[發明專利]一種基于材料成份相似性的熱處理工藝知識推送方法

有效

• 申請號: 201711310066.0
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108038348B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 楊立明;謝格;葉茂;安康;戰玉曉;劉杰;楊衛華;何薇;鄒新軍;李赫;韓婧;徐雯
• 申請（專利權）人: 首都航天機械公司;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G16C20/00
• 分類號: G16C20/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 莫丹

1.一種基于材料成份相似性的熱處理工藝知識推送方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)錄入熱處理相關各類金屬材料元素化學成分含量標準數據；

通過建立數據主表、子表的方式，錄入國家或行業檢測標準中給定的各類金屬材料元素化學成分含量標準數據；

在主表中設置“材料牌號”、“檢測標準代號”字段，在子表中設置元素序號、元素代號、元素含量、元素權重屬性字段；

通過“元素序號”字段，規定元素的排列順序；

通過“元素權重”屬性字段，按理論或經驗給出每個元素參與相似性計算時的權重數值；

(2)積累、記錄每批次金屬材料元素化學成分含量實測數據；

通過建立金屬材料元素化學成分實測數據主表、子表的方式，記錄每批次金屬材料元素化學成分含量實測數據；

在主表中設置“材料批號”、“材料牌號”、“相似度指數”字段，在子表中設置元素序號、元素代號、元素含量屬性字段；

對于與步驟(1)中牌號相同的金屬材料，元素代號及元素序號與步驟(1)中保持一致；

(3)積累、記錄每批次金屬材料熱處理時的工藝方法、溫度、時間、真空度工藝參數實測數據；

通過建立工藝參數實測數據表，記錄每批次金屬材料熱處理實際應用的工藝參數數據；

在數據表中設定材料批次、工藝方法、溫度、時間、真空度實測工藝參數屬性字段；

(4)積累、記錄每批次金屬材料的熱處理性能、力學性能數據；

通過建立熱處理實測性能數據表，用于記錄每批次金屬材料實際的抗拉強度、屈服強度、延伸率、斷面收縮率、沖擊功、硬度、是否合格結果數據；

在數據表中設定材料批次、抗拉強度、屈服強度、延伸率、斷面收縮率、沖擊功、硬度、是否合格屬性字段；

(5)根據步驟(2)中記錄的每項金屬材料元素化學成分含量實測數據，計算每項材料的相似度指數；

通過遍歷步驟(2)主表中的每條材料數據記錄，并根據步驟(2)主表中材料牌號與步驟(1)主表中材料牌號的對應關系，分別取得步驟(2)、步驟(1)子表中相對應的元素化學成分含量，并按照下面的公式，計算、給出步驟(2)主表中每條材料數據記錄的相似度指數S_i；

其中：S_i為計算得出的相似度指數值；

式中，

i表示步驟(2)主表中的第i條材料數據記錄；

C_in為步驟(2)主表中的第i條材料數據記錄、對應子表第n個元素的化學成分含量數值；

C_n為根據步驟(2)主表中的第i條材料數據記錄，通過材料牌號字段，先定位步驟(1)主表中相同材料牌號的材料數據記錄，然后取得的對應子表中第n個元素的化學成分含量數值；

將計算所得的相似度指數，分別保存在步驟(2)主表中每項材料數據記錄的“相似度指數”字段；

(6)熱處理知識的推送通過相似性檢索實現，具體如下；

(7)在針對當前材料，進行相似性檢索時，需要輸入的信息包括當前材料的材料牌號，以及按與步驟(1)中相同材料牌號、相同元素順序的當前材料多個元素化學成分含量；

(8)在熱處理材料相似性檢索時，先取得當前材料牌號、元素化學成分含量數據，然后通過取得的材料牌號，在步驟(1)主表中按牌號進行檢索，取得相同材料牌號、對應子表中的元素化學成分含量數據；

(9)按照下面的公式，計算當前材料的相似度指數S；

式中：

C_j為當前材料、第j個材料元素化學成分含量數值；

C_j為通過當前材料的材料牌號，先定位步驟(1)主表中相同牌號的材料數據記錄，然后取得的對應子表中第j個元素的化學成分含量數值；

j的取值范圍為從1至當前材料元素化學成分含量數值數據的總個數；

(10)根據當前材料計算取得的相似度指數S，在步驟(2)主表中匹配、取得相似的材料數據記錄；

在相似性檢索時，根據設定的相似系數F，計算相似區間S-S*(1-F)、S+S*(1-F)，獲取步驟(2)主表中相似度指數在此區間內的多項材料數據記錄，形成數據集；

(11)在步驟(10)中所取得的數據集基礎上，為進一步得到更加精確的相似性數據，需要結合元素權重，進行相似度的二次計算；

首先可以默認或動態設定元素權重的閾值W，并可以根據閾值W，將當前材料的元素按含量分為G₁、G₂兩組；

分組時，首先根據當前材料牌號，取得步驟(1)主表中相同材料牌號、相應子表中所有的材料元素權重數據，按材料元素權重數值從大到小排序、順序相加求和，當求和結果大于等于閾值W時的相關材料元素歸到G₁組，其余歸到G₂組；

(12)遍歷步驟(10)數據集的每條材料數據記錄，其中針對每條材料數據記錄，按照步驟(11)中的方式先將元素分組，然后按下面的方式分別計算；

根據G₁組中的材料元素，計算該項材料數據的相似度指數S₁；

式中：

C_im為數據集的第i條材料數據記錄、G₁組中第m個元素的化學成分含量數值；

C_m為步驟(8)中當前金屬材料、與C_im相同元素代號的材料元素化學成分含量數值；

m的取值范圍為從1至G₁組中材料元素的總個數；

根據G₂組中的材料元素，計算該項材料數據的相似度指數S₂；

式中：

C_ik為數據集的第i條材料數據記錄、G₂組中第k個元素的化學成分含量數值；

C_k為步驟(8)中當前金屬材料、與C_ik相同元素代號的材料元素化學成分含量數值；

k的取值范圍為從1至G₂組中材料元素的總個數；

(13)按照下面的公式，再次計算數據集每條材料數據記錄的二次相似度指數S；

S＝S₁*W+S₂*(1-W)

(14)將數據集的材料數據記錄，按照步驟(13)中相似度指數S數值大小，按照遞減的方式重新排序；在結果呈現以列表的方式，呈現經過排序后的材料數據記錄；

(15)根據數據集材料數據的“批號”字段，關聯呈現熱處理性能、力學性能數據表中的抗拉強度、屈服強度、延伸率、斷面收縮率、沖擊功、硬度、是否合格知識數據，實現知識推送；

(16)根據數據集材料數據的“批號”字段，關聯呈現工藝參數數據表中的工藝參數數據，實現工藝方法、溫度、時間、真空度工藝參數數據的推送。