一种面向离散制造系统的需求提取与建模方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向离散制造系统的需求提取与建模方法，涉及离散制造领域，包括以下步骤：步骤1、将需求分为功能性需求与非功能性需求；步骤2、根据功能性需求建立原始需求文档，通过结构化需求提取技术对原始需求文档进行分析与提取；步骤3、非功能性需求通过知识图谱来构建领域知识进行需求补全；步骤4、建立对应离散制造系统的资源

【技术实现步骤摘要】
一种面向离散制造系统的需求提取与建模方法


[0001]本专利技术涉及离散制造领域，尤其涉及一种面向离散制造系统的需求提取与建模方法。

技术介绍

[0002]现有系统需求的分析、提取与建模基于需求工程的架构来实现。需求工程使用结构化的需求提取过程，为需求的提取过程提供需求描述的框架、需求提取技术以及未来可能变更的需求线索，随后使用系统化的需求建模过程，为需求模型提供预定义的语义解释和语义约束，保证从语义上正确理解需求信息的含义。传统的研究模式是客户描述需求建立需求任务书，随后开发者经过需求分析与抽取后再形成对应系统软件代码。统一建模语言UML是面向对象设计的建模工具，可对产品进行说明、可视化和编制文档，具有广泛的建模能力，系统建模语言SysML对产品设计特性进行建模，在UML的基础上创建了元模型和基于图标的可视化符号，开发了统一需求建模语言URML。现有技术使用自然语言处理、机器学习等方法提取需求文档中的建模结构(包括关系、对象、方法、属性等)，随后使用启发式规则建立模型生成器来合成模型结构和关系，用XML格式存储模型结构和关系，由此建立从需求文档到UML的框架，再将XML导入UML建模工具，最终生成基于UML的需求模型；还有层次化需求建模技术，通过基于支持分层建模的半形式化图形模型和组合规范，从REQIF文件导入需求，使用层次依赖图和因果矩阵，自动生成顺序功能图来描述需求。
[0003]但是，现有技术缺少直接快速构建需求模型的技术，无法对变更的需求快速进行重新分析及建模，耗时长、灵活性差，同时，缺少针对离散制造系统特性的结构化需求提取方法，无法实现对系统需求中关键功能要素的识别与提取，也缺少针对离散制造系统特性的需求补全方法，无法在用户需求不完备的情况下，建立完整的系统需求模型。
[0004]因此，本领域的技术人员致力于开发一种面向离散制造系统的需求提取与建模方法，能够融合需求提取与需求补全技术，直接构建基于资源
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工艺
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产品的需求模型。

技术实现思路

[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何建立结构化的需求提取方法、如何实现需求补全方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种面向离散制造系统的需求提取与建模方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]步骤1、将需求分为功能性需求与非功能性需求；
[0008]步骤2、根据功能性需求建立原始需求文档，通过结构化需求提取技术对所述原始需求文档进行分析与提取；
[0009]步骤3、非功能性需求通过知识图谱来构建领域知识进行需求补全；
[0010]步骤4、建立对应离散制造系统的资源
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工艺
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产品需求模型。
[0011]进一步地，所述步骤2还包括：
[0012]步骤2.1、对所述原始需求文档进行预处理，得到文本类需求模板；
[0013]步骤2.2、对所述文本类需求模板进行处理，得到工艺流程列表、判断逻辑字典；
[0014]步骤2.3、将所述工艺流程列表匹配结构化的工艺流程功能模板，将所述判断逻辑字典匹配判断逻辑描述模板，从中抽取出工艺执行顺序以及逻辑跳转情况；
[0015]步骤2.4、通过提取所述工艺流程功能模板，得到离散制造系统生产过程中的关键要素，将关键要素存入信息库。
[0016]进一步地，所述步骤2.1还包括：对所述原始需求文档进行自然语言处理，按照文本类需求模板规则表提取相应信息转化为所述文本类需求模板。
[0017]进一步地，所述自然语言处理的过程中关键词从先验知识、项目信息中获取，关键词主要涉及工艺流程信息。
[0018]进一步地，所述对所述文本类需求模板进行处理包括：通过文本分割得到关键信息、提取逻辑。
[0019]进一步地，所述关键要素包括：资源、工艺、产品。
[0020]进一步地，所述步骤3还包括：
[0021]步骤3.1、根据项目信息、先验知识、专家经验构建所述领域知识；
[0022]步骤3.2、构建知识图谱；
[0023]步骤3.3、通过推理引擎的查询和推理功能进行需求补全。
[0024]进一步地，所述知识图谱采用RDF存储系统来存储所述领域知识和构建网络。
[0025]进一步地，所述构建知识图谱包括：根据知识图谱和所述RDF存储系统的特性，以资源、工艺、产品为谓语构成相应的三元组，建立起不同离散制造系统的资源、工艺、产品关系图，从而构建不同离散制造系统对应的知识图谱，描述不同离散制造系统所涉及到的领域知识。
[0026]进一步地，所述RDF存储系统使用SPARQL语言来进行查询和推理所述领域知识。
[0027]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益技术效果：
[0028]1、解决了需求快速变更的问题，能实现面向离散制造系统的需求快速分析、提取与建模，提高了建模方法的操作性和可行性，简单通用，降低了人力成本；
[0029]2、统一了模型元素的描述方式，能够准确快速提取出结构化的需求元素，同时支持需求变更；
[0030]3、赋予了需求模型查询和推理能力，提供领域知识和需求的修改，提高了需求模型的完备性和可拓展性。
[0031]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的一个较佳实施例的技术路线图；
[0033]图2是本专利技术的一个较佳实施例的结构化需求提取技术的流程图；
[0034]图3是本专利技术的一个较佳实施例的工艺流程功能模板；
[0035]图4是本专利技术的一个较佳实施例的判断逻辑描述模板；
[0036]图5是本专利技术的一个较佳实施例的知识图谱的元模型示意图。
具体实施方式
[0037]以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0038]在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本专利技术并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
[0039]本实施例提供了一种面向离散制造系统的需求提取与建模方法，基于资源
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工艺
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产品模型，对离散制造系统生产过程中的必要要素进行了描述，即对工艺、产品、资源进行描述。资源是指生产过程中的实体，包括机械臂、传送带、托盘等各种机器设备及其状态和信息；工艺是指在生产过程中所涉及到的工艺流程；产品是指在不同的资源上通过特定的工艺流程生产出来的成品，可分为原材料、初级产品、次级产品和最终产品。此需求模型中资源、工艺、产品三部分紧密相连，不同的离散制造系统可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向离散制造系统的需求提取与建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将需求分为功能性需求与非功能性需求；步骤2、根据功能性需求建立原始需求文档，通过结构化需求提取技术对所述原始需求文档进行分析与提取；步骤3、非功能性需求通过知识图谱来构建领域知识进行需求补全；步骤4、建立对应离散制造系统的资源
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工艺
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产品需求模型。2.如权利要求1所述的面向离散制造系统的需求提取与建模方法，其特征在于，所述步骤2还包括：步骤2.1、对所述原始需求文档进行预处理，得到文本类需求模板；步骤2.2、对所述文本类需求模板进行处理，得到工艺流程列表、判断逻辑字典；步骤2.3、将所述工艺流程列表匹配结构化的工艺流程功能模板，将所述判断逻辑字典匹配判断逻辑描述模板，从中抽取出工艺执行顺序以及逻辑跳转情况；步骤2.4、通过提取所述工艺流程功能模板，得到离散制造系统生产过程中的关键要素，将关键要素存入信息库。3.如权利要求2所述的面向离散制造系统的需求提取与建模方法，其特征在于，所述步骤2.1还包括：对所述原始需求文档进行自然语言处理，按照文本类需求模板规则表提取相应信息转化为所述文本类需求模板。4.如权利要求3所述的面向离散制造系统的需求提取与建模方法，其特征在于，所述自...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴文斌，王秋月，张瀛月，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：