定义输入产品的计算机实现的方法

专利名称：定义输入产品的计算机实现的方法
技术领域：
本发明涉及计算机程序和系统领域，更具体地涉及一种计算机 实现的方法，该方法用于定义根据其制造过程将输入产品制造成输 出产品的规范。
背景技术：
计算机辅助技术包括计算机辅助设计或CAD， CAD涉及进行产 品设计的软件解决方案。类似地，CAE是计算机辅助工程的縮写， 例如，它涉及模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM代表 计算机辅助制造，其典型地包括定义制造操作的软件解决方案。市场上提供了许多用于形成一个产品的部件或部件集的系统和 程序，诸如，Dassault Systemes提供的商标为CATIA的一个系统。 这些CAD系统允许用户设计和操控物体或物体集的复杂的3D模 型。因而，CAD系统使用边或线、某些情况下还使用面来提供被建 模物体的表示。线或边可以表现为各种形式，例如，非均匀有理B 样条(non-uniform rational B-splines， NURBS)。这些CAD系统将部 件或部件集作为被建模物体进行管理，这些被建模物体本质上是几 何指标(specifications of geometry)。具体而言，CAD文件包括规范， 其生成几何条件，几何条件继而允许生成表达。指标、几何条件以 及表达(representation)可以存储在单个或多个CAD文件中。CAD 系统包括向设计者表示建模物体的图形工具；这些工具专用于复杂 物体的显示，CAD系统中表示物体的文件的典型大小在每个部件一 兆字节的范围内，而一个组装件可能包括数千的部件。例如，船部 分制造组装件的典型大小是3000个部件；每个部件是0.1到0.2Mb; 一艘船由数百个部分组成。CAD系统管理物体的模型，这些模型存 储在电子文件中。在计算机辅助技术领域，图形用户界面(GUI)在该技术的效率方面扮演着一个重要的角色。己知的还有产品寿命周期管理(PLM)解决方案，其指的是一 种商业策略，所述商业策略帮助公司在整个扩展的企业的概念上来 共享产品数据、采用统一过程并从产品的概念开始到其寿命的结束 将团体知识融入到产品的开发中。PLM通过包括各种角色(公司部 门、商业伙伴、供应商、OEM、以及顾客)，可以允许此网络作为一 个单独的实体来操作以概念化、设计、建造和支持产品。例如， 一些PLM解决方案使通过创建数字实体模型(mockup) (产品的3D图形模型)来设计和开发产品变为可能。例如，首先， 可使用适当的应用程序来定义和模拟数字产品。然后，可以定义倾 向(lean)数字制造过程。Dassault Systemes提供的(例如在商标CATIA、 ENOVIA和 DELMIA下的)PLM解决方案提供一个组织产品工程知识的工程中 心(Hub)、 一个管理制造工程知识的制造中心、和一个实现企业整 合(integration)和进入工程中心和制造中心的关系的企业中心。总 之该系统交付了一种开放式物体模型链接产品、过程和资源，以允 许动态的基于知识的产品创建和决策支持，所述产品创建和决策支 持用于驱动优化的产品定义、制造准备、生产和服务。这种PLM解 决方案包括产品的关系数据库。该数据库包括一组几何数据、文本 数据和数据之间的关系。数据典型地包括关于产品的技术数据，所 述数据以数据的层级排序，并加了索引以便查询。该数据是产品的 代表，这些产品通常是被建模物体。典型地，包括产品配置的产品寿命周期信息、过程知识和资源 信息规定为以合作的方式被编辑。考虑到这个方面，可以定义合作工作空间为互连的环境，其中 产品寿命周期(设计以及市场、销售、制造、原始设备制造商[OEM]、 供应商和顾客)中的参与者可以访问和与彼此"工作中(In-Work)" 的设计交互，从而通过3D的交换、直接使用、模拟和确认来增强沟 通。产品数据管理(PDM)系统指用于控制访问和管理关系数据库的所有产品定义数据的工具。这是通过维护产品信息(或元数据)来实现的。PDM解决方案可以自动地存储和管理产品信息、促进整 个企业内和跨越价值链的合作。通过自动化和跟踪组织及其供应链 内部的标准工作流程，驱动效率和责任性、以及促进符合标准，可 以进一步整合人员和过程。为了完整性的目的，通常将数据库定义为为了 (特别是由计算 机)快速搜索和检索而组织的数据或信息集合。数据库被构造成结 合各种数据处理操作来便于存储、检索、修改和删除数据。数据库 包括能够分解成记录的一个文件或一组文件，每个记录包括一个或 多个字段(field)。字段是数据存储的基本单位。用户主要通过查询 来检索数据库信息。通过使用关键词和排序命令，用户可以根据所 用的数据库管理系统的规则快速地搜索、重排、分组和选择多个记 录中的字段，以检索或创建关于数据的特定集合的报告。因此，除了其他特征之外，CAD/CAM应用程序的已知解决方 案使得设计部件成为可能，而PDM系统典型地包括存储关于所设计 的产品或部件以及所述产品或部件之间的关系的所有数据的数据 库。考虑到这个方面，ENOVIA解决方案能够在整个产品寿命周期 过程图形化地定义、共享和管理在PDM数据库中存储的产品、过程 和资源信息。DELMIA PLM提供了一整套数字3D制造解决方案，其允许通 过数字模型制造过程的完全设计和确认。从而，DELMIAPLM寻求 使公司能够在实际生产发生之前优化其制造过程。DELMIAPLM解 决方案建立于公开的产品、过程和资源模型上。在下面的领域，这 些解决方案使得制造过程能够持续创建和确认过程计划DELMIA过程计划套件提供综合的过程和资源计划 支持。它创建一个环境，允许客户在产品设计周期早期就检查过程 和资源之间的序列和链接。客户能够执行计划任务，诸如布局计划、 时间测量、过程和资源计划、产品评估、成本分析和生产线平衡等。过程细化和确认DELMIA过程细化和确认套件使用DELMIA过程计划解决方案的结构和图表。它使用实际产品几何条件解决具体制造问题，并在3D环境中详细定义各过程。能够在3D中确认的 过程包括制造和维护、焊点分配、组装顺序、工厂/单元(cdl)布局 和加工操作。资源建模和模拟DELMIA资源建模和模拟套件提供工具，以 开发并实现机械资源、例程和程序设计，这些机械资源、例程和程 序设计结合过程计划和过程细化和确认解决方案来使用。诸如机器 手、加工、固定设备、机械、自动化和功效学等资源被定义和整合 成完整的制造方案(scenarios)。当今，DELMIA解决方案己充分地适应于制造过程的优化，其 中输出产品可以视为仅仅是输入产品的组装，即，输入产品在组装 操作中不明显地进行改变。然而，在一些诸如造船业的工业中，制 造过程并不仅仅是设计输入子产品的组装，这些子产品能够预先以 精确尺寸制造并彼此精确匹配。需要预备最终产品的一些设计输入 子产品而且需要生成中间子产品，这些中间子产品包括不在最终设 计产品上体现但是执行后续制造操作必需的制造特性。这种中间子产品不能由最终设计产品的俘获(capture)来自动 地定义，因为链接到中间子产品的一些制造特性是过程特定 (specific),即，这些制造特性由进行生产的过程和资源指定的。特 别地，在后续制造过程步骤期间，这些制造特性被消耗了 (即消失 了)。例如，当将若干子产品组装在一起形成新产品时，操作者首先 需要从缓冲区(buffer)提取它们，在最终焊接它们之前精确地将它 们彼此放置在一起。为了便于这些操作，提供了不同的标记。将被 组装在一起的子产品的标志符帮助操作员检索正确的子产品。贴附 线和对准记号帮助操作员恰当地放置它们。这就减少了操作员经常 用到纸质绘图的需要，这些纸质绘图生产起来很昂贵并且通常是陈 旧(obsolete)的。而且，由于高温梯度，当在焊接操作中对沉重的钢铁部件加热 时，其容易收縮和变形。因此，当为了补偿后续焊接操作而进行切割时，必须给中间子产品提供额外的长度。当在组装步骤中完成焊接操作时，这种被称为"附加材料(added-material)"的制造特性就 消耗了。而且，好的焊接过程需要预备边。这意味着必须给输入中间子 产品提供一些沿着焊接边的斜角(bevd)。斜角形状是焊接过程的功 能，也是斜角机的功能。另一个例子说明了以下事实，即中间子产品能够经历一些设计 部件没有设计的操作。例如，在中间组装阶段，工人必须在一个面 板上走并且可能从剪切块摔下。这意味着必须给输入中间子产品提 供作了标号或标记的剪切块，这些剪切块将在后续组装阶段被切割 掉。为了清楚起见，应该理解"产品"的表述基于被认为是制造过 程的入口点指代输出产品、输入产品或子产品(以及终端未加工零 件材料产品)。另一方面，"中间产品"的表述是指在制造过程中使 用的临时产品。要解决的问题CATIA用户按照最终市场产品(即所谓的输出产品)设计产品， 而与之相反，DELMIA用户必须针对中间产品和输入产品工作，这 些是在制造过程中有效需要的。当今， 一般由那些对详细制造过程有深度和全面认识的技术专 家来设计中间子产品。那些技术专家规定(provide for)制造预备任 务；他们设计在整个制造过程步骤中需要的中间子产品；他们将每 个中间子产品部件转换成传统上为2D绘图或NC数据(数字控制) 的形式的车间文件，供机器和操作员使用。中间产品部件的这种手工生成需要非常大量详细的专门技术。 这种专门技术和知识表现为大量的随时间改变的疑难的、特殊的规 则，很难文档化，并且很难传达给新员工。而且，对数百万的中间 产品部件执行这些重复性的而又强制性的任务，不管是对于操作员 还是对于计算机，都要消耗非常大量的时间。 一些造船厂的反馈显 示，制造预备任务与详细设计任务本身需要花大概相同的时间。这种附加成本束缚了在建模产品上执行设计改变的能力。此外，2D绘 图的运用需要智力变换，这就妨碍了操作的自动化执行。因此，存在对面向制造过程的方法的需求，以转换所设计的输 出产品的技术指标并生成制造过程需要的相应输入产品。发明内容因此，本发明提出一种方法，用于从最终设计产品开始并且通 过递归地向下追溯(recursively down streaming)所有的获取所述最 终产品所需要的制造和准备操作来定义这种输入产品。从而，能够 实现改进的DELMIA解决方案。本发明的方法定义了将被制造成输 出产品的输入产品。从输出产品及其相应的制造过程中导出输入产口叩o更具体地，本发明提出一种计算机实现的方法，该方法用于定义将被制造成输出产品的输入产品，包括以下步骤(a) 接收具有属性并包括至少一个子产品的输出产品，所述子 产品具有属性；(b) 向所述输出产品关联一制造操作，该制造操作是从多个制 造操作中确认(identified)的；(c) 定义所述输入产品的属性，根据所关联的制造操作，从至 少一个子产品的属性的修改导出(deriving)所述输入产品属性。根据一个实施例，根据所述输出产品的属性将步骤(b)中的制 造操作关联到所述输出产品。根据一个实施例，根据以下内容定义步骤(c)中所述输入产品 的属性- 至少一个子产品的属性，以及- 所关联的制造操作所需的制造特性。 根据一个实施例，在步骤(b)中， 一组制造操作与所述输出产品关联，而在步骤(c)中，根据所关联的该组制造操作，从至少一 个子产品的属性的修改(modification)导出所述输入产品的属性。 根据一个实施例，本发明的计算机实现的方法进一步包括以下步骤(d) 接收一个子产品作为新的输出产品；以及(e) 通过重复步骤(b)和(c)定义新输入产品的属性。 根据一个实施例，重复步骤(d)直至没有更多制造操作能关联到所接收的输出产品。本发明还提出了用于实现本发明的方法的计算机可执行程序代 码，其存储在计算机可读介质或信号中。本发明进一步涉及使用本发明的计算机实现的方法的计算机辅 助制造(CAM)过程。该CAM过程包括以下步骤(i) 接收至少一个输入产品；(ii) 根据所述输入产品的属性，确认在所述输入产品上 执行的制造操作；(iii) 将所确认的制造操作与制造车间匹配，并将所述至 少一个输入产品输送(routing)到所述车间；(iv) 通过在所述至少一个输入产品上执行所确认的制造 操作，提供输出产品。根据实施例，使用本发明的计算机实现的方法的计算机辅助制 造过程进一步包括一个或多个以下特性-在用户屏幕上显示所确认的制造操作所需的制造特性；-当执行所确认的制造操作时，消耗所确认的制造操作所需的至少一个制造特性；-当执行所确认的制造操作时，创建制造特性。


现在参考附图讨论本发明的各实施例，其中图1是阐明根据本发明的IPM产品树的生成的流程图；图2是阐明本发明的计算机实现的方法的流程图；图3是所制造的输出产品的第一示例；图4是图3的输出产品的产品结构树；图5示出图3的输出产品的子产品；图6阐明了生产图3的输出产品的制造过程； 图7是生产图3的输出产品的装配操作的控制窗口的屏幕截图; 图8示出图3的输出产品所需的制造特性； 图9-12是获取所需制造特性的控制窗口的屏幕截图； 图13示出将要被制造成图3的输出产品的输入产品； 图14示出将要被制造成图3的输出产品的另 一输入产品； 图15示出包括图3的产品的另一输出产品，其中图3的产品作 为其子产品；图16示出包括图18的产品的输出产品，其中图18的产品作为 其子产品；图17是图16的输出产品的一部分的详细视图； 图18是所制造的输出产品的第二示例； 图19阐明了生产图18的产品的制造过程； 图20示出将被制造成图18的输出产品的输入产品； 图21对图20的输入产品和图18的输出产品进行比较。
具体实施方式
本发明的计算机实现的方法提出采用面向过程的方法从被制造 的输出产品导出输入产品。如图1所示，将要被制造的最终产品的 设计指标(EBOM，即工程材料单，Engineering Bill Of Material)转 换成了 IPM产品树(In-Process Model Product Tree,过程中模型产品 树)。IPM产品树包括输入产品指标，其包括了制造最终设计产品所 需的制造特性。图2示出了输入产品(IP)被制造成包括至少一个子产品(示 出了两个子产品SBP)的输出产品(OP)。输出产品具有属性(A) 而子产品具有相应的属性(A)。在本发明的上下文中，属性表示包 括设计指标和制造特性指标的产品指标(specification),设计指标诸 如尺寸、形状等等，制造指标是制造操作所需的，诸如贴附线、成 形线、边缘加工、开口加工，收縮补偿材料等等。根据本发明，输入产品的属性源于根据与输出产品有关的关联制造操作来进行的至少一个子产品的属性的修改。为了阐明如何根据输出产品的制造过程定义输入产品的属性， 将参考各种示例描述根据本发明的定义产品说明的计算机实现的方法。作为示例选出的输出产品是简单的产品；但是本领域技术人员 将能够很容易理解本发明也涉及任何其他更复杂的设计产品。尤其 是，对于造船厂工地，完全船只设计模型将作为最终设计输出产品。 然而，为了简单起见，只将船的一些部分认为是说明书的下述示例 的"输出产品"。类似地，人们应该理解本发明不仅局限于造船业， 而是可以应用到任何制造工业。 第一示例说明将参考图3-15描述第一示例，其中将"纵桁板(stringer panel)" 作为输出产品，即，将制造的目标设计产品。本发明的计算机实现 的方法将定义输入产品的属性，以用于制造所述纵桁板输出产品。因为输入产品的属性是通过制造过程方法定义的，下面的说明 中将首先说明生产纵桁板的制造过程。然后，将描述如何使用过程 驱动的方法来定义每个输入产品。图3示出了纵桁板产品的设计视图。这是将被制造的目标设计。 例如，它是使用CATIA的结构设计能力进行设计的。图4示出它的 产品结构树，而图5示出纵桁板组件的子产品的分解图。如图4和5 中所示，纵桁板输出产品是包括四个子产品的组件产品节点，这四 个子产品是 一个平板和三个直型板(profile),称为型板1、型板2 和型板3。此示例中，每个子产品恰好是"终端"零件(piecepart)，艮P， 不能进一步拆分成更小子组件产品节点的产品。终端零件是作为一 个整体由原材料制造的。在更复杂的示例中，如图15所示，此纵桁 板产品然后将成为更高级组件产品节点的一部分的子产品，更高级 组件产品节点例如是船的较大部分。不论是输出产品还是子产品，每个产品均以若干属性为特征。 在此第一示例中，纵桁板输出产品包括下述属性(为了简单起 i见，只考虑了一些属性，但是产品可以包括大量更多的属性) 它的类型"板(panel)":即，由一个大的平板(plate) 和强化型板组成的组件*组成它的子产品数量和类型*子产品的组装在哪里和怎样装配它 它是平面(flat)的事实此外，纵桁板输出产品的平板子产品以下述属性为特征*它的类型"平板"即，从较大的未加工平板上切割的物体*从其上切割它的未加工平板的材料、等级和厚度*它是平面的事实*它外部轮廓的几何形状*它内部的两个椭圆形切口洞的类型，*两个切口洞的尺寸和位置。以同样的方式，纵桁板输出产品的三个型板子产品中的每一个 都以下述属性为特征*它们的类型"型板"艮P,从较大的未加工型板上切割的物体*它们的部件的材料、类型和尺寸(即，130X6mm (130 by 6 mm)的"扁钢") *它们是直的事实 它们没有任何切口的事实 图6描述了生产纵桁板输出产品的制造过程。该制造过程是从 图4描述的产品结构树产生的。不论是输出产品还是子产品，每个 产品均形成一个产品节点并由给出的宏观作业(macro-activity)生 产。在图6的示例中，有生产五个不同产品的五个不同宏观作业 一个平板子产品，三个型板子产品和一个纵桁板输出产品。尽管上述每个产品均不相同，可以看到三个型板尽管(在长度 上)不同，它们仍然很相似，以至于足以建立(dedicate) —个特殊 的制造车间，该车间包括一些专用于执行生产这种型板必需的操作 的机器。这种方法是对什么是"成组技术(Group Technology)"的简单 阐述，"成组技术"的目的是为众多的不同产品带来大量生产的益处 (即，位置的持久性和机器的专业化，把产品搬到机器，平衡产品 流程，等等...)。因此，成组技术要求这些不同的产品根据其形状、 材料、尺寸等等分类成类似产品的组。从而，不同的制造车间专用 于生产这样的一组类似产品，而仍然适应产品之间的某种程度的变 化。在纵桁板输出产品的示例中，包括三种不同的制造车间，它们 每个都用于执行针对组中任意数量产品的每种不同类型的宏观作 业1. 在平板加工车间执行一个平板加工宏观作业2. 在型板加工车间执行三个型板加工宏观作业3. 在板组装车间执行一个板组装宏观作业。 需要注意的是，尽管纵桁板输出产品包括四个子产品，但是组装作业不包括加工它们中每一个的作业。而是，它们是彼此供给 (feed)的连续作业。让我们采取一个日常生活的类比来解释尽管 早餐包括面包，但是早餐时间却不是烤面包的适当时间。而是期望 能在搁板上找到面包。同样的，板组装作业不是加工平板和型板子 产品的适当时间。因而，图6中显示了产品和过程树之间的基本差 别。宏观作业可以进一步分解成一组制造操作，这些操作描述了为 了生产该输出产品而准备输入子产品的必需步骤。在我们的示例中， 生产纵桁板输出产品的宏观作业只经过一个操作如图6所示的板 连接操作，但是需要为其准备子产品。图7阐明了连接制造操作获取(capture)的内容。首先，该连 接操作获取的事实是它需要执行三个焊接接头，以便将三个型板子 产品紧固到平板子产品上。然而，那不是要获取的所有内容，因为 从性能、生产率、安全性…方面有大量的因素对于以最佳方式实现 该操作是非常重要的。其中，这些因素包括 子产品必须可用。这显然假设子产品实际上已经按时地在适当的车间加工并投入(commission)到适当的缓冲区(buffer)。
然后，子产品必须从它们相应的缓冲区检索出。这需要直接标记在部件上的标识符，诸如用墨水标记的人类可读文本，或者机器可读条形码；等等... 然后，在焊接子产品之前，它们必须正确地放置并彼此配合。这需要产品上提供各种标记，诸如贴附线、厚度断层指示符 (thickness throw indicator)、对准匹配线、参照线、匹配标签，等等... 一旦放置并配合后，子产品就能够焊接了。焊接操作是严 格的，因为它直接影响结构完整性。根据焊接过程中的技术，可 能需要不同类型的准备，包括边缘准备、打磨，等等...*在焊接过程中和焊接过后，由于高的温度梯度， 一些子产 品易于变形，从而改变了产品的几何形状。这种变形必须进行监 测和补偿，以便下游配合操作能够进行。这需要其他类型的准备， 包括收縮补偿、精确控制点、参照标记线，等等... 焊接或精确控制操作可能需要操作员在所制造的产品上 行走。安全规则要求去除开口，以防止受伤。还可以标记开口而 不是切割开口，以便防止在穿过切口时焊接弧消失(rundown)。* 一旦生产了输出产品，它就必须被传输并投入后续缓冲区 或存储区，在那里，它可能闲置一段时间。同样，为了安全起见 需要做一些准备，包括把手、附加支柱、附加支撑，等等...这些 保证了输出产品处在安全的位置。以所需制造特性的形式获得这些制造过程考虑因素，提供这些 特性传统上称为"工作准备"。在此示例中，所需的制造特性如图8 所示，其包括-*帮助将型板定位在平板上的贴附线，使用如图9所示的控 制窗口获取这些贴附线*补偿收縮的材料额外长度，其使用如图10所示的控制窗 口获取*沿型板的边缘需要给定类型的边缘准备，其使用如图11所示的控制窗口获取參标记开口，即，提供了四个标记点的半切割，其使用如图12所示的控制窗口获取如上所述，生产给定设计输出产品的制造过程包括的制造操作 不仅涉及这种给定输出产品是如何生产的，还涉及获取各种类型的 制造特性的需要，这些制造特性要在建造输出产品的输入产品中提 供。换句话说，下游组装作业明确地获取它期望在其输入产品上找 到的准备。关于输入产品的制造特性的这种过程驱动的生成对于组 装操作的生产率和避免车间之间的低成本效率的反馈环很重要。返回到纵桁板组件输出产品的示例，被制造成所述输出产品的 输入产品不只是图5的分解图中示出的子产品。图13 (与图5比较) 示出具有下游组装操作所需的所有准备的输入平板产品即，三个 贴附线、三个被贴附产品的标签、三个厚度断层指示符、两个标记 的开口。以同样的方式，图14 (与图5比较)示出具有下游组装操 作所需的所有准备的输入型板产品即， 一个对准模缝线、 一个沿底边缘的边缘准备、 一个识别标记。根据本发明的方法，从而能够根据关联的制造操作，使用源于 子产品的属性修改的属性来定义输入产品。输入产品(图13的平板)具有根据子产品(图5)的属性定义的属性*从其上切割它的未加工平板的材料、等级和厚度*它是平面的事实*它外部轮廓的几何形状*它内部的两个椭圆形切口洞的类型， 两个切口洞的尺寸和位置，以及根据与制造的输出产品关联的制造操作所需的制造特性定义的属性*补偿^縮的材料额外长度， 标记的开口。根据输出产品的属性，将定义所需制造特性的制造操作关联到 输出产品。例如，在此第一示例中，根据所述产品的属性(板类型、 组成该产品的子产品的数量和类型、子产品在哪里和怎样组装)将 组装操作关联到纵桁板输出产品。当然，当一组制造操作关联到输出产品时，即，当制造输出产 品的宏观作业经过多于一个的制造操作时，适用相同的推论。从图15中还可以明确，这种推论(reasoning)可以在输出产品变为其他 产品组件节点中的子产品的复杂的制造过程的任一阶段重复。当运行本发明的计算机实现的方法时，直到没有更多的制造操 作可以关联到所接收的输出产品上为止(达到未加工材料制造的"终 端零件")，在每个子产品上重复根据子产品的属性和所需的制造特 性来定义输入产品的属性的例程(routine)。第二示例描述将参考图16-21描述第二示例，这些图中"曲面板"作为输出 产品。本发明的计算机实现的方法将定义用于制造所述曲面板输出 产品的输入产品的属性。图16示出一大型曲面外壳板，其包括将在所谓的"曲面板组装 宏观作业"中组装到一起的八个曲面板和八个绞合(twisted)型板。 这里同样，这个作业在专用的制造车间使用特定资源来完成。然而，在此示例中，我们集中在曲面板的八个外壳板之一，如 图17所示，而且我们将把图18所示的具有贴附线的曲面板看作将 被制造的输出产品。这种曲面板输出产品只包括一个子产品(曲面 板)，而且将成为图16的曲面外壳板产品的子产品。图20中所示的具有各种标记线的平面板是输入产品，其经历成 形操作以被制造成图18的输出产品。如已在前述涉及"纵桁板"的 示例中描述的一样，连接操作需要在每个单独的平板上提供一些贴 附线。期望作为下游组装作业的输入的产品是如图18所示具有一些 贴附线的曲面板。因此，必须在上游(upstream)加工作业期间准备 这种输入产品。其中，图18的曲面板输出产品(除其他之外)包括下述属性 *它的类型"板"即，从较大的未加工板上切割的物体 *从其上切割它的未加工平板的材料、等级和厚度 *它是曲面的事实 *曲面支撑的数学定义 *其外部轮廓的几何形状 *其包含两个贴附线的事实 可以注意到，当曲面板产品将作为另一个组件节点(图16的曲面板产品)的子产品时，贴附线属性是将在下游制造操作中需要的制造特性。前述示例中讨论过的"成组技术"方法要求类似产品在专用车 间内经历类似制造过程。这种情况下，基于板的属性，这种板要经 历给定类型的宏观作业，这种宏观作业专用于曲面板的加工，艮P， 对它们标记、切割和成形。图19描述了生产曲面板输出产品的制造过程，该过程包括两个 简单的操作1. 从库存中较大的未加工平板上标记并切割板，2. 对板成形以得到所期望的弯曲形状根据曲面板的属性将该组制造操作关联到曲面板输出产品。然 而，这里同样地，为了执行成形操作，简单地获取将达到的目标曲 面几何条件是不够的。还必须考虑其它因素，以便在实际制造过程 中优化其性能*首先，成形操作获取在平板上标记的轧制线的数量。然后， 操作员在辊式弯板机器上使用这些轧制线以对准上辊，从而将初 级曲率(即， 一个方向上的曲率)施加到板上。*给出板的材料、厚度和几何形状后，需要将中轴置于平板 上(即，在板的厚度范围内压平实际表面的位置)。*当板不可展开时，即，当由于变形(在板的平面方向上拉 伸和收縮钢)需要将次级曲率施加到平板上时，变形板获取能够 使用的技术。 操作员将需要样板来检验是否已经达到所期望的曲率。需 要将样板置于平板上，并彼此对准，因此需要更多的参照线。 *切割和标记工具仅能达到板的一侧。 在所需制造特性的形式下获取这些考虑因素。在我们的示例中，在图20中的输入产品上示出了所需制造特性-*需要三个轧制线(以点划线表示)以将初级曲率施加到板 上，即，为了在辊式弯板机器中定位；*三条横向定位线(以简单的白线表示)指示样板的位置。* 一条纵向线(以简单的白线表示)指示为了对准样板的瞄 7隹面(sightplane)的位置。
一个BSU (烧制侧朝上，Burn Side Up)标记，指示面向 标记和切割工具的板侧。除了这些制造特性，图20的输入产品的属性还包括下游组装作 业需要的两条贴附线(以规则虚线表示)，以帮助在图17所示的平 板上定位型板。需要注意的是，这些贴附线属性已经是子产品(与 此例中的输出产品相同)的属性。图21 (与图17比较)示出将被制成曲面板(图18)的输入平 面板产品，其具有执行两个下游制造操作所需的所有准备，两个下 游制造操作是成形操作和组装操作。根据本发明的方法，从而能够根据所关联的制造操作以源于对 子产品的属性的修改而得到的属性来定义输入产品。该输入产品(图 20)具有根据子产品(图1S)的属性定义的属性，包括贴附线，还 具有根据制造特性定义的属性，包括轧制线、样板线和瞄准面线， 这些制造特性是与要制造的输出产品(图1S)关联的一组制造操作 所需的。应用描述最终，本发明的计算机实现的方法将作为制造过程中的VPLM (虚拟产品寿命周期管理)/CAM程序使用。如使用本发明的计算机实现的方法定义的那样，这种计算机辅 助制造程序用户将接收至少一个输入产品(例如图12的平面板)，并根据所述输入产品的属性确认(identify)在所述输入产品上执行 的制造操作。例如，根据图20的平面板的轧制线、样板线和瞄准面 线属性确认成形操作。然后，CAM用户将所确认的制造操作与制造车间匹配，该制造 车间包括完成执行所确认的制造操作的微观作业所需的资源。从而， 由执行所确认的制造操作来提供输出产品。能够在用户屏幕上显示各种所确认的制造操作所需的制造特 性。因此，对于每个输入产品，用户能够控制所需的制造特性，并 编辑将在微观作业制造车间由机器和操作员使用的车间文件。基于所确认的制造操作，当执行所确认的制造操作时，能够消 耗制造特性；例如，当在平面板输入产品上执行成形操作时，消耗 了轧制线、样板线和瞄准面线。类似地，当执行所确认的制造操作 时，还能够创建制造特性；例如当在平面板输入产品上执行标记和 切割操作时，创建了贴附线。通过当显示产品时在用户的屏幕上显 示制造特性，能够控制制造特性的消耗和创建。因此，可能以较低的成本修改最终输出产品的设计，因为通过 运行本发明的方法，能够在输入产品中实现设计修改，本发明的方 法将自动地定义(重定义)所影响的输入产品的属性。可以在输入 产品中直接且自动考虑设计修改。根据本发明的方法可以是PDM系统的一部分，该PDM系统包 括数据库，该数据库存储关于产品(输入、输出、子产品，也可能 是中间产品)、所述产品和制造过程步骤之间的关系的所有数据(包 括属性)。
权利要求
1.一种用于定义将被制造成输出产品的输入产品的计算机实现的方法，包括以下步骤(a)接收具有属性并包括至少一个子产品的输出产品，所述子产品具有属性；(b)向所述输出产品关联制造操作，该制造操作是从多个制造操作中确认的；(c)定义所述输入产品的属性，根据所关联的制造操作，从所述至少一个子产品的属性的修改导出所述输入产品属性。
2. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中在步骤(b) 中，根据所述输出产品的属性将所述制造操作关联到所述输出产品。
3. 根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，其中在步骤 (c)中，所述输入产品的属性根据以下内容来定义-所述至少一个子产品的属性，以及 -所关联的制造操作所需的制造特性。
4. 根据权利要求1到3的任意一项所述的计算机实现的方法，其中-在步骤(b)中， 一组制造操作与所述输出产品关联，并且其中-在步骤(c)中，根据所关联的该组制造操作，从所述至少一 个子产品的属性的修改导出所述输入产品的属性。
5. 根据权利要求1到4的任意一项所述的计算机实现的方法， 进一步包括以下步骤(d) 接收子产品作为新的输出产品；以及(e) 通过重复步骤(b)和(c)定义新的输入产品的属性。
6. 根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中重复步骤(d) 直至没有更多制造操作能被关联到所接收的输出产品。
7. —种计算机可读介质，包含适于运行权利要求1-6中任意一 项所述的计算机实现的方法的计算机可执行程序代码。
8. —种使用权利要求1-6中任意一项所述的计算机实现的方法 的计算机辅助制造过程，包括以下步骤(i) 接收至少一个输入产品；(ii) 根据所述输入产品的属性，确认在所述输入产品上执行的 制造操作；(iii) 将所确认的制造操作与制造车间匹配，并将所述至少一 个输入产品输送到所述车间；(iv) 通过在所述至少一个输入产品上执行所确认的制造操作， 提供输出产品。
9. 根据权利要求8所述的计算机辅助制造过程，其中在用户屏 幕上显示所确认的制造操作所需的制造特性。
10. 根据权利要求9所述的计算机辅助制造过程，其中当执行 所确认的制造操作时，消耗所确认的制造操作所需的至少一个制造 特性。
11. 根据权利要求8-10中任意一项所述的计算机辅助制造过程， 其中当执行所确认的制造操作时，创建制造特性。
12. 在造船厂建设工地对权利要求8-11中任意一项所述的计算 机辅助制造过程的使用。
全文摘要
一种用于定义将被制造成输出产品的输入产品的计算机实现的方法，包括以下步骤(a)接收具有属性并包括至少一个子产品的输出产品，所述子产品具有属性；(b)向所述输出产品关联一制造操作，该制造操作是从多个制造操作中确认的；(c)定义所述输入产品的属性，根据所关联的制造操作，从至少一个子产品的属性的修改导出所述输入产品属性。因此，本发明的计算机实现的方法从将被使用面向过程的方法制造的输出产品中导出输入产品。能够直接地和自动地在输入产品中考虑到输出产品的设计修改。
文档编号G06F17/50GK101221590SQ20071014945
公开日2008年7月16日 申请日期2007年7月20日 优先权日2006年7月21日
发明者C·蒂博 申请人:达索系统公司