电子元器件替代选型系统及替代选型方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电子元器件替代选型系统及方法，属于电子元件替代选择方法技术领域，收集电子元器件原始数据库中电子元器件的属性信息，并对属性信息进行预处理，构建替换元件数据库；确定替换元件数据库中各替换元件的主要属性、次要属性以及距离计算属性；根据主要属性、次要属性和距离计算属性计算各替换元件间的综合相似度；根据被替换元件的属性信息，结合各替换元件间的综合相似度，确定替换元件。本发明专利技术通过建立元器件综合相似度模型寻找相似元器件，有效减少了计算复杂度，效率更高；同时结合替代元器件实际使用经历和用户的反馈信息，不断迭代更新替代方案，与现有的技术方案相比其替代结果经过实际检验，可信度更高。

【技术实现步骤摘要】
电子元器件替代选型系统及替代选型方法
本专利技术涉及电子元器件替代选择方法
，具体涉及一种计算速度快、成本低、效率高的电子元器件替代选型系统及选择方法。
技术介绍
电子元器件，尤其是集成电路作为工业发展的基础和核心零部件广泛应用于电力、金融、交通、通信、计算机等公共设施以及航空、航天、电子、船舶、兵器、核工业等各种武器装备和军事设备中。我国电子元器件行业已经形成多种所有制并存、门类较为齐全、拥有上万家企业的庞大产业。然而对于关键、核心元器件如集成电路、光电子器件、电真空器件仍大量依赖进口。大量依赖进口元器件主要存在以下风险：停产断档与出口限制导致货源保障困难，假冒伪劣和筛选试验困难导致进口原器件存在质量风险，进口器件缺少相应的技术手册等相关资料，其性能参数、可靠性水平等往往无法预先开展检测和筛选工作，这将导致在设备使用过程中可能存在参数异常、早期失效等情况，进口元器件植入后门存在安全隐患，此外，我国进口的元器件大多为塑封工业级和商业级，应用于航空航天和武器装备等高可靠领域，其可靠性和环境适应性难以满足要求。因此，元器件的国产化替代显得尤为重要。近年来，我国已在元器件国产化替代方面加大投入并取得了很大进展，但由于各单位在元器件国产化替代方面执行力度不一，元器件国产化替代仍然存在一些问题。缺乏顶层指导文件和对应的国家标准，元器件参数体系不完整、命名规则不统一，国内外元器件质量等级、分类体系不同，元器件参数名称、格式不统一，元器件的替代缺少实际的应用检验，同时，部分装备研制单位虽然自行制定了内部的元器件国产化替代规则，但由于设计、加工等因素，国产化替代验证只能结合实际的模块、整机统筹开展，难以全面验证元器件的性能。目前国际上公认的几种替代类型主要包括：直接替代、基本替代、功能替代和相似替代。上述这些替代方式均需要从其性能参数、封装尺寸及外形、基本功能和可靠性与环境适应性这几个方面综合考虑。因此，现有的技术方案一般是比较元器件的固有参数指标，同时结合工程实际以及元器件应用经历判断替代是否可行。其中对于元器件性能参数的比较一般是通过计算相似度量化反映。元器件，尤其是以集成电路为代表的各类器件，其固有的参数指标种类繁多，指标类型主要包括确定数字类型、确定符号类型和确定区间类型。因此其属性参数为混合型数据类型。确定数字类型：该类型元器件参数值可以是连续或离散的数值，如电阻30Ω，电压40V等。确定符号类型：该类型元器件参数值通常是以明确的专业术语枚举表示，如质量等级：军品级、工业级等；封装类型：引线、直插等。确定区间类型：该类型元器件参数值一般为某一数值区间，如温度范围：-65℃～175℃，-40℃～85℃等。数值型数据其相似度的计算方法一般为欧式距离、余弦相似度或皮尔森相关系数等，而符号型数据其相似度的计算方法一般为杰卡德系数和简单匹配系数等。而对于混合型数据类型相似度的计算现有的技术方案主要是分别计算不同类型数据间的相似度，然后进行加权融合。如基于简单匹配方法。该方法是混合数据相似度计算的一种简单、高效的方式，对于同一属性参数，属性值相同数据距离标记为0，不同标记为1。D.Randall和TonyR提出的基于概率的相似度度量方法。该方法通过定义HVDM距离，计算属性值在一个类中出现的概率或条件概率来度量相似度。基于粗糙集方法，如滕书华、鲁敏等提出的基于一般二元关系的粗糙集加权不确定性度量。该方法利用粗糙集的相关理论，构造距离度量函数。YogalaskshmiJ、ChandrashekarR提出的混合数据的聚类算法，该方法对数值属性，利用欧式距离进行度量，对于符号属性则采用一种粗糙集方法的度量函数。基于信息熵方法，如LiX和YeN在混合数据相似性度量函数中引入信息熵的思想提高处理不确定信息的能力。基于概念层次树方法。该方法是层次距离的延伸，将两个相连结点之间赋予权值，以表示两个节点距离。上述方法对混合数据的相似度计算时均将进行距离加权融合的操作，而部分方法对权值的选择有较大的主观性，其说服力和可信度较差。此外，在实际的元器件替代选型任务中，元器件种类繁多且数量庞大，若通过上述方式在全局解空间中计算搜索相似元器件，其时间成本和空间成本均较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种计算快、效率高、可信度高的电子元器件替代选型系统及选型方法，以解决上述
技术介绍
中存在的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种电子元器件替代选型系统，该系统包括：数据预处理模块，用于收集电子元器件原始数据库中电子元器件的属性信息，并对所述属性信息进行预处理，构建替换元件数据库，建立元器件各参数属性倒排索引嵌套列表；属性索引分类模块，用于确定所述替换元件数据库中各替换元件的主要属性、次要属性以及距离计算属性；综合相似度计算模块，用于根据所述主要属性、所述次要属性和所述距离计算属性计算所述各替换元件间的综合相似度；替换元件选择模块，用于根据被替换元件的属性信息，结合所述各替换元件间的综合相似度，确定替换元件。另一方面，本专利技术提供一种电子元器件替代选型方法，该方法包括如下流程步骤：步骤S110：收集电子元器件原始数据库中电子元器件的属性信息，并对所述属性信息进行预处理，构建替换元件数据库，建立元器件各参数属性倒排索引嵌套列表；步骤S120：确定所述替换元件数据库中各替换元件的主要属性、次要属性以及距离计算属性；步骤S130：根据所述主要属性、所述次要属性和所述距离计算属性计算所述各替换元件间的综合相似度；步骤S140：根据被替换元件的属性信息，结合所述各替换元件间的综合相似度，确定替换元件。进一步的，所述步骤S110具体包括：合并相同属性参数、统一属性参数单位格式、删除错误数据、补全缺失数据。进一步的，所述步骤S120具体包括：根据相应属性下不同种类数目来判段主要属性和距离计算属性：η∈(0,1]其中，xi表示数值型属性i的种类数目，N为子类元器件数据库中元器件数据总数，η为属性种类丰富度，θ为判别阈值。进一步的，所述步骤S130具体包括：分别计算主要属性相似度、次要属性相似度和距离计算属性相似度，结合所述主要属性相似度和所述距离计算属性相似度确定主要相似度，结合所述主要相似度和所述次要属性相似度确定所述综合相似度。进一步的，所述主要属性相似度的计算方法包括：建立主要属性广义相似度计算公式：其中，表示元器件i、j间主要属性的相似度，ki为元器件i在主要属性为k时的种类，n为替换元件数据库中所有主要属性的数目，X(ki,kj)为判断元器件i、j的主要属性k异同符号变量。进一步的，所述距离计算属性相似度的计算方法包括：对所述距离计算属性的数据进行Z-Score标准化处理，假设有n个样本有m个指标，则每个变量可表示为xij，经标准化处理后其值为其中，表示样本均值，sj表示样本标准差，经Z-Score标准化处理后，替换元件数据库中各个元器件计算属性间的欧氏距离：ik,jk≠nanDi,j＝0,ik＝nanDi,j＝0.01,jk＝nan其中，Di,j为元器件i、j距离计算属性间的欧氏距离，i、j分别为被替代元器件和经过筛选后的相似元器件，ik、jk分别表示元器件i、j在第k个计算属性的取值，n为计算属性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子元器件替代选型系统，其特征在于，包括：数据预处理模块，用于收集电子元器件原始数据库中电子元器件的属性信息，并对所述属性信息进行预处理，构建替换元件数据库，建立元器件各参数属性倒排索引嵌套列表；属性索引分类模块，用于确定所述替换元件数据库中各替换元件的主要属性、次要属性以及距离计算属性；综合相似度计算模块，用于根据所述主要属性、所述次要属性和所述距离计算属性计算所述各替换元件间的综合相似度；替换元件选择模块，用于根据被替换元件的属性信息，结合所述各替换元件间的综合相似度，确定替换元件。

【技术特征摘要】
1.一种电子元器件替代选型系统，其特征在于，包括：数据预处理模块，用于收集电子元器件原始数据库中电子元器件的属性信息，并对所述属性信息进行预处理，构建替换元件数据库，建立元器件各参数属性倒排索引嵌套列表；属性索引分类模块，用于确定所述替换元件数据库中各替换元件的主要属性、次要属性以及距离计算属性；综合相似度计算模块，用于根据所述主要属性、所述次要属性和所述距离计算属性计算所述各替换元件间的综合相似度；替换元件选择模块，用于根据被替换元件的属性信息，结合所述各替换元件间的综合相似度，确定替换元件。2.一种电子元器件替代选型方法，其特征在于，包括如下流程步骤：步骤S110：收集电子元器件原始数据库中电子元器件的属性信息，并对所述属性信息进行预处理，构建替换元件数据库，建立元器件各参数属性倒排索引嵌套列表；步骤S120：确定所述替换元件数据库中各替换元件的主要属性、次要属性以及距离计算属性；步骤S130：根据所述主要属性、所述次要属性和所述距离计算属性计算所述各替换元件间的综合相似度；步骤S140：根据被替换元件的属性信息，结合所述各替换元件间的综合相似度，确定替换元件。3.根据权利要求2所述的电子元器件替代选型方法，其特征在于，所述步骤S110具体包括：合并相同属性参数、统一属性参数单位格式、删除错误数据、补全缺失数据。4.根据权利要求3所述的电子元器件替代选型方法，其特征在于，所述步骤S120具体包括：根据相应属性下不同种类数目来判段主要属性和距离计算属性：其中，xi表示数值型属性i的种类数目，N为子类元器件数据库中元器件数据总数，η为属性种类丰富度，θ为判别阈值。5.根据权利要求4所述的电子元器件替代选型方法，其特征在于，所述步骤S130具体包括：分别计算主要属性相似度、次要属性相似度和距离计算属性相似度，结合所述主要属性相似度和所述距离计算属性相似度确定主要相似度，结合所述主要相似度和所述次要属性相似度确定所述综合相似度。6.根据权利要求5所述的电子元器件替代选型方法，其特征在于，所述主要属性相似度的计算方法包括：建立主要属性广义相似度计算公式：其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李自豪，
申请(专利权)人：国科赛思北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11