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应用研究
基于数据挖掘的产品功能与结构关联关系发现
股东秀
(四川大学计算机学院四川成都610225)
摘要：在运用关联规则算法对产品数据进行配置知识挖据时,所发现的功能参数债与实例模块间的强关联规则不能反映出功能与结构间的关联关系，因而缺少一种从功能与结构关系角度判断强关联规则效用性的依据。为解决这一问题，引入了功能参数集与广义模块关联度的概舍,提出了关联度计算的理论模型，用于发现隐含的功能与结构间的关联关系，并将所发现的结果用于判断功能参数值与实例模块间强关联规则的效用性。
关键调：关联规则功能参数广义模块关联度
中图分类号：TH122
文献标识码：A
随着科技进步和生产力的不断发展，客户个性化需求也日趋提高间,在产品的设计与生产中够来越多的融入客户的个性化需求，因此大批量生产的方式开始逐渐不适应当代市场的运营模式。为了降低设计成本和提高设计效率，基于知识的产品设计受到越来越多的重视，各国学者纷纷开展了从产品数据中进行产品设计知识发现的研究。
从历史产品数据中进行产品配置知识挖摄是产品设计知识发现研究中的一个重要方面，其中--个应用比较广泛的方法是对产品族中的功能参数值和实例模块进行关联规则分析。其所发现的是特定功能参数值与实例模块之间的强关联规则，不能反映出功能参数与广义模块之间的关联关系，且产生的功能参数值与实例模块间的强关联规则往往较多，为从众多的强关联规则中选出有效的强关联规则作为产品设计的配量知识，需要有经验的设计人员进行要别选择，因而有效强关联规则的选择是一个非带的紧杂的过程，且带有较强的主观性，为解决这一间题本文引人了功能参数集与广义模块关联度的概念，并提出了关联度计算的理论模型，对产品数据中隐含的功能与结构的关联关系进行发现，并将所发现的结果用于指导产品设计配置规则知识的提取。
1产品功能与结构关联关系发现的若干定义
产品数据管理(ProductDataManagement，PDM)系统中的大量产品数据中墓含有丰富的设计知识，通过运用数据挖掘技术对 PDM中产品族的各派生产品的功能参数及其组件模块配置进行分析，发现其中隐含的功能与结构间的关系。下面对其中一些名词进行定义。
(1)广义组件模块，简称广义模块，用GM(generalizedmodule) 表示，即参数化的组件模块；个广义模块包含多个实例模块，各实例模块功能和结构具有较高的相似性，
(2)实例组件模块，简称实例模块，用SM(specificmodule)表示，当广义模块中各参数取定确定值时，广义模块转化为实例模块。
(3)功能参数事务，对于产品内确定的产品其各功能参数值是确定的，产品的各功能参数值构成其功能参数事务，设产品族P的功能参数集合为FP=(FP.FP..FP_)，功能参数FP的值集为R。产品族P中实例产品P，的功能事务所含项目（简称项)的集合为 FT,=(unM(24)，",(1≤j≤m)表示产品P,对应于功能参数 FP，的参数值，若产品P不具有功能参数FP,表征的功能则u，记为空值。
(4)模块配置事务，对于确定的产品其组成结构是确定的，构成该产品的实例模块组成产品的模块配置事务。设产品族P的广义模收移日期：2015-06-28
文章编号：1007-9416(2015)07-0107-02
块集合为GMS=(GM.GM..GM)，产品族P中实例产品Pi的模块配置事务所含项目的集合为MT,=(Va,,%)，,(1≤j≤n)表示产品P对应于广义模块GM，的实例模块，若产品P,的模块配置中不含有广义模块GM,相应的实例模块则V，记为空值，
(5)关联规则：由事物A出现推出事物B出现称为A与B间的关联规则，记为A=→B,本文的功能参数值与实例模块间的关联规则，如无特别说明均为功能参数值=实例模块
(6)关联度：用于表征功能参数与广义模块间，即功能与结构间
的关联关系，关联度越大说明功能与结构间的关联关系越强。 2产品功能与结构关联关系发现
2.1功能参数值与实例模块关联规则分析
产品事务由功能事务和模块配置事务组成，设产品族P中实例产品P的产品事务的项目集合为
T, = (FT,,MT,3 = (ug.,Mm,VaV2.,V) .
为发现功能参数值与实例模块之间隐含的关联规则，对产品赖中实例产品的功能参数值和实例模块进行关联规则分析。
设I是由隶属手不同功能参数的功能参数值组成的项集，I,为一个实例模块项，T为产品事务，D为产品事务库。以I与L的关联规则分析为例对功能参数值与实例模块的关联规则分析方法进行说明。
I,的支持度为：
sup por()cowm(T eD)x10%
(2-1)
count(D)
I,→1,关联规则的可信度为：
copde( )Ppr)cow()x100%
supporr(1,)
coun((T D(L, T))
(22)
式中count(X)表示集合X中包含的产品事务的个数，I,=→>I 表示由I,出现推出I,出现。
将support简记为sup，confidence简记为conf，设定支持度阔值为minsup，可信度最小需值为minconf，如果sup(,)≥minsup与 conf(,→I,)≥minconf同时成立时，认为I,→I,为强关联规则，
2.2功能参数与广义模块关联关系分析
通过对功能参数值与实例模块进行关联规则分析，发现其中的强关联规则，对发现的功能参数值与实例模块间的强关联规则进行分析，得出功能参数与广义模块的关联关系，即功能与结构之间的关联关系。
作者简介：般东秀(1991一),女，四川重庆人,本科,研究方向：计算机科学与技术。
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