[發明專利]一種基于接口關聯模型的產品設計變更影響分析方法

無效

• 申請號: 201010163149.3
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101840456A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 王愛民;薛慶;賈海利;張旭;劉檢華
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;楊志兵

發明領域

本發明涉及一種基于接口關聯模型的產品設計變更影響分析方法，屬于現代制造集成技術領域及自動化領域中的模塊化設計技術，尤其涉及復雜產品設計時，指標參數的關聯分解建模與參數變更影響的分析方法。

背景技術

產品設計特別是復雜產品的設計，其設計參數的種類和數量極多、參數之間的關聯關系也錯綜復雜，在設計中常因參數的變更而造成總體與分系統、分系統之間、分系統內部的大量設計沖突，為了快速協調解決設計沖突、提高設計效率和質量，就需要對設計中參數的變更影響進行分析。

變更影響分析，是指通過一定的檢索方法，獲得參數變化所影響的范圍以及參數變更的傳遞路徑。

航空、航天、兵器企業存在大量復雜產品，設計時只是提供一個粗放的功能和性能指標，無法有效描述指標自頂向下的關聯與分解；對于參數變更造成的沖突，往往依靠設計人員的經驗、采用大量的技術協調卡來解決。該方法雖然能夠解決設計沖突，但卻造成設計的大量反復性工作、浪費人力財力、設計效率低下，且造成各分系統的設計要求不斷提高導致無法有效地貫徹系統工程的思想。因此必須站在系統工程的高度，以指標參數自頂向下的關聯分解為基礎，進行參數變更影響的分析，為沖突的解決提供理論依據和工具支持。

目前關于變更影響分析方法的研究主要是采用設計結構矩陣(DesignStructure?Matrix，DSM)來描述設計單元之間的關聯關系，通過分析矩陣元素為1(有關聯)或0(無關聯)來判斷設計單元之間是否有關聯，設計單元目前只細化到零件級別。該分析方法沒有對產品開發中自頂向下任務分解過程的考慮，關聯約束沒有細化到參數級別，對設計修改的指導意義有局限。

目前，已經出現了變更影響分析的軟件，但由于缺乏對設計任務分解過程的考慮以及所支持的產品復雜度不高，使得傳統軟件存在著以下不足：

1.變更影響分析算法過于簡單，不能分析得到參數之間的關聯約束關系，對于設計產品的復雜程度有局限。

2.變更影響分析軟件沒有提供自頂向下的指標參數分解工具，不能很好的與實際設計過程相結合，體現自頂向下的設計過程并沉淀設計人員的經驗。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于接口關聯模型的產品設計變更影響分析方法，獲得參數變更所影響的范圍及傳遞路徑，為解決復雜產品設計中由于參數變更造成的沖突提供理論依據和工具支持，達到快速協調設計的需求。

本方法結合實際的設計需求，利用貫徹系統工程的思想，自頂向下逐層分解指標參數建立產品的關聯約束網絡，對關聯約束網絡進行冗余處理、完整性分析，保證關聯約束網絡是完整的，沒有多余、也沒有缺少應有的關聯約束關系；這種沒有冗余、且完整的關聯約束網絡稱為產品的關聯約束網絡模型，是變更影響分析的基礎。變更影響分析是指，以產品的關聯約束網絡模型為基礎，分析零部件的某個參數發生變更時，該參數的變更傳遞路徑，影響的范圍及影響程度。要解決設計沖突就要協調該參數所影響到的零部件及其參數，從而指導快速解決設計沖突。

一種基于接口關聯模型的產品設計變更影響分析方法，步驟如下：

步驟1：基于接口關聯的產品關聯約束網絡構建

建立產品的零部件結構樹，以產品為第一層，自頂向下逐層定義產品零部件接口，并為其添加對應的參數集合、建立接口之間的關聯約束關系，直到產品的接口不能再細化為止(即分解到零件級別為止)，然后進行參數的分解傳遞，直至到達零件層，完成關聯約束網絡的構建。步驟如下：

①在產品的結構樹中，自頂向下，以產品為第一層，對下一層部件定義接口，為每一接口添加對應的參數集合，直到零件層；

②將產品結構樹中每個接口包含的參數向下一層部件的接口進行分解傳遞；即下層部件的接口繼承上層部件接口的參數；每層部件的繼承參數和自身的參數共同構成該部件的接口參數；

③以此類推逐層定義接口、向下分解傳遞接口參數，直到到達最后一層即零件層，并建立接口之間的關聯約束關系，則完成了產品的關聯約束網絡構建。

④將每一層定義的接口、接口參數集合、接口關聯約束關系式都存入數據庫，將每一層定義的接口及接口的參數集合保存為集合ISet；

其中，步驟1.①中定義產品零部件的接口，為每個接口添加所應包含的參數集合的方法如下：

a)指定要定義接口的部件；

b)分析該指定部件所包含的零部件中，哪些之間存在關聯約束關系；

c)在存在關聯約束關系的兩個零部件之間設置一對接口；