[发明专利]用于在索引中合并虚拟对象的关键指标的方法

说明书

本发明涉及一种用于合并虚拟对象(OBJ)的至少一个关键指标的计算机实现的方法，该方法包括以下步骤：a)接收对虚拟对象的至少一个关键指标的描述；b)接收虚拟对象的属性集(ATT)；c)接收用于所述虚拟对象的索引化的数据模型(DM)；d)接收规则集(RUL)，以将虚拟对象(OBJ)的属性转换到用于索引化的数据模型(DM)中；e)将规则集(RUL)应用于将所述属性转换到用于索引化的数据模型(DM)中；f)将用于索引化的数据模型(DM)转变为有向无环图，g)基于有向无环图的扩展来合并所述关键指标。

技术领域

本发明涉及计算机辅助工程(CAE)领域，并且更准确地说，涉及计算机辅助设计(CAD)领域。本发明涉及一种合并(consolidate)由多个对象部件构成的虚拟对象(特别是复杂对象)的关键指标的计算机实现的方法。

背景技术

关键指标(KI)是一种实现做出战略决策的测量特性。存在若干类型的关键指标，其中：

-关键可持续指标(KSI)，例如碳足迹、对稀有资源的影响；

-关键质量指标(KQI)，例如在对象部件的生产期间的缺陷率；

-关键绩效指标(KPI)，例如对象的重量(在下文中也被称为质量)、其惯性矩阵、其重心(这些参数通常被称为“重量和平衡”)，以及取决于对象：范围、中断距离、空气渗透系数、用于起飞或降落的跑道的最小长度等。

在几十年内，构成复杂对象的部件的数量已经在数字模型中得到了极大的扩展，从数千个部件扩展到了数百万个部件，从而使关键指标的合并变得极为复杂。

可以通过使用全局结构来描述对象，该全局结构包括：工程材料清单(其反映了对象的设计方式)、制造材料清单(其关注于制造对象所需的部件)、对象在其使用期间的过程的清单以及对象生命周期结束的材料清单。制造材料清单依据对象的子组装件来描述对象。例如，制造材料清单由表格形式的图上示出的结构的部件的逐项列表组成。因此，材料清单可以由层级树状结构表示，该树状结构具有根实体和具有父节点的子(叶)节点的子树。合并对象的关键指标是对该全局材料清单(从树叶到树根)的调查。度量的自底向上的计算是通过汇总(rollup)操作(或被简称为“汇总”)进行的。汇总函数被定义为自底向上计算度量的值的方式。在树的每个级别上，应用复杂的决策和合并过程。

一些关键指标相对容易合并：例如，虚拟对象的质量的合并在于添加对象的所有部件的质量。因此，汇总主要在于添加值，这不会那么消耗CPU。然而，困难在于在制造和工程过程期间可能隐含着各种各样的分包商。这意味着，合并关键指标所需的数据(文本文档、电子表格、ERP软件或CAD软件中的数据)(即使是不消耗CPU的数据)，也存储在若干系统中，并且可能不是最新的。在每个系统都与其他系统隔离的意义上，那些系统中的每一个都可以被看作是“筒仓”。筒仓中的操作会影响关键指标的高效合并。

其他关键指标与对象的惯性矩阵有关。为了合并惯性矩阵，首先需要计算叶片的惯性矩和惯性积。然后，相对于实例化对象的三轴系统，惯性矩阵是包含那些值的3x3矩阵。然后，惯性矩阵被对角线化。对角线化的惯性矩阵的特征值是对象的主惯性矩，并且三个特征向量是主惯性轴。可以注意到，对角线化矩阵是消耗CPU的。此外，一旦已经针对对象的一部分计算出惯性矩阵(对应于材料清单的最低的子)，就基于子对象的惯性矩并基于子对象的惯性轴来计算对象的父部分的惯性矩阵。因此，当在材料清单中将惯性矩阵从子汇总到父时，实现了非常复杂的矩阵计算。在那种情况下，通过实现平行轴定理(也称为Huygens-Steiner定理)来执行汇总。在那种情况下，汇总函数由Huygens-Steiner定理规定。