本发明属于航材管理，涉及一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统。
背景技术：
1、在航空制造业中，随着技术的不断进步和市场需求的变化，飞机制造过程中的数据管理变得愈发重要，构型管理作为一种系统化的管理理念，是在飞机全生命周期内，建立和维护飞机及组成产品的功能和物理特性与产品的需求/设计要求和构型信息之间的一致性的确认与管理过程。随着数字化转型的推进，智能制造成为行业趋势，借助物联网、人工智能和大数据分析技术，制造企业能够在实时数据获取和分析的基础上，实现更高效的生产管理。在这个过程里，构型管理理念能够与数字化技术相结合，推动数据驱动决策的发展。
2、然而，飞机制造过程中产生了多种制造数据，如设计数据、材料数据、生产数据、测试数据等，现有技术难以确定对飞机生命周期内构型管理信息具有显著影响的制造数据，导致对制造数据管控的精确性不足，并且无法满足构型管理的需求。
技术实现思路
1、本发明提供了一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，旨在获取历史时期大规模的飞机制造数据集样本，识别影响飞机生命周期内构型管理信息具有显著影响的关键制造数据，量化关键制造数据与构型管理信息之间的响应关系，解决制造数据管控不精确的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、本申请提供了一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，包括数据采集模块、数据分析模块和数据管控模块，所述数据采集模块、数据分析模块和数据管控模块通信连接，其中：
4、所述数据采集模块，用于采集历史时期大规模飞机的制造数据和构型管理信息数据集；所述制造数据包括工艺参数和测试数据；
5、所述数据分析模块，用于将制造数据与构型管理信息转化成数值型或分类型数据，采用冗余分析模型识别关键制造数据，并构建随机森林模型量化关键制造数据与构型管理信息之间的响应关系；
6、所述数据管控模块，用于对关键制造数据进行加密管控，将待制造飞机的关键制造数据输入所述随机森林模型中，预测其构型管理信息，根据预测结果对关键制造数据进行调整。
7、进一步地，所述工艺参数，包括材料参数、尺寸与公差、加工参数、表面处理参数、检测与测试参数，以及环境参数。
8、进一步地，所述测试数据，包括飞行试验数据、地面测试数据和极限载荷测试数据。
9、进一步地，所述构型管理信息，包括飞机性能、飞机物理特性、飞机寿命和飞机维修情况。
10、进一步地，所述采用冗余分析模型识别关键制造数据，包括以下步骤：
11、s1、以制造数据作为解释变量，构型管理信息作为响应变量，构建冗余分析模型；
12、s2、利用蒙特卡罗置换检验，检查全模型和模型第一轴的显著性，当全模型和模型第一轴存在显著性，模型通过检验；
13、s3、根据各变量在排序轴中的得分，绘制排序图，根据图中制造数据和构型管理信息箭头之间的夹角大小，确定制造数据与构型管理信息各变量之间的相关性；
14、s4、当某一制造数据和构型管理信息变量箭头之间的夹角小于设定的夹角阈值时，确定该制造数据为关键制造数据。
15、进一步地，步骤s3中，还通过计算制造数据和构型管理信息在排序轴中得分的皮尔逊相关系数来辅助分析制造数据与构型管理信息各变量之间的相关性，当所述皮尔逊相关系数大于0.7时，确定所述制造数据为关键制造数据。
16、进一步地，所述皮尔逊相关系数，计算公式为：
17、
18、式中：rij表示制造数据变量xi与构型管理信息变量xj之间的皮尔逊相关系数；xki表示xi的第k个样本，xkj表示xj的第k个样本，k＝1，2，…，n，其中n为样本数。
19、进一步地，所述随机森林模型，包括以下构建步骤：
20、t1、数据准备：准备包含解释变量和响应变量的数据集，所述解释变量为关键制造数据，所述响应变量为构型管理信息变量；
21、t2、数据集划分：将收集的数据集划分为训练集和测试集，其中采用数据集中70％的数据样本作为训练集，30％的数据样本作为测试集；
22、t3、随机抽样：从训练集中随机抽取若干个解释变量和数据样本，并有放回地构建多个不同的训练集；
23、t4、构建决策树：对于每个随机抽样的训练集，构建决策树模型；
24、t5、集成决策树：将构建好的多个决策树模型整合成随机森林模型，利用投票机制或平均值做出最终的预测；
25、t6、模型评估：采用评估指标评估随机森林模型对测试集的预测性能，确定具有良好预测性能的最终模型。
26、进一步地，步骤t4中，所述决策树模型，配置为cart模型。
27、进一步地，步骤t6中，所述评估指标采用准确率、精确率、召回率或f1值。
28、本发明的有益效果：
29、通过采集历史时期大规模飞机的制造数据和构型管理信息数据集；将制造数据与构型管理信息转化成数值型或分类型数据，采用冗余分析模型识别关键制造数据，并构建随机森林模型量化关键制造数据与构型管理信息之间的响应关系；对关键制造数据进行加密管控，将待制造飞机的关键制造数据输入所述随机森林模型中，预测其构型管理信息，根据预测结果对关键制造数据进行调整。本发明解决了现有技术难以确定对飞机生命周期内构型管理信息具有显著影响的制造数据，导致对制造数据管控的精确性不足，并且无法满足构型管理需求的问题。
1.一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据分析模块和数据管控模块，所述数据采集模块、数据分析模块和数据管控模块通信连接，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：所述工艺参数，包括材料参数、尺寸与公差、加工参数、表面处理参数、检测与测试参数，以及环境参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：所述测试数据，包括飞行试验数据、地面测试数据和极限载荷测试数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：所述构型管理信息，包括飞机性能、飞机物理特性、飞机寿命和飞机维修情况。
5.根据权利要求1所述的一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：所述采用冗余分析模型识别关键制造数据，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：步骤s3中，还通过计算制造数据和构型管理信息在排序轴中得分的皮尔逊相关系数来辅助分析制造数据与构型管理信息各变量之间的相关性，当所述皮尔逊相关系数大于0.7时，确定所述制造数据为关键制造数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：所述皮尔逊相关系数，计算公式为：
8.根据权利要求1所述的一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：所述随机森林模型，包括以下构建步骤：
9.根据权利要求8所述的一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：步骤t4中，所述决策树模型，配置为cart模型。
10.根据权利要求8所述的一种基于构型管理的飞机制造数据集管控系统，其特征在于：步骤t6中，所述评估指标采用准确率、精确率、召回率或f1值。
