基于鸽群聚类算法的典型工艺路线提取方法技术

本发明专利技术涉及一种基于鸽群聚类算法的典型工艺路线提取方法，包括如下步骤：1、建立数据矩阵，数据矩阵的每一行都表示一条工艺路线，每一行中的元素依次表示一条工艺路线中的工序编号；2、通过计算工序以及工艺路线之间的距离来建立相异度矩阵，用于随后的聚类分析；3、对相异度矩阵进行降噪处理，删去冗余数据；4、将降噪处理后的相异度矩阵转化为二维编码，每一个二维编码就是一个聚类结果；5、基于鸽群优化算法进行聚类分析，得到最优聚类结果；6、利用均值公式从聚类的结果中提取典型工艺路线。本发明专利技术将鸽群算法应用在聚类分析之中，提高了相似度计算方法的精确性并且优化了聚类的结果，使聚类的结果更加精确科学，更符合生产实际。

A typical process route extraction method based on pigeon colony clustering algorithm

The invention relates to a method for extracting the typical process route Gequn based on clustering algorithm, which comprises the following steps: 1, the establishment of data matrix, data matrix, each row represents a process route, the elements in each row are a process ID of the process route; to establish a dissimilarity matrix, by 2 between the calculation process and process route distance for subsequent cluster analysis; 3, reduction of the dissimilarity matrix, by deleting redundant data; 4, the transformation after de-noising dissimilarity matrix for two-dimensional encoding, each two-dimensional encoding is a clustering result; 5, based on pigeon swarm optimization algorithm for clustering analysis of optimal clustering results; 6, the mean value formula to extract the typical process route from clustering results. The pigeon colony algorithm is applied to cluster analysis, which improves the accuracy of similarity calculation method and optimizes the result of clustering, so that the result of clustering is more accurate and scientific, and more in line with the actual production.

【技术实现步骤摘要】
基于鸽群聚类算法的典型工艺路线提取方法
本专利技术涉及计算机辅助工艺设计
，具体涉及机床零件加工中的典型工艺路线的提取。
技术介绍
典型工艺路线是指企业为了生产典型零件而制定的较为普遍的工艺路线，只需要对典型工艺路线进行部分修改，就能够生产与典型零件相近的零件，从而提高企业的生产效率，但实际生产中却存在着工艺路线过多和典型工艺路线提取不够精确的问题。目前对典型工艺路线提取的研究主要关注的是相似度的计算以及不同的聚类算法。虽然提出了许多能够提高聚类结果准确性的方法，但仍然存在着一些问题，比如相似度计算结果与实际情况存在一定偏差、聚类结果的分析和工作人员的经验有很大关系。因此研究一种聚类分析的方法，可以更为科学的提取工艺过程中的典型路线，与典型零件相近的零件也只需要通过对典型工艺路线稍加修改就可以进行加工，这样可以简化工艺生产过程并且提高生产效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是，提供一种基于相似度计算然后利用鸽群聚类算法提取机床零件加工中典型工艺路线的方法，提高了相似度计算方法的精确性并且优化了聚类的结果，最终达到提高生产效率的目的。按照本专利技术所采用的技术方案，所述基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于鸽群聚类算法的典型工艺路线提取方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1、建立数据矩阵，数据矩阵是一个n×p的矩阵，n表示模型中工艺路线总数量，p表示工艺路线中工序个数的最大值，也即数据矩阵的每一行都表示一条工艺路线，每一行中的元素依次表示一条工艺路线中的工序编号，矩阵元素xak表示第a条工艺路线的第k个工序，a＝1，2，...，n，k＝1，2，...，p，如果一条工艺路线中的工序个数小于p个，则该行超出工序个数的元素用零表示；步骤2、通过计算工序以及工艺路线之间的距离来建立相异度矩阵，用于随后的聚类分析；步骤3、对相异度矩阵进行降噪处理，删去冗余数据；步骤4、将降噪处理后的相异度矩阵转化为二维...

【技术特征摘要】
1.基于鸽群聚类算法的典型工艺路线提取方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1、建立数据矩阵，数据矩阵是一个n×p的矩阵，n表示模型中工艺路线总数量，p表示工艺路线中工序个数的最大值，也即数据矩阵的每一行都表示一条工艺路线，每一行中的元素依次表示一条工艺路线中的工序编号，矩阵元素xak表示第a条工艺路线的第k个工序，a＝1，2，...，n，k＝1，2，...，p，如果一条工艺路线中的工序个数小于p个，则该行超出工序个数的元素用零表示；步骤2、通过计算工序以及工艺路线之间的距离来建立相异度矩阵，用于随后的聚类分析；步骤3、对相异度矩阵进行降噪处理，删去冗余数据；步骤4、将降噪处理后的相异度矩阵转化为二维编码，每一个二维编码就是一个聚类结果；步骤5、基于鸽群优化算法进行聚类分析，得到最优聚类结果；步骤6、利用均值公式从聚类的结果中提取典型工艺路线。2.如权利要求1所述的基于鸽群聚类算法的典型工艺路线提取方法，其特征是，步骤2所述的建立相异度矩阵，通过计算工序之间的距离d1(xik，xjk)从而计算出两条工艺路线之间的距离d2(xi，xj)；其中工序之间的距离d1(xik，xjk)和两条工艺路线之间的距离d2(xi，xj)分别表示为：式中，l表示工序的数字编码位数，Cm表示相似度影响系数，p表示工艺路线中工序个数的最大值，xj和xj分别表示第i条和第j条工艺路线，xik和xjk分别表示第i条工艺路线中的第k个工序和第j条工艺路线中的第k个工序，xikm和xjkm分别表示工艺路线i和工艺路线j中的第k个工序的数字编码的前m个数字，为有效地衡量不同工序之间的相似性，参照机械行业标准JB/T5992.1对工序进行编码，工序编码包括大类、中类、小类和细分类四个层次共五位编码，为简化计算，选取前三个层次以构建三位编码，xikm^xjkm表示xikm和xjkm之间的异或运算。3.如权利要求1所述的基于鸽群聚类算法的典型工艺路线提取方法，其特征是，步骤3所述的对相异度矩阵进行对降噪处理，过程如下：计算模型中的每一条工艺路线与其他工艺路线之间的距离，如果满足条件1或者条件2就将这条工艺路线删除；所述的条件1和条件2分别表示为：Nmin/n＞λminNmax/n＞λmax式中，Nmin表示某一条工艺路线与其他工艺路线之间的距离小于设定的工艺路线间的最小距离d2min的数量，Nmax表示某一条工艺路线与其他工艺路线之间的距离大于设定的工艺路线间的最大距离d2max的数量，n表示模型中工艺路线的总数量，λmin表示小相似度比例，λmax表示大相似度比例。4.如权利要求1所述的基于鸽群聚类算法的典型工艺路线提取方法，其特征是，步骤4所述的二维编码，是记模型中工艺路线的总数量是n，对该模型中的工艺路线按顺序依次编码是P1，P2，…，Pn；如果有r个聚类簇，则二维编码是一个r×n的矩阵，矩阵中的元素非0即1，1表示该列所对应的工艺路线属于所在行的聚类簇，否则值为0。5.如权利要求4所述的基于鸽群聚类算法的典型工艺路线提取方法，其特征是，步骤5基于鸽群优化算法进行聚类分析，包括如下过程：(1)种群初始化，在初始化时，首先将每一条工艺路线都随机分配到一个聚类簇中，作为最初始的聚类划分，然后对初始化的工艺路线进行二维编码，将其作为初始位置，将以上过程反复进行N次，就可以生成包括N只“鸽子”初始种群，其中每一只“鸽子”代表一个二维编码也即一种聚类结果，其中20≤N≤100；(2)种群优化，针对种群中的所有元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳，朱震宇，纪志成，程丽军，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32