[發明專利]一種產品設計關鍵要素提取方法

有效

• 申請號: 201710549207.8
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107491582B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 王明微;周競濤;劉楠;楊修茂;陳令國;李恩明;蔣騰遠;楊長森
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種產品設計關鍵要素提取方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：針對產品的不同設計場景，獲取對應不同設計場景的產品的若干SysML模型；分別從每個SysML模型中讀取設計元素以及各設計元素之間的關系；

所述設計元素指設計過程中系統結構不同層次的構成要素，用字母S表示；在所有SysML模型中，存在的設計元素集合為：

AS＝{S1,S2,S3,…,Sn}

所述設計元素之間的關系分為5種關系類型：

約束關系：若設計元素S1與設計元素S2之間存在約束模塊連接器，則設計元素S1與設計元素S2之間存在約束關系cs(S1,S2)，其中設計元素S1連接約束模塊連接器的輸入端，設計元素S2連接約束模塊連接器的輸出端；

交互關系：若設計元素S1與設計元素S2之間存在標準端口或流端口，則設計元素S1與設計元素S2之間存在交互關系ia(S1,S2)，其中設計元素S1與設計元素S2之間的標準端口或流端口的方向為設計元素S1至設計元素S2；

引用關系：若設計元素S1引用了設計元素S2，則設計元素S1與設計元素S2之間存在引用關系rt(S1,S2)；

分解關系：若設計元素S1與設計元素S2之間存在組合連接，則設計元素S1與設計元素S2之間存在分解關系di(S1,S2)，其中設計元素S1為連接組合連接圖形表達式中菱形端的設計元素，設計元素S2為連接組合連接圖形表達式中箭頭端的設計元素；

依賴關系：若設計元素S1與設計元素S2之間存在依賴連接，則設計元素S1與設計元素S2之間存在依賴關系ro(S1,S2)，其中設計元素S1為連接依賴連接圖形表達式中線端的設計元素，設計元素S2為連接依賴連接圖形表達式中箭頭端的設計元素；

步驟2：對5種關系類型分別賦予關系強度值；其中約束關系的關系強度值為ls(f₁)＝0.29，交互關系的關系強度值為ls(f₂)＝0.13，引用關系的關系強度值為ls(f₃)＝0.18，分解關系的關系強度值為ls(f₄)＝0.27，依賴關系的關系強度值為ls(f₅)＝0.13；

步驟3：根據步驟2中5種關系類型的強度值，計算設計元素集合中兩兩設計元素之間的貢獻度；對于設計要素Si到Sj的貢獻度，計算公式為

其中f_k(Si,Sj)表示設計要素Si到Sj的第k種關系類型，若設計要素Si到Sj存在第k種關系類型，則f_k(Si,Sj)＝1，否則f_k(Si,Sj)＝0；m表示在所有SysML模型中，設計要素Si到Sj為第k種關系類型出現的次數；

步驟4：根據步驟3的計算結果，建立基于設計要素的設計結構矩陣IDSM：

	S1	S2	S3	S4	…
S1	0	lss(S1,S2)	lss(S1,S3)	lss(S1,S4)	…
S2	lss(S2,S1)	0	lss(S2,S3)	lss(S2,S4)	…
S3	lss(S3,S1)	lss(S3,S2)	0	lss(S3,S4)	…
S4	lss(S4,S1)	lss(S4,S2)	lss(S4,S3)	0	…
…	…	…	…	…	…

步驟5：將IDSM的每個元素都除以所在行的全部元素之和得到新的矩陣IDSM’，然后根據公式

迭代計算所有設計元素的權值向量NR，向量NR中的元素表示集合AS中對應元素的權值；n為集合AS中元素個數，σ為阻尼系數，取值0.85，E為元素全為1的n階方陣；向量NR的初值NR₀取所有元素均等于1/n；當迭代誤差小于設定閾值或到達設定迭代次數時，迭代退出；

步驟6：在步驟5得到的權值向量NR中，取其中大于設定閾值δ的元素所對應的設計元素為關鍵要素。