[發明專利]基于kmeans聚類算法的回轉類零件工序工時預測方法及系統

有效

• 申請號: 201710262953.9
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN108733003B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 陸寶春;潘彩霞;張鴻鵠;張均利;陳福林;馮建國;張衛;楊楊
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;揚州市江都永堅有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G06K9/62
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

1.一種基于kmeans聚類算法的回轉類零件工序工時預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、采集回轉類零件工序歷史數據：從企業MES、ERP、PLM系統中對回轉類零件工序歷史數據進行采集或計算；

步驟2、根據工藝信息及零件圖紙信息將歷史零件工序進行編碼，將各歷史零件工序編碼轉換為歷史工序編碼矩陣X_n×m：

整理出企業已加工回轉類零件工序的工藝信息及零件圖紙信息，對所有回轉類零件工藝信息及圖紙中所出現的信息及結構進行標識；對不同工序的零件圖紙信息和工藝信息進行組合，構成歷史零件工序編碼；各個歷史零件工序編碼完成后，將各歷史零件工序編碼轉換為歷史工序編碼矩陣X_n×m；

步驟3、對歷史工序編碼矩陣依據kmeans聚類算法進行聚類：采用初始聚類中心計算方法、距離計算方法及更新聚類中心方法，得到不同K值下的聚類結果及聚類中心，根據不同K值下的聚類結果及聚類中心計算分類指標SP與DB，取分類指標SP/DB取最小時對應的K值、聚類中心及聚類結果，即為最終K值、最終聚類結果及最終聚類中心；

步驟4、訂單拆分成工序，對待預測工序進行編碼：將訂單拆分成各個工序并判斷各工序是否為外協加工，如果不是外協加工則認定為待預測工序，需進行工時預測，預測時首先對待預測的工序進行編碼；

步驟5、將待預測工序劃分至最終聚類組：

結合權重系數矩陣公式、加權歐式距離公式計算所有待預測工序到K個聚類中心的加權歐式距離，相互比較后將所有待預測工序劃分至與自身距離最小的最終聚類組，并篩選出步驟1中采集的所有數據中屬于該聚類組的歷史零件圖號、工藝信息、零件工序歷史特征參數矩陣及零件工序歷史工時數據；

步驟6、根據零件圖號及工藝信息，將待預測工序與歷史工序進行對比，若預測工序與歷史工序的零件圖號及工藝信息均相同，直接將歷史理論標準工時作為預測理論工時并輸出預測結果；若預測工序與歷史工序不相同，則跳過該步驟直接進行下一步驟；

步驟7、得到歷史工時z與PCA降至二維后的特征參數(x，y)的對應關系：用MatLab畫出待預測工序所屬聚類組中歷史工時與特征參數的三維散點圖，對三維散點圖運用MatLab中用最小二乘法擬合生成相應的函數關系式z＝f(x，y)；

步驟8、預測工時計算：以新矩陣中s個待預測數據的第一維為x坐標，新矩陣中s個待預測數據的第二維為y坐標，代入關系式z＝f(x，y)得到待預測工序的理論預測工時公式并輸出預測結果。