[发明专利]一种基于接口关联模型的产品设计变更影响分析方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种基于接口关联模型的产品设计变更影响分析方法，属于现代制造集成技术领域及自动化领域中的模块化设计技术，尤其涉及复杂产品设计时，指标参数的关联分解建模与参数变更影响的分析方法。

背景技术

产品设计特别是复杂产品的设计，其设计参数的种类和数量极多、参数之间的关联关系也错综复杂，在设计中常因参数的变更而造成总体与分系统、分系统之间、分系统内部的大量设计冲突，为了快速协调解决设计冲突、提高设计效率和质量，就需要对设计中参数的变更影响进行分析。

变更影响分析，是指通过一定的检索方法，获得参数变化所影响的范围以及参数变更的传递路径。

航空、航天、兵器企业存在大量复杂产品，设计时只是提供一个粗放的功能和性能指标，无法有效描述指标自顶向下的关联与分解；对于参数变更造成的冲突，往往依靠设计人员的经验、采用大量的技术协调卡来解决。该方法虽然能够解决设计冲突，但却造成设计的大量反复性工作、浪费人力财力、设计效率低下，且造成各分系统的设计要求不断提高导致无法有效地贯彻系统工程的思想。因此必须站在系统工程的高度，以指标参数自顶向下的关联分解为基础，进行参数变更影响的分析，为冲突的解决提供理论依据和工具支持。

目前关于变更影响分析方法的研究主要是采用设计结构矩阵(DesignStructure Matrix，DSM)来描述设计单元之间的关联关系，通过分析矩阵元素为1(有关联)或0(无关联)来判断设计单元之间是否有关联，设计单元目前只细化到零件级别。该分析方法没有对产品开发中自顶向下任务分解过程的考虑，关联约束没有细化到参数级别，对设计修改的指导意义有局限。

目前，已经出现了变更影响分析的软件，但由于缺乏对设计任务分解过程的考虑以及所支持的产品复杂度不高，使得传统软件存在着以下不足：

1.变更影响分析算法过于简单，不能分析得到参数之间的关联约束关系，对于设计产品的复杂程度有局限。

2.变更影响分析软件没有提供自顶向下的指标参数分解工具，不能很好的与实际设计过程相结合，体现自顶向下的设计过程并沉淀设计人员的经验。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于接口关联模型的产品设计变更影响分析方法，获得参数变更所影响的范围及传递路径，为解决复杂产品设计中由于参数变更造成的冲突提供理论依据和工具支持，达到快速协调设计的需求。

本方法结合实际的设计需求，利用贯彻系统工程的思想，自顶向下逐层分解指标参数建立产品的关联约束网络，对关联约束网络进行冗余处理、完整性分析，保证关联约束网络是完整的，没有多余、也没有缺少应有的关联约束关系；这种没有冗余、且完整的关联约束网络称为产品的关联约束网络模型，是变更影响分析的基础。变更影响分析是指，以产品的关联约束网络模型为基础，分析零部件的某个参数发生变更时，该参数的变更传递路径，影响的范围及影响程度。要解决设计冲突就要协调该参数所影响到的零部件及其参数，从而指导快速解决设计冲突。

一种基于接口关联模型的产品设计变更影响分析方法，步骤如下：

步骤1：基于接口关联的产品关联约束网络构建

建立产品的零部件结构树，以产品为第一层，自顶向下逐层定义产品零部件接口，并为其添加对应的参数集合、建立接口之间的关联约束关系，直到产品的接口不能再细化为止(即分解到零件级别为止)，然后进行参数的分解传递，直至到达零件层，完成关联约束网络的构建。步骤如下：

①在产品的结构树中，自顶向下，以产品为第一层，对下一层部件定义接口，为每一接口添加对应的参数集合，直到零件层；

②将产品结构树中每个接口包含的参数向下一层部件的接口进行分解传递；即下层部件的接口继承上层部件接口的参数；每层部件的继承参数和自身的参数共同构成该部件的接口参数；

③以此类推逐层定义接口、向下分解传递接口参数，直到到达最后一层即零件层，并建立接口之间的关联约束关系，则完成了产品的关联约束网络构建。

④将每一层定义的接口、接口参数集合、接口关联约束关系式都存入数据库，将每一层定义的接口及接口的参数集合保存为集合ISet；

其中，步骤1.①中定义产品零部件的接口，为每个接口添加所应包含的参数集合的方法如下：

a)指定要定义接口的部件；

b)分析该指定部件所包含的零部件中，哪些之间存在关联约束关系；

c)在存在关联约束关系的两个零部件之间设置一对接口；