[发明专利]一种产品设计关键要素提取方法

权利要求书

1.一种产品设计关键要素提取方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：针对产品的不同设计场景，获取对应不同设计场景的产品的若干SysML模型；分别从每个SysML模型中读取设计元素以及各设计元素之间的关系；

所述设计元素指设计过程中系统结构不同层次的构成要素，用字母S表示；在所有SysML模型中，存在的设计元素集合为：

AS＝{S1,S2,S3,…,Sn}

所述设计元素之间的关系分为5种关系类型：

约束关系：若设计元素S1与设计元素S2之间存在约束模块连接器，则设计元素S1与设计元素S2之间存在约束关系cs(S1,S2)，其中设计元素S1连接约束模块连接器的输入端，设计元素S2连接约束模块连接器的输出端；

交互关系：若设计元素S1与设计元素S2之间存在标准端口或流端口，则设计元素S1与设计元素S2之间存在交互关系ia(S1,S2)，其中设计元素S1与设计元素S2之间的标准端口或流端口的方向为设计元素S1至设计元素S2；

引用关系：若设计元素S1引用了设计元素S2，则设计元素S1与设计元素S2之间存在引用关系rt(S1,S2)；

分解关系：若设计元素S1与设计元素S2之间存在组合连接，则设计元素S1与设计元素S2之间存在分解关系di(S1,S2)，其中设计元素S1为连接组合连接图形表达式中菱形端的设计元素，设计元素S2为连接组合连接图形表达式中箭头端的设计元素；

依赖关系：若设计元素S1与设计元素S2之间存在依赖连接，则设计元素S1与设计元素S2之间存在依赖关系ro(S1,S2)，其中设计元素S1为连接依赖连接图形表达式中线端的设计元素，设计元素S2为连接依赖连接图形表达式中箭头端的设计元素；

步骤2：对5种关系类型分别赋予关系强度值；其中约束关系的关系强度值为ls(f₁)＝0.29，交互关系的关系强度值为ls(f₂)＝0.13，引用关系的关系强度值为ls(f₃)＝0.18，分解关系的关系强度值为ls(f₄)＝0.27，依赖关系的关系强度值为ls(f₅)＝0.13；

步骤3：根据步骤2中5种关系类型的强度值，计算设计元素集合中两两设计元素之间的贡献度；对于设计要素Si到Sj的贡献度，计算公式为

其中f_k(Si,Sj)表示设计要素Si到Sj的第k种关系类型，若设计要素Si到Sj存在第k种关系类型，则f_k(Si,Sj)＝1，否则f_k(Si,Sj)＝0；m表示在所有SysML模型中，设计要素Si到Sj为第k种关系类型出现的次数；

步骤4：根据步骤3的计算结果，建立基于设计要素的设计结构矩阵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	…
…	…	…	…	…	…

步骤5：将IDSM的每个元素都除以所在行的全部元素之和得到新的矩阵IDSM’，然后根据公式

迭代计算所有设计元素的权值向量NR，向量NR中的元素表示集合AS中对应元素的权值；n为集合AS中元素个数，σ为阻尼系数，取值0.85，E为元素全为1的n阶方阵；向量NR的初值NR₀取所有元素均等于1/n；当迭代误差小于设定阈值或到达设定迭代次数时，迭代退出；

步骤6：在步骤5得到的权值向量NR中，取其中大于设定阈值δ的元素所对应的设计元素为关键要素。