[发明专利]一种基于模板的集成设计平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于模板的集成设计平台，属于集成设计环境技术领域。

背景技术

自上世纪90年代以来，随着CAD/CAE等软件的普及，集成设计环境就成了一个重要的研究领域，它力图将设计过程多个阶段、多个学科、多个主体等有机的结合起来，从而改变传统的并行设计模式，提高设计效率，降低设计成本。因此，开展集成设计环境研究具有重要的经济和军事意义。

国外从1998年开始就从事集成设计环境的研究，国内外有许多学者和研究人员提出了多种集成方法，如欧共体在ESPRIT计划中完成的CIM-OSA，法国GRAI集成方法体系GRAI-GIM，美国Florida州立大学NASA AMES研究中心在1998年对针对飞行器设计开发了基于多代理框架的集成设计平台，NASA Langley研究中心在2002年开发了星际飞行器设计环境FACE，其后的各个结构和学者都从不同的角度，利用不同的技术来设计集成平台以达到提高设计效率的目的。

在这些平台中，集成方法多种多样，基于的立场和角度各有千秋，但是大部分的集成方式是基于设计人员对于专业技能非常熟悉，理论知识十分充足，软件的操作非常娴熟，流程规范十分标准的前提。然而在国内当前环境下，设计人员基础薄弱，对软件应用效率低下，理论知识薄弱，但是工程经验丰富，对产品的设计思路熟悉，但是其设计流程没有固化，如果将国外的这些集成方法直接应用必然会给设计人员带来很大的不便，不但不会对设计过程产生利益，反而会阻碍设计人员的步伐，为此，必须有一种低门槛、高实用性、适用范围大、高集成度的集成方法及平台来和国内的实际环境相结合从而产生效益。

发明内容

本发明的目的是为改善当前集成设计环境中的设计高分散、低耦合的特点，克服现有平台使用门槛高、实用性差、集成度低的缺点，提供一种使用简单的基于模板的集成设计平台，以实现工程或产品的快速设计。

本发明的构造方法以模板为核心，将各种设计规则、设计经验、设计算法等封装在模板中生成单个模板，然后通过流程解析器将单独的模板组合成组合模板，从而实现知识重用和快速设计，为工程和产品设计过程中的知识集成、流程集成、数据集成、算法集成、规范集成、应用集成等提供一个简单的途径，以达到降低设计成本、缩短研发周期的目的。

本发明的一种基于模板的集成设计平台的构造方法，包括如下步骤：

步骤1，根据工程或产品的设计需要，收集相关的资源和数据，包括相关的设计方案、设计图纸、设计流程、设计规范、设计参数、标准协议、设计程序及软件、理论及工程算法等。

步骤2，将步骤1收集的数据进行归纳整理并分类，按照统一的数据建模规则对这些数据进行数据库模型构建，将这些数据按照规则录入数据库管理系统生成相应的产品数据库、规范库、知识库、流程库等数据库。

步骤3，根据步骤2生成的各个数据库构建异构数据模型转换器、规范集成器、知识集成器、应用集成器、算法集成器和流程解析器，其各功能器的主要功能为：

异构数据模型转换器提供不同设计阶段和不同设计主体之间的异构数据模型的转换。

规范集成器对定量描述和定性描述设计规则进行集成。

知识集成器对知识进行集成，包括成熟的设计经验和长久以来设计人员形成的设计经验。

应用集成器对工具软件进行集成，其作用为提供设计过程中用到的各种软件的封装技术，以方便模板随时进行工具软件的封装和调用。

算法集成器对理论算法和工程算法进行集成。

流程解析器将流程库中的流程解析为逻辑流和数据流，逻辑流确定模板的组合方式，数据流确定模板间的数据流转。

步骤4，构建模板生成器，模板生成器的作用是生成功能独立的单个模板。然后根据使用人员的设计需求确定具体的设计目标，并从流程库中查看该设计目标的相关设计流程，确定需要设计的各个模板。然后使用模板生成器调用步骤3所述的各功能器，生成功能独立，接口良好的模板。

本发明中的模板结构和生成方式如下所述：

模板结构分为三层：数据输入层、中间层和数据输出层。其中，数据输入层为数据输入提供接口，数据输出层为数据输出提供接口，中间层完成所需功能的运算和集成，集成的内容包括规范、知识、算法、应用、产品数据等。

模板的生成方式具体为：

1)平台设计者根据设计需要确定数据输入层所需输入的数据；该输入数据可以是参数、CAD文件、CAE文件、曲线、图表等；