СТРУКТУРА ДАННЫХ ДЛЯ ПЕРЕЧНЯ ДЕТАЛЕЙ
DATA STRUCTURE FOR LIST OF PARTS

Настоящее изобретение относится к области проектирования сложных механических устройств, например, таких как детали двигателей, в частности, но не исключительно газотурбинных двигателей летательных аппаратов.
Термин "механическое устройство" также используется, чтобы охватывать любое устройство, состоящее из сборки компонентов, таких как, например, электронная карточка, или действительно любое оборудование или другое устройство этого типа.
В настоящее время такие устройства конструируются по существу с помощью программного обеспечения CAD (системы автоматизированного проектирования (САПР)) или пакета прикладных программ.
Такие пакеты прикладных программ обеспечивают возможность разработчикам чертить различные детали, составляющие устройство, обычно в трехмерном изображении, и собирать их друг с другом, чтобы комплектовать устройство. Такие геометрические представления можно видеть на экране компьютера. Разработчик может вызывать перемещение геометрических представлений и может произвольно изменять их.
Геометрическое представление всего механического устройства в общем называется цифровой моделью или моделью CAD устройства, с геометрическими представлениями, хранящимися в одном или более компьютерных файлах, называемых файлами CAD.
Должно быть понятно, что для сложного устройства, например, такого как газотурбинный двигатель летательного аппарата, создание модели CAD требует нескольких тысяч часов работы и таким образом представляет большие капиталовложения.
В настоящее время на рынке существует несколько пакетов программного обеспечения CAD, каждый имеет свой собственный формат файла CAD.
Кроме того, эти различные пакеты прикладных программ не обязательно взаимно совместимы, и это означает, что первый файл CAD, созданный первым пакетом прикладных программ с первым форматом файла и содержащий геометрическое представление части в этом первом формате, в общем не будет читаемым и поддающимся изменению пакетом прикладных программ некоторого другого формата файла.
Чтобы решить эту проблему совместимости, было создано программное обеспечение преобразования. Однако при преобразовании из одного формата в другой большое количество информации теряется, так что нет больше возможности модифицировать "преобразование" геометрического представления, и имеется возможность только видеть его.
Таким образом, должно быть понятно, что, когда пользователь желает изменить пакеты прикладных программ, нет в общем никакого доступного варианта, кроме переписывания всех деталей механических устройств, с использованием нового пакета прикладных программ. Такой большой объем работы, в общем, представляет разубеждающую стоимость, и в результате пользователи любого пакета прикладных программ стремятся покупать новые версии этого пакета, а не изменения к другому пакету.
Нужно добавить, что пакет CAD в общем связан с другим программным обеспечением, имеющим назначение, в частности, управлять перечнем деталей, составляющих механическое устройство. Такое программное обеспечение в общем называется программным обеспечением управления жизненным циклом изделия (PLM).
Идея состоит в том, чтобы управлять перечнями деталей в то время, когда им задают конфигурацию, то есть фильтровать такие перечни в соответствии с критерием. Сложная сборка может иметь несколько вариантов: перечни деталей сохраняют ту же структуру, но некоторые из деталей изменяются. Это часто случается, в частности, когда двигатель представляет маленькое отклонение от настоящего двигателя, или когда имеются альтернативы (опции) относительно компонента, или когда компонент модифицируется из-за проблемы безопасности во время срока службы двигателя. Постепенно перечень деталей расширяется в несколько альтернатив, каждая из которых может быть связана с контекстом использования.
PLM служит, в частности, для фильтрации перечня деталей, который является правильным для заданного контекста.
До известной степени перечень деталей является перечнем различных деталей или компонентов, составляющих механическое устройство. Он определяет, в частности, наборы и подборы компонентов, составляющих механическое устройство.
Например, перечень деталей для газотурбинного двигателя вертолета включает в себя, в частности, набор компонентов, называемых "ступень сжатия", и этот набор содержит компонент "крыльчатка турбокомпрессора" и компонент "распылитель". Таким образом, в модели CAD имеется первый файл CAD, содержащий геометрическое представление крыльчатки турбокомпрессора, второй файл CAD, содержащий геометрическое представление распылителя, и третий файл CAD, содержащий указатели на вышеупомянутые первый и второй файлы, вместе с матрицей трехмерного позиционирования, предоставляющей позиции крыльчатки турбокомпрессора относительно распылителя. Открывание третьего файла CAD обеспечивает возможность видеть и изменять геометрическое представление набора компонентов.
В настоящее время нет никакой согласованности между перечнем деталей и моделью CAD механического устройства. Другими словами, создание изменения для перечня деталей не вызывает автоматическое изменение в файле CAD. Добавление компонента, например второго распылителя, к уже существующему набору "ступень сжатия" компонентов необходимо связать с созданием вручную нового файла CAD, ассоциированного с новым набором компонентов. Точно так же, изменение файла CAD, ассоциированного с набором "ступень сжатия" компонентов, например удаление распылителя, не имеет автоматических отражений в перечне деталей.
Это отсутствие согласованности между моделью CAD и перечнем деталей вынуждает пользователя поддерживать их обновление параллельно, что требует строгости и большого количества времени, когда устройство сложное.
Первая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить этот недостаток, предлагая структуру данных для перечня деталей механического устройства, где перечень деталей содержит по меньшей мере один набор, включающий в себя по меньшей мере один элемент, взятый из компонента или набора компонентов, причем упомянутая структура данных служит для активного связывания перечня деталей с моделью CAD упомянутого устройства. Изобретение достигает своей цели за счет того, что упомянутая структура содержит:
- идентификатор набора;
- идентификатор элемента;
- по меньшей мере одну связь между идентификатором элемента и по меньшей мере одним файлом CAD, содержащим геометрическое представление элемента;
- по меньшей мере одну связь между идентификатором набора и по меньшей мере одним файлом данных, содержащим матрицу трехмерного позиционирования упомянутого по меньшей мере одного элемента набора, вместе с по меньшей мере одним указателем на упомянутый файл CAD, содержащий геометрическое представление элемента набора; и
- вектор трехмерного позиционирования для размещения упомянутого элемента.
Таким образом, должно быть понятно, что связи служат, чтобы устанавливать зависимость между структурой данных перечня деталей и различными файлами CAD модели CAD, это будет определять, что файл данных является также файлом типа CAD.
Такая структура данных необходима для привязки к модели CAD, содержащей по меньшей мере один формат файла типа CAD. Изобретение обеспечивает возможность, в частности, синхронизировать модель CAD, то есть множество файлов CAD, касающихся механического устройства, с перечнем деталей.
Таким образом, на структуру модели CAD может выгодным образом накладываться перечень деталей, с любой модификацией, выполненной в отношении перечня деталей, имеющего отражения в модели CAD.
Кроме того, и согласно изобретению, настоящая структура данных предпочтительно содержит вектор трехмерного позиционирования для конкретного или каждого элемента. Преимущество состоит в том, что в случае потерянного файла данных CAD структура данных перечня деталей делает ее очень простой для восстановления трехмерного позиционирования элемента в наборе и таким образом обеспечивает возможность восстановления файла данных.
Другое преимущество состоит в возможности видеть модель CAD в программном обеспечении управления перечнем деталей, чем избегается любая необходимость использовать также пакеты прикладных программ CAD просто с целью визуального наблюдения набора.
Определено, что структура данных также включает в себя связь перечня деталей между идентификатором набора и идентификатором элемента.
Преимущественно, структура данных дополнительно включает в себя средство для обновления вектора трехмерного позиционирования из матрицы трехмерного позиционирования, содержащейся в файле данных.
Таким образом, как только позиция двух компонентов в наборе изменяется в пакете программного обеспечения CAD, эта модификация обновляется в структуре данных и, таким образом, в программном обеспечении управления перечнем деталей. Должно быть понятно, что эта операция обеспечивает возможность синхронизировать перечень деталей и модель CAD относительно трехмерных позиций компонентов набора.
В очень выгодном варианте осуществления изобретения упомянутый по меньшей мере один элемент является компонентом, а упомянутая структура данных включает в себя первую связь между идентификатором компонента и первым файлом CAD, содержащим геометрическое представление компонента в первом формате, и по меньшей мере одну вторую связь между идентификатором компонента и вторым файлом CAD, содержащим геометрическое представление компонента во втором формате.
Такая структура данных служит для смягчения вышеупомянутой проблемы совместимости. Вместо того чтобы полностью перезапускать модель CAD, перечерчивая все детали или компоненты снова, изобретение способно пользователю обеспечивать возможность сосуществования множества форматов файлов.
Предпочтительно, первый формат является форматом, читаемым первым пакетом прикладных программ, в то время как второй формат является форматом, читаемым вторым пакетом прикладных программ. Первый формат может быть собственным форматом первого пакета, или он может быть оттранслированным форматом, который может пониматься первым пакетом. Точно так же, второй формат может быть собственным форматом второго пакета, или он может быть оттранслированным форматом, который может пониматься вторым пакетом. Геометрическое представление в оттранслированном формате является обычно читаемым, но не поддающимся изменению. Ниже термин "собственный" файл CAD используется для обозначения файла, созданного пакетом прикладных программ CAD.
Еще предпочтительно, что первый формат первого файла CAD является собственным форматом первого пакета, в то время как второй формат является оттранслированным форматом, читаемым вторым пакетом, таким образом обеспечивая возможность сосуществовать двум пакетам, которые работают в различных форматах.
Не выходя за рамки объема настоящего изобретения, можно обеспечить сосуществование большего количества форматов файлов путем создания соответствующего количества связей форматов.
Возможность этого сосуществования обеспечивается первой и второй связями, которые соединяют идентификатор компонента с файлами CAD, содержащими свое геометрическое представление в различных форматах.
Предпочтительно, структура данных дополнительно содержит:
первую связь между идентификатором набора и первым файлом данных, содержащим по меньшей мере:
- матрицу трехмерного позиционирования; и
- указатель на первый файл CAD; и
вторую связь между идентификатором набора и вторым файлом данных, содержащим по меньшей мере:
- матрицу трехмерного позиционирования; и
- указатель на второй файл CAD.
Таким образом, должно быть понятно, что структура данных также связана с моделью CAD связями между идентификатором набора и файлами данных, связанными с набором.
Предпочтительно, первый файл данных записан в первом формате, в то время как второй файл данных записан во втором формате.
Высказывание, что первый файл данных записан в первом формате, означает, что он по меньшей мере читаем пакетом, который имеет упомянутый первый формат как свой формат файла. То же относится ко второму файлу данных.
Предпочтительно, что первый и второй файлы данных являются собственными файлами CAD.
Также должно быть понятно, что файлы данных не содержат непосредственно файлы CAD, содержащие геометрические представления компонентов набора, но обеспечивают возможность пакету находить эти файлы посредством указателей.
Как описано выше, структура данных служит, чтобы обеспечивать возможность сосуществования двум пакетам прикладных программ, имеющим различные форматы файлов. Например, если компонент был создан с использованием первого пакета в первом формате и пользователь стремится модифицировать компонент в наборе, то первый файл данных открывают, используя первый пакет. При таких обстоятельствах второй файл CAD будет файлом CAD, оттранслированным во второй формат, как полученный из первого файла CAD. Таким образом, пользователь может видеть компонент набора, открывая второй файл данных вторым пакетом.
Предпочтительно, один из двух форматов имеет тип CATIA V5 (продукт, продаваемый поставщиком Dassault Systemes). Другими словами, по меньшей мере один из двух пакетов является CATIA V5, в то время как другой пакет, например, может быть CADDS (продукт, продаваемый поставщиком PTC).
Предпочтительно, структура данных дополнительно содержит, для каждого элемента, связь с файлом, содержащим геометрическое представление упомянутого элемента в нейтральном формате.
Одно преимущество состоит в способности видеть представление упомянутого элемента непосредственно в программном обеспечении управления перечнем деталей, не используя пакет (пакеты) CAD. Чтобы сделать это возможным, программное обеспечение управления перечнем деталей применимо для чтения нейтрального формата. Геометрическое представление в нейтральном формате исходит из трансляции в упомянутый формат из собственного файла CAD. Конкретными известными нейтральными форматами являются форматы STEP и IGES.
Настоящее изобретение также обеспечивает носитель записи, который читается компьютером и на котором записана структура данных согласно изобретению.
Посредством неисключающего примера таким носителем записи может быть жесткий диск, долговременная память, компакт-диск (CD-диск) или действительно цифровой видеодиск (DVD-диск).
Кроме того, настоящее изобретение также обеспечивает способ добавления для добавления нового компонента к уже существующему набору перечня деталей механического устройства, в частности, но не исключительно, газотурбинного двигателя вертолета, где упомянутые детали перечня имеют структуру данных согласно изобретению, причем упомянутая структура необходима для привязки к модели CAD, которая включает в себя множество форматов файлов, при этом способ содержит:
- этап создания в упомянутой структуре данных идентификатора нового набора, содержащего элементы уже существующего набора и новый компонент;
- этап, во время которого обеспечивают собственный файл CAD, который содержит геометрическое представление нового компонента в первом формате;
- этап создания по меньшей мере одного другого файла CAD, содержащего геометрическое представление нового компонента в по меньшей мере одном другом формате, транслируя упомянутый собственный файл CAD в упомянутый другой формат;
- этап создания в упомянутой структуре данных первой связи между идентификатором нового компонента и собственным файлом CAD;
- для каждого другого формата этап создания связи в структуре данных между идентификатором нового компонента и файлом CAD, записанным в упомянутом другом формате;
- этап создания первого файла данных, ассоциированного с новым набором, записанного в первом формате и содержащего новую матрицу трехмерного позиционирования, составленную матрицей трехмерного позиционирования для элементов уже существующего набора и вектором позиционирования нового компонента, вместе с указателями на файлы CAD, записанные в первом формате и ассоциированные с геометрическими представлениями элементов уже существующего набора, и указателем на собственный файл CAD;
- этап создания первой связи в упомянутой структуре данных между идентификатором нового набора и первым файлом данных,
- этап создания по меньшей мере одного другого файла данных, ассоциированного с новым набором, записанного в другом формате и содержащего новую матрицу трехмерного позиционирования вместе с указателями на файлы, записанные в упомянутом другом формате, ассоциированные с геометрическими представлениями уже существующих элементов набора и указателем на файл CAD, ассоциированным с геометрическим представлением нового компонента, записанного в упомянутом другом формате;
- для каждого другого формата файла этап создания связи в упомянутой структуре данных между идентификатором нового набора и файлом данных, записанным в упомянутом другом формате;
- для каждого формата файла этап копирования связей в структуру данных между идентификаторами элементов уже существующего набора и их ассоциированными файлами CAD геометрических представлений; и
- этап обновления в структуре данных векторов позиционирования элементов нового набора из новой матрицы трехмерного позиционирования.
Таким образом, должно быть понятно, что добавление нового элемента в перечень деталей, например нового компонента или нового набора компонентов, сопровождается новыми файлами данных, создаваемыми в модели CAD, и эти файлы соответствуют вновь созданному элементу. Кроме того, имеется столько созданных файлов данных, сколько использовано собственных форматов.
После того как пользователь разместил новый элемент в трех измерениях в наборе, векторы позиционирования элементов нового набора преимущественно обновляются из матрицы позиционирования. Таким образом, перечень деталей непосредственно синхронизируется с моделью CAD.
Изобретение также обеспечивает компьютерную программу, включающую в себя инструкции для выполнения этапов способа добавления по изобретению, когда упомянутая программа исполняется компьютером.
Компьютерная программа предпочтительно образует деталь программного обеспечения управления перечнем деталей.
Программа может использовать любой язык программирования и иметь форму исходного кода, объектного кода или кода промежуточного между исходным кодом и объектным кодом, например, в частично скомпилированной форме или в любой другой желаемой форме.
Изобретение также обеспечивает носитель записи, читаемый компьютером, на котором записана компьютерная программа согласно изобретению, например жесткий диск.
Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает способ удаления для удаления компонентов, названных компонентами для удаления, из уже существующего набора перечня деталей механического устройства, в частности, но не исключительно, газотурбинного двигателя вертолета, где упомянутый перечень деталей имеет структуру данных согласно изобретению, привязанную к модели CAD, представляющей множество форматов файлов, при этом упомянутый способ содержит:
- этап создания в упомянутой структуре данных идентификатора нового набора, содержащего элементы уже существующего набора, отличающиеся от компонента для удаления;
- для каждого формата файла, этап создания файла данных, ассоциированного с новым набором и записанного в упомянутом формате, где файл данных содержит новую матрицу позиционирования, сформированную из матрицы позиционирования элементов уже существующего набора путем удаления из него матричных данных, касающихся позиционирования компонента для удаления, вместе с указателями на файлы CAD, содержащие геометрические представления в упомянутом формате элементов уже существующего набора, кроме элементов компонента для удаления;
- для каждого формата файла этап создания связи в упомянутой структуре данных между идентификатором нового набора и файлом данных, записанным в упомянутом формате;
- этап копирования, в структуру данных, связей между идентификаторами элементов уже существующего набора кроме элементов компонента для удаления и их ассоциированными файлами CAD; и
- этап обновления, в структуре данных, векторов позиционирования элементов нового набора из новой матрицы трехмерного позиционирования.
Поэтому удаление элемента сопровождается созданием нового файла данных, ассоциированного с новым набором, который больше не включает в себя указатель на файл CAD, содержащий геометрическое представление удаленных элементов, и который больше не содержит матричные данные, касающиеся трехмерного позиционирования упомянутого удаленного элемента.
Предпочтительно, файлы данных, связанные с уже существующим набором, удаляются.
Таким образом, должно быть понятно, еще раз, что, когда элемент удаляется из перечня деталей, модель CAD предпочтительно обновляется.
Таким образом, посредством изобретения перечень деталей синхронизируется с моделью CAD всякий раз, когда элемент добавляют к перечню деталей или удаляют из него.
Изобретение также обеспечивает компьютерную программу, включающую в себя инструкции для выполнения этапов способа удаления изобретения, когда упомянутая программа исполняется компьютером.
Компьютер может использовать любой язык программирования, и он может иметь форму исходного кода, объектного кода или кода, промежуточного между исходным кодом и объектным кодом, например, в частично компилируемой форме или в любой другой желаемой форме.
Программа предпочтительно образует деталь программного обеспечения управления перечнем деталей.
Наконец, изобретение обеспечивает носитель записи, который читается компьютером и на котором записана вышеупомянутая компьютерная программа.
В качестве неисключающего примера таким носителем записи является жесткий диск, долговременная память, CD-диск или действительно DVD-диск.
Настоящее изобретение также обеспечивает способ проектирования или изготовления механического устройства, например турбомашины, причем упомянутое устройство представляет перечень деталей, содержащий по меньшей мере один набор, включающий в себя по меньшей мере один элемент, выбранный из компонента или набора компонентов, при этом способ содержит этап создания:
- файла CAD, содержащего геометрическое представление элемента; и
- файла данных, содержащего матрицу трехмерного позиционирования для упомянутого по меньшей мере одного элемента набора вместе с по меньшей мере одним указателем на упомянутый файл CAD, содержащий геометрическое представление элемента набора;
и этапы вычисления вектора трехмерного позиционирования для упомянутого элемента и создания структуры данных перечня деталей, где структура данных содержит:
- идентификатор набора;
- идентификатор элемента;
- по меньшей мере одну связь между идентификатором элемента и файлом CAD, содержащим геометрическое представление элемента;
- по меньшей мере одну связь между идентификатором набора и файлом данных, содержащим матрицу трехмерного позиционирования для упомянутого по меньшей мере одного элемента набора; и
- вектор позиционирования.
Преимущественно, способ проектирования дополнительно включает в себя способ добавления для добавления нового компонента в уже ранее существующий набор перечня деталей механического устройства, причем структура данных перечня деталей привязана к модели CAD, представляющей множество форматов файлов, при этом упомянутый способ добавления содержит:
- этап создания в упомянутой структуре данных идентификатора нового набора, содержащего элементы уже существующего набора и новый компонент;
- этап, во время которого обеспечивают собственный файл CAD, который содержит геометрическое представление нового компонента в первом формате;
- этап создания по меньшей мере одного другого файла CAD, содержащего геометрическое представление нового компонента в по меньшей мере одном другом формате, путем преобразования упомянутого собственного файла CAD в упомянутый другой формат;
- этап создания в упомянутой структуре данных первой связи между идентификатором нового компонента и собственным файлом CAD;
- для каждого другого формата этап создания связи в структуре данных между идентификатором нового компонента и файлом CAD, записанным в упомянутом другом формате;
- этап создания первого файла данных, ассоциированного с новым набором, записанного в первом формате и содержащего новую матрицу трехмерного позиционирования, составленную матрицей трехмерного позиционирования из элементов уже существующего набора и вектора позиционирования нового компонента, вместе с указателями на файлы CAD, записанные в первом формате и ассоциированные с геометрическими представлениями элементов уже существующего набора, и указателем на собственный файл CAD;
- этап создания первой связи в упомянутой структуре данных между идентификатором нового набора и первым файлом данных;
- этап создания по меньшей мере одного другого файла данных, существующего с новым набором, записанного в другом формате и содержащего новую матрицу трехмерного позиционирования вместе с указателями на файлы, записанные в упомянутом другом формате, ассоциированные с геометрическими представлениями уже существующих элементов набора, и указателем на файл CAD, ассоциированный с геометрическим представлением нового компонента, записанного в упомянутом другом формате;
- для каждого другого формата файла этап создания связи в упомянутой структуре данных между идентификатором нового набора и файлом данных, записанным в упомянутом другом формате;
- для каждого формата файла этап копирования связей в структуру данных между идентификаторами элементов уже существующего набора и их ассоциированными файлами CAD геометрических представлений; и
- этап обновления в структуре данных векторов позиционирования элементов нового набора из новой матрицы трехмерного позиционирования.
Преимущественно, способ проектирования дополнительно содержит способ удаления компонента, названного компонентом для удаления, из уже существующего набора перечня деталей механического устройства, причем упомянутая структура данных перечня деталей привязана к модели CAD, содержащей множество форматов файла, при этом способ удаления содержит:
- этап создания в упомянутой структуре данных идентификатора нового набора, содержащего элементы уже существующего набора кроме компонента для удаления;
- для каждого формата файла этап создания файла данных, ассоциированного с новым набором и записанного в упомянутом формате, причем файл данных содержит новую матрицу позиционирования, созданную из матрицы позиционирования элементов уже существующего набора путем удаления из нее матричных данных, касающихся позиционирования компонента для удаления, вместе с указателями на файлы CAD, содержащие геометрические представления в упомянутом формате элементов уже существующего набора кроме элементов компонента для удаления;
- для каждого формата файла этап создания связи в упомянутой структуре данных между идентификатором нового набора и файлом данных, записанным в упомянутом формате;
- этап копирования, в структуру данных, связей между идентификаторами элементов уже существующего набора кроме элементов компонента для удаления и их ассоциированными файлами CAD; и
- этап обновления, в структуре данных, векторов позиционирования элементов нового набора из новой матрицы трехмерного позиционирования.
Согласно изобретению вышеупомянутый способ проектирования реализуется компьютерной программой, сохраненной на носителе записи.
Изобретение может быть лучше понято, и его преимущества будут выглядеть лучше при прочтении следующего описания различных осуществлений, данных в качестве неограничивающих примеров. Описание относится к прилагаемым чертежам, на которых:
фиг.1 - геометрическое представление уже существующего набора в перечне деталей механического устройства, конкретно, вращающейся сборки газовой турбины газотурбинного двигателя вертолета; этот набор компонентов содержит вал и крыльчатку компрессора;
фиг.2A - геометрическое представление первого компонента вращающейся сборки по фиг.1, а именно крыльчатки компрессора;
фиг.2B - геометрическое представление второго компонента механического устройства по фиг.1, а именно вала;
фиг.2C - геометрическое представление третьего компонента, а именно колеса высокого давления;
фиг.3 - геометрическое представление нового набора компонентов перечня деталей, полученного после добавления третьего компонента по фиг.2C к уже существующему набору деталей, показанных на фиг.1;
фиг.4 показывает структуру данных согласно изобретению для перечня деталей уже существующего набора компонентов, показанных на фиг.1, вместе с ассоциированной моделью CAD;
фиг.5 показывает структуру данных согласно изобретению для перечня деталей нового набора компонентов, показанных на фиг.3, вместе с ассоциированной моделью CAD;
фиг.6 показывает структуру данных согласно изобретению для перечня деталей набора по фиг.5 компонентов после удаления второго компонента, вместе с ассоциированной моделью CAD;
Фиг.7 показывает компьютер, на котором установлено программное обеспечение управления перечнем деталей, включающее в себя структуру данных согласно изобретению; и
фиг.8 показывает носитель записи, который считывается компьютером по фиг.7 и на котором сохранена структура данных согласно изобретению.
Нижеследующее подробное описание основано на примерном применении структуры данных согласно изобретению. Конкретно, пример относится к конструированию механического устройства, образующего деталь газотурбинного двигателя для летательного аппарата типа вертолета. Естественно изобретение не ограничено конструированием газотурбинного двигателя вертолета, и его можно использовать для конструирования любого типа устройства, состоящего из набора компонентов и обладающего перечнем деталей. Изобретение относится предпочтительно к устройствам, для которых техническая эстетика связана с созданием и управлением компьютерными файлами типа CAD, которые содержат геометрические представления различных деталей, составляющих устройство.
На фиг.1 показана вращающаяся сборка 10 газовой турбины газотурбинного двигателя вертолета, эта вращающаяся сборка содержит вращающийся вал 12, имеющий центробежное колесо 14 компрессора, установленное на нем.
Таким образом, эта сборка состоит из двух деталей, а именно, крыльчатки турбокомпрессора, которая показана на фиг.2A, и вращающегося вала, который показан на фиг.2B.
В перечне деталей этого механического устройства вращающийся вал 12 составляет первый компонент, крыльчатка 14 турбокомпрессора составляет второй компонент, а вращающаяся сборка 10 составляет набор компонентов, названных ниже "набор".
Другими словами, в перечне деталей набор компонентов может содержать элементы двух типов: компонент или набор компонентов, таким образом обеспечивая определение древовидной структуры.
Перечнем деталей управляет программное обеспечение управления перечнем деталей, также известное как программное обеспечение управления жизненным циклом изделия (PLM).
В изобретении перечень деталей представляет структуру 100 данных, которая описана ниже со ссылкой на фиг.4-6.
Структура данных перечня деталей показана схематично на каждой из фиг.4-6 справа от пары вертикальных линий, в то время как модель CAD механического устройства 10 показана схематично слева от пары вертикальных линий, причем модель содержит файлы CAD, содержащие геометрические представления различных элементов механического устройства.
Конкретно, структура 100 данных согласно изобретению включает в себя идентификатор 102 для набора "вращающейся сборки 10", идентификатор 104 для первого компонента "вращающийся вал 12" и идентификатор 106 для второго компонента "крыльчатка 14 турбокомпрессора".
Термин "идентификатор" используется, чтобы обозначать ссылку на изделие, данную компоненту или набору компонентов. Идентификатор предпочтительно состоит из номера или кода, который обеспечивает возможность идентифицировать ассоциированный с ним элемент.
Как можно видеть на фиг.4, идентификаторы 104 и 106 первого и второго компонентов связаны с идентификатором 102 набора ранее созданных связей LN1 и LN2 перечня деталей.
В предпочтительном аспекте изобретения структура 100 данных также включает в себя, для каждого элемента 102, 104, 106, связь LI, L2, L3 с файлом FN1, FN2, FN3 CAD, содержащим геометрическое представление рассматриваемого элемента в нейтральном формате.
Таким образом, например, идентификатор 104 первого компонента связан связью L2 с файлом FN2 CAD, содержащим геометрическое представление вала 12 в нейтральном формате. Таким образом, пользователь может видеть вал 12, непосредственно используя программное обеспечение управления перечнем деталей. Нейтральный формат, типа IGES или STEP, предпочтительно получают трансляцией собственного файла CAD в упомянутый нейтральный формат, то есть, транслируя файл CAD, созданный пакетом прикладных программ, который используется для проектирования компонента.
То же касается идентификатора 106 первого компонента 14 и идентификатора 102 набора в целом.
В этом примере собственный файл 204N CAD первого компонента 12 был создан в первом формате CAD1 файла CAD первым пакетом CAD, тогда как собственный файл 206N CAD для второго компонента 14 был создан во втором формате CAD2 CAD вторым пакетом CAD.
Файл 204T CAD, который был оттранслирован в формат, совместимый со вторым форматом, например нейтральный формат, был создан электронным транслятором известного вида на основе собственного файла 204N CAD, записанного в первом формате, в то время как файл 206T CAD, который был оттранслирован в формат, совместимый с первым форматом, например нейтральный формат, был создан транслятором из собственного файла 206N CAD, записанного во втором формате.
Другими словами, оттранслированный файл 204T CAD является читаемым вторым пакетом. Это означает, что геометрическое представление компонента 12 можно видеть во втором пакете, но его нельзя изменять вторым пакетом.
Аналогично, оттранслированный файл 206T CAD является читаемым в первом пакете. Это означает, что геометрическое представление второго компонента 14 можно видеть в первом пакете, но его нельзя изменять упомянутым первым пакетом.
Согласно изобретению структура 100 данных включает в себя первую связь P1 между идентификатором 104 первого компонента 12 и собственным файлом 204N CAD, содержащим геометрическое представление первого компонента в первом формате, и вторую связь P2 между идентификатором 104 первого компонента 12 и оттранслированным файлом 204T CAD, также содержащим геометрическое представление первого компонента.
Точно так же структура 100 данных включает в себя первую связь Q1 между идентификатором 106 второго компонента 14 и собственным файлом 206N CAD, содержащим геометрическое представление второго компонента во втором формате, и вторую связь Q2 между идентификатором 106 второго компонента 14 и оттранслированным файлом 206T CAD, также содержащим геометрическое представление второго компонента.
Кроме того, опять же согласно изобретению структура 100 данных включает в себя и первую связь R1 между идентификатором 102 набора и первым файлом Е1 данных, записанным в первом формате, и также вторую связь R2 между идентификатором 102 набора и вторым файлом E2 данных, записанным во втором формате.
Первый файл Е1 данных содержит первый указатель PT1 на первый собственный файл 204N CAD первого компонента 12 и второй указатель PT2 на оттранслированный файл 206T CAD второго компонента 14.
Файл Е1 данных также содержит матрицу трехмерного М1 позиционирования для первого и второго компонентов 12 и 14 в наборе, составленном вращающейся сборкой 10.
Таким образом, матрица М1 позиционирования содержит матричные данные, касающиеся размещения этих двух компонентов.
Таким образом, когда пользователь открывает первый файл Е1 данных первым пакетом прикладных программ, этот пакет может находить геометрические представления первого и второго компонентов, используя первый и второй указатели PT1 и PT2, и затем может располагать первый компонент 12 и второй компонент 14 в трехмерном изображении, используя данные из матрицы М1. Таким образом, должно быть понятно, что открывание файла Е1 данных первым пакетом прикладных программ обеспечивает возможность, в частности, видеть вращающуюся сборку 10, как показано на фиг.1, и даже если для этого второй компонент был спроектирован с использованием второго пакета прикладных программ.
В результате пользователь может изменять геометрическое представление первого компонента 12 с возможностью видеть второй компонент 14. Особенно преимущественно, если модификация, подлежащая выполнению для первого компонента 12, требует принимать во внимание форму второго компонента 14.
Точно так же, второй файл E2 данных содержит матрицу M2 позиционирования, подобную матрице М1, вместе с указателями QT1 и QT2 на файлы 204T и 206N CAD первого и второго компонентов.
Следовательно, когда пользователь открывает второй файл E2 данных вторым пакетом прикладных программ, этот пакет может находить геометрические представления первого и второго компонентов посредством первого и второго указателей QT1 и QT2, и затем может помещать первый компонент 12 и второй компонент 14 в трех измерениях на основе данных из матрицы M2. Таким образом, должно быть понятно, что открывание второго файла E2 данных вторым пакетом прикладных программ обеспечивает возможность, в частности, видеть вращающуюся сборку 10, как показано на фиг.1, и даже если для этого первый компонент был спроектирован первым пакетом прикладных программ.
В результате, пользователь может изменять геометрическое представление второго компонента с возможностью видеть первый компонент. Это особенно преимущественно, если модификация, подлежащая выполнению для второго компонента, должна принимать во внимание форму первого компонента.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает возможность пользователю работать с файлами CAD, которые записаны в двух различных форматах, имея только один перечень деталей.
В соответствии с изобретением, структура 100 данных также включает в себя вектор V1 позиционирования для размещения первого компонента в наборе, предпочтительно ассоциированном с идентификатором 104 первого компонента 12, и также вектор V2 позиционирования для размещения второго компонента в наборе, предпочтительно ассоциированном с идентификатором 106 второго компонента 14. Эти векторы предпочтительно обновляются из одной или другой из матриц М1 и M2 позиционирования. Для выполнения этого программное обеспечение управления перечнем деталей восстанавливает, из этих матриц М1 и M2, информацию позиционирования, характерную для каждого из компонентов, эта информация занимает место старых векторов VI и V2 позиционирования, если положение компонента было изменено.
Преимущество этих векторов заключается, в частности, в том, что они способны позиционировать геометрические представления файлов FN2 и FN3 таким образом, например, чтобы обеспечивать возможность видеть набор непосредственно в программном обеспечении перечня деталей.
Структуру 100 данных согласно изобретению предпочтительно записывают на носителе записи, например CD 18, подходящем для считывания компьютером 20. Естественно и не выходя за рамки объема изобретения, структуру 100 данных можно одинаково хорошо сохранять на жестком диске компьютера 20 или на сервере (не показан), к которому подключен компьютер 20.
Обращаясь теперь к фиг.5, отметим, что здесь имеется следующее описание способа добавления для добавления третьего компонента 16 к уже существующему набору, конкретно набору 10, показанному на фиг.1, где третий компонент 16 является компонентом, показанным на фиг.2C, то есть рабочим колесом 16 турбины высокого давления. Известным способом это рабочее колесо турбины прикрепляют к вращающемуся валу 12. Получающийся новый набор 10' соответствует сборке, показанной на фиг.3. Он содержит элементы уже существующего набора, то есть первый и второй компоненты 12 и 14, вместе с дополнительным компонентом 16.
Во-первых, в структуре 100 данных создают новый идентификатор 102' для этого нового набора 10' и новый идентификатор 108' создают для третьего компонента 16, который должен быть добавлен, если такой идентификатор еще не существует. После этого в перечне деталей создают связи LN1', LN2' и LN3 между новым идентификатором 102' и идентификаторами 104, 106 и 108 первого, второго и третьего компонентов 12, 14 и 16, чтобы определить, что эти три компонента принадлежат новому набору.
Кроме того, обеспечивают собственный файл 208N CAD, который содержит геометрическое представление первого компонента 16, записанный в первом формате, например в вышеупомянутом первом формате. Другими словами, и конкретно, геометрическое представление третьего компонента, как можно видеть на фиг.2C, создают в этом примере, используя первый пакет прикладных программ, таким образом создавая этот собственный файл 208N CAD. Должно быть определено, что геометрическое представление третьего компонента 16 можно с тем же успехом выполнять из некоторого другого пакета прикладных программ, не выходя при этом за рамки объема настоящего изобретения.
После этого из этого собственного файла 208N CAD, записанного в первом формате, создают другой файл 208T CAD, который представляет третий компонент 16, это выполняют, транслируя упомянутый собственный файл 208N в другой формат, который совместим с вышеупомянутым вторым форматом.
В изобретении создают первую связь S1 в структуре 100 данных между идентификатором 108 третьего компонента и ассоциированным собственным файлом 208N CAD. Вторую связь S2 также создают между идентификатором 108 третьего компонента 16 и ассоциированным оттранслированным файлом 208T CAD.
Кроме того, создают первый файл E1' данных, который ассоциирован с новым набором 10', и этот файл записывается в первом формате и содержит новую матрицу трехмерного M1' позиционирования, составленную матрицей трехмерного М1 позиционирования для первого и второго компонентов вместе с вектором позиционирования для размещения третьего компонента 16 в новом наборе.
Эту матрицу M1' создают после того, как разработчик использовал первый пакет прикладных программ, чтобы разместить третий компонент 16 в трех измерениях в новом наборе.
Этот первый файл E1' данных также содержит указатели PT1, PT2 и PT3 на каждый из трех файлов 204N, 206T и 208N CAD, причем указатели PT1 и PT2 предпочтительно копируются из первого файла Е1 данных уже существующего набора.
После этого создают первую связь R1' между первым идентификатором 102' нового набора и первым файлом Е1' данных, который был только что создан.
Кроме того, создают другой файл E2' данных, который аналогично ассоциируется с новым набором и который записывается в другом формате, предпочтительно в вышеупомянутом втором формате, чтобы его можно было открывать вторым пакетом прикладных программ. В этом другом файле E2' данных создают матрицу трехмерного M2' позиционирования из матрицы трехмерного М1' позиционирования первого файла E1' данных. Указатели QT1, QT2 и QT3 также создаются для файлов 204T, 206N и 208T CAD, причем указатели QT1 и QT2 предпочтительно копируются из второго файла E2 данных уже существующего набора, показанного схематично на фиг.4.
После этого создают вторую связь R2' между идентификатором 102' нового набора и вторым файлом E2' данных, который был только что создан.
После этого копируют связи Р1, P2, Q1 и Q2, которые существуют между идентификаторами первого и второго компонентов 104, 106 и файлами 204N, 204T, 206N и 206T CAD.
Наконец, обновляют векторы V1', V2' и V3 позиционирования этих трех компонентов из новой матрицы М1' или M2' позиционирования.
Должно быть понятно, что способ добавления по изобретению ограничивает модель CAD, то есть файлы CAD и файлы данных, организацией подобно структуре данных перечня деталей. Преимущество, как упомянуто выше, состоит в том, что это обеспечивает структуру CAD, которая синхронизирована с перечнем деталей.
Обращаясь теперь к фиг.6, отметим, что здесь следует описание другого аспекта изобретения, то есть способа удаления для удаления компонента из уже существующего набора, например набора, показанного на фиг.1, и этот компонент называют "компонентом для удаления".
В этом примере отправной точкой является структура данных по фиг.4 и ассоциированная модель CAD, представляющая собственный формат CAD1 и CAD2. Уже существующий набор в перечне деталей содержит первый и второй компоненты 12 и 14, и этот второй компонент 14 подлежит удалению из этого уже существующего набора. Естественно, в другом примере способ удаления можно осуществлять, удаляя один из этих трех компонентов из набора 102', показанного на фиг.5.
С этой целью и в соответствии с изобретением создают новый идентификатор 102" в структуре 100 данных для нового набора, который содержит только первый компонент 12. Этот новый идентификатор 102" связывают с идентификатором 104 первого компонента 12 связью LN1" перечня деталей, а связь перечня деталей с идентификатором 106 второго компонента 14 удаляют.
После этого создают первый файл Е1" данных в первом формате, включающий в себя матрицу трехмерного М1" позиционирования, созданную из матрицы М1 позиционирования для элементов уже существующего набора. Для выполнения этого матричные данные, касающиеся трехмерной позиции второго компонента 14 в уже существующем наборе, удаляются из матрицы М1.
В этот первый файл Е1" данных также копируются указатель PT1 на собственный файл 204N CAD, который содержит геометрическое представление первого компонента в первом формате.
Также должно быть понятно, что указатель PT2 на файл 206T CAD не копируют.
Ту же операцию выполняют для второго формата: создают второй файл E2" данных во втором собственном формате CAD2, который включает в себя матрицу трехмерного M2" позиционирования, создаваемую из матрицы M2 позиционирования для элементов уже существующего набора, причем эта матрица трехмерного M2" позиционирования может быть идентична матрице М1" первого файла Е1" данных.
В этот второй файл E2" данных также копируют указатель QT1 на оттранслированный файл 204T CAD, содержащий геометрическое представление первого компонента в формате, который совместим со вторым форматом CAD2.
Также должно быть понятно, что указатель QT2 на файл 206N CAD не копируют.
После этого создают первую связь R1" в структуре 100 данных между идентификатором 102" нового набора и первым файлом Е1" данных, вместе со второй связью R2" между упомянутым идентификатором 102" нового набора и вторым файлом E2" данных.
После этого также копируют связи Р1 и P2 между идентификатором 104 первого компонента 12 и файлами 204N и 204T CAD, которые содержат геометрическое представление упомянутого первого компонента 12.
Наконец, в структуре данных обновляют вектор V1" позиционирования первого компонента 12, например, из матрицы Е1" позиционирования первого файла М1" данных нового набора.
Таким образом, способ удаления по изобретению аналогично обеспечивает возможность организации модели CAD предпочтительно подобно структуре данных перечня деталей.