从产品生命周期到设计和制造的数据反馈环路制造技术

一种计算机实施的方法，用于基于从产品生命周期到设计和制造信息的数据反馈环路来生成产品的最优设计，该方法包括使用多个产品生命周期模型以选择用于产品的最优设计。每个产品生命周期模型对应于多个产品生命周期阶段中的一个产品生命周期阶段。在多个产品生命周期阶段中的每一个产品生命周期阶段期间，使用基于网络的数字线程从一个或多个利益相关者收集产品生命周期数据集，并将收集的产品生命周期数据集存储在数据库中。使用存储的产品生命周期数据集更新多个产品生命周期模型，并用于为产品选择新的最优设计。

Data feedback loop from product lifecycle to design and manufacture

A computer implementation method is used to generate optimal design of products based on data feedback loop from product life cycle to design and manufacturing information, which includes multiple product life cycle models to select optimal design for products. Each product lifecycle model corresponds to a product lifecycle phase in multiple product lifecycle phases. In every product life cycle stage of multiple product lifecycle stages, we use network based digital threads to collect product life cycle data sets from one or more stakeholders, and store the collected product life cycle data set in the database. Using the stored product lifecycle data set to update multiple product lifecycle models and to choose a new optimal design for the product.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从产品生命周期到设计和制造的数据反馈环路相关申请的交叉引用本申请要求于2015年5月7日提交的美国临时申请序列号62/158,096的权益，其通过引用的方式整体并入本文。
本公开总体上涉及用于在整体制造过程期间优化生命周期能量使用的方式来结合附加制造和常规制造技术的系统、方法和装置。
技术介绍
目前，在产品和系统设计中所使用的工具和方法在产品生命周期(PL)期间非常有限或没有能力支持实时自动化或半自动化的决策指导，以及在产品概念阶段中的PL考虑的纳入。早期的设计要求指导将使得通过更短的产品开发周期和更少的设计迭代能够实施更可生产、可维护、可用、可持续、安全和低成本的设计。需要使得包括供应商、原始设备制造商(OEMs)和客户在内的整个价值链中的各种利益相关者得以整合的解决方案。还需要用于能够使用来自整个产品生命周期和来自整个价值链中的数据以改进产品设计和制造的技术。还需要这样的技术，即如所设计的可以跟踪整个产品生命周期中的物料清单，如经设计用于制造、如所制造的、如所发货的、如所安装的、如所维修的、如所处理的等。目前的解决方案集中在一家公司的四壁之中并且不充足、太分隔、成本太高且太难以在由于从设计到产品的处理/回收的制造业价值链上使用。支持从价值链的不同部分或产品生命周期的不同部分所采用的信息所作出的决策的少数可用解决方案，通常是单向的，其中只有很少或没有从生命周期中的后期阶段进行设计的反馈。从多个产品生命周期阶段捕获信息并系统地使用该信息以改进早期阶段(例如，设计或制造)的问题尚未得到解决。进一步地，如何将生命周期阶段的信息和知识整合到动态建模环境中是一个持续性的挑战。此外，目前的设计系统中缺少多标准决策支持工具，其允许对权衡、不确定性以及最小化实际性能和预测性能之间的差异进行严格考虑。没有广泛接受的、用于信息/知识表达的标准，其能够捕获在智能和自适应设计环境中所需的全部生命周期考虑，该智能和自适应设计环境能够从生命周期的角度支持用于考虑权衡和最优设计的多标准决策支持。除了非常有限的应用程序外，用于实时自动反馈、捕获和实施规则的方法也很少。知识“所有者”受限于或没有办法用于在设计中分享和整合专业知识/规则。迄今为止，解决方案仅限于特定的生命周期考虑和应用领域。因此，期望提供一种使用数字线程、基于模型的知识和数据反馈环路由始至终地预测和优化生命周期成本和产品质量并且能够动态地适应输入信息的系统。
技术实现思路
本专利技术的实施例通过提供与从产品生命周期到设计和制造的数据反馈环路的创建和分析相关的方法、系统和装置来解决和克服上述一个或多个缺点和弊端。这些技术和科技将支持设计和制造决策者了解PL和跨越价值链上的多个设计要求之间的权衡。根据本专利技术的一些实施例，用于基于从产品生命周期到设计和制造信息的数据反馈环路来生成产品的最优设计的计算机实施的方法包括使用多个产品生命周期模型来选择用于该产品的最优设计。每个产品生命周期模型对应于多个产品生命周期阶段中的一个产品生命周期阶段。在一些实施例中，基于与对应的产品生命周期阶段相关联的一个或多个关键性能指标来优化每个产品生命周期模型。在产品生命周期阶段中的每一个产品生命周期阶段的期间，使用基于网络的数字线程从一个或多个利益相关者收集产品生命周期数据集，并将所收集的产品生命周期数据集存储在数据库中。使用所存储的产品生命周期数据集更新多个产品生命周期模型，并用于选择产品的新的最优设计。在一些实施例中，通过修改多个产品生命周期模型中的至少一个产品生命周期模型的一个或多个模型参数，使用所收集的产品生命周期数据集来更新多个产品生命周期模型中的至少一个产品生命周期模型。在其他实施例中，通过修改由多个产品生命周期模型中的至少一个产品生命周期模型所使用的功能形式来更新模型。在上述方法的一些实施例中，通过对数据库中存储的产品生命周期数据集的更新来触发使用所收集的产品生命周期数据集的多个产品生命周期模型的更新。在其他实施例中，基于由多个产品生命周期阶段中的一个产品生命周期模型所利用的过程的修改来触发更新。在上述方法的一些实施例中，产品生命周期模型用于通过首先识别多个产品生命周期模型中的每一个产品生命周期模型的多个模型替代物来选择产品的新的最优设计。创建模型替代物的多个替代组合。每个替代组合包括用于每个产品生命周期阶段的模型替代物。接下来，在产品生命周期上执行模型替代物的多个替代组合中的每一个替代组合的模拟，以生成多个模拟结果。然后，基于多个模拟结果选择新的最优设计。在一些实施例中，使用多目标优化来选择新的最优设计，基于与产品生命周期阶段相关联的一个或多个关键性能指标在多个模拟结果上执行该多目标优化，以识别新的最优设计。在一些实施例中，在多个处理单元上并行地执行模型替代物的多个替代组合中的每一个替代组合的模拟。根据其他实施例，用于基于从产品生命周期到设计和制造信息的数据反馈环路来生成产品的最优设计的替代的计算机实施的方法包括针对产品的多个可行设计中的每一个可行设计，执行设计评估过程。该过程包括将可行设计分解成多个特征并且使用该多个特征以生成包括与产品相关联的多个生命周期阶段的多个替代实施的替代空间。在一些实施例中，使用多个产品生命周期模型生成替代空间，每个产品生命周期模型对应于多个生命周期阶段中的一个生命周期阶段。设计评估过程进一步包括为多个替代实施方式中的每一个替代实施方式生成得分，并为可行设计选择最高得分的替代实施方式。然后，基于对应于每个可行设计的最高得分的替代实施方式的比较，可以从多个可行设计中选择最优设计。在上述替代方法的一些实施例中，使用与产品相关联的基于网络的数字线程，在多个生命周期阶段期间从一个或多个利益相关者收集测量数据。在一些实施例中可以使用该测量数据校准多个生命周期模型。在校准之后，可以重复产品的多个可行设计中的每一个可行设计的设计评估过程，并且可以从多个可行设计中选择新的最优设计。根据其他实施例，用于基于从产品生命周期到设计和制造信息的数据反馈环路来生成产品的最优设计的系统包括软件接口、数据库和一个或多个处理器。软件接口经配置以在多个产品生命周期阶段的每一个产品生命周期阶段期间接收由一个或多个利益相关者上传的测量的产品生命周期数据集。在一些实施例中，软件接口进一步经配置以便于下载由一个或多个利益相关者存储在数据库中的测量的产品生命周期数据集。软件接口可以例如使用表述性状态转移(REST)软件架构来实施。系统中的数据库经配置以存储经由软件界面上传的测量的产品生命周期数据集。一个或多个处理器经配置以使用多个产品生命周期模型来选择用于产品的最优设计，其中每个产品生命周期模型对应于多个产品生命周期阶段中的一个产品生命周期阶段。处理器进一步配置以使用所测量的产品生命周期数据集来校准多个产品生命周期模型。在一些实施例中，在选择产品的最优设计的期间，在处理器上并行执行产品生命周期模型。根据其他实施例，用于基于从产品生命周期到设计和制造信息的数据反馈环路来生成产品的最优设计的计算机实施的方法包括针对产品的多个可行设计中的每一个可行设计执行设计评估过程。该设计评估过程包括将可行设计分解为多个特征并使用多个特征以生成包括与产品相关联的多个生命周期阶段的多个替代实施的替代空间。针对多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于从产品生命周期到设计和制造信息的数据反馈环路来生成产品的最优设计的计算机实施的方法，所述方法包括：使用多个产品生命周期模型来选择所述产品的最优设计，每个所述产品生命周期模型对应于多个产品生命周期阶段中的一个阶段；在多个所述产品生命周期阶段中的每一个阶段期间，使用基于网络的数字线程从一个或多个利益相关者收集产品生命周期数据集；将收集的所述产品生命周期数据集存储在数据库中；使用存储的所述产品生命周期数据集更新多个所述产品生命周期模型；以及使用多个所述产品生命周期模型，选择所述产品的新的最优设计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.07 US 62/158,0961.一种用于基于从产品生命周期到设计和制造信息的数据反馈环路来生成产品的最优设计的计算机实施的方法，所述方法包括：使用多个产品生命周期模型来选择所述产品的最优设计，每个所述产品生命周期模型对应于多个产品生命周期阶段中的一个阶段；在多个所述产品生命周期阶段中的每一个阶段期间，使用基于网络的数字线程从一个或多个利益相关者收集产品生命周期数据集；将收集的所述产品生命周期数据集存储在数据库中；使用存储的所述产品生命周期数据集更新多个所述产品生命周期模型；以及使用多个所述产品生命周期模型，选择所述产品的新的最优设计。2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于与相应的所述产品生命周期阶段相关联的一个或多个关键性能指标来优化每个所述产品生命周期模型。3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下方式使用收集的所述产品生命周期数据集来更新所述多个产品生命周期模型中的至少一个模型：修改多个所述产品生命周期模型中的至少一个产品生命周期模型的一个或多个模型参数。4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下方式使用收集的所述产品生命周期数据集来更新所述多个产品生命周期模型中的至少一个产品生命周期模型：修改由所述多个产品生命周期模型中的至少一个产品生命周期模型所使用的功能形式。5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过对所述数据库中存储的所述产品生命周期数据集的更新来触发使用收集的所述产品生命周期数据集更新多个所述产品生命周期模型。6.根据权利要求1所述的方法，其中，基于修改由多个所述产品生命周期阶段中的一个产品生命周期阶段所利用的过程来触发使用收集的所述产品生命周期数据集更新多个所述产品生命周期模型。7.根据权利要求1所述的方法，其中，使用多个所述产品生命周期模型来选择用于所述产品的新的最优设计包括：识别用于多个所述产品生命周期模型中的每一个产品生命周期模型的多个模型替代物；创建所述模型替代物的多个替代组合，每个所述替代组合包括用于每个所述产品生命周期阶段的模型替代物；在所述产品生命周期中对所述模型替代物的多个所述替代组合中的每一个替代组合执行模拟，以得到多个模拟结果；以及基于多个所述模拟结果，选择所述新的最优设计。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在多个处理单元上并行地执行对所述模型替代物的多个所述替代组合中的每一个替代组合的模拟。9.根据权利要求7所述的方法，其中，基于多个所述模拟结果来选择所述新的最优设计通过以下方式来执行：基于与所述产品生命周期阶段相关联的一个或多个关键性能指标，在多个所述模拟结果上执行多目标优化，以识别所述新的最优设计。10.一种用于基于从产品生命周期到设计和制造信息的数据反馈环路来生成产品的最优设计的计算机实施的方法，所述方法包括：对于所述产品的多个可行设计中的每一个可行设计，执行设计评估过程，所述设计评估过程包括：将所述可行设计分解成多个特征，使用多个所述特征生成替代空间，所述替代空...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢西亚·米拉贝拉，桑吉乌·斯里瓦斯塔瓦，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：美国,US