设计由方程式约束的物理系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及计算机程序和系统的领域，并且尤其设及用于设计由包含变量的方程 式约束的物理系统的方法、计算机系统和程序。
【背景技术】
[0002] 市场上提供有多个计算机系统和程序用于物理系统的设计、工程化和制造。CAD是 计算机辅助设计的缩写，例如它设及用于设计对象的软件解决方案。CAE是计算机辅助工程 的缩写，例如它设及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是计算机辅助制 造的缩写，例如它设及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在该样的计算机辅助设 计系统中，图形用户界面在技术的效率方面起到重要的作用。可W将该些技术嵌入到产品 生命周期管理（PLM)系统中。PLM指的是商业战略，该商业战略帮助公司共享产品数据、应 用公共过程和利用团体知识，用于在扩展的企业的概念上从构思到产品生命终点的产品开 发。由DassaultSystemes(商标为CATIA、ENOVIA和DELMIA)提供的PLM解决方案提供了 组织产品工程知识的工程中屯、，管理制造工程知识的管理中屯、，W及实现到工程中屯、和管 理中屯、的企业集成和连接的企业中屯、。计算机系统一起传递开放对象模型，该开放对象模 型链接产品、过程、资源，W实现动态的、基于知识的产品创建和决策支持，该驱动优化的产 品定义、制造准备、生产和服务。
[0003] 物理系统设计的领域是广泛的。
[0004] 一个流行的概念是"优化"。优化的目的是按照都包含设计参数的目标函数和约 束来提出设计问题。接着，运行专用求解器，W便按照使目标函数最小来为设计者提供"最 佳"的解。一大类求解器的算法可W根据宽范围的计算机科学（数值分析、组合最优化、人 工智能）来应对优化。在提出优化问题时，要求设计者通过增加约束和准则来定义"最佳可 能的"解。该个"最佳可能的"准则无疑有助于该算法。而且，要求设计者提供用于该算法 的初始条件，W计算邻近的解。许多捜索算法运行试探法来找到解。该一领域中的典型参 考文献是文档"MathematicalProgramming;TheoryandAlgorithms",M.Minoux，2008。
[0005] 另一流行的概念是"约束满足问题"（下文中的CS巧。典型地参考文献包括W 下文档；"l^oundationsofConstraintSatisfaction",Tsang，Edward(1993);"Global optimizationusingintervalanalysis"，EldonHansen(2003)和"Handbookof constraintprogramming",RrancescaRossi(2006)。CSP的目的是在都包含设计参数的 函数和约束方面提出设计问题。接着，运行专用求解器，W便为设计者提供包括解的设计参 数值的"小"子集。该里再次地，一大类求解器的算法可W根据宽范围的计算机科学（包括 数值分析、组合最优化、人工智能）来应对CSP。典型的现实设计问题不W唯一解为特征。 解可W是本地唯一的（在现有解的附近不存在任何其它解，但是存在"远离"现有解的其它 解）或者可W是解的闭联集。一些设计问题甚至W两种情况为特征。
[0006] 优化技术在按照"最佳可能的"解对问题进行公式表达时是有效的。该一公式表 达对于算法是好的，但是迫使设计者为此增加额外的约束和目标。在要求设计者提供初始 条件时，计算的解高度依赖于该初始条件，但是该一依赖性不受控制。公知的是，迭代算法 可W按照不可预知的方式从一个解"跳"到另一个解。因此，尝试通过调整初始条件来控制 解的变化是无效的。在现实生活中，设计物理系统的过程并非总是提供用于优化和唯一性 的天然准则，尤其是在早期设计步骤中。相反，设计者愿意研究解的领域，W便理解该解的 结构、参数影响、参数依赖性或者不令人满意的解。现有技术的优化技术不允许该一能力。 如先前解释的，CSP的目的是缩窄包括问题的解的子集的范围。然而，该一子集中的导航是 设计者的责任。该一导航由于W下现象变得困难。由CSP算法输出间隔[a,b]，但是它包 括解的两个较小间隔[a,a']和比'，b]。在该样的情况下，较大的间隔[a,b]包括分隔解 的较小间隔的"空洞"[a'，b']。
[0007] 在该一上下文下，仍然需要用于设计由包含变量的方程式约束的物理系统的改进 的解决方案。
【发明内容】
[000引因此，提供一种用于设计由包含变量的方程式的系统约束的物理系统的计算机实 现的方法。该方法包括步骤；将包含在方程式中的变量划分为固定变量和非固定变量，从而 将系统设定为具有等于1的自由度的受限系统。该方法还包括步骤；在非固定变量的域中 计算受限系统的解的参数化曲线。该方法还包括步骤：对于至少一对非固定变量，在所述对 的域的乘积中显示所述曲线的投影。并且该方法还包括在参数化曲线上导航所述解，并且 实时地表示在所述曲线的投影上的当前导航位置。
[0009] 该方法可W包括W下项目中的一个或多个：
[0010] -在X轴和Y轴的每一个对应于所述一对非固定变量中的各自一个的正交系中显 示所述曲线的所述投影；
[0011] -针对几对非固定变量执行所述曲线的所述投影的显示，具有对应于相同的非固 定变量的X轴的系垂直对齐，并且具有对应于相同的非固定变量的Y轴的系水平对齐；
[0012] -针对非固定变量的至少一个集合，针对所述集合的所有对，执行所述显示，按照 =角网格布置所述系；
[0013] -表示在所述曲线的所述投影上的所述当前导航位置包括显示在所属曲线的所述 投影上的所述当前导航位置的投影的水平对齐和垂直对齐的标记；
[0014] -迭代划分、计算和显示，所述划分在两个连续的迭代之间不同；
[0015] -所述导航位置在两个连续的迭代之间的过渡处相同；
[0016] -所述导航是连续的；
[0017] -所述导航包括由用户滑动所显示的光标；
[0018] -该方法包括由用户确定所述非固定变量的至少一个集合；
[0019] -确定所述非固定变量的至少一个集合包括隐藏一个或多个非固定变量和/或将 未隐藏的非固定变量的组分为集合；和/或
[0020] -所述物理系统是机械产品、机电产品、电气产品、生物体、包装产品、建筑产品、多 医学系统、财务系统或人口统计学发展模型。
[0021] 进一步提供了一种计算机程序，包括用于执行所述方法的指令。
[0022] 进一步提供了一种计算机可读存储介质，具有记录在其上的计算机程序。
[0023] 进一步提供了一种系统，包括处理器，所述处理器禪合到存储器和图形用户界面， 所述存储器具有记录在其上的计算机程序。
【附图说明】
[0024] 现在将通过非限制性示例的方式并且参照附图来描述本发明的实施例，在附图 中：
[0025]-图1示出了方法的示例的流程图；
[0026]-图2示出了计算机系统的图形用户界面的示例；
[0027]-图3示出了计算机系统的示例；
[002引-图4-10说明了方法的示例；并且
[0029]-图11-12说明了物理系统的示例。
【具体实施方式】
[0030] 参照图1的流程图，提出了一种用于设计由包含变量的方程式的系统约束的物理 系统的计算机实现的方法。该方法包括步骤；将包含在方程式中的