[发明专利]一种用于船体分段物流链路分析方法

权利要求书

1.一种用于船体分段物流链路分析方法，其特征在于，包括船体分段物流历史数据预处理S1和船体分段物流链路分析S2；

S1：根据船厂船体分段物流历史数据，进行数据实体识别和冗余属性识别，检查物流数据质量，对所有分段物流数据进行预处理，利用数据清洗、数据集成、数据变换等预处理手段对历史数据的异常项、缺失项、冗余项、差异项进行补齐，从而得到样本数据；

S2：根据船体分段物流历史数据预处理得到的样本数据，进行物流路径数字化描述，采用相似性计算方法对物流路径之间的相似度进行计算，最后对所有物流路径进行聚类分析，得到物流链路的分类簇，指导船厂船体分段物流的摆放和搬运。

2.根据权利要求1所述的一种用于船体分段物流链路分析方法，其特征在于，针对步骤S1中对数据预处理步骤如下所述：

A1：首先根据历史数据集与船舶制造特点，建立目标船只筛选原则，确定目标船只；

A2：对步骤A1中确定的目标船只进行分析，分析目标船只分段数据中存在的问题，所述问题包括但不限于数据缺失、数据异常、数据冗余，数据冗余的现象包括但不限于相邻两条数据记录的目的地或起始地不一致、缺少某工序的搬运路线数据、同一分段搬运数据日期出现较大跳跃；

A3：确定异常分段数据的预处理方式，依次如下所述：

A31：缺失值预处理，使用最可能的值代替缺失值(采用决策树归纳方法进行缺失值推理)，使缺失值与其他数值之间的关系保持最大；

A32：异常值预处理，采用数据删除、结合整体模型综合分析替代、视为缺失值填补等方式进行预处理，使异常值处理后与其他数值之间的偏离程度减到最小；

A33：数据冗余预处理，采用相关性分析方法对分段物流数据的属性关系进行分析。

A4：经由预处理完成得到物流数据样本集存储数据仓库中，供数据分析用。

3.根据权利要求2所述的一种用于船体分段物流链路分析方法，其特征在于，采用相关性分析方法对分段物流数据的属性关系进行分析，数据属性之间的相关性较大，数据相关性的相关取值范围为[-1,-0.6]或[0.6,1])，在两个数据属性中剔除一个属性，利用剩下的数据属性替代相关性大的原始属性，降低数据冗余。

4.根据权利要求1所述的一种用于船体分段物流链路分析方法，其特征在于，针对步骤S2中对船体分段物流链路分析步骤如下所述：

B1：船体分段物流路径的图形化描述：

任意分段搬运路径的图像化描述包含节点和边两个要素，节点表示搬运路径中经过的指定位置，该位置总数为a，边则表示两指定位置之间的路线。对于船体分段物流数据样本集中任意两个分段u和v,且u≠v，分段u和分段v的物流路径表达为Gu与Gv，u与v的对应节点、边在两图结构中处于同一相应位置，若Gu与Gv的图结构中节点或边数目不等，则需要在短缺位置添加虚拟节点和虚拟边操作，Gu与Gv可分别表示Gu＝(Fu,Bu),Gv＝(Fv,Bv)，其中节点集Fu＝<Fu(1),Fu(2),…,Fu(a)>,Fv＝<Fv(1),Fv(2),…,Fv(a)>，若分段u或v经过i位置(i＝1,2,…,n)，Fu(i)＝1或Fv(i)＝1，否则Fu(i)＝0或Fv(i)＝0；边集Bu＝<Bu(1),Bu(2),…,Bu(b)>，边数为节点数排列组合的最大值,即Bv＝<Bv(1),Bv(2),…,Bv(b)>，若分段u物流经过j路径(j＝1,2,…,b)，Bu(j)＝1，否则Bu(j)＝0；

B2：对船体分段物流路径中存在的相似性进行分析：

对比G_u与G_v的图结构，对图中节点和边形成的规模一致、任意两节点都存在边的连接饱和图结构，利用相似性算法计算两图结构的相似度，表示为：

式中：α的取值范围为0≤α≤1，α表征图结构中节点对相似性分析的影响系数，即船体分段搬运位置对搬运路径相似性的贡献程度，β的取值范围为0≤β≤1，β表征图结构中边对相似性分析的影响系数，即船体分段搬运路线的搬运路径相似性的贡献程度，α+β＝1；n＝n₁+n₂，n表示节点总数，0≤n₁≤n，表示F_u(i)＝0∪F_v(i)＝0的节点数量，

0≤n₂≤n，F_u(i)≠0∩F_v(i)≠0的节点数量；

Edis{F_u,F_v}表示节点更新操作距离，max{F_u,F_v}是Edis{F_u,F_v}的最大值，Edis{B_u,B_v}表示节点更新操作距离，max{B_u,B_v}是Edis{B_u,B_v}的最大值。

B3：对船体分段物流链路中聚类分析：

B31：从船体分段物流路径样本的数据中选择t个初始聚类中心；

B32：根据最小距离准则分别计算每个样本数据到t个聚类中心的相似度，将各路径分配到距离最近的类别之中；

B33：待所有路径分配完成后，重新计算t个聚类中心；

B34：通过步骤B33计算得出的聚类中心与步骤B31中选取的初始聚类中心进行比较，如果聚类中心发生变化，则重回步骤B32，重新统计；若是聚类中心不发生变化时，停止计算并输出聚类的结果，得到船体分段物流链路。