[發(fā)明專利]基于embedding屬性相似度的材料工藝流程匹配方法

有效

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• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112116965B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏曉;錢權(quán);丁聰;張惠然
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明提供了一種基于embedding屬性相似度的材料工藝流程匹配方法。本方法首先獲取工藝實體和屬性關(guān)系向量嵌入，計算工藝實體特征相似度；再根據(jù)工藝實體特征相似度進行實體對齊，計算工藝屬性特征相似度；結(jié)合預(yù)設(shè)標準工藝流程步驟訓(xùn)練工藝實體特征權(quán)重信息；再根據(jù)工藝實體特征權(quán)重信息和屬性特征相似度，加權(quán)求和得到兩個材料之間的工藝流程相似度；再根據(jù)工藝流程相似度對工藝流程進行匹配。本發(fā)明基于屬性相似度的材料工藝流程匹配方法，不同于傳統(tǒng)流程相似度計算只考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而忽視屬性邊的語義信息，而是融合了多樣化的屬性語義信息，有效提升材料加工工藝流程的相似度計算和匹配的準確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料工藝流程相似度計算的方法，尤其是一種基于embedding屬性相似度的材料工藝流程匹配方法，應(yīng)用于材料學(xué)知識圖譜技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

材料工藝流程對材料的性能影響很大，比如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的顯微組織在很大程度上取決最終軋制、鍛造和熱處理工藝。熱處理工藝有助于消除樹枝狀偏析和使其均勻化。熱處理還分為退火、淬火、正火、回火四種不同的處理方式。不同的工藝有不同的屬性和屬性值。比如淬火的屬性就是溫度。而不同的屬性值的表示形式和閾值不盡相同，所以很難采用規(guī)則的方式轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的形式。

目前的流程相似度計算方法均沒有考慮節(jié)點屬性，更側(cè)重于圖結(jié)構(gòu)的計算。經(jīng)典的用Petri 網(wǎng)建模的流程計算方法，考慮的是圖結(jié)構(gòu)中的并發(fā)、異步關(guān)系。而材料領(lǐng)域的工藝流程更側(cè)重工藝和工藝屬性值對性能的影響。

針對上述兩種問題，采用基于embedding網(wǎng)絡(luò)模型的方法，可以將實體和實體屬性映射到一個低維稠密的空間，用向量表示實體和屬性，以解決屬性值形式不一的問題。為了挖掘工藝和工藝屬性值對性能的影響，需要考慮工藝的語義信息，由于材料實體中存在多種不同形式的屬性，工藝流程的先后關(guān)系復(fù)雜，而傳統(tǒng)流程相似度計算只考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而忽視屬性邊的語義信息。因此，如何利用表示學(xué)習和權(quán)重信息來計算相似度，如何充分體現(xiàn)出兩個流程之間的相似度和差異度，并據(jù)此指導(dǎo)改進材料生產(chǎn)流程，實現(xiàn)材料性能提升，成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種基于 embedding屬性相似度的材料工藝流程匹配方法，針對材料實體中存在多種不同形式的屬性，工藝流程的先后關(guān)系，提供材料工藝流程相似度計算的方法。

為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用如下發(fā)明構(gòu)思：

根據(jù)所述材料實體的三元組集合、已對齊的工藝流程，三元組集合中包括工藝、屬性、屬性值這三類元素，三元組集合即相似的工藝流程對集合，用TransE模型做表示學(xué)習。

根據(jù)已對齊的工藝流程，通過Translation-based模型生成聯(lián)合向量。

根據(jù)獲取的聯(lián)合向量，通過TransE和它的擴展方法PTransE獲得兩個知識庫分別學(xué)到各自的知識向量，利用聯(lián)合向量將這些知識向量合并到同一語義空間。

根據(jù)獲取的知識向量，里面有工藝實體向量和屬性關(guān)系向量，遵循f(頭實體向量,關(guān)系向量)＝尾實體向量，即工藝實體向量+屬性向量＝屬性值向量。

根據(jù)獲取的工藝實體向量，在合并的語義空間通過計算實體之間的語義距離實現(xiàn)實體之間的對齊，語義距離的計算方法采用歐氏距離計算方法，從而得到工藝實體特征相似度。

根據(jù)獲取的工藝實體特征相似度，將同一實體對象鏈接到一起。

根據(jù)獲取的屬性向量，采用Cosine距離計算工藝屬性關(guān)系相似度。

根據(jù)獲取的屬性值的向量和工藝屬性關(guān)系相似度，在工藝屬性關(guān)系相似度達到閾值的情況下，采用Cosine距離計算同一屬性下的工藝屬性特征相似度。

根據(jù)獲取的工藝實體特征相似度，輸入預(yù)設(shè)標準工藝流程，通過TF-IDF指數(shù)對所述工藝實體特征進行賦權(quán)，得到實體特征權(quán)重信息。