[发明专利]一种产品设计关键要素提取方法

说明书

本发明提出一种基于DWCN_NodeRank算法的产品设计关键要素提取方法，首先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；其次根据5种关系类型的关系强度值，计算设计元素集合中两两设计元素之间的贡献度，并建立基于设计要素的设计结构矩阵IDSM；最后迭代计算所有设计元素的权值向量NR，在得到的权值向量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。本发明不仅充分利用了系统模型所体现的各种关系，而且与仿真方式或者根据实际使用效果运用概率推算方式相比，时间短、效率高，并且能够处理大量系统模型中的关键要素提取问题。

技术领域

本发明涉及一种基于系统结构模型的关键要素提取方法，利用DWCN_NodeRank算法针对系统结构中的关键要素进行提取。

背景技术

关键要素是产品设计人员进行设计时所关注的产品核心要素，获取产品设计时的关键要素不仅是对产品设计过程中知识的积累，也为设计人员快速把握设计核心要素提供依据，从而提高设计效率。文献“Capturing Experimental Design Insights in Supportof the Model-based System Engineering Approach.Procedia Computer Science,2015.44:p.315-324”中，MacCalman等人提出了从一个集成系统模型的试验设计中提取关键要素的MBSE方法论，由于关键要素的提取需要先进行试验设计，而后通过对集成系统模型进行仿真分析以提取关键要素，导致采用该方法提取关键要素耗时费力。本发明以产品的系统工程模型为设计模型来源，提取其中的关键要素。

发明内容

为了提高产品设计中关键要素的提取效率，本发明从SysML模型中的结构设计作为切入点，来进行关键要素提取的研究，提出了一种基于DWCN_NodeRank算法的关键要素提取方法，能够通过对系统的SysML模型中所体现的关系进行综合分析，从而对要素的关键程度进行分析，进而客观的得到产品设计关键要素。本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述一种基于DWCN_NodeRank算法的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；