性的方法和装置，但是本领域的技术人员应容易理解，所提供的示例并不用于限制用于实现这些方法和装置的方式。

此外，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各个实施例的方法和系统的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，方框中所标注的功能也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本文所使用的术语“包括”、“包含”及类似术语是开放性的术语，即“包括/包含但不限于”，表示还可以包括其他内容。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”等等。

图1示出了根据本公开的一个实施例的用于协同设计产品及其工艺的方法。参考图1，方法100从步骤101开始。在步骤101中，接收与当前产品的第一设计数据有关的请求信息。第一设计数据可以是在产品和工艺设计的各个阶段的设计数据，包括部件设计数据(如EBOM数据)、制造设计数据(如MBOM数据)、产品工艺设计数据(如产品BOP数据)或工厂工艺设计数据(如工厂BOP数据)。请求信息可以包括当前产品的标识信息(如产品ID)和所请求的设计数据的类型，例如上述各阶段的设计数据。

部件设计数据用于描述产品的设计信息，其可以包括产品设计模型中的部件属性(部件包括组件、子组件、元件等产品的结构组成部分)，例如部件所处的层级、部件标识信息(如部件ID)、部件名称、部件类别(如产品、子组件、PCB板、电容器、电阻器等)、特征(如螺纹孔、表面贴装工艺之类的装配部件所需的特征)和数量等。部件属性的种类或项目可以取决于包括在产品设计模型中的信息而不同。制造设计数据用于描述产品的制造信息，其可以在部件设计数据的基础上另外增加部件的来源(如供应商或仓库)、价格、准备时间等属性和包装、配件、辅料等其它制造所需的材料及它们的属性。产品工艺设计数据用于描述以产品为中心的工艺信息，其可以在制造设计数据的基础上另外增加每个部件的工艺和资源信息(如工艺和加工设备)。工厂工艺设计数据用于描述以工厂为中心的工艺信息，例如为加工设备分配工作站、生产节拍和这些工作站之间的执行顺序。

在一些实施例中，图1的方法可以通过与安装应用程序的客户端设备通信的服务器设备来执行。请求信息可以来自于这些客户端设备，由客户端设备的用户(如工程师)来发送。每个设计阶段的工程师可以直接请求获得前一设计阶段的设计数据以创建当前设计阶段的设计数据，也可以请求本设计阶段的设计数据以进行修改和/或检查，还可以请求服务器基于前一设计阶段的设计数据推荐本设计阶段的设计数据以进行修改和/或检查。在另一些实施例中，图1的方法也可以通过与用户(如工程师)直接交互的设备来执行。

继续参考图1，在步骤102中，基于请求信息从数据库中获取第一设计数据，其中，数据库被配置为保存当前产品和历史产品的所有设计阶段的经确定的设计数据。数据库可以例如为适于体现节点及节点之间关系的图数据库。将每个产品在所有设计阶段所涉及的元件、辅料、配件、加工设备、工艺等具体实例作为节点，将这些实例之间的关系作为节点之间的关系，将这些节点和节点之间的关系作为产品的设计数据保存在图数据库中。每个设计阶段的设计数据都依据前一设计阶段的设计数据，例如在前一设计阶段的设计数据的基础上进行扩充。因此，将每个设计阶段的最终确认的设计数据都保存在数据库(如图数据库)中能够有效地保证数据的一致性和准确性，还能作为历史产品的设计数据供将来使用(下文将描述)。对于一个设计阶段，第一设计数据可以是前一设计阶段的设计数据，用于提供给工程师以进行编 辑从而生成当前设计阶段的设计数据，或者用于自动生成当前设计阶段的设计数据后提供给工程师，使工程师在自动生成的设计数据的基础上进行进一步修改和/或确认，实现人机协作设计。第一设计数据也可以是当前设计阶段的设计数据，用于提供给工程师进行进一步修改和/或确认。

接下来，在步骤103中，根据请求信息选择性地基于第一设计数据生成当前产品的第二设计数据，其中，第一设计数据为第二设计数据的前一设计阶段的设计数据。可以根据接收到的请求信息来判断是否生成当前产品的第一设计数据后一阶段的设计数据，即第二设计数据。当需要生成第二设计数据时，基于第一设计数据生成该第二设计数据。

在一些实施例中，根据所述请求信息选择性地基于第一设计数据生成当前产品的第二设计数据进一步包括：判断请求信息是否表示生成第二设计数据；以及当请求信息表示生成第二设计数据时，基于第一设计数据生成第二设计数据。可以在请求信息中设置一个标志信息(如标志符)来表示是否生成第二设计数据。当请求信息中不包括该标志信息时，表示无需生成第二设计数据。相反，当请求信息包括该标志信息时，则表示需要生成第二设计数据。请求信息也可以采用其它方式来表示是否生成第二设计数据。

在一些实施例中，当请求信息表示生成第二设计数据时，基于第一设计数据生成第二设计数据进一步包括：利用预先建立的与产品生产相关联的本体库将第一设计数据实例化，以生成经实例化的本体库；以及将预设的规则应用于经实例化的本体库，以生成第二设计数据。通过现有的任何本体库创建软件或工具(如Protégé)来预先建立产品生产领域的本体库。该本体库描述产品生产有关的所有类(抽象概念)和它们之间的关系，类可以包括产品、组件、子组件、元件、来源、工艺、资源、包装、配件等，关系可以包括整体和部分关系、类属关系、属性关系等等。另外，预先基于类的属性和与该属性相关的其它类的实例建立规则集或规则库，以便在应用规则时能得出该类与其它类的实例之间的关系。规则可以针对所有的类来建立。例如，对于元件的类，建立“元件具有某种特征，该特征由某个工艺实现，该工艺由某个资源执行”的规则可以得出具有该特征的元件-该工艺-该资源之间的关系，即，具有该特征的元件需要该工艺实现，并由该资源对该元件进行加工。通过建立本体库和规则集或规则库，能够根据前一设计阶段的设计数据 自动生成后一设计阶段的设计数据并提供给工程师，使工程师在自动生成的设计数据的基础上进行进一步修改和/或确认，实现人机协作设计，从而减少对个人经验的依赖性并大幅提高设计准确性和效率。

在一些实施例中，第一设计数据为当前产品的制造设计数据，并且，第二设计数据为当前产品的产品工艺设计数据。如上所述，制造设计数据为产品工艺设计数据前一设计阶段的设计数据。制造设计数据均为产品的具体实例数据，而本体库描述的是实例的类及类之间的关系。因此，根据请求信息中从数据库中获得制造设计数据之后，首先将制造设计数据实例化到本体库中，以得到实例化后的本体库，获得各实例的类，再在实例化后的本体库上应用规则，则可以得出包括工艺和资源实例数据的产品工艺设计数据。例如，制造设计数据中包括产品的元件、子组件、组件和配件、辅料之类的其它制造材料的实例(如电阻器、电容器、电路板、子组件、焊锡、说明书等)，将其实例化到本体库中后得到这些实例的类(如元件、子组件、辅料、配件等)，再对其应用元件-工艺-资源的规则后便能得到上述各实例的工艺和资源的实例(如表面贴装、贴片机、回流焊机等)。因此，通过建立产品生产领域的本体库和规则集或规则库，能够基于前一阶段的设计数据自动地生成当前阶段的设计数据。

在一些实施例中，当请求信息表示生成第二设计数据时，基于第一设计数据生成第二设计数据进一步包括：根据第一设计数据从数据库中查找与当前产品相关联的历史产品；以及基于所查找到的历史产品的设计数据来生成第二设计数据。很多情况下，处于设计中的当前产品与已经生产的历史产品会有许多相同之处，尤其当当前产品属于某个产品家族时，当前产品与该产品族中的历史产品会拥有许多相同的或类似的部件(部件包括组件、子组件、元件等产品的结构组成部分)。如上面所描述的，数据库中不仅保存当前产品的每个设计阶段的设计数据，而且还保存历史产品的所有阶段的设计数据。因此，可以通过数据库中保存的与当前产品相关联的历史产品的设计数据生成当前产品的设计数据，例如，将该历史产品的设计数据的一部分作为当前产品的设计数据的一部分。与当前产品相关联的历史产品可以是与当前产品属于同一产品家族的历史产品、与当前产品具有相同部件的历史产品、或与当前产品具有类似部件的历史产品等等。通过使用统一的数据库(如图 数据库)保存相关历史产品的设计数据，能够根据前一设计阶段的设计数据和历史产品的设计数据自动生成后一设计阶段的设计数据，并提供给工程师，使工程师在自动生成的设计数据的基础上进行进一步修改和/或确认，实现人机设计，从而减少对个人经验的依赖性并大幅提高设计准确性和效率。

在一些实施例中，第一设计数据为当前产品的部件设计数据，并且，第二设计数据为当前产品的制造设计数据。如上所述，部件设计数据包括产品设计模型中的部件属性，制造设计数据在部件设计数据的基础上另外增加部件的其它制造相关属性和包装、配件、辅料等其它制造所需的材料及它们的属性。因此，可以根据当前产品的部件设计数据在数据库(如图数据库)中查找是否存在与当前产品相关联的历史产品，如果查找到，则基于与当前产品相关联的历史产品的制造设计数据来生成当前产品的制造设计数据。例如，当前产品的某个部件的制造相关属性(如元件的供应商)、当前产品所需的配件及其属性(如产品说明书和编号)、该部件所需的辅料及其属性(如焊锡及其型号)等可以与具有相同或类似部件的历史产品的这些制造设计数据相同。在一些实施例中，与当前产品相关联的历史产品为与当前产品具有相同部件的历史产品。可以在数据库中按产品家族来保存所有产品的设计数据，例如按照产品的标识信息来进行产品家族的分类，从而能够缩小查询范围并加快查询速度。

接下来，方法100进行到步骤104，基于请求信息发送第一设计数据或第二设计数据。当请求信息请求返回第一设计数据时，直接发送从数据库中获取的第一设计数据。当请求信息请求返回第二设计数据时，即请求信息表示基于第一设计数据生成第二设计数据时，发送所生成的第二设计数据。如上面提及的，对于一个设计阶段，可以根据需要来请求前一设计阶段的设计数据或者本设计阶段的设计数据，以用于生成本设计阶段的设计数据或者进一步修改或检查。另外，也可以请求基于前一设计阶段的设计数据来自动生成本设计阶段的设计数据，以进一步修改或检查。在发送前一设计阶段的设计数据或本设计阶段的设计数据之后，接收经确定的本设计阶段的设计数据并将其写入数据库中。

如上所述，可以使用与客户端设备通信的服务器设备执行方法100。在客户端接收到来自服务器的第一设计数据或第二设计数据。客户端还基于接 收到的设计数据中包括的当前产品的部件信息，生成产品的层级结构图并经由显示界面显示。同时，客户端还基于接收到的设计数据，生成描述各部件及其属性的摘要表并经由显示界面显示。在客户端处还提供与工厂的本地数据库相连的接口模块，以使得工程师能够访问本地数据库，从而从本地数据库中查找需要的数据来对接收到的设计数据进行编辑。

在工厂工艺设计阶段，客户端还能基于工程师创建的工厂工艺设计数据而自动生成甘特图并经由显示界面显示，以体现工作站之间的执行顺序，并能基于工程师对甘特图的调整而自动更新工厂工艺设计数据。在确定设计数据之后，客户端将所确定的设计数据发送给服务器以写入数据库中。此外，还能在客户端处设置工艺约束规则，来辅助工程师创建工厂工艺设计数据。约束规则可以包括资源功能规则、资源占用规则、工艺顺序规则等。例如，工艺顺序规则包括元件组装成各子组件的工艺步骤必须在各子组件组装成产品的工艺步骤之前执行。

在一些实施例中，方法100进一步包括(图1中未示出)：接收当前产品的初始设计数据，初始设计数据是基于当前产品的三维设计模型自动生成的；以及将初始设计数据保存在数据库中。由于三维设计模型中包含了产品的部件信息，因此可以从三维设计模型中自动提取产品的部件设计数据，作为初始设计数据写入数据库中。当工程师需要创建部件设计数据时，只需从数据库中提取初始设计数据并进行检查，并在发现错误时，返回三维设计模型进行修改。通过自动提取部件设计数据，很大程度节约了工程师的时间和精力，并与人工创建部件设计数据相比，还提高了数据准确性。

通过将各类型或各设计阶段的设计数据保存在统一的数据库(如图数据库)中，能够在产品迭代和新产品引入时，在产品及其工艺的设计过程中允许跨部门或跨岗位协作设计，有效地保证数据的一致性，避免了数据的混乱和错误，从而能保证产品及其工艺设计的准确性和高效性。而且，通过为工程师自动推荐设计数据来实现人机协作设计，很大程度上节约了工程师的精力和时间。另外，由于新产品的最终确定的设计数据都被保存在数据库中，因此随着数据库中的设计数据不断地扩充和积累，能够实现更智能化和更准确的推荐。

下面参照一个具体的实施例来说明图1中用于协同设计产品及其工艺 的方法。

图2示出了根据本公开的一个实施例的用于实现图1中的方法的系统架构图。为了便于说明，在图2中示出了产品的四个设计阶段中设计数据的流向来说明图1中的方法。系统200主要包括四个部分，产品设计3D建模软件中的插件20、第一到第四客户端应用程序21-24、服务器端的数据管理模块25和工厂的本地数据库26。图3示出了在图2的系统中产品在各阶段的设计流程，图4(a)-(d)示出了图2的实施例中各客户端的显示界面的示意图，图5示出了图2的实施例中本体库的一部分的示意图，图6示出了图2的实施例中规则库的一部分的示意图，图7示出了图2的实施例中工厂工艺设计阶段的工艺顺序约束规则的一部分的示意图。

同时参考图2-图7来说明各设计阶段的工程师协同设计的过程。在图3中，设计流程300首先包括步骤301，从产品的3D模型中提取初始EBOM数据。参考图2，该步骤由3D建模软件的插件20来执行。在本实施例中，插件20包括模型信息提取器200、模型信息检查器201和模型信息导出器202。模型信息提取模块200用于从产品工程师完成的3D模型中提取部件信息，包括部件所处的层级、部件编号、部件名称、部件类别、特征和数量六种属性。部件属性的种类或项目可以取决于包括在3D模型中的信息而不同。表1示出了模型信息提取器200从3D模型中提取出的部件信息的一部分的示例。如表1中示出的，所提取的部件信息中能体现产品GPS车辆导航单元-型号300包括的结构层级关系和每个层级包括的部件及其属性。

表1

模型信息检查器201将上述部件信息表格经由部件名称与3D模型相链接，使工程师能够经由3D建模软件的显示界面来检查部件信息。当选中某一部件时，在显示界面所显示的3D模型上高亮显示相应的部件，以辅助工程师检查部件信息和判断产品设计情况。如果部件信息有误，工程师则可以在3D建模软件中对产品设计进行修改，再经由模型信息提取器200重新提取部件信息。

在经工程师检查确认后，模型信息导出器202将所提取的部件信息发送给数据管理模块25中的数据交互模块250。在本实施例中，数据交互模块250通过网页服务来实现。数据交互模块250将接收到的部件信息发送给数据读写模块251，数据读写模块251将该部件信息作为初始的部件设计数据写入图数据库252中。在本实施例中，初始的部件设计数据为初始的EBOM数据。由于从3D建模软件中导出的部件信息文件的格式(如.xml或.JSON格式)与图数据库252保存的数据格式不同，因此，数据交互模块250还具有文件格式转换的功能，用于将上述格式的文件转换为图数据库252支持的格式再发送给数据读写模块251以写入图数据库252中。

在本实施例中，第一到第四客户端应用程序21-24分别由产品工程师、制造工程师、工艺工程师和工业工程师使用。它们分别辅助各设计阶段的工程师生成和管理各设计阶段的设计数据。如设计流程300中示出的，在提取初始EBOM数据之后，步骤302-步骤304分别包括生成和管理EBOM数据、生成和管理MBOM数据、生成和管理产品BOP数据、以及生成和管理工厂BOP数据。

返回图2，当产品工程师需要生成EBOM数据时，其向第一应用程序21发出指示。第一应用程序21的第一编辑模块211经由第一交互模块210向服务器端的数据交互模块250发送关于获取EBOM数据的请求信息，该请求信息包括当前产品的产品ID和所请求的设计数据的类型(EBOM)。数据交互模块250接收到请求信息之后，对请求信息进行解析并将请求信息包括的数据发送给数据读写模块251。数据读写模块251根据请求信息中包括的产品ID和设计数据类型，从图数据库252中查找到EBOM数据，并经由数据交互模块250发送给第一应用程序21的第一交互模块210，以提供给第 一编辑模块211。返回给第一应用程序21的EBOM数据可以是初始EBOM数据，也可以是已经编辑和/或修改过的EBOM数据。

如图2中示出的，第一到第四应用程序21-24还可以与本地数据库26进行数据交互。本地数据库26可以包括元件数据库261、工艺数据库262、供应商数据库(图中未示出)、设备数据库(图中未示出)、等等。第一编辑模块211根据EBOM数据生成产品的树形结构图和摘要信息表，并经由显示界面进行显示。具体地，第一编辑模块211从EBOM数据中提取产品的层级结构和部件的属性，并生成产品的树形结构图和摘要信息表。图4(a)示出了第一应用程序21的显示界面的示意图。如图4(a)中看到的，显示界面400上呈现了产品的树形结构图、树形结构图中节点(即各部件)的节点属性模板、信息摘要表、快捷菜单和库类别。树形结构图呈现了产品的层级结构，节点属性模板表示树形结构图中节点的属性类型或项目，信息摘要表呈现了这些节点的各个属性。快捷菜单可用于改变树形结构图的显示模式，库类别呈现与该设计阶段相关的本地数据库，以供工程师进行查找。第一编辑模块211还可以将EBOM数据与节点属性模板进行比较，当某个节点缺失信息时，经由显示界面在树形结构图中用不同颜色对该节点进行区分。产品工程师对树形结构图和信息摘要表中的数据进行检查，如果发现错误，则在3D建模软件中进行修改，重新生成EBOM数据，如果检查无误，则向第一应用程序21发出确认指示，经由第一交互模块210将确认的EBOM数据发送给服务器端的数据交互模块250，数据交互模块250进行格式转换后，通过数据读写模块251写入图数据库252中。

第一应用程序21还可以包括第一文件管理模块(未示出)，以用于将中间版本的EBOM数据(尚未确认的EBOM数据)保存在本地。通过本地存储历史版本的文件，可以便于工程师进行文件管理，并能够在任意版本的文件上进行进一步编辑。

在产品制造设计阶段，制造工程师使用第二应用程序22生成MBOM数据。与前一设计阶段类似，第二应用程序22的第二编辑模块221接收制造工程师的指示后，经由第二交互模块220向服务器端的数据管理模块25的数据交互模块250发送请求信息。在该设计阶段中，制造工程师可以根据需要向数据管理模块25请求返回EBOM数据或MBOM数据。因此，请求信 息包括当前产品的产品ID和所请求的设计数据的类型(如EBOM或MBOM)。数据管理模块25的查询推理模块253可以根据请求信息来自动生成MBOM数据，并经由第二应用程序22提供给制造工程师，以进行进一步修改，使得制造工程师能够与数据管理模块25协作完成物料的数据设计。当制造工程师不需要自动生成MBOM时，请求信息包括当前产品的产品ID和所请求的设计数据的类型(EBOM)。数据读写模块251从图数据库252中根据产品ID查找到EBOM数据后，经由数据交互模块250进行格式转换并发送给第二交互模块220。

当制造工程师需要自动生成MBOM时，请求信息包括当前产品的产品ID、所请求的设计数据的类型(MBOM)和表示生成MBOM数据的标志信息。图数据库252中包括同一产品族中的已经生产的历史产品的MBOM数据，因此，可以针对某一部件查找这些历史产品的MBOM数据，如相同元件的供应商、相同元件所使用的辅料及其属性等。查询推理模块253根据当前产品的产品ID从图数据库252中查找到其所属的产品族的数据集，并根据EBOM数据中的部件名称(如10μF陶瓷片电容器)在该数据集中查找是否存在具有相同部件的历史产品。如存在，则将该历史产品的该部件的制造相关属性和/或辅料及其属性(如10μF陶瓷片电容器的供应商和焊锡及其型号)作为当前产品的该部件的制造相关属性。查询推理模块253还可以将该历史产品所需的配件及其属性(如产品说明书和编号)作为当前产品的配件及其属性。

根据接收到的请求信息，数据交互模块250将EBOM数据或MBOM数据进行格式转换，并发送给第二应用程序22的第二交互模块220。与前一设计阶段类似，第二编辑模块221根据EBOM数据或MBOM数据生成产品的树形结构图和摘要信息表，并经由显示界面进行显示。具体地，第二编辑模块221从EBOM数据或MBOM数据中提取产品的层级结构和部件的属性，并生成产品的树形结构图和摘要信息表。图4(b)示出了第二应用程序22的显示界面的示意图。如图4(b)中看到的，显示界面410上呈现了产品的树形结构图、树形结构图中节点的节点属性模板、信息摘要表、快捷菜单、和库类别。由于与EBOM数据相比，MBOM数据还增加了元件的制造相关属性及配件、辅料等材料信息，因此，与图4(a)的显示界面400相比，树 形结构图中也增加了相应的节点，如包装盒。库类别呈现与该设计阶段相关的本地数据库，包括包装库、固件、辅料等，以便工程师在快捷菜单中选择“增加”时，可以从本地数据库中选择要增加的制造材料并作为树形结构图中的新增加节点。第二编辑模块221还能够响应于工程师对节点及节点属性的编辑，更新树形结构图和摘要表的内容。同样地，第二编辑模块221还可以将MBOM数据与节点属性模板进行比较，当某个节点缺失信息时，经由显示界面在树形结构图中用不同颜色对该节点进行区分。

当从服务器端的数据管理模块25接收到EBOM数据时，制造工程师可以经由显示界面410进行编辑来创建MBOM数据。当从服务器端的数据管理模块25接收到自动生成的MBOM数据时，制造工程师可以经由显示界面410进行编辑和/或确认。经确认的MBOM数据被发送给服务器端的数据交互模块250，数据交互模块250进行格式转换后，通过数据读写模块251写入图数据库252中。类似地，第二应用程序22还可以包括第二文件管理模块(未示出)，以用于将中间版本的MBOM数据保存在本地。

在产品工艺设计阶段，工艺工程师使用第三应用程序23生成产品BOP数据。与前两个设计阶段类似，第三应用程序23的第三编辑模块231接收工艺工程师的指示后，经由第三交互模块230向服务器端的数据管理模块25的数据交互模块250发送请求信息。在该设计阶段中，工艺工程师可以根据需要向数据管理模块25请求返回MBOM数据或产品BOP数据。因此，请求信息包括当前产品的产品ID和所请求的设计数据的类型(如MBOM或产品BOP)。数据管理模块25的规则推理模块254可以根据请求信息基于预先建立的产品生产领域的本体库256和规则集或规则库255来自动生成产品BOP数据，并经由第三应用程序23提供给工艺工程师，以进行进一步修改和/或确认，使得工艺工程师与数据管理模块25协作完成工艺的数据设计。当工艺工程师不需要自动生成产品BOP时，与前个设计阶段类似，请求信息包括当前产品的产品ID和所请求的设计数据的类型(MBOM)。数据读写模块251从图数据库252中根据产品ID查找到MBOM数据后，经由数据交互模块250进行格式转换并发送给第三交互模块230。

当工艺工程师需要自动生成产品BOP时，请求信息包括当前产品的产品ID、所请求的设计数据的类型(产品BOP)和表示生成产品BOP数据的 标志信息。预先建立的本体库256描述产品生产有关的所有类(抽象概念)和它们之间的关系。图5示出了本体库256的一部分的示意图。参考图5，元件、配件、辅料、包装、子组件、文档、供应商、产品、工艺、资源、手工作业、SMT_工艺、PTH_工艺、螺丝紧固工艺都属于类。类之间的关系例如包括产品与元件、子组件之间的整体和部分关系，工艺与手工作业、SMT_工艺、PTH_工艺、螺丝紧固工艺之间的类属关系，元件与供应商、元件与工艺、辅料与工艺之间的属性关系等等。另外，预先基于类的属性以及与该属性相关的其它类的实例建立规则集或规则库255，以便在应用规则时能得出该类与其它类的实例之间的关系。图6示出了规则库255的一部分的示意图。参考图6，基于元件的特征属性以及与该属性相关的工艺和资源实例建立规则集或规则库255，可以得出具有该特征的元件-工艺-资源之间的关系。

规则推理模块254在自动生成产品BOP数据时，首先将MBOM数据实例化到本体库256中，以得到实例化后的本体库，获得MBOM数据中各实例的类(如元件、辅料、配件等)，再在实例化后的本体库上应用规则集或规则库255中的规则，则可以得出包括工艺和资源实例的产品BOP数据。例如，MBOM数据中的10k电阻器通过本体库256被归为元件，应用“元件具有SMT_L引脚，SMT_L引脚由SMT工艺实现，SMT工艺由贴片机和波峰焊设备执行”的规则，能生成10k电阻器的工艺数据和资源数据，即SMT工艺、贴片机和波峰焊设备。规则推理模块254生成产品BOP数据后，提供给数据交互模块250。

根据接收到的请求信息，数据交互模块250将MBOM数据或产品BOP数据进行格式转换，并发送给第三应用程序23的第三交互模块230。与前两个设计阶段类似，第三编辑模块231根据MBOM数据或产品BOP数据生成产品的树形结构图和摘要信息表，并经由显示界面进行显示。具体地，第三编辑模块231从MBOM数据或产品BOP数据中提取产品的层级结构和部件的属性，并生成产品的树形结构图和摘要信息表。图4(c)示出了第三应用程序23的显示界面的示意图。如图4(c)中看到的，显示界面420上呈现了产品的树形结构图、树形结构图中节点属性模板、信息摘要表、快捷菜单、和库类别。与MBOM数据相比，产品BOP数据还增加了部件(即树形结构图中的节点)的工艺和资源属性。库类别呈现与该设计阶段相关的本地数据 库，包括工艺、资源等，以便工程师在快捷菜单中选择“增加”时，可以从本地数据库中选择要增加的工艺和资源，以作为各节点的增加的属性。第三编辑模块231还能够响应于工程师对节点属性的编辑，更新摘要表的内容。同样地，第三编辑模块231还可以将产品BOP数据与节点属性模板进行比较，当某个节点缺失信息时，经由显示界面在树形结构图中用不同颜色对该节点进行区分。

当从服务器端的数据管理模块25接收到MBOM数据时，工艺工程师可以经由显示界面420进行编辑来创建产品BOP数据。当从服务器端的数据管理模块25接收到自动生成的产品BOP数据时，工艺工程师可以经由显示界面420进行编辑和/或确认。经确认的产品BOP数据发送给服务器端的数据交互模块250，数据交互模块250进行格式转换后，通过数据读写模块251写入图数据库252中。类似地，第三应用程序23还可以包括第三文件管理模块(未示出)，以用于将中间版本的产品BOP数据保存在本地。

在工厂工艺设计阶段，工业工程师使用第四应用程序24生成工厂BOP数据。与前三个设计阶段类似，第四应用程序24的第四编辑模块241接收工业工程师的指示后，经由第四交互模块240向服务器端的数据管理模块25的数据交互模块250发送请求信息。在该设计阶段中，工业工程师向数据管理模块25请求返回产品BOP数据。因此，请求信息包括当前产品的产品ID和所请求的设计数据的类型(如产品BOP)。数据交互模块250对请求信息进行解析，并将请求信息中包括的数据发送给数据读写模块251。数据读写模块251根据产品ID从图数据库252中查找到产品BOP数据后，经由数据交互模块250进行格式转换并发送给第四交互模块240。

第四编辑模块241根据产品BOP数据生成产品的树形结构图，并经由显示界面进行显示。具体地，第四编辑模块241从产品BOP数据中提取产品的层级结构，并生成产品的树形结构图。图4(d)示出了第四应用程序23的显示界面的示意图。与前三个设计阶段不同，除了树形结构图、快捷菜单和库类别，显示界面430上还呈现了以工作站为节点的节点属性模板，描述工作站的各个属性。工艺工程师通过快捷菜单为树形结构图中的各部件分配工作站，并为工作站定义属性。各工作站的工艺顺序需与产品的各部件的组装顺序保持一致。在工程师进行编辑以创建工厂BOP数据的同时，第四 编辑模块241还根据工作站的每个工步的执行时间来生成甘特图，并经由显示界面进行显示。此外，第四编辑模块241还能根据工艺工程师对甘特图的编辑来更新工作站的属性。

第四编辑模块241还根据预设的约束规则来辅助创建工厂BOP数据。当与预设的约束规则不符时，第四编辑模块241经由显示界面发出提示信息。约束规则可以包括资源功能规则、资源占用规则、工艺顺序规则等。资源功能的约束保证了加工设备支持的工艺与部件所需要的工艺保持一致，资源占用的约束保证了加工设备在一个时间段内只能用于一个工作站，工艺顺序的约束保证了工作站的工艺顺序与产品的层级结构保持一致。图7示出了工艺顺序约束规则的一部分的示意图。参考图7，工艺顺序约束规则包括工艺P1、P2、P3和P4之间的顺序，即工艺P4在工艺P1、P2和P3之后且工艺P2在工艺P1之后。

经确认的产品BOP数据经由第四交互模块240被发送给服务器端的数据交互模块250，数据交互模块250将其进行格式转换后，通过数据读写模块251写入图数据库252中。类似地，第四应用程序24还可以包括第四文件管理模块(未示出)，以用于将中间版本的工厂BOP数据保存在本地。

图8示出了图2的系统的一种部署方式的示意图。在图8的示例中，数据管理模块25被部署在云端，包括数据交互模块250、数据读写模块251、查询推理模块253、规则推理模块254以及图数据库252、规则库255和本体库256。可以从云端分别下载第一到第四应用程序21-24到四个边缘设备上。在一些实施例中，可以根据需要在同一边缘设备上部署任意数量的第一到第四应用程序21-24。另外，数据管理模块25还可以包括调度模块(未示出)，用于根据预设的调度规则对来自应用程序的请求信息进行调度。

与现有的PLM软件工具相比，本公开提供了一种轻量级的并且成本更为低廉的产品设计数据管理系统。通过将各类型或各设计阶段的设计数据保存在统一的数据库中，能够在产品迭代和新产品引入时，在产品及其工艺的设计过程中允许跨部门或跨岗位协作设计，有效地保证数据的一致性，避免了数据的混乱和错误，从而能保证产品及其工艺设计的准确性和高效性。而且，通过为工程师自动推荐设计数据来实现人机协作设计，很大程度上节约了工程师的精力和时间。另外，由于新产品的最终确定的设计数据都被保存 在数据库中，因此随着数据库中的设计数据不断地扩充和积累，能够实现更智能化和更准确的推荐。

图9示出了根据本公开的一个实施例的用于协同设计产品及其工艺的的装置。参照图9，装置900包括请求接收单元901、数据读取单元902、数据推理单元903和数据发送单元904。请求接收单元901被配置为接收与当前产品的第一设计数据有关的请求信息。数据读取单元902被配置为基于请求信息从数据库中获取第一设计数据，其中，数据库被配置为保存当前产品和历史产品的所有设计阶段的经确定的设计数据。数据推理单元903被配置为根据请求信息选择性地基于第一设计数据生成当前产品的第二设计数据，其中，第一设计数据为第二设计数据的前一设计阶段的设计数据。数据发送单元904被配置为根据是否生成第二设计数据来发送第一设计数据或第二设计数据。图9中的各单元可以利用软件、硬件(例如集成电路、FPGA等)或者软硬件结合的方式来实现。

在一些实施例中，数据推理单元903被进一步配置为：判断请求信息是否表示生成第二设计数据；以及当请求信息表示生成第二设计数据时，基于第一设计数据生成第二设计数据。

在一些实施例中，数据推理单元903被进一步配置为：利用预先建立的与产品生产相关联的本体库将第一设计数据实例化，以生成经实例化的本体库；以及将预设的规则应用于经实例化的本体库，以生成第二设计数据。

在一些实施例中，第一设计数据为当前产品的制造设计数据，并且，第二设计数据为当前产品的产品工艺设计数据。

在一些实施例中，数据推理单元903被进一步配置为：根据第一设计数据从数据库中查找与当前产品相关联的历史产品；以及基于所查找到的历史产品的设计数据来生成第二设计数据。

在一些实施例中，第一设计数据为当前产品的部件设计数据，并且，第二设计数据为当前产品的制造设计数据。

在一些实施例中，与当前产品相关联的历史产品为与当前产品具有相同部件的历史产品。

在一些实施例中，装置900还包括初始数据接收单元和数据写入单元(图9中未示出)。初始数据接收单元被配置为接收当前产品的初始设计数 据，初始设计数据是基于当前产品的三维设计模型自动生成的。数据写入单元被配置为将初始设计数据保存在数据库中。

图10示出了根据本公开的一个实施例的用于协同设计产品及其工艺的计算设备的框图。从图10中可以看出，用于协同设计产品及其工艺的计算设备1000包括处理器1001以及与处理器1001耦接的存储器1002。存储器1002用于存储计算机可执行指令，当计算机可执行指令被执行时使得处理器1001执行以上实施例中的方法。

此外，替代地，上述方法能够通过计算机可读存储介质来实现。计算机可读存储介质上载有用于执行本公开的各个实施例的计算机可读程序指令。计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

因此，在另一个实施例中，本公开提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行本公开的各个实施例中的方法。

在另一个实施例中，本公开提出了一种计算机程序产品，该计算机程序产品被有形地存储在计算机可读存储介质上，并且包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行本公开的各个实施例中的方法。

一般而言，本公开的各个示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、固件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面 可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。

用于执行本公开的各个实施例的计算机可读程序指令或者计算机程序产品也能够存储在云端，在需要调用时，用户能够通过移动互联网、固网或者其他网络访问存储在云端上的用于执行本公开的一个实施例的计算机可读程序指令，从而实施依据本公开的各个实施例所公开的技术方案。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开的实施例，但是应当理解，本公开的实施例并不限于所公开的具体实施例。本公开的实施例旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (18)

1. 用于协同设计产品及其工艺的方法，包括：

   接收与当前产品的第一设计数据有关的请求信息；

   基于所述请求信息从数据库中获取所述第一设计数据，其中，所述数据库被配置为保存所述当前产品和历史产品的所有设计阶段的经确定的设计数据；

   根据所述请求信息选择性地基于所述第一设计数据生成所述当前产品的第二设计数据，其中，所述第一设计数据为所述第二设计数据的前一设计阶段的设计数据；以及

   基于所述请求信息发送所述第一设计数据或所述第二设计数据。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述请求信息选择性地基于所述第一设计数据生成所述当前产品的第二设计数据进一步包括：

   判断所述请求信息是否表示生成所述第二设计数据；以及

   当所述请求信息表示生成所述第二设计数据时，基于所述第一设计数据生成所述第二设计数据。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，当所述请求信息表示生成所述第二设计数据时，基于所述第一设计数据生成所述第二设计数据进一步包括：

   利用预先建立的与产品生产相关联的本体库将所述第一设计数据实例化，以生成经实例化的本体库；以及

   将预设的规则应用于所述经实例化的本体库，以生成所述第二设计数据。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一设计数据为所述当前产品的制造设计数据，并且，所述第二设计数据为所述当前产品的产品工艺设计数据。
5. 根据权利要求2所述的方法，其中，当所述请求信息表示生成所述第二设计数据时，基于所述第一设计数据生成所述第二设计数据进一步包括：

   根据所述第一设计数据从所述数据库中查找与所述当前产品相关联的历史产品；以及

   基于所查找到的所述历史产品的设计数据来生成所述第二设计数据。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一设计数据为所述当前产品的部件设计数据，并且，所述第二设计数据为所述当前产品的制造设计数据。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，与所述当前产品相关联的历史产品为与所述当前产品具有相同部件的历史产品。
8. 根据权利要求1所述的方法，还包括：

   接收所述当前产品的初始设计数据，所述初始设计数据是基于所述当前产品的三维设计模型自动生成的；以及

   将所述初始设计数据保存在所述数据库中。
9. 用于协同设计产品及其工艺的装置，包括：

   请求接收单元，其被配置为接收与当前产品的第一设计数据有关的请求信息；

   数据读取单元，其被配置为基于所述请求信息从数据库中获取所述第一设计数据，其中，所述数据库被配置为保存所述当前产品和历史产品的所有设计阶段的经确定的设计数据；

   数据推理单元，其被配置为根据所述请求信息选择性地基于所述第一设计数据生成所述当前产品的第二设计数据，其中，所述第一设计数据为所述第二设计数据的前一设计阶段的设计数据；以及

   数据发送单元，其被配置为基于所述请求信息发送所述第一设计数据或所述第二设计数据。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中，所述数据推理单元被进一步配置为：

    判断所述请求信息是否表示生成所述第二设计数据；以及

    当所述请求信息表示生成所述第二设计数据时，基于所述第一设计数据生成所述第二设计数据。
11. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述数据推理单元被进一步配置为：

    利用预先建立的与产品生产相关联的本体库将所述第一设计数据实例化，以生成经实例化的本体库；以及

    将预设的规则应用于所述经实例化的本体库，以生成所述第二设计数据。
12. 根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一设计数据为所述当前产品的制造设计数据，并且，所述第二设计数据为所述当前产品的产品工艺设计数据。
13. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述数据推理单元被进一步配置为：

    根据所述第一设计数据从所述数据库中查找与所述当前产品相关联的历史产品；以及

    基于所查找到的所述历史产品的设计数据来生成所述第二设计数据。
14. 根据权利要求13所述的装置，其中，所述第一设计数据为所述当前产品的部件设计数据，并且，所述第二设计数据为所述当前产品的制造设计数据。
15. 根据要求14所述的装置，其中，与所述当前产品相关联的历史产品为与所述当前产品具有相同部件的历史产品。
16. 计算设备，包括：

    处理器；以及

    存储器，其用于存储计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被执行时使得所述处理器执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。
17. 计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。
18. 计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读存储介质上，并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。

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