[發(fā)明專利]一種基于多維關(guān)聯(lián)函數(shù)的低碳產(chǎn)品實(shí)例動(dòng)態(tài)分類方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410156511.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN104008439B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙燕偉;姜高超;任設(shè)東;洪歡歡;陳尉剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

1.一種基于多維關(guān)聯(lián)函數(shù)的低碳產(chǎn)品實(shí)例動(dòng)態(tài)分類方法，該方法包括如下步驟：

(1)、面向全生命周期的低碳產(chǎn)品實(shí)例庫建模

從原材料獲取階段、加工制造階段、運(yùn)輸階段、使用階段以及回收階段分別計(jì)算產(chǎn)品碳足跡和資源消耗成本，全生命周期產(chǎn)品碳足跡總量和總資源消耗成本為產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段所對(duì)應(yīng)的碳排放和資源消耗成本的總和；

原材料獲取階段：

m_i為第i種材料的質(zhì)量；e_i為第i類材料排放因子或者第i類材料的價(jià)格；

加工制造階段：

E_ij為第i個(gè)零部件在第j道工序消耗電能的值；e_k為能源的排放因子或者能源的價(jià)格；

此階段的資源消耗成本包括機(jī)器成本和人工成本，當(dāng)e_k表示能源價(jià)格計(jì)算資源消耗時(shí)還應(yīng)加上人工成本

H_i為工種i的加工工時(shí)；φ_i為工種i的工資費(fèi)率；

運(yùn)輸階段：

T_t為使用第t類交通工具運(yùn)輸產(chǎn)品的質(zhì)量；D_t為使用第t類交通工具運(yùn)輸產(chǎn)品的運(yùn)輸距離；e_t為使用第t類交通工具運(yùn)輸產(chǎn)品的碳排放因子或者是第t類交通工具運(yùn)輸產(chǎn)品的價(jià)格；

使用階段：G_u≈E×T_w×e_w (4)

E為實(shí)測(cè)日耗電量；T_w為平均運(yùn)行時(shí)間；e_w為電力排放因子或者電力資源的價(jià)格；

回收階段：

m_i為第i種回收材料的質(zhì)量；φ_i為可回收利用材料的比例；e_i為材料i廢棄物處理產(chǎn)生的單位碳排放或者第i類材料排放因子或者為第i種材料的回收價(jià)格；

全生命周期：G_T≈G_m+G_p+G_t+G_u+G_r (6)

或者

G_ti為第i個(gè)零部件在產(chǎn)品全生命周期過程中的碳足跡或者資源消耗成本；為產(chǎn)品零部件裝配成產(chǎn)品所產(chǎn)生的碳足跡的量或者資源消耗成本；

(2)、基于低碳產(chǎn)品實(shí)例庫的靜態(tài)相似度檢索分類

(2.1)、基于多維關(guān)聯(lián)函數(shù)的相似度建模

針對(duì)客戶所需求低碳產(chǎn)品的n個(gè)指標(biāo)，在n維空間上建立低碳產(chǎn)品實(shí)例庫性能數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的客戶需求性能的n維可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)，設(shè)低碳產(chǎn)品實(shí)例性能數(shù)據(jù)P_i(x₁,x₂…x_n)對(duì)應(yīng)n維空間上一個(gè)點(diǎn)，S₀、S分別為客戶需求的特征需求區(qū)間以及可行需求區(qū)間，對(duì)應(yīng)n維空間上的兩個(gè)體，且x₀為最優(yōu)點(diǎn)，則對(duì)應(yīng)的n維可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)為：

$K_{n-D}\left(P_i\right)=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{n-D}(P_i,x_0,S)}{D_{n-D}(P_i,S_0,S)}---\left(8\right)$

式中，ρ_n-D(P_i,x₀,S)表示實(shí)例P_i與最優(yōu)值為x₀的區(qū)間S之間的可拓距；D_n-D(P_i,S₀,S)表示實(shí)例P_i關(guān)于特征需求區(qū)間S₀與可行需求區(qū)間S組成的區(qū)間套的位值；當(dāng)最優(yōu)值x₀分別取區(qū)間S、S₀的幾何中心點(diǎn)，此時(shí)ρ_n-D(P_i,x₀,S)＝ρ_n-D(P_i,S)；ρ_n-D(P_i,x₀,S₀)＝ρ_n-D(P_i,S₀)，

基于多維可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)的相似度函數(shù)構(gòu)建如下：

$sim(PR,P_i)=\left\{\begin{array}{cc}1,& K_{n-D}\left(P_i\right)\≥0\\ e^{K_{n-D}\left(P_i\right)},& K_{n-D}\left(P_i\right)\<0\end{array}\right.---\left(9\right)$

式中，K_n-D(P_i)表示針對(duì)客戶需求PR的指標(biāo)，第i個(gè)實(shí)例P_i的多維可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)值；

(2.2)、基于相似度和頻度的低碳產(chǎn)品實(shí)例庫約減

頻度是指針對(duì)客戶的不同需求而進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)例搜索時(shí)，某一產(chǎn)品實(shí)例滿足需求并被輸出的次數(shù)，則某型號(hào)產(chǎn)品的頻度f為：

$f=\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}Num(1\≥{\mathrm{sim}}_i\>{\mathrm{sim}}_0)---\left(10\right)$

式中，sim_i表示客戶針對(duì)該型號(hào)產(chǎn)品第i次需求的相似度值；sim₀為設(shè)置在(0,1)區(qū)間內(nèi)的一個(gè)相似度閾值；函數(shù)Num為自增函數(shù)，

當(dāng)產(chǎn)品實(shí)例的相似度函數(shù)值大于sim₀時(shí)，對(duì)f進(jìn)行一次累加；f₀為設(shè)定的頻度閾值，當(dāng)某一產(chǎn)品的頻度f≥f₀時(shí)，此實(shí)例進(jìn)入分類實(shí)例庫；

(2.3)、基于分類實(shí)例庫的靜態(tài)分類

實(shí)例靜態(tài)分類分以下2種狀況：

①、當(dāng)sim(PR,P_i)＝1時(shí)，由式(9)可知：K_n-D(P_i)≥0，該類P_i屬于針對(duì)客戶本次需求的正域，表示產(chǎn)品實(shí)例各性能指標(biāo)處于客戶可行需求范圍內(nèi)，即滿足客戶條件；

②、當(dāng)sim₀＜sim(PR,P_i)＜1時(shí)，由式(9)可知：K_n-D(P_i)＜0，該類P_i屬于針對(duì)客戶本次需求的負(fù)域，根據(jù)其基于可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)值構(gòu)建的相似度函數(shù)，其值的大小描述其符合程度；

(3)、基于變需求下的低碳產(chǎn)品實(shí)例動(dòng)態(tài)分類

(3.1)、基于需求蘊(yùn)含變換下的可拓多維關(guān)聯(lián)函數(shù)構(gòu)建

論域中的P_i代表的是實(shí)例庫中的實(shí)例，構(gòu)建可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)為：

K'_n-D(P_i)＝T_kK_n-D(T_pP_i)＝K(P_i) (11)

式中，T_K表示變換關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則，T_P表示變換實(shí)例元素，K表示新的需求空間下的多維關(guān)聯(lián)函數(shù)構(gòu)建法則；

(3.2)、基于可拓多維關(guān)聯(lián)函數(shù)的實(shí)例動(dòng)態(tài)再分類

基于所述可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)需要重新對(duì)實(shí)例庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索，然后根據(jù)每個(gè)實(shí)例庫實(shí)例的相似度值重新構(gòu)建分類實(shí)例庫，并對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)分類；對(duì)比需求變化前后例庫中的實(shí)例的靜態(tài)分類結(jié)果，將分類實(shí)例庫中的實(shí)例再進(jìn)行分類，分成5個(gè)域：正質(zhì)變正量變E₊(T)、負(fù)質(zhì)變域負(fù)量變域E_-(T)、拓界J₀(T)；

(3.3)、基于多維關(guān)聯(lián)函數(shù)的低碳產(chǎn)品實(shí)例動(dòng)態(tài)分類過程

Step1：針對(duì)客戶的第j次需求，構(gòu)建多維關(guān)聯(lián)函數(shù)K_j(P)，對(duì)產(chǎn)品實(shí)例庫中i個(gè)實(shí)例信息進(jìn)行分析，計(jì)算其相對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)函數(shù)值K_j(P_i)；

Step2：根據(jù)其關(guān)聯(lián)函數(shù)K_j(P)構(gòu)建產(chǎn)品相似度函數(shù)sim(PR,P)，然后再建立基于sim(PR,P)和f的分類實(shí)例庫，對(duì)分類實(shí)例庫中的實(shí)例靜態(tài)分類，分成正域、負(fù)域；

Step3：判斷客戶需求PR是否改變？是，則j+1，并且針對(duì)客戶的第j+1次需求，執(zhí)行Step1～Step2；否，執(zhí)行Step4；

Step4：分析比較分類實(shí)例庫中的實(shí)例信息，根據(jù)其相對(duì)應(yīng)的K_j(P)和K_j-1(P)值，對(duì)分類實(shí)例庫中的實(shí)例進(jìn)行基于需求變化的動(dòng)態(tài)分類，分成正質(zhì)變域、負(fù)質(zhì)變域、正量變域、負(fù)量變域；

Step5：提取基于需求變化的動(dòng)態(tài)分類規(guī)則，并存儲(chǔ)規(guī)則庫；

Step6：結(jié)束。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于多維關(guān)聯(lián)函數(shù)的低碳產(chǎn)品實(shí)例動(dòng)態(tài)分類方法，其特征在于：所述步驟(2.1)中，首先建立基于碳足跡、成本和排氣量的三維可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)分析圖，設(shè)需求可行空間為S、需求特征空間為S₀、最優(yōu)點(diǎn)x₀≠O，O為可拓域空間的幾何中心，P_i為實(shí)例數(shù)據(jù)組成的點(diǎn)，P_i¹、P_i²分別為直線x₀P_i與特征需求邊界和可行需求邊界的交點(diǎn)；

設(shè)多維空間中每個(gè)維度空間的可拓域與經(jīng)典域無公共邊界，即n維可拓距ρ_n-D(P_i,S₀)≠ρ_n-D(P_i,S)；在n維空間上n維可拓距的計(jì)算實(shí)際上是計(jì)算點(diǎn)P_i與區(qū)間端點(diǎn)P_i¹、P_i²的距離；其3維關(guān)聯(lián)函數(shù)為：

$K_{3-D}\left(P_i\right)=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{3-D}\left(P_i,S\right)}{D_{3-D}\left(P_i,S_0,S\right)}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{3-D}\left(P_i,S\right)}{{\mathrm{\ρ}}_{3-D}\left(P_i,S\right)-{\mathrm{\ρ}}_{3-D}\left(P_i,S_0\right)}=\±\frac{\left|P_i{P}_i^2\right|}{\left|P_i^1{P}_i^2\right|}---\left(12\right)$

式中，ρ_3-D(P_i,S)表示實(shí)例P_i與區(qū)間S之間的可拓距；ρ_3-D(P_i,S₀)表示實(shí)例P_i與區(qū)間S₀之間的可拓距；D_3-D(P_i,S₀,S)表示實(shí)例P_i關(guān)于特征需求區(qū)間S₀與可行需求區(qū)間S組成的區(qū)間套的位值；|P_iP_i²|表示點(diǎn)P_i與點(diǎn)P_i²之間的距離；|P_i¹P_i²|表示點(diǎn)P_i¹與點(diǎn)P_i²之間的距離。