[发明专利]用于数据相关约束管理系统中的计算计划的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与2012年3月16日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR RAPID MANAGEMENT OF LOGIC FORMULAS”的序列号为13/422335的在审美国申请相关，其全部内容通过引用明确合并于此。

技术领域

本公开主要涉及约束管理系统，并且更具体地涉及数据相关约束网络中的计算计划。

背景技术

运载工具（例如飞行器或太空运载火箭）的概念设计主要包括其中可以考虑很多系统配置和标准的一组设计折衷研究或折换研究。为了达到最佳设计，根据运载工具的性能、成本、可靠性和多学科中的多种其他因素评价各种候选设计概念是可取的。候选设计概念的评估可以在计算程序（例如约束管理系统或约束网络）中实施。

约束网络可以表示为包括变量节点和由弧线互连的关系节点的二部图。每个变量节点表示约束网络中的变量。每个关系节点表示等式约束（例如，方程式）。如果而且仅仅如果变量包括在关系节点的等式约束中，则弧线可以将变量节点连接到关系节点。利用从每个等式约束指向等式约束要计算的变量的流出弧线，可以引导二部图中的弧线。其中给定连接到等式约束的其他变量的值。

在用于折换研究应用的约束网络的经典实施中，方程组是静态的，从而每个方程式始终满足。此外，备选的计算方法可以嵌入在所选择的方程式中，例如用于确定飞行器的气动阻力的下列表示法：

dragPlane=If（CanardIsPresent，dragBody_CanardAttached（FuselageSize）+dragCanard（CanardSize），dragBody_NoCanard（FuselageSize））

不幸地，在方程式中嵌入计算方法（例如上述表示）对于包括许多不同配置的复杂系统的建模者来说是繁重的。而且，在方程式中嵌入计算方法会妨碍需要颠倒计算流的特定折换研究类型的性能。

方程式中嵌入计算方法的替代是使任何给定方程式的适用性依赖于由约束网络确定的计算状态。约束网络建模的重要特性是计算计划从计算路径中的约束集的数字解中分离。计算计划可以定义为确定计算步骤的有序序列，（即在给定折换研究的执行期间，通过约束网络从指定输入变量到指定输出变量的计算路径）。计算计划从约束集的数字解中分离对于在折换研究期间为系统设计人员提供相对快速的反馈是必不可少的。这进而允许系统设计人员在折换研究期间探究各种各样的设计。

在每个方程式的适用性不是静态的而与数据相关的情况下，用于建模这种数据相关性的有效技术是向每个方程式附加命题公式或合式公式（WFF），其取决于网络中的数据，并且如果这种WFF的值被评估为true（真），则其意味着方程式适用于给定情形。在这方面，每个WFF具有定义其中WFF为真的域集合的真值。

在数据相关约束网络的计算计划中，每个计算步骤与命题公式或WFF关联，其取决于网络中的数据和在之前的计算步骤中计算的结果，并且如果WFF的值被评估为真，则其意味着计算步骤在给定的情形下被评估。与每个计算步骤关联的WFF可以通过向与需要被求解的方程式关联的WFF应用并集、交集以及差集运算符的不同组合来获得。当WFF简化为普遍的假WFF时，计算计划生成程序可以删除约束网络的不必要分支，从而产生紧凑且有效的计算计划。

用于在约束网络中查找计算计划的传统方法依赖二部图的拓扑分类。这种传统方法的计算复杂性可能与图表的大小成线性关系。然而，当图表的拓扑随着图表（数据相关约束网络）中变量的值动态改变时，这种传统方法可能不适用。而且，使用传统方法的计算计划会包括计算路径中约束集的计划与计算的混合。计划与计算的混合降低设计人员可以探究设计空间的灵活性和速度，这限制设计人员可探究的设计的多样性。

正如我们所看到的，在本领域中存在对可避免计划和计算的混合的用于数据相关约束网络中的计算计划的系统和方法的需求。

发明内容

与数据相关约束网络中的条件计划关联的上述需求通过本公开具体解决和缓解，本公开提供确定二部图表示的数据相关约束网络的条件计算计划的方法。该二部图可以包括输入变量节点、输出变量节点以及关系节点。变量节点和关系节点可以由弧线互连。该方法可以包括为期望的计划指定至少一个输出变量节点，以及使用二部图的反向链搜索确定从输入变量节点到输出变量节点的计划。