方法和装置的制造方法_4

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,以使整个组件符合所有关系。
[0065] 样式约束的典型应用为车身设计。图6示出了通过利用曲线和表面来设计的车身 的形状。工业设计者首先创建曲线,然后表面通过选择曲线的闭合轮廓而被创建。工业设 计者还创建匹配和相切关系,所述匹配和相切关系链接曲线对或表面对。曲线1至7通过 根据图7的图的样式关系来连接。为清晰起见,应当理解,曲线1的端点为点8和10,而曲 线2的端点为点9和11。曲线1和3为固定曲线。曲线6和7的端点共享曲线1的端点。 曲线2的端点相应地被约束于曲线6和曲线7。曲线4的端点相应地被约束于曲线1和曲 线2。曲线5的端点相应地被约束于曲线2和曲线3。最终,取决于曲线2的曲线5的端点 与取决于曲线2的曲线4的端点重合,并且,此时,曲线4和曲线5之间的连接是连续曲率。 当工业设计者改变几何形状时,例如通过沿曲线3滑动曲线5的端点,样式解算器能够保持 所有这些关系。
[0066] 实体建模的经典特征列于表I中。在本讨论的上下文中,"特征"表示输入和输出 对象之间的"过程关系"。输入对象的特性被详细描述。输出对象始终为实体。表I的过程 关系可以全部或部分地由该方法考虑。
[0067]
[0068] 表I实体建模中的经典特征
[0069] 现讨论步骤S30。
[0070] 如上文提到的,对定义3D建模对象的数据的修改可以为已有几何对象和/或已有 关系的任何参数的修改。其还可以指代新的几何对象或关系的添加(如在S20)或已有几 何对象或已有关系的删除。在修改时,该方法确定所谓的"强连通图"。强连通图是唯一的 并且指代建模图的强连通分量的图(具有节点和弧,所述节点表示几何对象,每一个弧表 示链接由弧的入射节点表示的两个几何对象的关系,其中过程关系由具有与过程关系相同 的方向的单向弧表示,并且其中活跃关系由双向弧表示)。强连通分量概念在下文详细描述 并且从图论中已知。来自图论的多个结果被用于本文的讨论。经典参考为:FrankHarary, GraphTheory,AddisonWesley1969。在该优先权申请被提交时,维基百科提供了强连通 分量概念的讨论。
[0071 ] 在对3D建模对象进行任何修改时,该方法提供了对象的活跃更新。其在3D建模 对象向工业设计者呈现/显示的情况下特别有用。在该情况下,设计者可以直接看到修改 的效果。更新还可以发生在较晚的时间,如上文所提到的。在任何情况下,更新基于强连通 图来执行,并且更特别地根据强连通图的遍历执行。换言之,强连通图的弧之后是该方法的 更新S30/强连通图的弧由该方法的更新S30进行浏览。再换言之,方法根据强连通图的结 构,并且更特别地根据强连通图的弧的方向来执行更新。在下文详细描述的特定示例中,强 连通图的遍历为公知的深度优先遍历。其允许快而鲁棒的更新,而很好地使用了关联于S20 的准则。特别地,在强连通图的遍历期间,每一个强连通分量可以独立于建模图的剩余部分 而被求解。换言之,该方法使用几何对象的结构和链接它们的关系,其结构由建模图所捕 获,并且该方法将该结构重新组织为另一结构,即,强连通图。然后,通过充分改变该求解和 重复链接其之间的不同强连通分量的对象的过程,该方法独立地求解对应于强连通分量的 几何对象的组。其允许仅活跃关系被实现的针对模型的专用解算器的重用。例如,每一个 强连通分量可以通过公式系统解算器(即将一组活跃关系转换为公式系统并且实质上求 解系统的解算器)或通过迭代解算器(即迭代地测试3D建模对象的参数值以达到基本遵 守该组活跃关系涉及的约束的状态的解算器)来进行求解。这些解算器从现有技术已知。 其包括变量解算器和样式解算器。解算器的特性取决于应用以及要求解的强连通分量所涉 及的活跃关系的特性。
[0072] 该方法因此定义限制,"按序准则",以用于将过程关系与活跃关系混合。该限制在 包括S30的方法的示例中保证按序更新可以被执行。并且,在包括S20的示例中的方法以 所述按序准则被保持的方式提供了用于编辑关系网络的便利。
[0073] 图8的图示示出了以上讨论的按序准则诊断和按序更新的示例的过程。有向(建 模)图和强连通图为被该方法转换为用于执行计算的特定数据的数学概念。图9的图示示 出了用于在网络中创建活跃或过程关系期间保存按序准则的过程。再次,有向(建模)图 和强连通图为被该方法转换为用于执行计算的特定数据的数学概念。
[0074] 在数据模型的角度以及在更新的角度上,该方法提供了过程和非过程关系的真正 水平的集成。继而,工业设计者的价值是更加灵活的和有力的设计系统以及扩展的设计能 力。由本发明定义的按序准则是一种引导而非限制。其有助于工业设计者受益于异构网络, 并且避免任何复杂的循环情形下的手工管理。按序准则在整个设计过程中可以被安全地保 持,随时保证按序更新。其保持了CAD系统的整体性和可靠性。本发明的另一优点是已有 过程估计和活跃解算器的可能的重用。新的算法是总的操作,其定义和执行更新序列。这 使该实现更加简单和鲁棒。
[0075] 现提供图论【背景技术】来更好地理解该方法。
[0076] 第一,现讨论该方法使用的有向图的概念(建模图为有向图)
[0077] 有向图为四元组G= (X,U,α,ω),其中X为节点的集合,U为弧的集合,并且其 中a:U-X并且ω:U-X为连接函数。表述a(u) =X表示XeX为弧ueU的初始节 点。弧u为节点X的输出弧。表述ω(u) =y表示yeX为弧ueU的结束节点。弧u为 节点y的输入弧。
[0078] 根据该表示,设置ω1 (y)为节点y的输入弧的集合,α1 (X)为节点X的输出弧的 集合,设置α(ωYy))为节点y的输入节点的集合并且设置ω(αΥχ))为节点y的输出 节点的集合。
[0079] 通过定义,根节点r没有输入弧,表示ω」(Γ) = □。叶子节点1没有输出弧,表 示a^1) =□〇
[0080] 现讨论该方法使用的其它图论概念。
[0081] 环:环为弧 . . .,un的列表,以使ω(u;) =a(ui+1),其中i= 1,. . .,n-1 而 ω(un) =a(uj。环可以由节点Χρ. . .,xn的列表较好地定义,以使对于i= 1,. . .,n-1, 存在弧W,以使a(uj=Xi,而ω(uj=xi+1,以及弧!^,使a(un) =xn,并且ω(un) =Χρ 图10示出了有向图。节点的集合为Χ=U,2,...,11}。具有双方向的箭头为表示相反方 向的两个箭头的图形快捷方式。节点3、10、11定义环。
[0082] 子图:给定节点YcX的子集,G的对应子图Η由连接节点Y的G的所有的弧定义。 公式上,H= (Y,V,α,ω),其中V={ueU,a(u)eΥ,ω(u)eΥ}。
[0083] 有向无环图:
[0084] 根据定义,有向无环图不包括环。
[0085] 强连通分量:
[0086] 强连通分量的目标用于以如下方式将有向图组织为子图,即子图包括所有环并且 其以无环方式被连接在一起。该图论概念最有效地组织有向图的环特性和无环特性。该方 法的关键特征如下详细描述。
[0087] 公式上,第一步骤用于在节点X集合中定义关系P。如果存在从X到y的弧的路 径和从y到X的弧的路径,则两个节点x,yex为相关联的,其表示为XPy。显然,p为等 价关系(自反,对称,过渡)。因此,由于基本代数,关系P将集合X划分为等价类&,..., )^,其定义乂的划分。这表示;^;=11=1^",以及如果1乒」,\门1=口。
[0088] 根据定义,每一个&为图G的强连通分量。当然,可以存在连接从一个节点Xjlj 另一节点X,的弧,但其不属于任何环。
[0089] 所有环在由Xi定义的子图中捕获,相应表示为G1<3
[0090] 映射类X-仏,...,XP}由class(X)=Xi定义,如果X eXi(3该映射被较好地定 义,这是因为每一个X准确地属于一个&。
[0091] 图11示出了先前图的强连通分量(点状线包围)。公式上,X1= {7},X2= {4, 5},父3={1,2,6,8},而父4={3,9,10,11}。此外,(:1&88(6)=父 3,(31&88(4)=父2,等。
[0092] 强连通分量计算:
[0093] 强连通分量可以由以下算法计算。核心算法计算包括给定节点的强连通分量。在 开始之前,所有节点未被标记并且强连通分量的计数器η为零。
[0094] 1.如果存在未被标记的节点X,则η:=η+1,否贝1】,到达步骤6。
[0095] 2.将标记±η设置至节点X。
[0096] 3.通过使用其原始方向的图的弧来将标记+η设置至可以从节点X到达的所有节 点。
[0097] 4.通过使用其相反方向的图的弧来将标记-η设置至可以从节点X到达的所有节 点。
[0098] 5.创建新的强连通分量,所述新的强连通分量包括被标记为土η的节点的列表并 且到达步骤1。
[0099] 6.结束。
[0100] 图12示出了包括节点3的(第一)强连通分量的计算。最左侧图片为在步骤2 之后的图,中间图片为步骤3之后的图,最右侧图片为步骤4之后的图。节点3的强连通分 量为{3,9,10,11}。
[0101] 强连通图:
[0102] 根据定义,强连通图S的节点为强连通分量&,而强连通图S的弧为连接来自不同 的子集&的两个节点的图G的弧(某些这样的弧可能对相同的子集Xi对是存在的,并且某 些弧可能连接强连通图的相同的节点对)。最终,S= {Xs,Us,as,ωs),其中:
[0103]Xs= {X!,· · ·,Χρ}
[0104]Us={ueU,class(α(u))辛class(ω(u))}
[0105]as (u) =class(a(u))
[0106]ωs (u) =class(ω(u))
[0107] 根据构造,强连通图始终无环。
[0108] 图13示出了示例的强连通图。
[0109] 有向无环图中的父/子节点和部落:
[0110] 令K= (Z,W,α,ω)
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