[发明专利]一种基于PLM数据库面向DPIPP产品族的挖掘算法

摘要

本发明公开了一种基于PLM（产品生命周期管理）多空间数据的产品族挖掘方法。所述的方法以PLM数据库中产品结构树（Product Structure Tree，PST）或物料清单（Bill of Material，BOM）为数据源，利用产品数据物理空间、逻辑空间和属性空间的信息比对，实现了产品族的分析和提取，其特征在于利用基于产品主特征向量比对的算法和对算法输出结果进行聚类分析，通过对聚类结果设定阈值得到最终产品族划分方案。本发明具有计算方便、可操作性强、适用范围广、能够较为准确快速地划分出产品族等特点；本发明能够在DPIPP（分布式参数化智能产品平台）的建立上提出一种较为科学的方法；本发明能够减少MC（大批量定制）实施过程中的成本，对MC有着重要意义。

主权项

一种基于PLM数据库面向DPIPP产品族的挖掘算法，其特征在于，步骤1，产品信息初选步骤：通过查询物理空间来实现，物理空间是用来存储逻辑空间与属性空间的元数据，元数据是用来描述数据的数据，指示存储位置、资源查找、文件记录等信息；逻辑空间指的是产品零部件间的逻辑关系；属性空间指的是产品及零部件的属性信息，包括结构属性、功能属性、工艺属性、管理属性；具体是：零部件编码、零部件名称、结构参数等，它们都存储于属性表中；物理空间存储了逻辑空间及属性空间的数据的物理地址，获取物理地址之后，可以通过SQL SELLECT以及WHERE语句可以查询到所有相关数据，即可以对相关数据进行筛选以及对不必要的数据进行剔除；步骤2，对产品进行数据清洗与规范化处理步骤哦，过程包括数据规范化处理与结构逻辑检查两个子步骤；；数据规范化处理子步骤包括：产品编码一致化处理、二义性处理和属性数据缺失或错误的规范化处理；与结构逻辑检查子步骤包括：结构完整性检查和关联关系正确性检查；结构完整性检查是指要遍历到产品的每一个零部件，即产品零部件组成是否完整；关联关系正确性检查是指产品的零部件逻辑连接关系是否正确；下面以产品p具体说明：结构完整性检查即对产品p组成结构的完整性进行检查，若能从PLM数据库中搜索到产品p BOM表中所有零部件，即说明该产品组成结构完整，否则不完整；步骤3，将树形结构转换成一种适合比对的数据格式，以避免复杂空间结构的直接比较；本发明采用正则化，即利用一个简单的字符串来表达一个复杂的数据结构；包括对逻辑空间以及属性空间正则化；步骤4，产品属性空间包括功能，工艺，结构，管理等属性信息，这里选用功能属性进行产品族划分；PLM数据库中产品零件功能属性存储在属性表中；对于某一项特定功能如驱动、传动、执行、连接支承等，如果某一零件具有该功能在比对中记为数字1，否则记为0，并分别根据产品逻辑空间或属性空间中产品零部件序列顺序构成向量进行比对；基于：具体包括：步骤4.1，将第1个产品逻辑空间主特征向量依次与剩下的n‑1个产品逻辑空间向量进行比对，并分别求得分，定义为S′_ij；步骤4.2，将第1个产品属性空间主特征向量依次与剩下的n‑1个产品属性空间向量进行比对，并分别求得分，定义为S″_ij；步骤4.3，将上述两两比对得分求和，存在预先定义的数组中，定义为S_ij＝S′_ij+S″_ij；步骤4.4，然后再将第2(3,4，……，n‑1)个产品主向量依次与其后的n‑2(n‑3,n‑4,……，1)个向量进行比对，直到所有向量分别比对完成；重复第三步，并输出得分，算法结束；步骤4.5，基于公式一得到相应的个Similarity值，设置相似度阈值进行聚类分析就能得到产品族挖掘结果；所述步骤4.1和步骤4.2中S′_ij，S″_ij的获取过程相同，具体如下：经过以上的正则化处理之后，用字符分别代替了产品的组成零部件，将比对的两个产品逻辑空间主特征向量或属性空间主特征向量，即A＝(a1，a2…，a_m)，B＝(b1，b2，…，b_n)排列成二维表，计算得分矩阵：使用迭代方法计算出两个序列的相似分值，存于一个矩阵中，即计算上表中M_k,l；在计算每个M_k,l时，不仅计算其得分值，还要用一个指针记录下该最佳得分值的路径，即是从三种情形中的哪种情形得到的；M_0,0＝0                   式二式中，k代表序列A的长度，其中k∈{1,2,…,n}；l是序列B的长度，其中l∈{1,2,…,n}；M_k,l表示当前元素，M_k,l‑1表示与当前元素水平方向相邻的元素，M_k‑1,l表示与当前元素垂直方向相邻的元素；D_a(k),b(l)表示序列A的第k个元素与序列B的第l个元素比对的分值；D_a(k),0表示A的第k个元素与空位比对的分值；D_0,b(l)表示空位与B的第l个元素比对的分值；其中打分模板，即D_a(k),b(l)、D_a(k),0、D_0,b(l)的分值采用固定空位罚分模型，或根据产品属性的重要程度确定；本发明采用的固定空位罚分模型为：D_(0,a)＝D_(a,0)＝‑2；得到的M_m,n为S′_ij或S″_ij。