一种基于广度优先的体系试验因素敏感性分析方法技术

本发明专利技术提出一种基于广度优先的体系试验因素敏感性分析方法，包括以下步骤：构建体系试验IO模型；构建基于广度优先的试验测试矩阵；记录测试矩阵样本响应；计算各个因素以及两两因素组合的效应值；筛选关键影响因素。本发明专利技术可以在较短时间内从庞大且复杂的体系中识别出可以关键影响体系效能指标的参与要素，可帮助专业试验人员快速有效地进行决策；与之同时，通过敏感性分析可以支撑量化分析各因素之间的交互作用，支撑对因素之间作用机理的挖掘，反哺体系的论证与设计。反哺体系的论证与设计。反哺体系的论证与设计。

【技术实现步骤摘要】
一种基于广度优先的体系试验因素敏感性分析方法


[0001]本专利技术属于复杂系统体系试验测试
，具体涉及一种基于广度优先的体系试验因素敏感性分析方法。

技术介绍

[0002]随着时代的发展，社会的进步，工业、农业等各大支柱型产业中的复杂系统/体系迭代、发展的速度越来越快。面对一个或者若干个复杂系统/体系的变化，一个合格的专业试验人员最需要具备的素质是根据现有复杂系统/体系中要素的配置进行决策(即设计好试验方案)的能力。而制定决策的基础，是快速的获取在特定任务/场景背景下与该任务/场景高度匹配的且能直接影响任务走向的材料要素、人员要素、环境因素等组合配置关系，掌握了这些关键影响要素才能使得试验人员在最短的时间内做出最为恰当的决策。因此，复杂系统/体系试验因素敏感性分析的科学方法，对于试验人员清晰地掌握现有复杂系统/体系所具备的能力、挖掘复杂系统/体系潜在关键信息与规律、增强决策科学性，是十分必要的。
[0003]以往复杂系统/体系开展的传统试验存在要素多、周期长、代价大等问题，并且试验的目的通常只关注某项产品、工艺性能是否合格，难以挖掘出更深层次的关键信息，这对于专业试验人员设计出更为正确的决策方案来说是有阻碍的。
[0004]目前，亟需解决如何以较小的试验代价从复杂系统/体系试验中获取更多的有效信息，即提升试验效费比以满足缩短试验周期、减少试验代价。本方法基于这个目的提出了一种基于广度优先的体系试验因素敏感性分析策略。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术存在的问题，本申请提出一种基于广度优先的体系试验因素敏感性分析方法，包括以下步骤：
[0006]构建体系试验IO模型；
[0007]构建基于广度优先的试验测试矩阵；
[0008]记录测试矩阵样本响应；
[0009]计算各个因素以及两两因素组合的效应值；
[0010]筛选关键影响因素。
[0011]进一步的，构建体系试验IO模型的标准包括：
[0012]在未来复杂系统/体系研制的某个特定试验、任务中，确定该试验的特定任务中的关键问题，根据关键问题分析体系效能指标，即在此复杂系统/体系中的体系效能响应变量，响应变量作为该复杂系统/体系试验的输出O；
[0013]在确认响应变量的基础之上，寻找并确认影响各个任务、子任务的相关因素以及因素对应的水平，因素的选择需要广而全将所有对任务或者响应可能产生影响的要素都搜集出来作为整个IO模型的输入I。
[0014]进一步的，基于广度优先的因素敏感性测试矩阵构建方法如下：
[0015]测试矩阵的列数为1+N，第一列用来记录行号，N代表试验因素数，测试矩阵除第一列外的其他不同列代表不同的试验因素，试验中有多少因素测试矩阵就有多少列；
[0016]测试矩阵的行数为1+1+C
N1
+C
N2
+1，测试矩阵的第一行用来记录各个因素的名字，除第一行外剩余行用来代表试验样本，对应行记录了对应试验样本中各个因素的水平。
[0017]进一步的，所述测试矩阵包括以下区域：
[0018]全低水平区，位于测试矩阵的第2行，该行中所有因素的水平取最低值；
[0019]全高水平区，位于测试矩阵的最后一行，该行中所有因素的水平取最高值；
[0020]单因素变化区，位于测试矩阵的第3行至第(2+C
N1
)行，共N行；该区域内从第3行开始，至第2+N行，按照因素的顺序，每一行只变化一个因素的水平(被变化的因素水平从最低调至最高)，在某一行调整某一因素水平时需要保证其他因素的水平不发生变化；该区域中每一行只有一个因素取最高水平，其他因素取最低水平；
[0021]双因素变化区，位于测试矩阵的第(3+N)行至第(2+N+C
N2
)行，共C
N2
行；该区域从第(3+N)开始，至第(2+N+C
N2
)行，按照因素的顺序，每行只变化两个因素的水平(被变化的因素水平从最低调至最高)，在某一行调整某两个因素水平需要保证其他因素的水平不发生变化；该区域中每一行只有两个因素取最高水平，其他因素取最低水平；在该区域中，每一行变化的两个因素不得出现重复。
[0022]进一步的，记录测试矩阵样本响应具体包括：
[0023]根据基于广度优先的因素敏感性测试矩阵，按照测试矩阵中的每一个测试样本开展仿真试验；
[0024]通过仿真试验可以获得该测试矩阵中每个试验样本的响应，同时将测试矩阵对应样本的响应记录于任务响应列表中。
[0025]进一步的，计算各个因素以及两两因素组合的效应值具体包括：
[0026]在因素敏感性预试验测试矩阵中，使用单因素变化区的每一行运行得到的任务完成度减去因素敏感性测试矩阵的第二行运行得到的任务完成度，可得每个因素对应的效应值；
[0027]使用双因素变化区的每一行运行得到的任务完成度减去因素敏感性测试矩阵的第二行运行得到的任务完成度，可得每两两因素组合对应的效应值。
[0028]进一步的，筛选关键影响因素具体包括：
[0029]构建因素效应列表；
[0030]筛选关键影响因素。
[0031]进一步的，构建因素效应列表具体包括：
[0032]因素效应列表分为三列，第一列记录序号，第二列记录因素名，第三列记录对应因素的效应值；
[0033]因素效应列表共有两个，其中一个对应单因素，另一个对应两两因素组合；
[0034]单因素效应列表的行数为N+1行，两两因素组合效应列表的行数为C
N2
+1行，其中N为因素数；
[0035]两个因素效应列表中的第一行为表头，其余行分别记录序号、因素名以及对应因素名的效应值；
[0036]将所获得的单因素以及两两因素组合的效应值从大倒小依次排序，自上而下的填入因素效应列表，形成两个分别对应单因素以及两两因素组合的排序表，因素名需要与其效应值一一对应；
[0037]至此，因素效应列表构建完毕。
[0038]进一步的，筛选关键影响因素具体包括：
[0039]设定效应值阈值；
[0040]然后，在单因素效应列表中，把效应值大于效应值阈值的因素筛选出来并记录于关键影响因素列表中；
[0041]再然后，在两两因素组合效应列表中，把效应值大于效应值阈值的两两因素组合筛选出来，若被筛选出来的两两组合因素中存在某个或某几个单因素不在由单因素效应列表筛选出的关键影响因素列表里，则将这个或这几个单因素加入到关键影响因素列表中；
[0042]至此，获得关键影响因素列表，该列表中所列的即为关键影响因素。
[0043]本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0044]本专利技术可以在较短时间内从庞大且复杂的体系中识别出可以关键影响体系效能指标的参与要素，可帮助专业试验人员快速有效地进行决策；与之同时，通过敏感性分析可以支撑量化分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于广度优先的体系试验因素敏感性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：构建体系试验IO模型；构建基于广度优先的试验测试矩阵；记录测试矩阵样本响应；计算各个因素以及两两因素组合的效应值；筛选关键影响因素。2.根据权利要求1所述的基于广度优先的体系试验因素敏感性分析方法，其特征在于，构建体系试验IO模型的标准包括：在未来复杂系统/体系研制的某个特定试验、任务中，确定该试验的特定任务中的关键问题，根据关键问题分析体系效能指标，即在此复杂系统/体系中的体系效能响应变量，响应变量作为该复杂系统/体系试验的输出O；在确认响应变量的基础之上，寻找并确认影响各个任务、子任务的相关因素以及因素对应的水平，因素的选择需要广而全将所有对任务或者响应可能产生影响的要素都搜集出来作为整个IO模型的输入I。3.根据权利要求1所述的基于广度优先的体系试验因素敏感性分析方法，其特征在于，基于广度优先的因素敏感性测试矩阵构建方法如下：测试矩阵的列数为1+N，第一列用来记录行号，N代表试验因素数，测试矩阵除第一列外的其他不同列代表不同的试验因素，试验中有多少因素测试矩阵就有多少列；测试矩阵的行数为1+1+C
N1
+C
N2
+1，测试矩阵的第一行用来记录各个因素的名字，除第一行外剩余行用来代表试验样本，对应行记录了对应试验样本中各个因素的水平。4.根据权利要求3所述的基于广度优先的体系试验因素敏感性分析方法，其特征在于，所述测试矩阵包括以下区域：全低水平区，位于测试矩阵的第2行，该行中所有因素的水平取最低值；全高水平区，位于测试矩阵的最后一行，该行中所有因素的水平取最高值；单因素变化区，位于测试矩阵的第3行至第(2+C
N1
)行，共N行；该区域内从第3行开始，至第2+N行，按照因素的顺序，每一行只变化一个因素的水平(被变化的因素水平从最低调至最高)，在某一行调整某一因素水平时需要保证其他因素的水平不发生变化；该区域中每一行只有一个因素取最高水平，其他因素取最低水平；双因素变化区，位于测试矩阵的第(3+N)行至第(2+N+C
N2
)行，共C
N2
行；该区域从第(3+N)开始，至第(2+N+C
N2
)行，按照因素的顺序，每行只变化两个因素的水平(被变化的因素水平从最低调至最高)，在某一行调整某两个因素水平需要保证其他因素的水平不发生变化；该区域中每...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜建勋，罗锐涵，李顺民，曾鹏，张万达，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：