一种面向MBSE的需求模型快速查询及可视化方法与流程

一种面向mbse的需求模型快速查询及可视化方法
技术领域
1.本发明涉及机械类产品研发数据管理技术领域，特别涉及一种面向mbse的需求模型快速查询及可视化方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
3.需求模型是产品研发的驱动要素，对于需求模型的定义直接深刻影响到产品研发的后续各个环节，尤其对于复杂装备的研发，mbse(model-based systems engineering，基于模型的系统工程)中通过需求管理工具实现需求的定义和与研发过程的关联，被广泛用来管理需求和它们之间的关系，需求常常被维护在一些数据库类型中，需要对其进行检索便于对需求进行更新、复用，目前主要使用关键字方式对需求模型进行检索。
4.但是，发明人发现，由于需求模型在定义时存在语义的差别，很难根据关键字直接检索得到准确度匹配较高的需求模型，导致需求模型可追溯性不强、系统模型间关联性较差，造成检索困难、可视化效果不佳。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种面向mbse的需求模型快速查询及可视化方法，通过将需求模型文件进行解析并形成文本索引，从而实现了需求模型的快速查询；通过定义相似度评分算法，获得了最符合查询意图的需求模型，保证了查准率。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种面向mbse的需求模型快速查询及可视化方法，包括以下过程：
8.根据各查询关键字在mbse需求模型库中的权重，得到查询关键字权重向量；
9.计算查询关键字权重向量与各需求模型轻量化xml文件的相似度，获取相似度最高的需求模型轻量化xml文件；
10.根据得到的相似度最高的需求模型轻量化xml文件，得到mbse需求模型库中对应的需求模型；
11.将得到的需求模型进行轻量化显示。
12.作为本发明可选的一种实现方式，通过tf-身份标识码f算法计算每个关键字在mbse需求模型库中的权重，进而得到查询关键字权重向量。
13.作为本发明可选的一种实现方式，通过向量空间模型计算查询关键字权重向量与需求模型xml文件的相似度。
14.作为本发明进一步的限定，以需求模型轻量化xml文件权重向量与查询关键字权重向量之间的余弦值作为相似度评分。
15.作为本发明可选的一种实现方式，mbse需求模型库中，需求规格被组织在模型库的一个包结构层次中，对应一个规范树，每个需求规格包含多个需求；
16.包含在每个需求规格的需求被建模在一个树结构上，对应每个需求规格如何被组
织，个体或聚合的需求在容器层次内的，与其它需求规格中的需求以及表示系统设计、分析、实施、和测试用例的模型元素连接；
17.每个个体文本需求被绘制在模型中作为一个sysml需求。
18.作为本发明可选的一种实现方式，sysml需求包含名称、文本字符串和身份标识码，或者包含附加的用户定义的属性。
19.作为本发明可选的一种实现方式，包括以下过程：
20.将得到的需求模型进行轻量化显示，包括：
21.通过调用可视化浏览组件进行需求模型对应的轻量化模型的可视化浏览。
22.作为本发明可选的一种实现方式，在web端显示与sysml结构一致的模型树，进行树节点与模型之间的双向关联显示以及对模型进行平移和缩放操作。
23.作为本发明可选的一种实现方式，可视化模型与sysml模型选中、高亮或显隐操作联动。
24.作为本发明可选的一种实现方式，在web端进行sysml模型树的检入、检出或修订操作，或者，在web端进行可视化模型的缩放、平移或旋转操作。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.1、本发明创新性的提出了一种面向mbse的需求模型快速查询及可视化方法，基于mbse软件工具设计的需求模型管理及需求条目的管理，导入来自mbse工具的需求模型，实现了轻量化模型转换。
27.2、本发明通过查询构建功能模块实现了模型的智能检索，通过调用嵌入式mbse模型可视化浏览组件，实现了需求模型的轻量化模型的可视化浏览，从而支持高端装配产品设计协同过程中的mbse模型可视化浏览。
28.3、本发明实现了异构环境下mbse模型的可视化协同和共享，支持产品正向设计过程中的需求阶段的模型管理，提高了高端装配产品设计的参数化模型化程度，实现了基于模型的端到端数字化集成，提升了设计质量与效率。
29.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
30.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
31.图1为本发明实施例提供的面向mbse的需求模型快速查询及可视化方法的流程示意图；
32.图2为本发明实施例提供的需求模型构建的示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
34.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
36.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.实施例1：
38.如图1所示，本发明实施例1提供了一种面向mbse的需求模型快速查询及可视化方法，导入来自mbse工具的需求模型，实现轻量化模型转换成xml文本，通过“关键字”查询功能实现模型的条件配置及智能检索，通过调用嵌入式mbse模型可视化浏览组件，实现了查询后的需求模型可视化浏览。
39.具体的，包括以下过程：
40.通过与mbse需求模型设计工具接口技术组件，导入来自mbse工具的需求模型，管理需求模型文件，并支持与mbse工具所生成需求模型的双向数据交换，实现需求模型的轻量化转换成xml格式文件，并存入需求模型数据库；
41.需求规格被组织在模型的一个包结构层次中，对应一个规范树，如图1所示，每个需求规格包含多个需求；例如，系统需求规格包含系统的需求，组件需求规格包含每个组件的需求；
42.包含在每个需求规格的需求通常被建模在一个树结构上，对应每个需求规格如何被组织；个体或聚合的需求在容器层次内的，可以随后与其它需求规格中的需求以及表示系统设计、分析、实施、和测试用例的模型元素连接；
43.每个个体文本需求可以被绘制在模型中作为一个sysml需求，sysml需求包含一个名称、文本字符串和身份标识码，或者也可以包含附加的用户定义的属性，例如风险。
44.需求模型数据库，负责存储通过接口导入的mbse工具的需求模型及通过数据转换后的轻量化xml文件。
45.mbse中具有需求模型查询模块，支持基于vsm评分的“关键字”查询和采用sql自定义逻辑较复杂的查询类型；查询构建维护便捷，支持根查询类型复用；查询类型灵活调用，支持对查询历史的调用；可同时查询多种对象；查询结果列表个性化设置，查询展示个性化配置结果；实现查询构建调用权限设置。
46.通过tf-身份标识码f算法，可以计算出每个关键词在需求模型库中的权重，而通过vsm(vector space model)，则可以计算关键词与轻量化xml文件的相似度。向量空间模型(vector space model，vsm)评分是轻量化xml文件d的权重向量v(d)与查询关键字q的权重向量v(q)之间的余弦值：
[0047][0048]
更进一步，采用lucene搜索引擎的评分公式：
[0049][0050]
其中，tf(t∈d)
·
idf(t)2＝tf(t∈d)
·
idf(t)
·1·
idf(t)＝(tf(t∈d)
·
idf(t))
·
(tf(t∈q)
·
idf(t))
[0051]
这里的(tf(t∈d)
·
idf(t))
·
(tf(t∈q)
·
idf(t))即为前述的v(q)
·
v(d)。
[0052]
其中，
[0053]
tf(t∈d)＝p(t∈d)
1/2
[0054][0055]
其中，tf(t∈d)与关键词t在当前需评分文档的出现频率p(t∈d)相关，身份标识码f(t)表示倒排文档频率，|{d∈d:t∈d}|是出现关键词t的文档数，norm(t,d)中包含了各种权值，如文档权值、查询域权值、长度参数等；
[0056]
查询的时候一个文档的长短(length)也是会影响词的重要性，匹配次数一样的情况下，越长的文档评分越低，即：
[0057]
norm(t,d)＝(1/length)
1/2
[0058]
通过将相似度评分score(q,d)较高的返回，即可实现需求模型的精准查询。
[0059]
需求模型可视化模块，通过调用嵌入式mbse模型可视化浏览组件，实现了需求模型的轻量化模型的可视化浏览。
[0060]
本发明支持产品生命周期多研制阶段的需求模型管理，支持产品研发多阶段的需求条目与参数管理、功能集合分组管理、基于逻辑设计对象的产品逻辑架构管理、基于物理设计对象的产品物理架构管理；
[0061]
本实施例中，配置有典型的需求建模工具软件(magicdraw、doors)的集成接口，可以解析这些工具导出的需求条目描述表或需求交换文件(reqif)，提取条目化需求数据；
[0062]
本实施例中，通过产品生命周期多研制阶段的需求模型管理技术组件的配置，能够有效的管理需求定义视图技术组件；
[0063]
本实施例中，配置有与mbse工具的需求模型深度集成的接口组件，用于导入来自mbse工具的需求模型，管理模型文件，并支持与mbse工具所生成需求模型的双向数据交换，实现了需求模型的轻量化转换；
[0064]
本实施例中，对sysml九大类图的数据模型数据传输格式进行统一定义，基于xml语义描述和映射规则配置实现了对sysml文件的信息要素承载，从而完成了从九大类图到自定义轻量化模型的数据转换处理；
[0065]
本实施例中，将mbse模型轻量化转换组件与可视化浏览组件以控件方式集成到系统中，支持设计协同过程中的mbse模型可视化浏览；
[0066]
本实施例中，配置各类对象查询的功能模块，通过各类条件配置查询，实现了智能检索；
[0067]
本实施例中，通过需求模型要素特征的匹配，实现了需求模型知识链接、合并、映射互联、跨层级检索、知识提取以及智能化检索；
[0068]
本实施例中，支持配置查询和采用sql自定义逻辑较复杂的查询类型，查询构建维护便捷，支持根查询类型复用，查询类型灵活调用，支持对查询历史的调用，可同时查询多种对象，查询结果列表能够个性化设置，能够展示个性化的配置结果；
[0069]
本实施例中，通过调用嵌入式mbse模型可视化浏览组件，实现了需求模型的轻量化模型的可视化浏览；
[0070]
本实施例中，在web端支持显示与sysml结构一致的模型树，支持树节点与模型之间的双向关联显示，支持对模型进行平移、缩放等功能；
[0071]
本实施例中，实现了可视化模型与sysml模型选中、高亮、显隐等联动；
[0072]
本实施例中，在web端实现了sysml模型树上的检入、检出、修订等操作本实施例中，在web端实现了可视化模型的缩放、平移、旋转等操作。
[0073]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。