EP1105822A1 - Verfahren und system zur anzeige und konfiguration von bauelement- und prozessstrukturen - Google Patents

Verfahren und system zur anzeige und konfiguration von bauelement- und prozessstrukturen

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EP1105822A1
EP1105822A1 EP99947267A EP99947267A EP1105822A1 EP 1105822 A1 EP1105822 A1 EP 1105822A1 EP 99947267 A EP99947267 A EP 99947267A EP 99947267 A EP99947267 A EP 99947267A EP 1105822 A1 EP1105822 A1 EP 1105822A1
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EP99947267A
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Peter MÜHLECK
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/087—Inventory or stock management, e.g. order filling, procurement or balancing against orders
    • G06Q10/0875—Itemisation or classification of parts, supplies or services, e.g. bill of materials
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q40/00—Finance; Insurance; Tax strategies; Processing of corporate or income taxes
    • G06Q40/08—Insurance

Definitions

  • the product variant data structure 1 of the computer-aided system is divided into four layers: the product layer 2, the application view layer 3, the node structure layer 4 and the variant layer 5.
  • the uppermost layer is the product layer 2, which results from a description of products and product families each with certain parameters.
  • This layer can be structured hierarchically to show the relationship between product families.
  • the "Small Car” product class can consist of the "Model A” and "Model B” subclasses as shown.

Abstract

Ein computergestütztes System wird bereitgestellt, das in der Lage ist, Bauelemente- und Prozeßstrukturen für konfigurierbare Produktklassen anzuzeigen, die in einer Datenstruktur gespeichert sind. Produktklassen in der Datenstruktur werden durch Produktknoten dargestellt. Bauelemente, die Abstraktionen konkreter Artikel sind, die in dem Produkt verwendet werden, werden durch Bauelementeknoten dargestellt. Bauelementeknoten werden auf jede Produktklasse abgebildet, der das Bauelement zugeordnet ist, und werden einer oder mehreren Bauelementevarianten zugeordnet, bei denen es sich um konkrete, bei der Herstellung einer bestimmten Produktvariante verwendete Artikel handelt. Prozeßknoten, die Abstraktionen tatsächlicher Schritte sind, die zur Herstellung einer Produktvariante erforderlich sind, die als Prozeßvarianten bekannt sind, werden durch Prozeßknoten dargestellt. Beim Empfang einer Auswahl für eine bestimmte Produktklasse setzt das computergestützte System alle Bauelemente- und Prozeßknoten, die dieser Produktklasse zugeordnet sind, um und kann diese zum Beispiel graphisch darstellen. Als Alternative kann das System die Eingabe einer Produktvariante empfangen und alle Bauelementevarianten anzeigen, die bei deren Herstellung verwendet werden, wobei es sich um seine Materialliste handelt.

Description

Verfahren und System zur Anzeige und Konfiguration von Bauelement- und Prozeßstrukturen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein computergestütztes System und Verfahren zur Anzeige von Bauelement- und Prozeßstrukturen für konfigurierbare Produktklassen, die in einer Datenstruktur gespeichert werden.
Viele Industrieunternehmen bieten ihren Kunden zu einem hohen Grad Variante Produkte an, z. B. die Automobilindustrie. Automobilhersteller bieten ihren Kunden in der Regel mehrere Modelle an, wobei der Kunde häufig zwischen zahlreichen Optionen für ein gewähltes Modell wählen kann. Als Folge muß der Hersteller eine Vielzahl von Produkten und ihre entsprechenden Bauelementestrukturen und diesbezügliche Produktionsvorgänge mitverfolgen. Herstellungsunternehmen, die eine große Produktvarianz anbieten und bei vernünftigen Kosten bleiben wollen, sind auf ein effizientes Informationssystem für Produkte und ihre zugeordneten Bauelemente und Prozesse angewiesen.
Bestehende Datenbanksysteme für Produktstruktu- ren neigen zur Redundanz. Zum Beispiel kann eine Datenbasis Bauelementelisten für hunderte verschiedener Produkte enthalten, was dazu führt, daß identische Bauelemente separat für jedes Produkt aufgelistet werden, dem sie zugeordnet sind. Obwohl ein solches System nützlich für die Herstellung der Produkte sein kann, ist es vom EntwicklungsStandpunkt aus gesehen unpraktisch. Ein Entwickler kann nicht ohne weiteres zum Beispiel die Anzahl der von einer Veränderung eines bestimmten Bauelements betroffenen Produkte oder Produktklassen übersehen. Ebenso ist es schwierig, ohne weiteres ein klares Bild davon zu gewinnen, welche Bauelemente bestimmten Produktklassen gemeinsam sind und welche nur für ein bestimmtes Produkt in einer Klasse spezifisch sind. Genauso wenig kann der Entwickler den Weg eines bestimmten Produkts und seiner Bauelemente durch die Produktionsprozesse überschauen. Dieses sind von einem KostenStandpunkt aus gesehen wichtige Merkmale, da sie einem Entwickler auf der Grundlage der Anzahl von Produkten oder Produktklassen, die betroffen sind, Entscheidungen ermöglichen, ob bestimmte Bauelemente hinzugefügt oder verändert werden sollen. Eine genaue Übersicht über die Bauelemente und Prozesse, die Produktklassen zugeordnet sind, ist entscheidend für einen effizienten Entwurf und Herstellung.
Ein System zur Abbildung von Produkten und ihrer zugeordneten Bauelemente wurde während der CIM- Data European Conference von 1997 beschrieben. Das System enthält eine Datenstruktur mit einer baumartigen Darstellung der verschiedenen Bauelemente und Unterbauelemente für ein einzelnes Modell eines Automobils. Jedes Bauelement wird durch einen Knoten dargestellt und ist spezifischen Varianten, wie zum Beispiel "Leder" und "Vinyl" für das Bauelement "Sitz" zugeordnet. Die Struktur ist jedoch auf eine einzelne Produktklasse beschränkt, und die Bauelemente werden auf höchstens eine Produktklasse abgebildet. Deshalb ermöglicht das System keine alternative Ansicht von Bauelementen, die allgemeinen Produktklassen und bestimmten Produkten zugeordneten Bauelementen zugeordnet sind, was sowohl vom Entwicklungs- als auch ProduktionsStandpunkt aus gesehen wünschenswert wäre. Ein weiteres Beispiel eines bekannten Systems zur Abbildung einer ähnlichen Struktur ist das STEP- Protocol ISO 10303-214. Obwohl dieses System die Prozesse sowie die Bauelemente für eine bestimmte Produktklasse abbildet, unterscheidet es nicht zwischen den eigentlichen Produktionsschritten, die für einen allgemeinen Prozeß erforderlich sind, und den für spezifische Prozesse erforderlichen Schritten. Dementsprechend kann dieses System die eigentlichen Produktionsschritte, die für die Herstellung einer bestimmten Produktvariante erforderlich sind, nicht genau unterstützen oder darstellen. Weder ermöglicht STEP eine Darstellung von Bauelementen und Prozessen, die verschiedenen Produktklassen zugeordnet sind, noch ist die Zerlegung eines bestimmten Bauelements gemäß mehr als einer Variante möglich.
Es wäre wünschenswert, über ein computerge- stütztes System zu verfügen, wodurch einzelne Produktbauelemente auf alle Produktklassen abgebildet werden, mit denen das Bauelement zusammenhängt, und alle Bauelemente einer bestimmten Produktklasse in einem graphischen Format darzustellen. Spezifische Bauelemen- tevarianten, die das für eine bestimmte Produktvariante verwendete konkrete Element darstellen, sollten ebenfalls jedem Bauelement zugeordnet werden können. Ähnlich würden die zur Montage von Bauelementen erforderlichen Prozesse auf diese Bauelemente abgebildet, und spezifische Varianten dieser Prozesse oder die eigentlichen Produktionsschritte, die bestimmten Bauelementevarianten zugeordnet sind, jedem Prozeß zugeordnet. Das computergestützte System würde eine Ansicht aller Bauelemente und Prozesse ermöglichen, die einer beliebigen Produktklasse in der Produktklassenhierar- chie auf einer Anzeige zugeordnet sind.
Dementsprechend ist eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung eines computergestützten Systems mit einer im Speicher gespeicherten Datenstruktur, wodurch Produkte in der Datenstruktur gruppiert werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die
Bereitstellung von Bauelementeknoten und Prozeßknoten in der Datenstruktur, die einzelne Bauelemente und Pro- zesse darstellen, die in der Datenstruktur verwendet werde . Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Bauelementevarianten für einzelne Bauelementeknoten in der Datenstruktur, die den Umfang und Verwendungsmöglichkeiten konkreter Artikel, die für dieses Bauelement verwendet werden, und ihre Mengen darstellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Prozeßvarianten für jeden Prozeßknoten in der Datenstruktur, die den Umfang von Produk- tionsschritten darstellen, die für diesen Prozeß verwendet werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Auswahlzustands in der Datenstruktur, der die bestimmte Bauelementevariante und Prozeß- Variante angibt, die für eine bestimmte Produktvariante gemäß den spezifischen Produktkenngrößen der Produktvariante verwendet werden sollen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Unterstützung mehr als einer möglichen Zerlegung für ein bestimmtes Bauelement in der Datenstruktur.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Ermöglichung einer graphischen Ansicht auf einer Sichtanzeige für alle Bauelemente, die einer Produktklasse zugeordnet sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Ermöglichung einer graphischen Ansicht aller Prozesse, die Bauelementen in einer Produktklasse zugeordnet sind, auf einer Sichtanzeige.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Er- möglichung einer graphischen Ansicht aller Bauelemente für eine spezifische Produktvariante auf einer Sichtanzeige.
Zur Lösung dieser Aufgaben wird ein computergestütztes System mit einem Speicher ausgestattet, der eine Produktvariantendatenstruktur enthält, wobei Produkte hierarchisch nach Klassen gruppiert sind. Bauelemente werden auf alle einzelnen Produktklassen abgebildet, denen sie zugeordnet sind. Herstellungsprozesse werden auf alle einzelnen Bauelemente abgebildet, denen sie zugeordnet sind. Die Bauelementevarianten und Prozeßvarianten, welche die spezifischen konkreten Ar- tikel und Produktionsschritte zur Herstellung eines bestimmten Produkts darstellen, werden jedem Bauelement bzw. Prozeß zugeordnet. Produktklassen und Unterklassen werden graphisch auf einer Sichtanzeige in einer Baumstruktur mit ihren zugeordneten Bauelementen, Bauele- mentevarianten und/oder Prozeßvarianten angezeigt.
Bauelemente, d.h. Abstraktionen konkreter Artikel, die in dem Produkt verwendet werden, werden durch Bauelementeknoten dargestellt. Jeder Bauelementeknoten ist einer bestimmten Produktklasse und einer oder me- hreren Bauelementevarianten zugeordnet, die den Umfang konkreter Artikel darstellen, die in dem Produkt für dieses Bauelement verwendet werden. Zum Beispiel enthält das Bauelement "Rad" die Bauelemente "Reifen" und "Felge". Spezifische Bauelementevarianten für "Felge" können Aluminiumfelge, Stahlfelgenart A und Stahlfelgenart B umfassen. Bauelementevarianten besitzen einen Auswahlzustand, der die entsprechenden Bauelementevarianten für ein spezifisches Produkt oder "Produktvariante" in der betreffenden Produktklasse auswählt. Die Menge aller ausgewählten Bauelementevarianten bildet die Materialliste für diese bestimmte Produktvariante.
Prozesse, bei denen es sich um Abstraktionen tatsächlicher, in dem Produktionsprozeß verwendeter Schritte handelt, werden durch Prozeßknoten dar- gestellt. Jeder Prozeßknoten ist im allgemeinen mindestens einem Bauelement und einer oder mehreren Prozeßvarianten zugeordnet, wobei es sich um die tatsächlichen Produktionsschritte handelt, die für bestimmte Varianten des betroffenen Bauelements bzw. der betroffenen Bauelemente benutzt werden. Zum Beispiel kann der verallgemeinerte Prozeß "Türmontage" eine erste Prozeßvariante enthalten, die die tatsächlichen Produktionsschritte darstellt, die zur Montage einer normalen Tür notwendig sind, und eine zweite Prozeßvariante, die die verschiedenen Produktionsschritte darstellt, die zur Montage einer Tür notwendig sind, die zum Beispiel mit einem automatischen Hebemechanismus ausgestattet ist.
Die Erfindung weiterbildende Merkmale sind in den Patentansprüchen angegeben. Die Erfindung wird im folgen- den anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: FIG. 1: den vierschichtigen Ansatz der Produktvarian- tendatenstruktur des computergestützten Systems, FIG. 2: ein Beispiel der Anwendungsansicht "Technik" an der Produktfamilie "Transportkraftfahrzeug" in der Datenstruktur, FIG. 3: ein Beispiel für die Anwendungsansieht "Materialanforderungsplanung" an der Produktklasse "Mountain- Bike" in der Datenstruktur,
FIG. 4: ein Beispiel für die Anwendungsansicht "Produktion und Prozeßplanung (Weglenkung)", die dem Prozeß "Türmontage" in der Datenstruktur zugeordnet ist,
FIG. 5: ein Flußdiagramm des Verfahrens zur Anzeige einer graphischen Darstellung eines Anwendungs- ansichtsknotens , FIG. 6: ein Flußdiagramm des Verfahrens zur Anzeige der Materialliste für eine bestimmte Produktvariante,
FIG. 7: die Zerlegung einer Produktklasse in schmalere Produktklassen in der Datenstruktur,
FIG. 8: Bauelementevarianten eines Bauelementeknotens in Bezug auf eine Produktklasse in der Datenstruktur, FIG. 9: ein Beispiel der alternativen Zerlegung eines Bauelements in der Datenstruktur und FIG. 10: eine Zusammenfassung der Artikel der Pro- duktvariantendatenstruktur in einem Datenmodell gemäß EXPRESS-G (ISO 10303-11) .
Die Produktvariantendatenstruktur 1 des computergestützten Systems ist, wie in FIG.l gezeigt, in vier Schichten aufgeteilt: die Produktschicht 2, die Anwendungsansichtsschicht 3, die Knotenstrukturschicht 4 und die Variantenschicht 5. Die oberste Schicht ist die Produktschicht 2, die aus einer Beschreibung von Produkten und Produktfamilien jeweils mit bestimmten Kenngrößen besteht. Diese Schicht kann hierarchisch strukturiert werden, um die Beziehung zwischen Produktfamilien zu zeigen. Zum Beispiel kann die Pro- duktklasse "Kleinwagen" wie gezeigt aus den Unterklassen "Modell A" und "Modell B" bestehen.
Die nächste Schicht, die Anwendungsansichtsschicht 3, ermöglicht die Ansicht einer bestimmten Produktklasse auf verschiedene Weisen, abhängig von Abtei- lungsanforderungen . Die Technik muß zum Beispiel alle Bauelementeknoten der obersten Schicht sehen, die einer generischen Produktklasse zugeordnet sind.
FIG.2 zeigt die Anwendungsansicht "Technik" 13, bei der es sich um eine Ansammlung aller Bauelemen- teknoten 101 der obersten Schicht handelt, die "Transportfahrzeug" oder beliebigen ihrer Unterklassen "Fahrrad", "Mountain-Bike" oder "Rennrad" zugeordnet sind. Ähnlich kann die Materialanforderungsplanung eine Ansicht aller Bauelementeknoten erfordern, die bei der Produktion einer spezifischeren Produktklasse verwendet werden .
FIG.3 zeigt die Anwendungsansieht "Produktion" 14, die alle Bauelementeknoten 101 abbildet, die bei der Produktion der spezifischeren Produktklasse "Moun- tain-Bike" verwendet werden. Die Produktionsplanung kann dagegen eine Ansicht des Weges eines bestimmten Produkts durch seine Produktionsschritte benötigen, und müßte somit alle Prozeßknoten sehen, die einer bestimmten Produktklasse zugeordnet sind, sowie alle Bauelementeknoten, die diesen Prozeßknoten zugeordnet sind. FIG.4 zeigt die Anwendungsansieht "Produktion und Prozeßplanung (Weglenkung) " 15, die die Integration der ProduktZerlegung und Prozeßoperationen abbildet. Spezifisch ist der Prozeßknoten "Türmontage" 104 mit dem Bauelementeknoten "Tür" 105 und den Knoten 106 ver- bunden, die seine Unterbauelemente darstellen. Die An- wendungsansichtsschicht 2 speichert vorzugsweise verschiedene Ansichten von Abteilungen in der Firma. Bei Angabe durch die Benutzerschnittstelle des gewünschten Anwendungsansichtsknotens setzt der Zentralprozessor des computergestützten Systems die Anwendungsansicht in eine graphische Darstellung zur visuellen Anzeige auf der Anzeige des computergestützten Systems um.
FIG.5 ist ein Flußdiagramm der Folge des Empfangs des Anwendungsansichtsknotens aus der Benutzer- Schnittstelle 20, des Umsetzens des Anwendungsansichtsknotens in eine graphische Darstellung 21 und der Anzeige der graphischen Darstellung auf einer Sichtanzeige 22. Die Benutzerschnittstelle, der Zentralprozessor und die Anzeige des Systems R/3 eignen sich u.a. zum Empfangen der Eingabe des gewünschten Anwendungsansichtsknotens, dessen Umsetzung in eine graphische Darstellung zur visuellen Anzeige und zur Anzeige der graphischen Darstellung.
Die Knotenstrukturschicht 4 stellt die funktio- nale Zerlegung des Produkts in Bauelemente und Prozesse dar. Die Hauptelemente der Knotenstrukturschicht 4 sind Knoten 101, zu denen Bauelementeknoten und Prozeßknoten gehören. Bauelementeknoten sind Abstraktionen der konkreten Artikel, die in dem Produkt verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Automobil einen separaten Bauelementeknoten für "Motor", nicht aber für eine bestimmte Art von Motor aufweisen. Stattdessen werden die ta- tsächlichen Artikel, die zur Herstellung des Produkts verwendet werden, durch Bauelementevarianten angegeben, die den Bauelementeknoten zugeordnet sind. Bauelementevarianten werden nachfolgend ausführlicher im Kontext der Variantenschicht 5 besprochen. Prozeßknoten sind mit Bauelementeknoten verbunden und sind Abstraktionen der tatsächlichen Schritte, die zur Handhabung des Bauelements im Produktionsprozeß verwendet werden. Zum Beispiel kann das Bauelement "Tür" einen separaten Pro- zeßknoten für "Türmontage", nicht aber für die Montage einer bestimmten Art von Tür aufweisen, die andere Produktionsschritte erfordern kann. Stattdessen werden die tatsächlichen Produktionsschritte, mit denen das Bauelement im Produktionsprozeß gehandhabt wird, durch Prozeßvarianten angegeben, die Prozeßknoten zugeordnet sind. Prozeßvarianten werden nachfolgend ausführlicher im Kontext der Variantenschicht besprochen. Die Knotenstrukturschicht 4 besteht aus allen Bauelementeknoten und Prozeßknoten für eine bestimmte Produktklasse. Sie weist eine mehrschichtige Struktur zur Darstellung von Bauelementen, ihren untergeordneten Bauelementen und verwandten Prozessen auf.
Die unterste Schicht der Produktvariantenstruktur 1 ist die Variantenschicht 5, die aus Varian- ten 102 besteht, die mit Knoten 101 zusammenhängen, darunter Bauelementevarianten, die mit Bauelementeknoten zusammenhängen, und Prozeßvarianten, die mit Prozeßknoten zusammenhängen. Bauelementevarianten sind konkrete Artikel, die als Teil des Endprodukts verwen- det werden. Wenn ein bestimmtes Produkt gebaut wird, wird der Bauelementeknoten durch eine seiner verwandten Bauelementevarianten ersetzt. Da mehr als eine Bauelementevariante mit einem Bauelementeknoten verwandt sein kann, besteht eine Auswahlbedingung, die jedem Bauele- menteknoten zugeordnet ist, die die Produktkenngröße angibt, für die jede Bauelementevariante verwendet wird. Bei einem gegebenen bestimmten Produkt mit spezi- fischen Kenngrößen oder einer Produktvariante kann die Variantenschicht dementsprechend dessen Materialliste liefern. Die Materialliste für eine bestimmte Produktvariante kann durch Angabe der gewünschten Pro- duktvariante durch die Benutzerschnittstelle des computergestützten Systems gewonnen werden, woraufhin der Zentralprozessor die Auswahlbedingungen anwendet, um die Materialliste für die spezifizierte Produktvariante zu bestimmen und die spezifischen Bauelementevarianten anzuzeigen, die in der Produktvariante verwendet werden.
FIG.6 zeigt die Schritte des Empfangens der Auswahl einer Produktvariante aus der Benutzerschnittstelle 30, die Verwendung der den Bauelementeknoten 31 zugeordneten Auswahlbedingungen und die Anzeige der Materialliste auf einer Sichtanzeige 32. Der Zentralprozessor kann außerdem die spezifischen Prozeßvarianten oder alle tatsächlichen Produktionsschritte, die bei der Herstellung der angegebenen Produktvariante verwen- det werden, auf einer Sichtanzeige anzeigen.
Prozeßvarianten stellen konkrete Operationen dar, die in dem Produktionsprozeß für konkrete Bauelementevarianten verwendet werden. Prozeßvarianten hängen mit Prozeßknoten zusammen und werden durch eine Aus- wahlbedingung auf der Grundlage der gewünschten Produktvariante (und damit der bestimmten Bauelementevariante) ausgewählt. Dementsprechend kann die Variantenschicht bei einem gegebenen bestimmten Produkt mit spezifischen Bauelementevarianten dessen konkreten Weg durch die tatsächlichen Produktionsschritte liefern.
Bauelementevarianten werden ausgewählt und Endprodukte produziert, indem Kenngrößen einer bestimmten Produktklasse angegeben werden.
Wie in FIG.7 gezeigt, werden Produktklassen 6 hierarchisch dargestellt und bestehen aus "produzierbaren" und "nichtproduzierbaren" Kategorien. Zum Beispiel sind "Transportfahrzeug" 40 und "Fahrrad" 41 nichtproduzierbare Produktklassen, die nur zur Strukturierung verwendet werden, während "Mountain-Bike" 42 und "Rennrad" 43 produzierbare Produktklassen sind. Sowohl die produzierbaren als auch die nichtproduzier- baren Klassen und ihre zugeordneten Knoten und Varianten werden in der Anwendungsansichtsschicht 3 näher betrachtet .
Bauelementeknoten und Prozeßknoten sind die Hauptelemente der Produktvariantenstruktur 1 des com- putergestützten Systems. Der Bauelementeknoten 101 "Motor" in einem Automobil kann den konkreten Artikel "2,4-Liter, 6-Zyl." als eine seiner zugeordneten Bauelementevarianten aufweisen.
Wie in FIG.8 gezeigt, wird ein Knoten 101 als ein Dreieck mit einem Buchstaben abgebildet, der seinen Typ 9 (zum Beispiel "C" für Bauelementeknoten und "P" für Prozeßknoten) kennzeichnet. Ein Symbol 10 stellt den Namen des Bauelements oder des Prozesses dar, eine Zahl beschreibt seine betreffende Produktklasse 6 und Punkte stehen für die Varianten 102, die diesem Knoten 101 zugeordnet sind. Da Bauelementeknoten mit mehr als einer Produktklasse 6 zusammenhängen können, unterscheidet eine Variantendifferenzierungsfunktion Attribute von Bauelementevarianten wie zum Beispiel die Menge einer spezifischen Bauelementevariante oder den Auswahlzustand gemäß der Produktklasse 6.
Die Knoten 101 stehen auf drei Arten miteinander in Beziehung. Zum Beispiel ist in einem Automobil der Bauelementeknoten "Rad" mit den Bauelementeknoten "Felge" und "Reifen" verbunden. Dies wird als eine Knotenbeziehung des "Zerlegungstyps" bezeichnet. Ein Prozeßknoten kann ebenfalls in mehrere Prozeßknoten zerlegt werden, so daß die Knotenbeziehung der Zerlegungsart von der Art "C-C" oder "p-p" sein kann. Die "Ver- bindungsbeziehung" stellt den Produktionsprozeßfluß zwischen Bauelementeknoten und Prozeßknoten her. Da Prozesse außerdem ohne zwischengeschaltetes Bauelement aneinander angeschlossen sein können, kann die Verbindungsbeziehung von der Art "C-P" , "P-C" und "p-p" sein.
Wie in FIG.2 und 3 gezeigt, sind die Knoten 101 außerdem mit einer Anwendungsansicht verbunden, die die Verbindung zwischen der Produktschicht und der Knotenstrukturschicht 4 der Produktvariantenstruktur 1 herstellt. Dies ist als eine Ansicht-Knotenbeziehung bekannt . FIG.9 zeigt, wie ein Bauelementeknoten 101 in der Knotenstrukturschicht mehr als eine Zerlegung in untergeordnete Bauelemente aufweisen kann. Die Auswahl zwischen verschiedenen Zerlegungen hängt von verschiedenen Kriterien ab, z. B. dem Werk, in welchem das Pro- dukt hergestellt wird. Für jede alternative Zerlegung eines Bauelements in untergeordnete Bauelemente werden verschiedene Knotensegmente 12 bereitgestellt.
FIG.10 zeigt eine Zusammenfassung der ProduktVariantenstruktur 1 in einem Datenmodell 14 mit In- stanzen gemäß EXPRESS-G (ISO 10303-11) .
Obwohl wesentliche neuartige Merkmale der Erfindung in den Ausführungsbeispielen gezeigt, beschrieben und herausgestellt wurden, umfaßt die Erfindung auch solche nicht dargestellten Ausführungsformen, in welchen Fachleute verschiedene Auslassungen und Ersetzungen und Veränderungen der Form und Einzelheiten der hier beschriebenen Erfindung vornehmen können, ohne von dem Gedanken der Erfindung abzuweichen. Es ist ausdrücklich beabsichtigt, daß alle Kombinationen dieser Artikel und/oder Verfahrensschritte, die im wesentlichen dieselbe Funktion auf im wesentlichen dieselbe Art und Weise zur Erzielung derselben Ergebnisse durchführen, im Schutzbereich der Erfindung liegen. Es ist deshalb beabsichtigt, daß eine Einschränkung nur wie durch den Schutzbereich der angefügten Ansprüche angezeigt erfolgen soll.

Claims

Patentansprüche
1. Computergestütztes System zur Anzeige von Bauelementen und Prozessen, die kon igurierbaren Produktklassen zugeordnet sind, mit einer Anzeige, einem Speicher, einem Zentralprozessor und einer Benutzerschnittstelle, wobei der Speicher eine Datenstruktur aufweist und die Datenstruktur folgendes umfaßt:
a) eine Produktschicht mit mindestens einem Produkt, wobei jedes Produkt durch eine Produktklasse dargestellt wird;
b) eine Knotenstrukturschicht mit mindestens einem Bauelementeknoten, wobei jeder dieses mindestens einen Bauelementeknotens ein Bauelement darstellt und wobei jeder dieses mindestens einen Bauelementeknoten mit der Produktklasse verbunden ist, die das entsprechende des mindestens einen Produkts darstellt, in dem das Bauelement verwendet wird, und mindestens einem Prozeßknoten, wobei jeder dieses mindestens einen Prozeßknotens einen Prozeß darstellt und wobei jeder dieses mindestens einen Prozeßknotens mit der Produktklasse verbunden ist, die das entsprechende des mindestens einen Produkts darstellt, bei dessen Herstellung der Prozeß verwendet wird, und wobei jeder des mindestens einen Prozeßknotens außerdem mit dem entsprechenden einen des mindestens einen Bauelementeknotens verbunden ist, der ein Bauelement darstellt, das bei dem Prozeß verwendet wird, der durch jeden des mindestens einen Prozeßknotens dargestellt wird;
c) eine Variantenschicht mit mindestens einer Bauele- mentevariante, wobei jede der mindestens einen Bauelementevariante einem des mindestens einen Bauelementeknotens zugeordnet ist und wobei jede der mindestens einen Bauelementevariante einen konkreten Artikel darstellt, der in einer spezifischen Produktvariante des entsprechenden des mindestens einen Produkts verwendet wird, das durch die Produktklasse dargestellt wird, mit der der eine des mindestens einen Bauelementeknotens, der jeder der mindestens einen Bauelementevariante zugeordnet ist, verbunden ist; mindestens einer Prozeßvariante, wobei jede der mindestens einen Prozeßvariante einem des mindestens einen Prozeßknotens zugeordnet ist und wobei jede der mindestens einen Prozeßvariante tatsächliche Produktionsschritte darstellt, die bei der Herstellung einer spezifischen Produktvariante des entsprechenden des mindestens einen Produkts verwendet werden, das durch die Produktklasse dargestellt wird, mit der der eine des mindestens einen Prozeßknotens, der jeder der mindestens einen Prozeßvariante zugeordnet ist, verbunden ist;
d) eine AnwendungssiehtSchicht mit mindestens einem An- wendungsansichtsknoten, wobei jeder des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens mit einer Produktklasse verbunden ist und wobei jeder des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens mindestens eines von folgendem umfaßt: eine Ansammlung aller Bauelementeknoten, die mit der Produktklasse verbunden sind, mit der der entsprechende des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens verbunden ist, und eine Ansammlung aller Prozeßknoten, die mit der Produktklasse verbunden sind, mit der der entsprechende des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens verbunden ist; und wobei die Benutzerschnittstelle verwendet wird, um eine Auswahl eines des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens zu empfangen und wobei der Zentralprozessor den ausgewählten Anwendungsansichtsknoten zur visuellen Anzeige auf der Anzeige in eine graphische Darstellung umsetzt.
2. Computergestütztes System nach Anspruch 1, wo- bei jede der mindestens einen Bauelementevariante einem
Auswahlzustand zugeordnet ist, der anzeigt, welche der mindestens einen Bauelementevariante in der spezifischen Produktvariante gemäß spezifischen Produktkenngrößen der spezifischen Produktvariante verwendet wird.
3. Computergestütztes System nach Anspruch 2, wobei die Benutzerschnittstelle verwendet wird, um eine Auswahl der spezifischen Produktvariante zu empfangen, und wobei der Zentralprozessor den Auswahlzustand für jeden des mindestens einen Bauelementeknotens, der mit der Produktklasse für die spezifische Produktvariante verbunden ist, einsetzt, um alle Bauelementevarianten zu bestimmen, die der gewählten Produktvariante in der Datenstruktur zugeordnet sind, wobei es sich um die Materialliste für die spezifische Produktvariante handelt und wobei der Zentralprozessor die Materialliste für die spezifische Produktvariante auf der Anzeige anzeigt.
4. Computergestütztes System nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Produkt eine Vielzahl von Produkten ist und wobei die Vielzahl von Produkten auf der Grundlage der hierarchischen Beziehung zwischen Pro- duktklassen angeordnet ist.
5. Computergestütztes System nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Bauelementeknoten eine Vielzahl von Bauelementeknoten ist und wobei die Vielzahl von Bauelementeknoten auf der Grundlage der hierarchischen Beziehung zwischen Bauelementen angeordnet ist.
6. Computergestütztes System nach Anspruch 5, wobei die hierarchische Beziehung zwischen Bauelementen die Zerlegung von Bauelementen in Unterbauelemente abbildet.
7. Computergestütztes System nach Anspruch 6, wobei eine Vielzahl von Zerlegungen eines bestimmten Bauelements in Unterbauelemente vorliegt.
8. Computergestütztes System nach Anspruch 7, wobei die Auswahl einer der Vielzahl von Zerlegungen für ein bestimmtes Bauelement in Unterbauelemente auf dem Werk basiert, in dem das Produkt, das dem bestimmten Bauelement zugeordnet ist, hergestellt wird.
9. Verfahren zur graphischen Darstellung von Bauelementen und Prozessen, die konfigurierbaren Produkten zugeordnet sind, die in einer Datenstruktur gespeichert sind, wobei die Datenstruktur folgendes umfaßt:
a) eine ProduktSchicht mit mindestens einem Produkt, wobei jedes Produkt durch eine Produktklasse dargestellt wird;
b) eine Knotenstrukturschicht mit mindestens einem Bauelementeknoten, wobei jeder dieses mindestens einen Bauelementeknotens ein Bauelement darstellt und wobei jeder dieses mindestens einen Bauelementeknotens mit der Produktklasse verbunden ist, die das entsprechende des mindestens einen Produkts darstellt, in dem das Bauelement verwendet wird, und mindestens einem Prozeßknoten, wobei jeder dieses mindestens einen Prozeßknotens einen Prozeß darstellt und wobei jeder dieses mindestens einen Prozeßknotens mit der Pro- duktklasse verbunden ist, die das entsprechende des mindestens einen Produkts darstellt, bei dessen Herstellung der Prozeß verwendet wird, und wobei jeder des mindestens einen Prozeßknotens außerdem mit dem entsprechenden einen des mindestens einen Bauelementeknotens verbunden ist, der ein Bauelement darstellt, das bei dem Prozeß verwendet wird, der durch jeden des mindestens einen Prozeßknotens dargestellt wird;
c) eine Variantenschicht mit mindestens einer Bauelementevariante, wobei jede der mindestens einen Bauelementevariante einem des mindestens einen Bauelemen- teknotens zugeordnet ist und wobei jede der mindestens einen Bauelementevariante einen konkreten Artikel darstellt, der in einer spezifischen Produktvariante des entsprechenden des mindestens einen Produkts verwendet wird, das durch die Produktklasse dargestellt wird, mit der der eine des mindestens einen Bauelementeknotens, der jeder der mindestens einen Bauelementevariante zugeordnet ist, verbunden ist; mindestens einer Prozeßvariante, wobei jede der mindestens einen Prozeßvariante einem des mindestens einen Prozeßknotens zugeordnet ist und wobei jede der mindestens einen Prozeßvariante tatsächliche Produktionsschritte darstellt, die bei der Herstellung einer spezifischen Produktvariante des entsprechenden des mindestens einen Produkts verwendet werden, das durch die Produktklasse dargestellt wird, mit der der eine des mindestens einen Prozeßknotens, der jeder der mindestens einen Prozeßvariante zugeordnet ist, verbunden ist;
d) eine Anwendungssichtschicht mit mindestens einem An- wendungsansichtsknoten, wobei jeder des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens mit einer Produktklasse verbunden ist und wobei jeder des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens mindestens eines von folgendem umfaßt: eine Ansammlung aller Bauelementeknoten, die mit der Produktklasse verbunden sind, mit der der entsprechende des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens verbunden ist, und eine Ansammlung aller Prozeßknoten, die mit der Produktklasse verbunden sind, mit der der ent- sprechende des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens verbunden ist; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: i) Empfangen einer Auswahl eines des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens aus einer Benutzer- schnittsteile; ii) Umsetzen des einen des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens in eine graphische Darstellung zur visuellen Anzeige; und iii) Anzeigen der graphischen Darstellung auf einer Anzeige.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei jede der mindestens einen Bauelementevariante einem Auswahlzustand zugeordnet ist, der anzeigt, welche der min- destens einen Bauelementevariante in der spezifischen Produktvariante gemäß spezifischen Produktkenngrößen der spezifischen Produktvariante verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Benutzer- schnittsteile verwendet wird, um eine Auswahl der spezifischen Produktvariante zu empfangen, und wobei der Zentralprozessor den Auswahlzustand für jeden des mindestens einen Bauelementeknotens, der mit der Produktklasse für die spezifische Produktvariante verbun- den ist, einsetzt, um alle Bauelementevarianten zu bestimmen, die der gewählten Produktvariante in der Datenstruktur zugeordnet sind, wobei es sich um die Materialliste für die spezifische Produktvariante handelt und wobei der Zentralprozessor die Materialliste für die spezifische Produktvariante auf der Anzeige anzeigt.
12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine Produkt eine Vielzahl von Produkten ist und wobei die Vielzahl von Produkten auf der Grundlage der hierarchischen Beziehung zwischen Produktklassen angeordnet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Bauelementeknoten eine Vielzahl von Bauelementeknoten ist und wobei die Vielzahl von Bauelementeknoten auf der Grundlage der hierarchischen Beziehung zwischen Bauelementen angeordnet ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die hierarchische Beziehung zwischen Bauelementen die Zerlegung von Bauelementen in Unterbauelemente abbildet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei eine Vielzahl von Zerlegungen eines bestimmten Bauelements in Unterbauelemente vorliegt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Auswahl einer der Vielzahl von Zerlegungen für ein bestimmtes Bauelement in Unterbauelemente auf dem Werk basiert, in dem das Produkt, das dem bestimmten Bauelement zugeord- net ist, hergestellt wird.
17. Computergestütztes System zum Anzeigen von Bauelementen und Prozessen, die hierarchischen Produktklassen zugeordnet sind, mit einer Anzeige, einem Speicher, einem Zentralprozessor und einer Benutzerschnittstelle, wobei der Speicher eine Datenstruktur aufweist und die Datenstruktur folgendes umfaßt:
a) eine Produktschicht mit mindestens einem Produkt, wobei jedes Produkt durch eine Produktklasse dargestellt wird; b) eine Knotenstrukturschicht mit mindestens einem Bauelementeknoten, wobei jeder dieses mindestens einen Bauelementeknotens ein Bauelement darstellt und wobei jeder dieses mindestens einen Bauelementeknotens mit der Produktklasse verbunden ist, die das entsprechende des mindestens einen Produkts darstellt, in dem das Bauelement verwendet wird, und mindestens einem Prozeßknoten, wobei jeder dieses mindestens einen Prozeßknotens einen Prozeß darstellt und wobei jeder die- ses mindestens einen Prozeßknotens mit der Produktklasse verbunden ist, die das entsprechende des mindestens einen Produkts darstellt, bei dessen Herstellung der Prozeß verwendet wird, und wobei jeder des mindestens einen Prozeßknotens außerdem mit dem ent- sprechenden einen des mindestens einen Bauelementeknotens verbunden ist, der ein Bauelement darstellt, das bei dem Prozeß verwendet wird, der durch jeden des mindestens einen Prozeßknotens dargestellt wird;
c) eine Variantenschicht mit mindestens einer Bauelementevariante, wobei jede der mindestens einen Bauelementevariante einem des mindestens einen Bauelementeknotens zugeordnet ist und wobei jede der mindestens einen Bauelementevariante einen konkreten Artikel dar- stellt, der in einer spezifischen Produktvariante des entsprechenden des mindestens einen Produkts verwendet wird, das durch die Produktklasse dargestellt wird, mit der der eine des mindestens einen Bauelementeknotens, der jeder der mindestens einen Bauelementevariante zugeordnet ist, verbunden ist; mindestens einer Prozeßvariante, wobei jede der mindestens einen Prozeßvariante einem des mindestens einen Prozeßknotens zugeordnet ist und wobei jede der mindestens einen Prozeßvariante tatsächliche Produk- tionsschritte darstellt, die bei der Herstellung einer spezifischen Produktvariante des entsprechenden des mindestens einen Produkts verwendet werden, das durch die Produktklasse dargestellt wird, mit der der eine des mindestens einen Prozeßknotens, der jeder der mindestens einen Prozeßvariante zugeordnet ist, verbunden ist;
d) eine Anwendungssichtschicht mit mindestens einem An- wendungsansichtsknoten, wobei jeder des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens mit einer Produktklasse verbunden ist und wobei jeder des mindestens einen An- wendungsansichtsknotens mindestens eines von folgendem umfaßt : eine Ansammlung aller Bauelementeknoten, die mit der Produktklasse verbunden sind, mit der der entsprechende des mindestens einen Anwendungsan- sichtsknotens verbunden ist, und eine Ansammlung aller Prozeßknoten, die mit der Produktklasse verbunden sind, mit der der entsprechende des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens verbunden ist; wobei das computergestützte System weiterhin folgendes umfaßt : i) ein Mittel zum Empfangen einer Auswahl eines des mindestens einen Anwendungsansichtsknotens aus einer Benutzerschnittstelle; ii) ein Mittel zum Umsetzen des ausgewählten Anwendungsansichtsknotens in eine graphische Darstellung zur visuellen Anzeige; und iii) ein Mittel zum Anzeigen der graphischen Darstellung auf einer Anzeige.
18. Computergestütztes System nach Anspruch 17, wobei jede der mindestens einen Bauelementevariante einem Auswahlzustand zugeordnet ist, der anzeigt, welche der mindestens einen Bauelementevariante in der spezifis- chen Produktvariante gemäß spezifischen Produktkenngrößen der spezifischen Produktvariante verwendet wird.
19. Computergestütztes System nach Anspruch 18, wobei die Benutzerschnittstelle verwendet wird, um eine Auswahl der spezifischen Produktvariante zu empfangen, und wobei der Zentralprozessor den Auswahlzustand für jeden des mindestens einen Bauelementeknotens, der mit der Produktklasse für die spezifische Produktvariante verbunden ist, einsetzt, um alle Bauelementevarianten zu bestimmen, die der gewählten Produktvariante in der Datenstruktur zugeordnet sind, wobei es sich um die Materialliste für die spezifische Produktvariante handelt und wobei der Zentralprozessor die Materialliste für die spezifische Produktvariante auf der Anzeige anzeigt .
20. Computergestütztes System nach Anspruch 17, wobei das mindestens eine Produkt eine Vielzahl von Produkten ist und wobei die Vielzahl von Produkten auf der Grundlage der hierarchischen Beziehung zwischen Pro- duktklassen angeordnet ist.
21. Computergestütztes System nach Anspruch 17, wobei der mindestens eine Bauelementeknoten eine Vielzahl von Bauelementeknoten ist und wobei die Vielzahl von Bauelementeknoten auf der Grundlage der hierarchischen Beziehung zwischen Bauelementen angeordnet ist.
22. Computergestütztes System nach Anspruch 21, wobei die hierarchische Beziehung zwischen Bauelementen die Zerlegung von Bauelementen in Unterbauelemente abbildet.
23. Computergestütztes System nach Anspruch 22, wobei eine Vielzahl von Zerlegungen eines bestimmten Bauelements in Unterbauelemente vorliegt.
24. Computergestütztes System nach Anspruch 23, wobei die Auswahl einer der Vielzahl von Zerlegungen für ein bestimmtes Bauelement in Unterbauelemente auf dem Werk basiert, in dem das Produkt, das dem bestimmten Bauelement zugeordnet ist, hergestellt wird.
25. Computergestütztes System zur Anzeige von Bauelementen und Prozessen, die konfigurierbaren Produktklassen zugeordnet sind, mit einer Anzeige, einem Speicher, einem Zentralprozessor und einer Benutzerschnittstelle, wobei der Speicher eine Datenstruktur aufweist und die Datenstruktur folgendes umfaßt:
a) eine Produktschicht mit einem Produkt, das durch eine Produktklasse dargestellt wird;
b) eine Knotenstrukturschicht mit einem Bauelementeknoten, wobei der Bauelementeknoten ein Bauelement darstellt und wobei der Bauelementeknoten mit der Pro- duktklasse verbunden ist, und einem Prozeßknoten, wobei der Prozeßknoten einen Prozeß darstellt und wobei der Prozeßknoten mit der Produktklasse verbunden ist und wobei der Prozeßknoten außerdem mit dem Bauelementeknoten verbunden ist;
c) eine Variantenschicht mit einer Bauelementevariante, wobei die Bauelementevariante dem Bauelementeknoten zugeordnet ist und wobei die Bauelementevariante einen konkreten Artikel darstellt, der in einer spezifischen Produktvariante des durch die Produktklasse dargestellten Produkts verwendet wird; einer Prozeßvariante, wobei die Prozeßvariante dem Prozeßknoten zugeordnet ist und wobei die Prozeßvariante tatsächliche Produktionsschritte darstellt, die bei der Herstellung einer spezifischen Produktvariante des durch die Produktklasse dargestellten Produkts verwendet werden; d) eine Anwendungsansichtsschicht mit einem Anwendungsansichtsknoten, wobei der Anwendungsansichtsknoten mit der Produktklasse verbunden ist und wobei der An- wendungsansichtsknoten mindestens einen des Bauelementeknotens und des Prozeßknotens umfaßt, wobei die Benutzerschnittstelle verwendet wird, um eine Auswahl des Anwendungsansichtsknotens zu empfangen und wobei der Zentralprozessor den ausgewählten Anwendungsan- sichtsknoten in eine graphische Darstellung zur visuellen Anzeige auf der Anzeige umsetzt.
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