轨道交通车辆产品平台设计方法及系统、设备及存储介质

摘要

本发明提供一种轨道交通车辆产品平台设计方法及系统、设备及存储介质，包括：建立产品元结构树，生成至少一个车种的实例结构树；模块元模型构建：生成至少一个车种的模块元模型；产品平台信息字典构建；产品平台元模型构建：形成产品平台规划模板；产品平台构建：基于所述实例结构树、模块实例以及产品平台规划模板，构建产品平台；需求模块映射规则构建：将采集到的客户需求映射到产品族主结构的模块属性参数；模块层级映射规则构建：构建模块层级映射规则；模块配置规则构建：基于所述模块层级映射规则，配置产品模块。通过本发明可以快速、准确的使用已有模块化零部件，同时可基于相关变化快速对数据进行增、删、改、查等操作。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种轨道交通车辆产品平台设计方法及系统、设备及存储介质。

背景技术

轨道交通车辆近年来取得了一系列技术成果，高铁也成为一张亮丽的外交名片，但目前各大主机厂依然面临以下问题：其一是主机厂对不同区域经济、宗教文化、政策法规、地理气候环境等多样化需求适应不足；其二是轨道交通装备产品之间的零部件重用率较低，存在很多没必要、无价值的差异性。为有效解决城市轨道交通车辆研发面临的市场适应性差、零部件重用率低等问题，成功开展产品平台策略，企业除了理论方法研究外，还需要构建基于产品平台的快速设计系统支持工程师的产品研发。

至于如何有效的管理企业产品模块，使得随着人员变动、产品变革等外部环境的变化依然可以快速、准确的使用已有模块化零部件，同时可基于相关变化快速对数据进行增、删、改、查等操作，这是目前各企业都难以解决的问题。

发明内容

本发明提供一种能够提高企业的研发效率与质量，自动化程度高的轨道交通车辆产品平台设计方法及系统、设备及存储介质。

本发明提供一种轨道交通车辆产品平台设计方法，包括：

建立产品元结构树：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的结构树全集，生成至少一个车种的实例结构树；

模块元模型构建：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的模块信息的全集模板，生成至少一个车种的模块元模型；

产品平台信息字典构建：构建统一、规范、可扩展的产品平台术语集合作为产品平台信息字典；

产品平台元模型构建：基于所述产品平台信息字典，构建至少一个车种整机级与系统级的产品平台信息元模型，形成产品平台规划模板；

产品平台构建：基于所述实例结构树、模块实例以及产品平台规划模板，构建产品平台；

需求模块映射规则构建：将采集到的客户需求映射到产品族主结构的模块属性参数，作为设计过程中模块配置的输入参数；

模块层级映射规则构建：基于产品平台的构建规则，构建模块层级映射规则；

模块配置规则构建：基于所述模块层级映射规则，构建产品平台中不同的模块之间的约束关系，配置产品模块。

优选的是，所述的轨道交通车辆产品平台设计方法，其中，所述建立产品元结构树之前包括：

建立结构树字典：对轨道交通车辆的结构名称进行规范化管理。

优选的是，所述的轨道交通车辆产品平台设计方法，其中，所述建立产品元结构树与模块元模型构建之间还包括：

构建产品模板结构树：基于至少一个车种的产品元结构树，构建至少一个车种的模板结构树，支持至少一个车种的实例结构树创建；

模块信息字典构建：对轨道交通车辆的技术参数名称进行规范化管理。

优选的是，所述的轨道交通车辆产品平台设计方法，其中，所述构建产品模板结构树与模块信息字典构建之间包括：

构建需求字典：对轨道交通车辆的用户需求名称进行规范化管理；

需求元模型构建:构建对轨道交通车辆的用户需求进行规范化管理，根据不同的车种建立相应的需求模板，作为需求实例的模板提供给用户使用，实现需求实例的快速赋值；

优选的是，所述的轨道交通车辆产品平台设计方法，其中，所述模块元模型构建与产品平台信息字典构建之间包括：

产品模块实例构建：基于所述模块元模型，构建产品模块实例。

优选的是，所述的轨道交通车辆产品平台设计方法，其中，所述产品平台元模型构建与产品平台构建之间包括：

产品平台规划：基于所述产品平台信息元模型，对产品平台的基本特征与市场细分属性进行赋值，得到至少一个产品平台。

优选的是，所述的轨道交通车辆产品平台设计方法，其中，

所述产品平台构建与需求模块映射规则构建之间包括：

产品族定位规则构建：确定至少一个订单项目产品在已构建的产品族中的定位。

本发明提供了一种轨道交通车辆产品平台设计系统，包括：

产品元结构树建立模块，用于基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的结构树全集，生成至少一个车种的实例结构树；

模块元模型构建模块，用于基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的模块信息的全集模板，生成至少一个车种的模块元模型；

产品平台信息字典构建模块，用于构建统一、规范、可扩展的产品平台术语集合作为产品平台信息字典；

产品平台元模型构建模块，用于基于所述产品平台信息字典，构建至少一个车种整机级与系统级的产品平台信息元模型，形成产品平台规划模板；

产品平台构建模块，用于基于所述实例结构树、模块实例以及产品平台规划模板，构建产品平台；

需求模块映射规则构建模块，用于将采集到的客户需求映射到产品族主结构的模块属性参数，作为设计过程中模块配置的输入参数；

模块层级映射规则构建模块，用于基于产品平台的构建规则，构建模块层级映射规则；

模块配置规则构建模块，用于基于所述模块层级映射规则，构建产品平台中不同的模块之间的约束关系，配置产品模块。

本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的轨道交通车辆产品平台设计方法的步骤。

本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的轨道交通车辆产品平台设计方法的步骤。

本发明通过建立产品元结构树、模块信息字典构建、产品平台信息字典构建、产品平台元模型构建、产品平台构建、模块层级映射规则构建、模块配置规则构建等步骤，实现了一种系统化的轨道交通车辆产品平台设计方法及系统，支持轨道交通车辆产品平台快速设计以及各大主机厂的产品平台信息化建设，从而提高企业的研发效率与质量，自动化程度高，适用范围广；通过本方法可以有效的管理企业产品模块，使得随着人员变动、产品变革等外部环境的变化依然可以快速、准确的使用已有模块化零部件，同时可基于相关变化快速对数据进行增、删、改、查等操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的轨道交通车辆产品平台设计方法的示意图；

图2为本发明提供的轨道交通车辆产品平台设计系统的示意图；

图3为本发明提供的电子设备的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的轨道交通车辆产品平台设计方法的示意图，如图1所示，该方法包括：

S1:建立产品元结构树：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的结构树全集，生成至少一个车种的实例结构树。

由于各车种(动车组、城轨、机车、客车、货车)的产品结构树具有差异性，因此产品元结构树需要分车种进行构建。

例如，地铁产品元结构树包含车体、转向架、车端连接系统等，车体包含车顶、车架等，转向架包括构架组成，构架组成包含侧架组成等。

S2:模块元模型构建：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的模块信息的全集模板，生成至少一个车种的模块元模型；

模块元模型包含车体元模型、转向架元模型、车端连接系统元模型等，其中，车体元模型包含特征信息，属性信息，接口信息，装配定位信息，结构信息，文档信息。

S3:产品平台信息字典构建：构建统一、规范、可扩展的产品平台术语集合作为产品平台信息字典；产品平台术语集合包括基本特征信息字典、市场细分属性字典等。

基本特征信息包含名称、型号、客户群、制造商等信息；市场细分属性包括速度等级、牵引动力方式、车体型式、车体材料等。

S4:产品平台元模型构建：基于所述产品平台信息字典，构建至少一个车种整机级与系统级的产品平台信息元模型，形成产品平台规划模板；

针对同一轨道交通车辆(动车组、地铁、机车、客车车辆、货车车辆等)，其整机级或系统级产品平台的基本特征与市场细分属性项往往相同，区别仅是项的取值不同。为提高产品平台规划的效率与一致性，采用元模型思想，基于产品平台信息字典构建各车种整机级与系统级的产品平台信息元模型，形成产品平台规划模板，如此既能够减少选择项点的重复操作，又能保证项点的统一。

产品平台元模型包含地铁整机级产品平台信息元模型、车体系统级产品平台信息元模型，转向级产品平台信息元模型等。每个产品平台信息元模型均分别包含特征信息和市场细分属性。

S5:产品平台构建：基于所述实例结构树、模块实例以及产品平台规划模板，构建产品平台；

产品平台包括整机级产品平台与系统级产品平台。整机级产品平台由系统级产品平台组成，因此在构建整机级产品平台时可以选择是否重用已构建的系统级产品平台结果。

具体的，整机级产品平台包含车体、转向架等，车体包含地铁铝合金车体平台、地铁不锈钢车体平台；转向架包含横梁、电机等；车体系统级产品平台包括地铁铝合金车体平台等，地铁铝合金车体平台包含车顶、牵引梁等。

S6:需求模块映射规则构建：将采集到的客户需求映射到产品族主结构的模块属性参数，作为设计过程中模块配置的输入参数；

具体的，需求模块映射规则构建包含选择映射类型，映射类型包括直接映射、函数映射、知识映射；选择输入需求项，选择输出属性参数，输出属性参数包括模块属性参数、整机属性参数，选择使用车种，使用车组包括动车组、城轨、机车、客车、火车等。

S7:模块层级映射规则构建：基于产品平台的构建规则，构建模块层级映射规则；

模块层级映射规则是指产品结构树中相邻的上级模块与下级模块的属性之间的映射规则，支持基于产品平台的定制设计中上级模块技术参数向下级模块技术参数的快速分解、映射。

模块层级映射规则包括地铁层级映射规则、动车组级映射规则等，地铁层级映射规则包括创建规则条目、选择映射类型(包含知识映射、函数映射)、选择输入模块及参数、选择输出模块及参数、创建规则具体内容、选择使用的平台等。

S8:模块配置规则构建：基于所述模块层级映射规则，构建产品平台中不同的模块之间的约束关系，配置产品模块。

模块配置规则描述了不同模块之间的约束关系，是保证产品模块配置方案合理的依据。

模块配置规则包括地铁模块配置规则、动车组模块配置规则等，地铁模块配置规则包括创建规则条目、选择约束关系形式、选择模块及参数、创建规则具体内容、选择约束类型、选择使用的平台等。约束类型包括结构约束、性能约束等。

所述建立产品元结构树之前包括：

建立结构树字典：对轨道交通车辆的结构名称进行规范化管理。

轨道交通车辆的结构名称包含车体、转向架、车端链接系统、集电系统、牵引系统、辅助供电系统、侧梁组成、横梁组成等。

所述建立产品元结构树与模块元模型构建之间还包括：

构建产品模板结构树：基于至少一个车种的产品元结构树，构建至少一个车种的模板结构树，支持至少一个车种的实例结构树创建；

产品模板结构树是基于各车种的产品元结构树，进一步构建各车种的模板结构树，从而方便各车种各车型(TC、M、MP等)的实例结构树创建。

模块信息字典构建：对轨道交通车辆的技术参数名称进行规范化管理。模块信息字典的分类有“特征信息字典”、“属性信息字典”、“接口信息字典”、“装配定位信息字典”、“结构信息字典”、“文档信息字典”等。其中，特征信息字典包含名称、型号等，属性信息字典包含架构型式、轴颈中心距等，接口信息字典包含车轴-车轮接口等，装配定位信息字典包含轨面、车轴中心线等，结构信息字典包含架构组成型号、架构组成数量等，文档信息字典包含技术规格书、装配体三维模型等。

所述构建产品模板结构树与模块信息字典构建之间包括：

构建需求字典：对轨道交通车辆的用户需求名称进行规范化管理；具体包含属性信息、文档信息，其中属性信息包含环境最低温度、环境最高温度等环境需求，以及规距、最大坡度等线路需求，编组形式、动力形式等，文档信息包含招标技术条件、用户需求说明书等。

需求元模型构建:构建对轨道交通车辆的用户需求进行规范化管理，根据不同的车种建立相应的需求模板，作为需求实例的模板提供给用户使用，实现需求实例的快速赋值；具体包含地铁产品列车级需求信息元模型、车体系统级需求信息元模型、转向架系统级需求信息元模型，每个需求信息元模型均包含属性信息和文档信息。

所述模块元模型构建与产品平台信息字典构建之间包括：

产品模块实例构建：基于所述模块元模型，构建产品模块实例。包括两种类型，一种是“基型模块”类实例，另一种是“实例模块”类实例。具体包含地铁产品模块实例、动车组产品模块实例等。其中地铁产品模块实例包含多个车体实例模块，多个车顶实例模块，多个转向架实例模块等。

所述产品平台元模型构建与产品平台构建之间包括：

产品平台规划：基于所述产品平台信息元模型，对产品平台的基本特征与市场细分属性进行赋值，得到至少一个产品平台。

至少一个产品平台包括多个类型的地铁产品整机级产品平台，以及多种不同材质的车体系统级产品平台等等。

所述产品平台构建与需求模块映射规则构建之间包括：

产品族定位规则构建：确定至少一个订单项目产品在已构建的产品族中的定位。

产品族定位规则用于确定某个订单项目产品属于已构建的产品族中的哪一个，实现项目产品的定位。具体包括地铁整机级定位规则，动车组产品族定位规则等，其中地铁整机级定位规则包括集电系统定位规则，牵引系统定位规则，转向架定位规则。

本发明通过建立产品元结构树、模块信息字典构建、产品平台信息字典构建、产品平台元模型构建、产品平台构建、模块层级映射规则构建、模块配置规则构建等步骤，实现了一种系统化的轨道交通车辆产品平台设计方法及系统，支持轨道交通车辆产品平台快速设计以及各大主机厂的产品平台信息化建设，从而提高企业的研发效率与质量，自动化程度高，适用范围广；通过本方法可以有效的管理企业产品模块，使得随着人员变动、产品变革等外部环境的变化依然可以快速、准确的使用已有模块化零部件，同时可基于相关变化快速对数据进行增、删、改、查等操作。

下面对本发明提供的轨道交通车辆产品平台设计系统进行描述，下文描述的轨道交通车辆产品平台设计系统与上文描述的轨道交通车辆产品平台设计方法可相互对应参照。

图2为本发明提供的轨道交通车辆产品平台设计系统的示意图，如图2所示，该系统包括：

产品元结构树建立模块10，用于基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的结构树全集，生成至少一个车种的实例结构树；

模块元模型构建模块20，用于基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的模块信息的全集模板，生成至少一个车种的模块元模型；

产品平台信息字典构建模块30，用于构建统一、规范、可扩展的产品平台术语集合作为产品平台信息字典；

产品平台元模型构建模块40，用于基于所述产品平台信息字典，构建至少一个车种整机级与系统级的产品平台信息元模型，形成产品平台规划模板；

产品平台构建模块50，用于基于所述实例结构树、模块实例以及产品平台规划模板，构建产品平台；

需求模块映射规则构建模块60，用于将采集到的客户需求映射到产品族主结构的模块属性参数，作为设计过程中模块配置的输入参数；

模块层级映射规则构建模块70，用于基于产品平台的构建规则，构建模块层级映射规则；

模块配置规则构建模块80，用于基于所述模块层级映射规则，构建产品平台中不同的模块之间的约束关系，配置产品模块。

图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行一种轨道交通车辆产品平台设计方法，该方法包括：

建立产品元结构树：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的结构树全集，生成至少一个车种的实例结构树；

模块元模型构建：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的模块信息的全集模板，生成至少一个车种的模块元模型；

产品平台信息字典构建：构建统一、规范、可扩展的产品平台术语集合作为产品平台信息字典；

产品平台元模型构建：基于所述产品平台信息字典，构建至少一个车种整机级与系统级的产品平台信息元模型，形成产品平台规划模板；

产品平台构建：基于所述实例结构树、模块实例以及产品平台规划模板，构建产品平台；

需求模块映射规则构建：将采集到的客户需求映射到产品族主结构的模块属性参数，作为设计过程中模块配置的输入参数；

模块层级映射规则构建：基于产品平台的构建规则，构建模块层级映射规则；

模块配置规则构建：基于所述模块层级映射规则，构建产品平台中不同的模块之间的约束关系，配置产品模块。

此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行一种轨道交通车辆产品平台设计方法，该方法包括：

建立产品元结构树：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的结构树全集，生成至少一个车种的实例结构树；

模块元模型构建：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的模块信息的全集模板，生成至少一个车种的模块元模型；

产品平台信息字典构建：构建统一、规范、可扩展的产品平台术语集合作为产品平台信息字典；

产品平台元模型构建：基于所述产品平台信息字典，构建至少一个车种整机级与系统级的产品平台信息元模型，形成产品平台规划模板；

产品平台构建：基于所述实例结构树、模块实例以及产品平台规划模板，构建产品平台；

需求模块映射规则构建：将采集到的客户需求映射到产品族主结构的模块属性参数，作为设计过程中模块配置的输入参数；

模块层级映射规则构建：基于产品平台的构建规则，构建模块层级映射规则；

模块配置规则构建：基于所述模块层级映射规则，构建产品平台中不同的模块之间的约束关系，配置产品模块。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行一种轨道交通车辆产品平台设计方法，该方法包括：

建立产品元结构树：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的结构树全集，生成至少一个车种的实例结构树；

模块元模型构建：基于预设轨道交通车辆产品实例提炼的模块信息的全集模板，生成至少一个车种的模块元模型；

产品平台信息字典构建：构建统一、规范、可扩展的产品平台术语集合作为产品平台信息字典；

产品平台元模型构建：基于所述产品平台信息字典，构建至少一个车种整机级与系统级的产品平台信息元模型，形成产品平台规划模板；

产品平台构建：基于所述实例结构树、模块实例以及产品平台规划模板，构建产品平台；

需求模块映射规则构建：将采集到的客户需求映射到产品族主结构的模块属性参数，作为设计过程中模块配置的输入参数；

模块层级映射规则构建：基于产品平台的构建规则，构建模块层级映射规则；

模块配置规则构建：基于所述模块层级映射规则，构建产品平台中不同的模块之间的约束关系，配置产品模块。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。