1.一种基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于包括以下步骤:(1)从船舶涂装工艺数据库与船舶涂装缺陷案例库中选择目标数据集;
(2)对选中的目标数据集进行检查及预处理;
(3)利用主成分分析对船舶涂装缺陷多源异构数据进行降维处理;
(4)利用粗糙集理论对船舶涂装缺陷数据进行知识获取;
(5)对知识分类并存储。
2.根据权利要求1所述的基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于:步骤(1)中所述的目标数据集包括属性信息、参数信息及环境信息,其中,属性信息包括涂装区域、涂装面积、表面粗糙度、除锈等级、涂装方法、涂装设备;参数信息包括涂料黏度、空气动力、喷射距离、涂料转移率;环境信息包括空气流速、相对湿度、空气温度。
3.根据权利要求1或2所述的基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于:步骤(2)中数据检查包括数据缺失值检查、不一致数据检查及数据噪声值检查,判断是否需要对数据进行预处理。
4.根据权利要求3所述的基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于:步骤(2)中数据预处理包括缺失值处理、合理性检验与噪声值处理,具体手段包括自动删除、填充和修正处理,处理完毕后判断是否处理完整,如果不完整,返回进行重新检查及数据处理,否则进行下一步。
5.根据权利要求1或4所述的基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于:步骤(3)具体采用one-hot编码的方式对离散型船舶涂装缺陷相关属性进行编码,离散型船舶涂装缺陷相关属性包括涂装设备、涂料种类、涂装方法、作业班组;对预处理后的数据求协方差矩阵,针对协方差矩阵计算其特征值及特征向量,依据特征值大小排序并计算方差贡献率和方差累积贡献率,交互式确定主成分个数并得到主成分数值,将各主成分对应的变量作为新的数据输入,以此实现船舶涂装缺陷数据中大量多源异构数据的降维处理。
6.根据权利要求1所述的基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于:步骤(4)具体分为以下步骤:
(a)建立初始案例决策表,具体划分条件属性与决策属性;
(b)进行知识约简,计算约简后各条件属性对决策属性的重要性;
(c)进行属性值约简,得到简化后的决策数据表;
(d)进行规则知识提取。
7.根据权利要求6所述的基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于:步骤(a)中综合考虑可能影响最终形成涂装缺陷的多种因素作为条件属性,所述条件属性包括工艺属性、工艺参数及环境信息;所述工艺属性包括涂装区域、涂装面积、表面粗糙度、除锈等级,工艺参数包括涂料黏度、干膜厚度、固体份含量、喷嘴距离,环境信息包括空气温度、相对湿度、空气流速;所述决策属性作为最终形成的缺陷名称。
8.根据权利要求7所述的基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于:步骤(b)具体为在不影响知识表达能力的条件下,采用基于属性重要性的约简算法进行属性约简,消除冗余知识,并计算约简后各条件属性对决策属性的重要性。
9.根据权利要求8所述的基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于:所述属性重要性的约简算法包括以下步骤:
I、采用差别矩阵计算得到核属性集合Core;
II、计算约简前整个决策表的依赖度γc(D),以及除核属性之外的每个条件属性的重要性σCD(ci);
III、计算核属性的依赖度γCore(D);
IV、如果γCore(D)≥C(D),算法结束,输出属性约简集合Core;如果γCore(D)<γC(D),将属性按照属性重要性从大到小排序ci(i=1,2,…n),逐个加入到集合Core中,for(i=1:n),Core=Core∪ci,计算γCore(D),若γCore(D)≥γC(D),算法结束,输出属性约简集合Core;若γCore(D)<γC(D),继续循环。
10.根据权利要求1所述的基于PCA-粗糙集的船舶涂装缺陷知识获取方法,其特征在于:步骤(5)具体为计算每条船舶涂装缺陷知识的支持度、覆盖度与可信度,将知识分为确定性知识、强规则知识以及弱规则知识并存入知识库。