产生用于分析数据的直观背景的系统和方法

摘要

本发明描述一种或更多计算机可读存储媒体，其具有在其中植入的计算机可执行指令。当被执行时，所述计算机可执行指令引起至少一个处理器定义与零件相关的分析和分析数据对象，至少部分可从与零件的设计、制造和测试相关的多个不同应用程序获得的零件分析的数据，验证所述分析数据对象中所限定的分析所需的所有数据都可从至少一个数据源获得，一旦接收分析所需的所有数据，就调用零件的分析，所述分析引起所述分析数据对象的增殖，并且存储所述分析数据对象以便所述分析结果以这样的形式发生，该形式与产生所述分析中所使用数据的任何应用程序无关。

说明书

背景技术

本公开的领域整体涉及数据管理，并且更具体地涉及产生用于分 析数据的直观背景的系统和方法。

产品设计、分析和确认占有飞机开发的生命周期的相当长时间以 及成本，并且也具有一个或更多风险。工程数据和计算中的错误假定 能够引起开发生命周期所有阶段以及产品生命周期中不同程度的、意 料之外的改变、修复和维护成本。另外，至少一些工程数据其自身不 被视为有价值，并且通常将其作为副产品处理，在一些情况下只是丢 弃。工程数据可能易失，短暂存在短周期——作为不被正确存档的中 间计算；或者为持久的，因而存在相当一段时间。数据也可全球存在 ——由大范围的股东在产品寿命共享和持有，或局部，相对仅由工程 师执行的专用计算。

本质上，各种形式的工程数据每种都具有其自身的生命周期，并 且管理该数据提供不应被忽略的战略和竞争优势。有效管理该数据生 命周期也提供减轻对整个产品生命周期造成风险的潜力。

商业分析数据管理（ADM）系统提供数据管理、版本化/翻译和 持续/保存，但是该数据管理在文档/文件水平发生，其通常限制和控制 对植入工程数据的暴露，有时引起少量确认分析数据。在一种观点中， ADM仅为了组织文件系统和自动化文件驱动处理而存在，并且因此缺 乏长时间以粒级（即名称-数值对，属性和/或性质）管理和开发工程 数据以及关联数据的能力。

综合上文，ADM卖主也不对所需的其服务和工具的可用性提供保 证，例如，数十年的预期产品生命周期。消耗、解释、注释和存储工 程数据的ADM工具不对所需的随着时间（读作：数十年）重新组成 数据能力提供保证。此外，经这些ADM工具产生的数据可以是专有 形式。在该情况下，有价值的数据和/或用于该数据的背景可存在于 ADM工具产生的元数据中。然而，该元数据通常不以ADM工具的输 出提供，至少不是这样的形式，即可在产品生命周期将来某一点访问 的形式。

此外，以卖主文件形式保存的数据仅在以下条件下有价值，即当 被与产生该数据的应用程序配对时，或者与卖主批准的那些应用程序 或系统配对时才有价值。因此，为了利用关联应用程序中的基于文件 的ADM数据，通常需要使用单用途瞬变程序性作用而重复、再产生、 或者提取和变换数据，因此产生孤立数据源。管理这些数据关联的努 力是难于处理的，因为不允许对ADM数据粒级接触。

用于溶入背景数据（例如，分等级模型数据）的询问ADM系统 受限于该ADM系统的能力。每个ADM都以独特方式进行数据以及 其背景（如果可用）的管理，并且通常不设计成可被本地应用软件的 外部访问或询问。在相关示例中，可使用飞机50-100年，并且因此， 存在这样的需要，即将用于未来分析的数据保存延伸时段。

发明内容

一方面，提供具有植入其中的计算机可执行指令的一个或更多计 算机可读存储媒体。其中，当由至少一个处理器执行时，计算机可执 行指令使得该至少一个处理器定义分析和与零件相关的分析数据对 象，至少部分可从与设计、制造和测试该零件相关的多个不同应用程 序获得的用于该零件的分析数据，确认分析所需的所有数据，如分析 数据对象中所定义的，都可从至少一个数据源获得，一旦接收分析所 需的所有数据就调用/引起该零件的分析，该分析引起分析数据对象增 加（populating），并且存储该分析数据对象，以便其中的分析结果以 这样的形式发生，其与产生分析中所使用的数据的任何应用程序无关。

另一方面，提供一种用于设计和分析集成的系统。该系统包括： 处理装置；存储器，其被可通信地耦合至该处理装置；用户界面，其 被可通信地耦合至该处理装置；以及至少一个通信接口，其被可通信 地耦合至该处理装置。该处理装置经编程，以定义与分析数据对象 （ADO）关联的分析，建立由限定的分析所指示的数据输入和数据输 出，通过所述至少一个通信接口和所述用户界面，从一个或更多源获 得用户输入和数据输入的至少一个，在确认所有的数据输入都可用后， 调用与ADO关联的限定分析，并且通过来自分析的经确认的数据输 入、数据输出和分析定义，以应用程序独立形式增加ADO。

在又一方面，提供将设计和分析特征及背景元数据集成为持久性 数据的方法。该方法包括定义与分析数据对象（ADO）关联的分析， 建立由限定的分析指示的数据输入和数据输出，基于建立的数据输入， 从一个或更多源获得用户输入和数据输入的至少一个，确认已获得的 所有被建立的数据输入，以及以确认数据输入、分析产生的数据输出 以及分析定义而增加ADO。

已讨论的特征、功能和优点可以在各个实施例中单独实现，或者 可结合其他实施例，其进一步细节能够参考以下说明和附图明白。

附图说明

图1A是分析数据管理（ADM）过程和设计分析集成（DAI）过 程的比较图。

图1B是分析数据对象的产生和增加的流程图。

图2是飞机生产和使用方法的流程图。

图3是飞机的方框图。

图4是数据处理系统的框图。

图5是主体面板侧面图，其示出能够由唯一的标识符指定的零件 特征对象。

图6是DAI系统的功能性说明。

图7是分析数据对象（ADO）实体说明表。

图8是分析背景聚合器实体说明表。

图9是特征对象实体说明表。

图10是数据对象实体说明表。

图11是源类别图说明表。

图12是分析类别图表。

图13是分析模板类别图表。

图14A和图14B是DAI系统的类别图。

图15是用于DAI系统的示例用户界面，其中用户定义与分析背 景相关的性质。

图16是用于DAI系统的示例用户界面，其中用户定义与分析数 据对象相关的性质。

图17是用于DAI系统的示例用户界面，其中用户识别与由分析 数据对象执行的分析相关的性质。

图18是用于DAI系统的示例用户界面，其中用户识别，或者从 外部数据服务输入与分析数据对象所需的数据输入相关的性质。

图19是用于DAI系统的示例用户界面，其中用户识别与从分析 数据对象预期的数据输出相关的性质。

图20是用于DAI系统的示例用户界面，其中用户输入自由形式 的文本和图像。

图21是用于搜索用途（utility）的示例用户界面。

图22是使用搜索用途寻找对象行为的第一示例用户界面。

图23是使用搜索用途寻找对象行为的第二示例用户界面。

图24是用于建立新分析的示例用户界面。

图25是用于公开完整分析的示例用户界面。

图26是用于公开与完整分析相关的记录/注解的示例用户界面。

图27是存档分析对象属性和行为的示例XML文档。

图28是公开确认报告的示例。

具体实施方式

为了解决上述缺点，在此描述这样的系统和方法，其能够与分析 数据管理（ADM）系统共存，但是本身提供当前ADM不提供的能力。 所述实施例解决应用程序独立数据保存的需要，以便能够访问执行分 析所需的所有数据，而无论该数据最初产生的形式。在此称为设计分 析集成（DAI）的此系统和方法采用，例如，粒级工程数据，保存名称 -数值对，以及前后关系信息，例如起源、关联以及所需转换。作为示 例，飞机的结构零件可具有来自一个或更多不同应用程序的关联数据， 包括几何形状数据、材料性质、负荷数据、以及与零件运行的物理性 质相关的数据。有用的是从不同数据源获得数据、布置该数据以及通 过以下方式存储该数据，即该数据的背景持续/保存（persist），而无 论该数据如何产生或者由哪种工程应用程序产生。

在此使用的背景数据涵盖这样的数据，诸如：谁做的该分析，他 们何时做的该分析，执行的是何种分析，以及在哪块结构上执行的该 分析。描述的实施例针对获得另外的相关信息，例如，使用何种假设， 在哪种整体程序过程中执行该分析，等等。该参数不同于用作结构分 析方法的输入，以及该方法的输出数据的几何形状参数、负荷信息以 及容限（材料性质）。从编程立场看，可将所有的数据视为有助于分 析数据对象,如在此进一步所述的。

如进一步所述，DAI通过编程接口（interface）集成协作应用程序， 允许实时互操作，以及访问粒级数据。以常规形式持续/保存（persist） 数据，其能够由独立和外部应用程序和过程修改和管理，但是不被紧 密耦合至这些应用程序和过程。其结果是这样的灵活性，其允许通过 背景信息，以中立、非专有形式获得和管理数据，例如工程数据。另 一结果是协作应用程序和系统外部的单数据源，其以有用形式提供重 新目的化/改变目的、变换、开发、询问和集成数据，还允许背景内的 数据长期可用性和重构造，例如工程和分析数据。

形成在此描述的设计分析集成实施例，以促进与原应用程序、过 程和用户分离的数据获取、管理和持续/保存（persistence）。DAI强调 普遍数据持续性，因为其支持跨越几年至几十年的时间间隔，以便能 够将任何时间点上的分析数据重组至其初始背景形式。

通过与分析数据管理（ADM）过程比较而验证DAI方法的必要性。 如图1A所示，ADM系统10提供分析管理、版本化/翻译和保存/持续 （persistence），但是这些通常在文档/文件级发生。继而，文档的内省 是固有的并且受限，而如果存在，通过应用程序编程接口（API）的访 问的外部数据受限于特定的数据构造，并且应用程序不持续/保存全部 数据。另外，不能保证跨越例如数十年的长期分析的可用性和重构造。

另一方面，DAI过程20强调相对于零件特征（与工程师相关的背 景级）的粒级数据管理，允许在合作应用程序或系统之间实时数据交 换，而同时固有地（natively）提供对该数据的访问。此外，DAI系统 对所有的授权合作应用程序和用户可用，并且以支持长期持续/保存和 促进分析重构造的形式保存/持续（persist）。

DAI提供松散耦合的数据、工具和过程，其在工程师要求的背景 水平运行，以有效率。松散耦合涉及应用程序独立的数据。DAI实施 例允许工程师为分析特征中心而非零件中心（part centric）；数据中心 而非文件中心；以及工程中心而非应用程序中心。为了该目的，因为 工程师最终定零件的特征尺寸而非零件本身的尺寸，所以DAI提供这 样的对象，其代表这些零件特征、其必需说明性的数据以及其包括的 分析，作为可管理软件事物对象。

在描述和目标化特征的分析及其支持数据和元数据中，可能在未 来，以能够适当解释数据和执行定义的分析的当前工具和过程，重构 造分析。因为除了软件工具，还在更高抽象水平完全描述用于分析的 数据，所以可在未来将其形式化并且适合同类的分析。

DAI方法包括以下新概念。分析的范围包括单零件特征对象，其 相对于传统上进行的单片零件。分析数据对象代表单独的分析，其囊 括产生输出的所有输入、输出和操作。分析背景聚合器收集和管理相 关于零件研究的关联分析数据对象，而同时允许以各种形式公开集合 分析，如以下段落中更详细所述。

图1B是流程图50，其通过图示说明针对零件特征的分析数据对 象的产生和增加，例如飞机组件的屈曲分析，而提供对描述实施例的 介绍。经用户界面，或者通过自动过程，分析被定义52，其将最终关 联分析数据对象（ADO）。由定义52的分析指示的数据输入和数据输 出被建立54。ADO原型使用适当的数据输入和数据输出（例如分析结 果）以及分析定义（例如用于精确指定关联分析方法的选项的控制参 数）被产生56。

ADO的实例基于ADO原型被制备58，并且确定60数据输入在 哪里和/或如何寻找。利用分析背景聚合器（ACA），以从一个或更多 管理数据源，例如在此提到的设计、建模和分析应用程序获得62数据 输入。然而，可执行确认63，以确保能够从专用于个别ADO的数据 源收集分析所需的所有数据。如果不能从限定的数据源获得所需的所 有数据，则用户可通过用户界面注释该数据，或者可自动访问替换数 据源。作为一个示例，如果确定ADO缺少某些要求数据，则可访问类 似的ADO，以提供所需的数据，以完成分析。

向ADO提供64任何所需的用户输入，例如，输入（enter）丢失 数据，或者输入（enter）有意通过用户输入收集的数据，并且调用66 与ADO关联的分析方法。分析方法的执行68以结果数据增加/增殖 （populate）ADO，并且将增加的ADO存储70在ACA中，以提供应 用程序独立长期数据保持。

如贯穿本文件所述，数据输入可“来源于”一个或更多不同的源， 并且不能从限定源恢复的任何所需数据，例如，由于专有形式，都可 由用户输入（enter），或可从另一数据源重新获得/检索。将该数据源 收集在单数据对象中允许将该数据保存/持续（persist）在这样的应用 程序中，其为该数据所产生的应用程序外部的独立形式。同样地，为 ADO定义何处和/或如何寻找数据输入，并且将其载入ADO，或者ADO 被配置为从一个或更多不同应用程序接收关于分析的“最新”升级。

本领域技术人员应明白，分析数据可以是环境特性（specific）。 以下关于图6进一步解释ADO产生。能够为了进一步分析而利用存储 在ADO中的数据。例如，ADO中的一部分数据可以作为算法的输入， 该算法产生数据形式的一个或更多输出。ADO的定义可以被扩展为包 括此输出。利用分析背景聚合器（ACA）询问一个或更多ADO，并且 运行以打包用于检查（review）的询问结果。

本公开的实施例被在图2所示的飞机制造和使用方法100以及图3 所示的飞机200的背景下描述。在预生产期间，飞机制造和使用方法 100可以包括飞机200的规格和设计102以及材料采购104，其引起产 生应用程序特定数据。

在生产期间，进行飞机200的组件和部件制造106以及系统集成 108。每架飞机的某些测试结果被存储并且可在飞机服务一个或更多年 后，用于服务或检查。其后，飞机102可以经历认证和交付110以投 入使用112中，其产生用于长期存储的更多数据，该数据由特定，并 且有时为专用的应用程序产生。在为消费者使用时，飞机200可定期 进行例行维修和维护114（其也可包括修改、重新配置、翻新等等）。

飞机制造和使用方法100的每个过程可以由系统集成商、第三方、 和/或操作者（例如，消费者）执行或实施。为了本说明的目的，系统 集成商可包括但不限于任何数目的飞机制造商和主要系统分包商；第 三方可包括例如但不限于任何数目的卖主、分包商和供应商；而操作 者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等等。

如图3所示，由飞机制造和使用方法100制造的飞机200可包括 具有多个系统204的机身202和内部206。系统204的示例包括一个或 更多推进系统208、电气系统210、液压系统212、环境系统214。在 该示例中可包括任何数目的其他系统。虽然示出航空航天的示例，但 是本公开的原理可应用于其他行业，例如汽车行业。

可在飞机制造和使用方法100的任何一个或更多阶段中使用在此 具体化的设备和方法。例如但不限于，相应于组件和部件制造106的 组件和部件可通过类似于飞机200处于使用中时生产的组件或部件的 方式制作或制造。

同样地，可在组件和部件制造106以及系统集成108期间，例如 但是不限于通过显著加快飞机200组装或降低飞机200的成本，而利 用一个或更多设备实施例、方法实施例或其组合。类似地，在飞机200 处于使用中时，利用一个或更多设备实施例、方法实施例或其组合， 例如但是不限于在系统集成108和/或维修和维护114期间可使用维修 和维护114，以确定零件是否可连接和/或彼此匹配。

以为了图示说明和说明的目的提出了不同有利实施例的说明，并 且无意排除或限制于公开形式的实施例。本领域普通技术人员将明白 一个或更多修改和变体。此外，与其他有利实施例相比，不同有利实 施例可提供不同的优点。为了以下目的而选择和描述选择实施例，即 最好地解释实施例的原理、实际应用，并且使本领域其他普通技术人 员理解具有各种修改的各种实施例的本公开，其适合预期的特殊应用。

现在参考图4，依照图示说明实施例描述数据处理系统的框图。在 该例示性示例中，数据处理系统300包括通信结构302，其在以下元件 之间提供通信，即处理器单元304、存储器306、永久性存储器308、 通信单元310、输入/输出（I/O）单元312以及显示器314。

处理器单元304用于执行可被加载进存储器306的软件的指令。 取决于具体实施，处理器单元304可以是一组一个或多于一个处理器、 或可以是多处理器核。此外，可使用一个或更多异构处理器系统实施 处理器单元304，其中主处理器通过单一芯片上的二级处理器出现。作 为另一例示性示例，处理器单元304可以是包括相同类型的多个处理 器的对称多处理器系统。

存储器306和永久性存储器308是存储装置的示例。存储装置是 任何能够以临时基础（basis）和/或永久基础存储信息的硬件块。在这 些示例中，存储器306例如可以是但不限于随机存取存储器或任何其 他适当的易失性或非易失性存储装置。取决于具体实施，永久性存储 器308可具有各种形式。例如但不限于，永久性存储器308可包括一 个或更多组件或装置。例如，永久性存储器308可以是硬盘驱动器、 闪存、可重写光盘、可重写磁带、或上述装置的一些组合。永久性存 储器308使用的媒体也可以是移动式的。例如但不限于，可使用移动 式硬盘驱动器作为永久性存储器308。

在这些示例中，通信单元310提供与其他数据处理系统或装置的 通信。在这些示例中，通信单元310为网络接口卡。通过使用物理和 无线通信链接一个或其两者，通信单元310可提供通信。

输入/输出单元312允许通过可被连接到数据处理系统300的其他 装置的数据的输入和输出。例如但不限于，输入/输出单元312可提供 这样一种连接，其用于使用者通过键盘和鼠标输入。此外，输入/输出 单元312可向打印器发送输出。显示器314提供向使用者显示信息的 机构。

用于操作系统和应用程序或程序的指令位于永久性存储器308中。 这些指令可被载入存储器306，用于由处理器单元304执行。可由处理 器单元304使用计算机执行指令而执行不同实施例的过程，该指令可 位于存储器中，例如存储器306中。这些指令称为程序代码、计算机 可用程序代码、或计算机可读程序代码，其可由处理器单元304中的 处理器读取并执行。不同实施例中的程序代码可被植入不同的物理或 有形的计算机可读存储媒体中，例如存储器306或永久性存储器308。

程序代码316以函数形式位于可选择性移动的计算机可读媒体318 上，并且可载入或转移至数据处理系统300，用于由处理器单元304执 行。在这些示例中，程序代码316和计算机可读媒体318形成计算机 程序产品320。在一个示例中，计算机可读媒体318可以是有形形式， 诸如插入或置于驱动器或其他装置中的光片或磁盘，启示永久性存储 器308的一部分，用于传送至存储装置，例如是永久性存储器308的 一部分的硬盘驱动器。以有形形式，计算机可读存储媒体318可采取 永久存储的形式，例如连接输出处理系统300的硬盘驱动器、闪盘或 闪存。计算机可读存储媒体318的有形形式也被称为计算机可记录存 储媒体。在一些情况下，计算机可读存储媒体318不可移动。

可替换地，可通过至通信单元310的通信链接和/或至输入/输出单 元312的连接而将程序代码316从计算机可读媒体318转移至数据处 理系统300。在例示性示例中，通信链接和/或连接可以是物理或无线 连接。计算机可读媒体也可采用无形媒体的形式，诸如包括程序代码 的通信链接或无线传输。

在一些说明实施例中，可从另一装置或数据处理系统通过网络将 程序代码316下载至永久性存储器308，用于在数据处理系统300内使 用。例如，可从服务器通过网络将服务器数据处理系统中计算机可读 存储媒体中存储的程序代码下载至数据处理系统300。提供程序代码 316的数据处理系统可以是服务器计算机、客户计算机、或一些其他能 够存储并且传送程序代码316的装置。

为输出处理系统300图示说明的不同组件无意提供对可实施不同 实施例的方式的结构限制。可在包括除了为数据处理系统300图示说 明的那些组件或其替代组件的数据处理系统中实施不同的说明实施 例。图4所示的其他组件可与示出的例示性示例不同。

作为一个示例，数据处理系统300中的存储装置为可存储数据的 任何硬件设备。存储器306、永久性存储器308以及计算机可读存储媒 体318为有形形式的存储装置的示例。

在另一示例中，可使用总线系统实施通信结构302，并且其可包括 一个或更多总线，例如系统总线或输入/输出总线。当然，可使用任何 适当形式的结构执行该总线系统，该结构提供不同组件或被连接至总 线系统的装置之间的数据转移。另外，通信单元可包括一个或更多用 于传送和接收数据的装置，例如调制解调器或网络适配器。此外，存 储器可以是例如但不限于存储器306或高速缓冲存储器，例如在界面 中建立/找到（found）的存储器，或者通信结构302中的存储器控制器 集线器（memory controller hub）。

系统概括

DAI通过数据库或其他存储机构产生、分组、服务和管理松散耦 合对象的相关组，该数据库或其他存储机构描述存储在各种分析数据 对象中的零件特征水平分析。这些对象包括这样的信息（数据），其 关于正被分析的特征（例如，所有者、日期、归因零件（ascribed part）、 要求）、分析类型、所需的输入和输出数据、到分析引擎的链接、用 于数据的可能最新（live）链接源、分析结果、以及描述和评注图像。 也存在帮助执行、询问和管理这些对象结构的其他对象和服务。

零件特征对象

每个特征对象都具有随机唯一标识符。能够如下识别图5中的主 体面板350的特征对象，其为强调特定特征的等级顺序的连接线 （string）。

P.主体.S401.框架.框架1A

P.主体.S401.框架.框架2A

P.主体.S401.框架.框架3A

P.主体.S401.框架.框架4A

P.主体.S401.框架.框架1B

P.主体.S401.框架.框架2B

P.主体.S401.框架.框架3B

P.主体.S401.框架.框架4B

P.主体.S401.隔间（Bay）.隔间1A

P.主体.S401.隔间.隔间2A

P.主体.S401.隔间.隔间3A

P.主体.S401.隔间.隔间1B

P.主体.S401.隔间.隔间2B

P.主体.S401.隔间.隔间3B

标识符能够由用户产生或程序定义，并且必须唯一。然而，最重 要的是，来自设计、分析和辅助域的合作工程师必须同意这样的命名 法，其适合于正开发的结构，并且对于程序的生命周期都必须执行该 命名法。

关联特征对象的是这样的属性，其包括从设计到分析域的属性。 例如，几何模型可提供宽度、高度和厚度。通过分析或精细元件模型， 以下属性可以是可用的：元件类型、元件数目、节点数目、最大应力 以及最大张力。外部数据源也可增加材料属性、临界载荷和边界条件。

分析数据对象（ADO）

ADO为小容器（或软件对象），其包括与特征对象有关的分析。 例如，基于标识符“P.主体.S401.框架.框架4B”的ADO可以被延伸， 以包括关于挠度分析、屈服分析和拉脱分析中一个或更多的信息。为 其他框架部件、隔间部件和任何其他零件产生进一步数据对象以及其 延伸，为其产生诸如分析数据的信息。

例如，能够以新外形/几何形状、负荷和材料数据升级ADO，或者 其能够再运行，以开发安全/安全设备（safety）的新大小和边界/极限 （margin），产生随着与该零件相关的另外信息而扩张的数据对象。 ADO也保持其输入和其管理源以及应用的分析方法的特性的关系，因 而当/如果随后确定数据或方法具有误差，促进影响分析。

通常，ADO具有属性，并且那些属性可包括以下一条或更多，即 分析关于什么、为什么做分析、谁做的分析、使用了哪种应用程序（包 括版本）、分析版本、分析的敏感性（出口管理条例（EAR）、国际 武器贸易条例（ITAR））、分析状态（公共/私人、生命周期情况）、 输入数据名称、对其管理源的数值和指示器、以及执行的分析方法的 说明（specification），包括控制参数。考虑用于ADO的其他和另外的 属性，并且以上应被视为可被包括在ADO内的信息的示例。

ADO能够调用（invoke）使用/服务和保持/持续用于调用的方法的 一个或更多版本信息、输入名称和数值、输出名称和数值、以及分析 说明。ADO还包括用于所含数据（包括背景属性和分析信息）的普通 图示方法，例如列表图、树状图、X-Y图以及轮廓图。ADO还包括数 据映射和操作方法，诸如接收数据和转变参数名称，以执行存储在ADO 之前的数据输入操作、分析方法的普通链接、调用分析服务、以及产 生现有应用程序的输入文件。

存在的ADO因此允许工程师，例如关注手头的总体分析，而非数 据管理。具体地，工程师不需要将其自身关注于ADO的琐事，其仅将 ADO视为在其中工作的优选环境。

分析背景聚合器

随着ADO通过用户和工作组增殖，就需要管理这些对象，以便防 止开发工作/开发努力的重复（duplication），并且以促进搜索。分析背 景聚合器（ACA）为小容器，其被分派该项责任。ACA负责监控和跟 踪与零件分析相关的ADO。为了实现该监控和跟踪，ACA集合其具有 责任的ADO集合中的ADO属性的升级，并且缓存ADO属性图。例 如，ACA具有以下图：ADO名称、ADO状态、ADO属性、背景树列 出的ADO、输入名称列表、输入值、输出名称列表、输出值，以及可 实施的其他图。

ACA促进ADO的交互操作，从具体ADO获得另一个ADO所询 问的结果或反应。ACA也提供对其ADO组要求的服务的引导。ACA 提供这样的能力，其比较ADO的属性值，再运行/重新运行一组ADO 作为与个体的对比，并且集合ADO，以产生确认报告。实现该灵活性、 延伸性和交互操作性要求工程师保持分析（并且因此，保持其ADO） 离散，针对单一目标，并且小，虽然不要求优选小尺寸。

数据和分析服务

由ACA管理和ADO访问的服务有多个并且没有上限。值得注意 的示例包括有限元分析数据管理系统（FEADMS）、APARD（分析参 数数据库），其提供输入数据的固定响应。需要将执行规范分析的其 他服务，例如屈服分析、或其他剪切梁分析、LEOTHA以及LESTAB。

图6是DAI系统的功能说明400。功能上，DAI系统从各种工程 应用程序、分析应用程序以及数据源获得输入，并且继而产生文件或 一系列文件，其代表结构认证所需的实体化分析。设计模型402通常 为三维（3D）几何模型，如由3D计算机辅助设计（CAD）应用程序， 诸如达索系统CATIA或西门子NX，产生的模型。能够将这些应用程 序集成到DAI系统中的程度取决于API的成熟度。通过CATIA，经组 件对象模型（COM）界面对其促进，这允许以Visual Basic、Python、 JAVA等等开发软件程序，访问，以便连接和提取404模型数据（设计属 性）。

以类似的方式，分析模型406通常为使用计算机辅助工程（CAE） 工具开发的有限元模型（FEM）。通过软件程序（例如，Visual Basic、 Python、JAVA等等）可获得从应用程序提取的数据（例如，分析属性 408）。提取程序（设计属性数据提取404和提取的分析属性408）的 一种贡献在于相对于其所含特征对象的数据组织。

对象数据库418为对象导向数据库管理系统，使用其存储作为对 象的所有提取模型特征。在替换实施例中，可使用用以存储的关系数 据库，或者可通过XML存储模型特征。每种特征对象是唯一定义/限 定的，并且其具有相应于关键值参数的属性，该参数由设计属性数据 提取404和提取分析属性408以及在这些性质上暴露和运行的方法产 生。在具体分析中，除了设计和分析数据，还可要求用户输入410。在 执行424分析之前，利用确认416，以确定分析所需的所有数据（设计 数据、分析数据和/或用户输入）是否可用。在图6所示的示例中，如 果否，则可进一步利用用户输入410，以验证分析所需的完整数据组可 用。用户输入410允许用户为了相对于分析产生、准备和管理数据的 目的而访问系统。典型的输入将包括相对于要求的输入模型的数据， 例如文件位置、用户信息、用户姓名、角色，以及关于正执行的分析 的信息，程序、和产品，以提供一些示例。

零件特征API420通过SQL、SOAP、XML和RESTful Web服务而 暴露对象数据库的特征对象。通常，这些要求或询问基于特征对象标识 符。通过执行分析而执行分析424，例如，一个或更多新产生的分析，或 者通过新的、修改的或未修改输入和数据再运行分析，并且存储在数据 库418中。通过相对于零件分析聚合所有的ADO而准备分析结果426。 分析结果文件430以人可读但机器可证实的形式展示分析结果，并且起 证明文件或确认报告的作用。

外部数据服务432是规范数据源、网络服务和/或标准，其提供分 析所需的另外输入数据。两个值得注意的示例是工程材料数据系统 （EMDS）和有限元分析数据管理系统（FEADMS）。

图7是图示说明ADO实体说明的表500。在图7所示的实施例中， 每个ADO都包括唯一的ACA，其本质上作为监控ADO存在的管理器 运行，涉及特殊零件特征对象的特征属性，涉及感知第一顺序（PFO） 属性列表的数据属性，以及另外的输入和输出属性，保持初始数据源 和PFO中数值之间链接的映射属性，访问特征，表面何时产生ADO 的产生日期、ADO的说明、或ADO执行的分析，表面ADO被最后修 改的时间的修改日期、ADO名称，所有者（创造ADO的用户），以 及描述ADO的其他属性。

图8是图示说明ADO实体说明的是表550。在图8所示的实施例 中，每个ACA都包括ACA所管理的ADO列表、访问参数，表面ADO 产生时间的产生日期，或ADO所执行的分析，修改日期（ADO被最 后修改的时间），ADO的名称，所有者（创造ADO的用户），以及 其他属性，包括但不限于组、关键词、污垢（dirty）、产品、状态、 版本和图像。

图9是图示说明特征对象实体说明的表600。在图9所示的实施例 中，每个特征都包括特征名称，其是被赋予特征的用户定义名称，特 征路径，其是识别该特征的名称空间，以及零件名称，其是与该特征 关联的零件的名称。

图10是图示说明数据对象实体说明的表650。在图10所示的实施 例中，每个数据对象都包括ADO，其是数据对象所属于的分析数据对 象，布尔变量（Boolean variable），数据对象所属于的特征对象，数据 对象涉及的参数的名称/标识符的名称，数据对象的意向的目的，参数/ 性质数据类型，测量值的参数/性质单元，以及测量或参数/性质的量。

图11是图示说明源类别图说明的表700。在图11所示的实施例中， 每个源类别都包括源，其涉及数据对象所属的服务，源产生日期，源 数据库，源位置，源替换值以及源类型。

图12是图示说明分析类别图的表750。在图12所示的实施例中， 每个分析类别都包括分析类型和分析模板。

图13是图示说明分析模板类别图的表800。在图13所示的实施例 中，每个分析模板类别都包括信息状态，新属性，注释，集中软件（CSW） 图像，CSW模板，工程师，分类状态，输入变量，ITAR控制，制造 类型，名称，输出变量，结构组件，模板状态，以及模板文件。图14 为DAI系统的类别图850，其中包括前述段落的说明。

实例过程

以下示例说明DAI系统内的数据对象的特征水平尺寸化/定尺寸， 并且还说明关于利用用户界面的图7-14所述的表的内容。问题说明如 下：对于图5中的主体面板350的六个隔间（bay）每个都执行面板尺 寸化。将执行的分析是在主体面板350中每个隔间的屈服检查 （Buckling Check）。对于该示例，在DAI对象内捕捉下面数据和元数 据，用于数据保存/持续（persistence）、再用、询问和报告。

如上所述和在此所用，定义的分析背景聚合器对象是具有以下属 性的数据对象，其包括并且例如为，零件图像，名称，程序（program）， 计划（project），状态，版本，所有者，产生的日期，修改日期，关键 词，和/或说明。这些属性为代表其中发生物理分析的背景的独特特征 的实施例。图15是用于DAI系统的示例用户界面900，其中，用户定 义关于分析背景的属性。图15的示例是关于787飞机的主体段S401。 如图所示，主体段S401包括隔间（Bay）1A、2A、3A、1B、2B和3B， 每个都使用分析数据对象定义。

定义的分析数据对象为这样的数据对象，其具有相对于零件特征 的属性，例如零件图像，名称，程序，计划，状态，版本，所有者， 产生的日期，修改日期，关键词，和/或说明。这些为代表物理分析的 独特/唯一特征的实施例。分析数据对象接收数据输入，并且在转换过 程后产生用户指定数据输出。图16是用于DAI系统的示例用户界面 950，其中用户定义关于分析数据对象的属性，例如，用户界面950中 所示的隔间1B。

图17是用于DAI系统的示例用户界面1000，其中用户确定关于 将由分析数据对象执行的分析的属性。用户界面1000具有这样的属性， 其针对以下一个或更多，即分析类型（例如，屈服检查），耦合分析 服务（例如，屈服分析软件）和分析服务所确定的任选预定模板。在 图17的实施例中，是关于隔间1B的屈服检查分析。

图18是用于DAI系统的示例用户界面1050，其中用户确定，或 者从外部数据服务输入关于分析数据对象要求的数据输入的属性。关 于图18的屈服检查分析，用户界面1050具有针对以下一个或更多的 属性，即所需的几何形状数据（例如，高度—H，宽度—W，厚度—T）， 所需的材料数据（例如，密度），所需的物理数据，以及所需的负荷 数据，或者用户考虑的其他数据，例如用于隔间1B的数据。数据源也 示出已被选择，例如源被表示为“外部几何形状数据库”。

图19是用于DAI系统的示例用户界面1100，其中用户确定关于 关联分析数据对象的数据输出的属性。图19的示例针对隔间1B。具 体地，用户界面1100具有关于来自特征分析的期望结果数据的属性， 并且可包括安全（safety）边界/极限（margin），以及用户感兴趣的值 （例如，H、W、T的最优化值），或者用户预期的其他值。

定义的分析记录对象/分析注解对象（analysis notes object）继承分 析数据对象的属性，例如零件图像，名称，程序，计划，状态，版本， 所有者，产生的日期，修改日期，关键词，和/或说明。这些为代表物 理分析的独特特征的实施例，但是记录对象添加另外的属性，以阐明 和验证分析中执行的动作。分析记录对象接收自由形式的注解以及绘 图图像，其用于限定由分析数据对象定义的分析。图20是用于DAI 系统的示例用户界面1150，其中用户输入自由形式的文本和图像，并 且具有选项，以包括标准预定分析注解。在图示说明实施例中，用户 界面允许用户输入关于隔间1B的记录。

搜索用途确定对象数据库中的分析对象，其具有匹配搜索输入域 中特定文本的属性。图21是用于搜索用途的示例用户界面1200，其执 行对分析对象的所有属性的全文本搜索，如用户指定的那些属性，包 括：名称，程序，计划，状态，版本，所有者，产生的日期，修改日 期，关键词，说明以及对象类型。图22是用于搜索用途的示例用户界 面1250，其示出如何过滤或限制搜索的结果。全文本搜索的结果为能 够被以多种方式起作用的分析对象。图23是示例用户界面1300，其示 出使用搜索用途建立的对象行为。能够将分析背景聚合器作为新实体 输入背景树，以作为并发对话（concurrent session）管理，并且分析数 据对象能够被以子对象输入至现有分析背景聚合器。

运行顺序

用户使用图24的用户界面1400中所示的实施例建立新分析。新 分析建立必须经授权的空分析背景聚合器。打开现有分析允许用户询 问对象数据库所需的分析。图24中所示的快速链接允许用户打开当前 访问的文件。

用户使用以上关于图15所述的用户界面900的实施例建立和授权 新分析。输入零件图像，并且授权所有的必需背景属性。用户使用以 上关于图16所述的用户界面950的实施例建立和授权特征分析。产生 特征数据对象，并且授权必需的特征属性。对于图17的用户界面1000 中所示的特定特征分析，与伴随工具，以及所需的工具模板一起选择 将应用的适当分析技术。通过图18的用户界面1050指定工具所需的 期望数据输入，并且通过图19的用户界面1100，也指示期望来自工具 的数据输出。将该步骤重复将共享相同特征分析的特征数目。组织技 术将把共享相同分析的所有特征数据对象放置在组文件夹中。对于每 个数据对象单独执行特征分析，或者如果适用，对每个特征数据对象 组选择性执行。

用户使用图20的用户界面1150的实施例，通过阐明和验证文本 注解和注释，建立和授权分析和特征分析，或分析记录。能够将分析 记录单独应用至每个特征对象，选择性地应用至数据对象组，或者在 分析背景聚合器的背景水平应用。用户界面1150中所示的实施例指示， 当公开时，如何使用记录的次序（如果存在超过一个），以及指定记 录的定向/取向，例如，如果在样板文件分析之前或之后发生时，应用 注释。

用户可分别通过图25和图26的用户界面实施例1500和1550，公 开完成的分析和与分析相关的记录。在一个实施例中，将完整的分析 以XML文件公开至外部产品/分析数据管理系统（PDM/ADM）。图 27中所示的XML文件1600存档所有的分析对象属性和行为。

用户能够公开确认报告1650，其示例在图28中示出。确认报告 1650是公开至PDM/ADM的XML文件的重新解释或派生物。确认报 告1650用作分析的实体化文件。关联的XML档案文件用作分析数据 对象和产生该报告的分析记录对象的长期知识库。该存储允许在此所 述的修改和再运行分析。

在此描述的分析性能涉及在系统中保存数据。当前，了解一些事 实（或者执行一些分析检查）的典型用途情况在于，使工程师花费一 些收集信息（通常来自于其他分析）的时间，产生用于单片电路应用 程序的输入文件，通过应用程序运行输入数据，以产生结果，并且然 后观察结果，以获得所需的理解，或者了解分析检查的结果。

能够将此输入和输出文件放在知识库中，但是即使已完成该步骤， 也常常缺乏允许将数据值随着时间尺度而保持的背景，其为支撑飞机 的分析所需，或者在延伸寿命中使用的其他系统所需。缺乏适当的元 数据也能够影响寻找数据的能力。为了产生输入文件和理解输出文件， 存在相当大的时间需求。

在此描述的ADO实施例针对这些缺点，因为ADO包括输入和输 出，以及大量（a rich set）背景元数据，以保持飞行支撑所需的几十年 都有价值的数据。存储数据和分析数据对象的方法也定义这样的能力， 以提供输出数据，其直接产生至另一ADO（其用作输入），所以不再 需要重新形式化数据。

另一方面，将零件建模（例如，三维表示）为分析通常引起从模 型中提取几何形状参数，用于在ADO中所执行的分析。基于几何形状 参数执行大多数应力分析，而非如在结构有限元分析中完成的一样直 接在零件几何形状上做分析。这些参数通常为分析所检测的一项，所 以初始值为一系列分析检查的输入，其确定参数（注入，零件的特殊 特征的厚度）是否工作/有效。如果结构直接受参数影响而检查失败， 那么分析师就推荐更改参数值，以允许适当地申报（declare）该零件。 同样地，参数能够为输入和输出两者。使用分析，以检查组成零件的 特征集合在其服务/使用寿命期间将经历的所有条件下适当执行。

在此描述的实施例一方面导致一个或更多计算机可读存储媒体， 其具有其上植入的计算机可执行指令，其中，当由至少一个处理器执 行时，计算机可读指令引起该至少一个处理器定义关于零件的分析和 分析数据对象，至少部分来自于关于涉及的多个不同应用程序的零件 的分析数据，零件的制作和测试，确认分析所需的所有数据，如分析 数据对象中所定义的数据能够从至少一个数据源获得，一旦接收分析 所需的所有数据，就调用零件分析，该分析导致增殖/增加（populate） 分析数据对象，并且存储分析数据对象，以便其中的分析以这样的形 式产生，其与产生分析中所使用的数据的任何应用程序无关。

在某些实施例中，为了定义关于零件的分析数据对象，计算机可 执行指令引起至少一个处理器，基于关于分析数据对象的用户识别属 性，定义关于零件的至少一个特征的多个参数，该参数是与产生该参 数的应用程序无关的形式。在其他实施例中，计算机可执行指令引起 至少一个处理器接收用户输入，该用户输入与相对于包括针对一个或 更多分析类型、分析服务和预定模板的属性的分析产生、准备和管理 数据的至少一个有关其。仍在其他实施例中，为了确认分析所需的所 有数据可用，引起该至少一个处理器接收数据输入，该数据输入与下 列至少一个有关，即零件的工程模型数据，零件的分析模型数据，以 及与由一个或更多用户和外部数据服务识别的数据输入有关的属性。

在又一实施例中，为了调用零件分析，计算机可执行指令引起至 少一个处理器通过组件对象模型界面/接口（interface）访问和提取工程 模型数据。此外，在实施例中，计算机可执行指令引起该至少一个处 理器利用应用程序编程接口请求，以暴露来自分析数据对象的特征， 该请求基于用于该特征的对象标识符。

在此描述的实施例还引起用于设计和分析集成的系统，其包括处 理装置；存储器，其被可通信地耦合至该处理装置；用户界面，其被 可通信地耦合至该处理装置；以及至少一个通信接口，其被可通信地 耦合至该处理装置。可对处理装置编程，以定义与分析数据对象（ADO） 关联的分析，建立限定的分析所指示的数据输入和数据输出，通过至 少一个通信接口和用户界面，从一个或更多源获得用户输入和数据输 入至少一个，在确认所有的数据输入都可用后，调用关联ADO的限定 分析，并且通过来自分析和分析定义的经确认数据输入、数据输出， 以应用程序独立形式增加ADO。

为了建立数据输入和输出，处理装置可被编程以接收数据输入， 该数据输入与工程模型数据和与零件关联的分析模型数据的至少一个 相关。另外，系统可被编程为将与零件相关的所有定义数据对象聚合 至定义在存储器中的分析背景聚合器。在另一实施例中，系统可被编 程为通过建立的数据输入、数据输出和分析规范/说明（specification） 而产生ADO原型，基于ADO原型产生ADO实例，并且将ADO存储 在存储器中。

也通过所述实施例提供这样的方法，其将设计和分析特征以及背 景元数据集成为持久数据。该方法包括定义与分析数据对象（ADO） 关联的分析，建立定义的分析所指示的数据输入和数据输出，基于建 立的数据输入，从一个或更多源获得用户输入和数据输入的至少一个， 确认已获得的所有建立的数据输入，并且通过确认的数据输入，分析 产生的数据输出以及数据定义而增加ADO。

在另一实施例中，本方法可包括，通过建立的数据输入、数据输 出以及分析规范产生ADO原型，基于ADO原型产生ADO实例，并 且存储增加的ADO。确定数据输入在哪里和如何存在的至少一个可包 括，定义数据输入在哪里和如何寻找的至少一个。增殖ADO可包括在 处理装置，通过一个或更多通信接口接收从至少一个计算机辅助设计 应用程序提取的工程模型数据，该工程模型数据与零件的一个或更多 属性相关，以及在处理装置，通过一个或更多通信接口接收从至少一 个计算机辅助工程工具提取的分析模型数据，分析模型数据与零件的 一个或更多属性相关。

可替换地，增殖分析数据对象包括以这样的形式存储数据输入， 该形式与产生提取信息的计算机辅助设计应用程序或计算机辅助工程 工具无关。在其他实施例中，定义分析和建立数据输入和数据输出包 括，识别与期望来自分析数据对象的数据输出相关的属性，以及变换 从数据输入产生的数据对象，以产生数据输出。

在某些实施例中，从一个或更多管理数据源获得用户输入和数据 输入包括使用分析背景聚合器，以从管理数据源获得数据输入。可替 换实施例可包括，基于分析数据对象的询问，将相对于零件分析的多 个分析数据对象聚合至分析背景聚合器，并且打包询问的结果，用于 在用户界面中观察。

在方法的某些实施例中，产生ADO实例包括以下至少一个，即选 择相对于零件特征的属性，该属性代表零件分析的独特/唯一特征，以 及识别与由分析数据对象执行的分析相关的属性。本方法还可包括， 将至少一个记录对象添加至与在分析中执行的动作相关的分析数据对 象。

所写说明使用示例以公开各种实施例，其包括最佳模式，以使任 何本领域技术人员都能够实践那些实施例，包括制作和使用任何装置 或系统，并且执行任何所含方法。专利权范围由权利要求限定，并且 可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果该其他示例具有不与权 利要求的文字语言不同的结构元件，或者如果其包括具有和权利要求 的文字语言无本质差别的等效结构元件时，该其他示例就被包括在权 利要求的保护范围之内。