专利名称：一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法
技术领域：
本发明涉及计算机产品辅助协同设计领域，特别是基于产品结构树的设计流程动 态建模方法。
背景技术：
协同设计领域的一个重要研究方向是过程协同，工作流技术是过程协同的核心。 通过工作流技术，可以对某项有多人参与的工程项目的任务、任务之间的关系、任务状态、 资源、人员和消息等进行有序管理和协同，避免由于缺乏沟通导致的工作混乱和返工。工作流技术的关键之一是建立工作流，目前建立工作流的主要途径有两种(1) 手工建立，即通过手工方法建立工作任务及其关联关系。(2)基于模板的自动建立。这种方 法在办公自动化领域大量采用，例如财务报账、设计审批等。系统管理员预先建立常见业务 的工作流程模板，存储在数据库中。用户开展某项工作时，只要选取该项工作对应的流程模 板，系统根据模板自动确定当前工作的任务以及任务之间的关系。在指定每项任务的负责 人以后，就可以有序地开展工作。但是，上述两种方法都无法适用于产品设计过程中的工作流程管理。与办公领域 相比，产品设计的工作流程建模要复杂得多首先，产品设计的工作流程非常复杂。产品设 计过程往往有数以百计的人员参与，会产生成百上千的设计任务，任务之间的关系由非常 复杂。显然，用手工维护产品设计的工作流模型工作量巨大，不具有工程可行性；其次，产品 设计的工作流程是一个动态模型。产品设计工作流程的任务组成及其相互关系与产品结构 树(零部件及其隶属结构)密切相关，而产品结构树是由设计人员在产品设计过程中逐步建 立和完善的。因此，产品设计的工作流模型只能随着产品研制进程的深入而逐步建立、不断 细化，是一种动态模型。显然，静态的流程模板技术无法适应这样的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，以便在产品 设计过程中，实时提取产品结构树的零部件类型及其组成信息，结合之前建立的零部件工 作流模板库，通过算法建立产品整机的动态工作流模型。本发明的目的是这样实现的，一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其 特征是它至少包括如下步骤
步骤1.1，构建面向流程的产品结构树，包含了产品的结构组成信息和设计流程信息； 步骤1. 2，建立产品设计流程库模板，完成流程库模板与产品结构树映射； 步骤1.3，流程库模板中是否包含流程框架节点或抽象节点，包含进入步骤1.6，不包 含进入步骤1. 4 ；
步骤1. 4，节点直接产生流程实例；
步骤1. 5，结束，得到流程模板设计流程实例；
步骤1. 6，结合产品结构信息生成框架节点或抽象节点的实例；步骤1. 7，将产生的实例添加到流程库模板中对应的框架节点和抽象节点中； 步骤1.8，返回步骤1.3。所述的流程框架节点流程是模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点 或模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点之间的组合。所述的模块节点是对应设计过程中不可再分的最小过程，直接产生实例。所述的流程节点库包括有序的子节点，需要对每一个子节点进行实例化；遍历该 流程节点包含的每一个子节点，对每一个子节点进行实例化处理。所述的框架节点库是一种动态的模板节点，建立时并没有包含任何具体的设计流 程信息，是针对产品树结构中部件的可变性设立的一种模板形式。所述的抽象节点是对具有共同特性模板的抽象表达，该节点可以包含具体的过程 信息，或是不能实例化的抽象空节点。所述的控制节点是完成对设计过程的路由控制节点，该节点模板直接实例化控制 条件。所述的节点流程实例化包括如下步骤
进入步骤2. 1，获取当前节点指定的流程库模板TF。； 进入步骤2. 1，获取当前节点指定的流程库模板TF。；
进入步骤2. 2，判断流程库模板TF。是否是流程框架类型还是流程类型，流程类型，进入 步骤2. 3，继续；是框架类型，进入步骤2. 7 ；
进入步骤2. 3，判断流程库模板TF。是否是流程节点类型，不是，继续；是，流程节点类 型，进入步骤2. 11 ；
进入步骤2. 4，流程库模板TF。是否是抽象节点，是，进入步骤2. 15 ；不是继续； 进入步骤2. 5，对当前流程库模板TF。流程实例F。； 步骤2. 11，创建一个空的流程实例F。；
进入步骤2. 12，读取流程库模板TF。信息，得到TF。的子节点集合C_TFc[8]；
进入步骤2. 13，依次实例化子节点集合中每一个节点；
将实例化子节点集合添加到流程实例F。中，返还下一个节点流程库模板TF。；
步骤2. 15，获取TF。的属性Tc，
步骤2. 16，获取T。的流程模板TT。，进入步骤2. 2 ；
框架类型进入步骤2. 7，对产品结构树“各子系统设计”设计流程节点创建一个空的流 程实例；
进入步骤2.8，获取当前节点的子组件集合CC0[3]； 进入步骤2. 9，依次实例化对应的流程1得到各自的流程实例； 进入步骤2. 10，依次将流程实例添加到“各子系统设计”的流程实例中，返回“各子系 统设计”的流程实例。本发明的优点是本发明在传统静态流程模板技术的基础上，引入流程框架和抽 象流程的概念，使流程模板与在产品设计过程中动态变化的产品结构树相关联；然后，以零 部件为基本单位，建立常见零部件的工作流动态模板库；最后，基于零部件流程模板库和产 品结构树，建立产品设计的动态工作流模型。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明 图1是本发明实施例流程；
图2是设计流程动态生成的算法流程图； 图3是XX天线产品结构树示意图4是图1的产品结构树流程
0对应流程库模板；
图5是“XX天线”设计流程实例； 图6流程框架。
具体实施例方式步骤1. 1，构建面向流程的产品结构树，包含了产品的结构组成信息和生产流程 程信息；如图3所示，面向流程的产品结构树天线产品由结构子系统、射频子系统、伺服控 制子系统构成，结构子系统涉及反射面、中心体、支撑背架、天线座，反射面又分主反射面、 副反射面、加强筋；中心体又分中央圆环、中央圆筒；支撑背架分为辐射梁、环梁和副梁。步骤1. 2，建立产品结构树各节点流程的流程库模板，使流程库模板与产品结构 树映射。如图3天线产品结构树的每一个节点都分配天线节点设计流程，如图中的流程0 至流程7。以流程0为例，其对应的流程库模板如图4所示，图4中流程0有8个子节点，其 中“系统论证”、“方案设计”、“签订合同”、“分配任务”、“联合测试”和“进场及移交”为模块 节点，“各子系统设计”为框架节点，“指标验证通过”为控制节点。步骤1. 3，流程库模板的流程中是否包含框架节点或抽象节点；如图4中，各子系 统设计节点为框架节点，需要结合产品结构树信息生成如图5所示流程实例；
步骤1. 4，生成其它节点流程实例；如图5所示流程是流程0实例； 步骤1. 5，结束；
步骤1. 6，实例化框架节点，将图4中的流程0改变成图5的流程；
步骤1. 7，添加到流程库模板中对应的节点；使图4中的流程0成为图5的流程；
步骤1.8，返回步骤1.3。如图2所示，实例化具体算法步骤如下
进入步骤2. 1，获取当前组件“XX天线”节点指定的流程库模板TF。，即流程0对应的流 程库模板见图4所示。进入步骤2. 2，判断流程库模板TF。是否是流程框架类型还是流程类型，流程类型， 进入步骤2. 3，继续；是框架类型，进入步骤2.7 ；
进入步骤2. 3，判断流程库模板TF。是否是流程节点类型，不是，继续；是，流程节点类 型，进入步骤2. 11 ；
进入步骤2. 4，流程库模板TF。是否是抽象节点，是，进入步骤2. 15 ；不是继续； 进入步骤2. 5，对当前流程库模板TF。流程实例F。； 步骤2. 11，创建一个空的流程实例F。；
进入步骤2. 12，读取流程库模板TF。信息，得到TF。的子节点集合C_TF。[8]，如图4中 的“系统论证”、“方案设计”、“签订合同”、“分配任务”、“联合测试”、“进场及移交”、“各子系统设计”和“指标验证通过”节点；
进入步骤2. 13，依次实例化子节点集合中每一个节点，如图4中子节点集合C_TFc[8]； 子节点集合C_TFJ8]中“系统论证”、“方案设计”、“签订合同”、“分配任务”、“联合测试”和 “进场及移交”为模块节点，“指标验证通过”为控制节点；
将实例化子节点集合添加到流程实例F。中，返还下一个节点流程库模板TF。。步骤2. 15，获取TF。的属性Tc，
步骤2. 16，获取T。的流程模板TT。，进入步骤2. 2 ；
框架类型进入步骤2. 7，对产品结构树“各子系统设计”设计流程节点创建一个空的流 程实例；
进入步骤2. 8，获取当前组件“XX天线”节点的子组件集合CC0[3]，包括“结构子系统”、 “射频子系统”和“伺服控制子系统”三个子组件；
进入步骤2. 9，依次实例化“结构子系统”对应的流程1，“射频子系统”对应的流程2和 “伺服控制子系统”对应的流程3，得到各自的流程实例；
进入步骤2. 10，依次将流程实例添加到“各子系统设计”的流程实例中，返回“各子系 统设计”的流程实例如图6。图1中流程模板库节点包括模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节 点或模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点之间的组合。模块节点是对应设 计过程中不可再分的最小过程，直接产生实例。流程节点库包括有序的子节点，需要对每一 个子节点进行实例化。遍历该流程节点包含的每一个子节点，对每一个子节点进行实例化 处理。框架节点库是一种动态的模板节点，建立时并没有包含任何具体的设计流程信息，是 针对产品树结构中部件的可变性设立的一种模板形式。对该类节点的实例化，首先获取包 含该节点的当前产品树部件，遍历产品树结构获取当前部件的子组件，循环处理每一个子 组件，若子组件指定了流程模板递归调用算法对节点模板进行实例化，否则根据流程框架 类型查询流程模板库，获取对应子组件的流程模板，然后实例化该模板。抽象节点是对具有 共同特性模板的抽象表达，该节点可以包含具体的过程信息，也可以是不能实例化的抽象 空节点。在建立设计过程模板时使用抽象模板，模板实例化过程首先获取当前节点对应组 件的类型信息，搜索抽象节点所在模板库，如果存在组件对应的具体节点模板，则以该模板 进行实例化，否则直接实例化抽象节点模板。控制节点是完成对设计过程的路由控制节点， 该节点模板直接实例化控制条件。如图6所示，引入流程框架技术所建立的天线总体设计流程，其中“各子系统设 计”和“各子系统组装”为流程框架节点。该流程在运行过程中随着产品结构树的变化，由 算法实现流程节点的动态生成，避免了流程模板不断扩充，提高了产品的设计效率，缩短了 设计周期。在建立流程库模板的设计阶段，如果每一个流程节点都映射一个具体产品结构， 则产品结构变化必然要求流程模板相应改变。在流程模板设计期间使用抽象节点并不具体 映射某种产品结构。当流程进入运行阶段时，根据产品结构树节点的具体结构形式，在流程 模板库中映射该抽象节点的实例节点，完成对产品设计流程的动态生成。
权利要求
1.一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是它至少包括如下步骤 步骤1.1，构建面向流程的产品结构树，包含了产品的结构组成信息和设计流程信息； 步骤1. 2，建立产品设计流程库模板，完成流程库模板与产品结构树映射；步骤1.3，流程库模板中是否包含流程框架节点或抽象节点，包含进入步骤1.6，不包 含进入步骤1. 4 ；步骤1. 4，节点直接产生流程实例；步骤1. 5，结束，得到流程模板设计流程实例；步骤1. 6，结合产品结构信息生成框架节点或抽象节点的实例；步骤1. 7，将产生的实例添加到流程库模板中对应的框架节点和抽象节点中；步骤1.8，返回步骤1.3。
2.根据权利要求1所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是 所述的流程框架节点流程是模块节点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点或模块节 点、流程节点、框架节点、抽象节点和控制节点之间的组合。
3.根据权利要求2所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是 所述的模块节点是对应设计过程中不可再分的最小过程，直接产生实例。
4.根据权利要求1所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是 所述的流程节点库包括有序的子节点，需要对每一个子节点进行实例化；遍历该流程节点 包含的每一个子节点，对每一个子节点进行实例化处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是 所述的框架节点库是一种动态的模板节点，建立时并没有包含任何具体的设计流程信息， 是针对产品树结构中部件的可变性设立的一种模板形式。
6.根据权利要求1所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是 所述的抽象节点是对具有共同特性模板的抽象表达，该节点可以包含具体的过程信息，或 是不能实例化的抽象空节点。
7.根据权利要求2所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是 所述的控制节点是完成对设计过程的路由控制节点，该节点模板直接实例化控制条件。
8.根据权利要求1所述的一种基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是 所述的节点流程实例化包括如下步骤进入步骤2. 1，获取当前节点指定的流程库模板TF。； 进入步骤2. 1，获取当前节点指定的流程库模板TF。；进入步骤2. 2，判断流程库模板TF。是否是流程框架类型还是流程类型，流程类型，进入 步骤2. 3，继续；是框架类型，进入步骤2. 7 ；进入步骤2. 3，判断流程库模板TF。是否是流程节点类型，不是，继续；是，流程节点类 型，进入步骤2. 11 ；进入步骤2. 4，流程库模板TF。是否是抽象节点，是，进入步骤2. 15 ；不是继续； 进入步骤2. 5，对当前流程库模板TF。流程实例F。； 步骤2. 11，创建一个空的流程实例F。；进入步骤2. 12，读取流程库模板TF。信息，得到TF。的子节点集合C_TFc[8]； 进入步骤2. 13，依次实例化子节点集合中每一个节点；将实例化子节点集合添加到流程实例F。中，返还下一个节点流程库模板TF。；步骤2. 15，获取TF。的属性Tc，步骤2. 16，获取T。的流程模板TT。，进入步骤2. 2 ；框架类型进入步骤2. 7，对产品结构树“各子系统设计”设计流程节点创建一个空的流 程实例；进入步骤2.8，获取当前节点的子组件集合CC0[3]； 进入步骤2. 9，依次实例化对应的流程1得到各自的流程实例； 进入步骤2. 10，依次将流程实例添加到“各子系统设计”的流程实例中，返回“各子系 统设计”的流程实例。
全文摘要
本发明涉及计算机产品辅助协同设计领域，特别是基于产品结构树的设计流程动态建模方法，其特征是它至少包括如下步骤步骤1.1,构建面向流程的产品结构树，包含了产品的结构组成信息和设计流程信息；步骤1.2,建立产品设计流程库模板，完成流程库模板与产品结构树映射；步骤1.3,流程库模板中是否包含流程框架节点或抽象节点，包含进入步骤1.6,不包含进入步骤1.4；步骤1.4，节点直接产生流程实例；步骤1.5,结束，得到流程模板设计流程实例；步骤1.6,结合产品结构信息生成框架节点或抽象节点的实例；步骤1.7,将产生的实例添加到流程库模板中对应的框架节点和抽象节点中；步骤1.8,返回步骤1.3。它在产品设计过程中，实时提取产品结构树的零部件类型及其组成信息，结合之前建立的零部件工作流模板库，通过算法建立产品整机的动态工作流模型。
文档编号G06F17/50GK102136109SQ20111009371
公开日2011年7月27日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者刘焕玲, 李申, 段宝岩, 殷磊, 邵晓东 申请人:西安电子科技大学