Schritt 9 | Ähnlichkeit der Teilebezeichnungen bestimmen

5.5 Phase 2 | Case-based Reasoning

5.5.5 Schritt 9 | Ähnlichkeit der Teilebezeichnungen bestimmen

Im Anschluss an den Abgleich der Positionen wird in Schritt 9 die Ähnlichkeit der Teilebezeichnungen bestimmt. Ziel ist die Ermittlung der Ähnlichkeit der Teilebezeich-nung 𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍_𝑖 je übereinstimmender Position zwischen einem selektierten Fall und des vorliegenden Abfrageproblems.

Die alleinige Existenz einer übereinstimmenden Positionsnummer lässt keine Aussage über die Eignung eines Teils zu, welches sich auf dieser befindet. Daher wird der Ver-gleich der vorhandenen Teilebezeichnung einer Position in der Service-Strukturstück-liste des vorliegenden Abfrageproblems mit der zugehörigen Teilebezeichnung im se-lektierten Fall benötigt, um eine Gesamtaussage hinsichtlich der Eignung eines selek-tierten Falls abzuleiten. Teilebezeichnungen können analog zum vorherigen Schritt aufgrund von variantenbedingten Ausprägungsmöglichkeiten von Anlagenbaugruppen divergieren. Die Ermittlung der 𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍_𝑖 kann abstrahiert als Transformationsprüfung betrachtet werden. Hierbei wird bestimmt, welcher Aufwand besteht, um ein bestehen-des Objekt in ein anderes zu konvertieren. Für diesen Vorgang können Ähnlichkeits-maße des Typs „transformation similarities“ eingesetzt werden. (vgl. Richter und We-ber 2013)

Attribut Wert Attribut Wert Sim Pi Wert Attribut Wert Attribut Wert

P₁₀ 1 P₁₀ 1 Sim P₁₀ 0 P₁₀ 0

P10-10 1 P10-10 1 Sim P10-10 0 P10-10 0

P_10-10-10 1 P_10-10-10 1 Sim P_10-10-10 0 P_10-10-10 0

P10-10-20-20 1 P10-10-20-20 1 Sim P10-10-20-20 0 P10-10-20-20 0

P10-10-20-10 1 P10-10-20-10 1 Sim P10-10-20-10 0 P10-10-20-10 0

P10-10-20-20 1 P10-10-20-20 1 Sim P10-10-20-20 0 P10-10-20-20 0

P10-10-20-30 1 P10-10-20-30 1 Sim P10-10-20-30 0 P10-10-20-30 0

P_10-10-30 1 P_10-10-30 1 Sim P_10-10-30 0 P_10-10-30 0

Abfrageproblem | Beispiel 2 Sim Pges | Beispiel 2 Case | Beispiel 2

Die approbierte gedruckte Originalversion dieser Dissertation ist an der TU Wien Bibliothek verfügbar. The approved original version of this doctoral thesis is available in print at TU Wien Bibliothek.Die approbierte gedruckte Originalversion dieser Dissertation ist an der TU Wien Bibliothek verfügbar. The approved original version of this doctoral thesis is available in print at TU Wien Bibliothek.

Ziel dieses Schritts ist der Abgleich des String-Werts des Attributs 𝑇𝐵𝑍𝑖 des Abfrage-problems mit dem entsprechenden Attributwert des selektierten Falls. Dies erfolgt je-doch ausschließlich für die Attribute 𝑇𝐵𝑍_𝑖, deren Bewertung der Positionsähnlichkeit im vorherigen Schritt 𝑠𝑖𝑚 𝑃_𝑖 = 1 beträgt. Als Methode für die Berechnung kann die Le-venshtein-Distanz, auch Editierdistanz genannt, herangezogen werden (vgl. Richter und Weber 2013). RAHMANN definiert die Editierdistanz wie folgt: „Die Edit-Distanz zwischen zwei Strings 𝑠 und 𝑡 ist definiert als die Anzahl der Edit-Operationen, die man mindestens benötigt, um einen String in einen anderen zu überführen. Edit-Operatio-nen sind Löschen, Einfügen und Verändern eines Zeichens.“ (Rahmann 2017) Die Be-rechnung der Editierdistanz kann mittels eines Dynamic-Programming-Algorithmus er-folgen (vgl. Rahmann 2017). Hierfür werden die zwei zu vergleichenden Teilebezeich-nungen (Strings) in einer Matrix gegenübergestellt, für die gilt (Rahmann 2017):

Formel 11: Berechnungsweise der Editierdistanz (Levenshtein-Distanz)²³ 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑠 = 𝑇𝐵𝑍𝑖 𝑑𝑒𝑠 𝐴𝑏𝑓𝑟𝑎𝑔𝑒𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚𝑠

𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑡 = 𝑇𝐵𝑍_𝑖 𝑑𝑒𝑠 𝑠𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑖𝑒𝑟𝑡𝑒𝑟 𝐹𝑎𝑙𝑙𝑠 𝑚 ≔ |𝑠| 𝑢𝑛𝑑 𝑛 ≔ |𝑡|

(𝑚 + 1) × (𝑛 + 1) 𝑀𝑎𝑡𝑟𝑖𝑥 𝐷 = (𝐷[𝑘, 𝑗])

𝐷[𝑘, 𝑗] = 𝐸𝑑𝑖𝑡𝑖𝑒𝑟𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑧 𝑑𝑒𝑠 𝑘 − 𝑃𝑟𝑎𝑒𝑓𝑖𝑥 𝑣𝑜𝑛 𝑠 𝑢𝑛𝑑 𝑑𝑒𝑠 𝑗 − 𝑃𝑟𝑎𝑒𝑓𝑖𝑥 𝑣𝑜𝑛 𝑡.

𝐹𝑢𝑒𝑟 𝑑𝑖𝑒 𝑀𝑎𝑡𝑟𝑖𝑥 𝐷[𝑘, 𝑗] 𝑔𝑖𝑙𝑡:

𝐷[0,0] = 0 𝐷[𝑘, 0] = 𝑘 𝐷[0, 𝑗] = 𝑗

𝑓𝑢𝑒𝑟 𝑎𝑙𝑙𝑒 𝑎𝑛𝑑𝑒𝑟𝑒𝑛 𝐸𝑖𝑛𝑡𝑟𝑎𝑒𝑔𝑒 𝑔𝑖𝑙𝑡:

𝐷[𝑘, 𝑗] = 𝑚𝑖𝑛 {𝐷[𝑘 − 1, 𝑗 − 1] + 𝑑(𝑠[𝑘 − 1], 𝑡[𝑗 − 1]), 𝐷[𝑘 − 1, 𝑗] + 1,

𝐷[𝑘, 𝑗 − 1] + 1. }

𝐷𝑖𝑒 𝐿𝑒𝑣 𝑇𝐵𝑍_𝑖= (𝐸𝑑𝑖𝑡𝑖𝑒𝑟𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑧 𝑣𝑜𝑛 𝑠, 𝑡) 𝑘𝑎𝑛𝑛 𝐷[𝑚, 𝑛] 𝑒𝑛𝑡𝑛𝑜𝑚𝑚𝑒𝑛 𝑤𝑒𝑟𝑑𝑒𝑛.

𝑇𝐵𝑍𝑖… 𝑇𝑒𝑖𝑙𝑒𝑏𝑧𝑒𝑖𝑐ℎ𝑛𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑒𝑟 𝑃𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠𝑛𝑢𝑚𝑚𝑒𝑟 𝑖 𝑖 … 𝑃𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠𝑛𝑢𝑚𝑚𝑒𝑟

𝐿𝑒𝑣 𝑇𝐵𝑍𝑖… 𝐸𝑑𝑖𝑡𝑖𝑒𝑟𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑧 𝑑𝑒𝑟 𝑇𝐵𝑍𝑖

23 Beispiele zur Veranschaulichung aller Einzelschritte können dem Anhang A.4 entnommen werden.

Abbildung 49: Editierdistanz der Teilebezeichnungen (eigene Darstellung)

Attribut Attributsanzahl Wert

(Datentyp) Attribut Wert

(Datentyp) Attribut Attributsanzahl Wert (Datentyp)

TBZi variabel String Lev TBZi String TBZi variabel String

Attribut Lev TBZi Wert Attribut

TBZ10

TBZ10-30-20 Lev TBZ10-30-20 0 TBZ10-30-20

TBZ10-30-30 Lev TBZ10-30-30 0 TBZ10-30-30

TBZ10-30-40

Attribut Lev TBZ_i Wert Attribut

TBZ10

TBZ10-30-20 Lev TBZ10-30-20 2 TBZ10-30-20

TBZ10-30-30 Lev TBZ10-30-30 16 TBZ10-30-30

TBZ10-30-40

Wert (String s) Wert (String t)

Anlage

Motorölpumpe O-Ring

Abfrageproblem | Beispiel 2 Lev TBZi | Beispiel 2 Case | Beispiel 2

Sechskantschraube 1

Abfrageproblem | Beispiel 1 Lev TBZi | Beispiel 1 Case | Beispiel 1

Problem

Abfrageproblem | Allgemein Lev TBZi | Allgemein Case | Allgemein

Problem

Abbildung 50: Beispielrechnung Editierdistanz (eigene Darstellung)

Die Editierdistanz selbst kann noch nicht als Ähnlichkeitsmaß für die vorliegende Arbeit herangezogen werden, da sie als Distanzmaß den Unterschied zweier Teilebezeich-nungen ausdrückt und nicht deren Gemeinsamkeiten. Eine Kombination mit den zuvor ermittelten Ähnlichkeiten, deren Fokus auf den Überschneidungen zwischen Abfrage-problem und selektiertem Fall liegt, würde zu falschen Aussagen führen. Folglich wird die Distanzaussage der Editierdistanz mit der nachfolgenden Formel in eine Ähnlich-keitsaussage transformiert:

Formel 12: Ähnlichkeit der Teilebezeichnung²⁴

𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍𝑖= 1 − 𝐿𝑒𝑣 𝑇𝐵𝑍𝑖

|𝑇𝐵𝑍𝑖 (𝐴𝑏𝑓𝑟𝑎𝑔𝑒𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚)| + |𝑇𝐵𝑍𝑖 (𝑠𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑖𝑒𝑟𝑡𝑒𝑟 𝐹𝑎𝑙𝑙)|

𝑒𝑠 𝑔𝑖𝑙𝑡:

𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍𝑖= 0, 𝑤𝑒𝑛𝑛 𝑠𝑖𝑚 𝑃𝑖= 0 𝑖 ∈ 𝐼,

𝐼 … 𝑀𝑒𝑛𝑔𝑒 𝑎𝑙𝑙𝑒𝑟 𝑃𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠𝑛𝑢𝑚𝑚𝑒𝑟𝑛 𝑖 𝑇𝐵𝑍𝑖… 𝑇𝑒𝑖𝑙𝑒𝑏𝑧𝑒𝑖𝑐ℎ𝑛𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑒𝑟 𝑃𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠𝑛𝑢𝑚𝑚𝑒𝑟 𝑖

𝐿𝑒𝑣 𝑇𝐵𝑍_𝑖… 𝐸𝑑𝑖𝑡𝑖𝑒𝑟𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑧 𝑑𝑒𝑟 𝑇𝐵𝑍_𝑖

|𝑇𝐵𝑍𝑖 (𝐴𝑏𝑓𝑟𝑎𝑔𝑒𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚)| … 𝐴𝑛𝑧𝑎ℎ𝑙 𝑍𝑒𝑖𝑐ℎ𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑟 𝑇𝐵𝑍𝑖 𝑑𝑒𝑠 𝐴𝑏𝑓𝑟𝑎𝑔𝑒𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚𝑠

|𝑇𝐵𝑍𝑖 (𝑠𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑖𝑒𝑟𝑡𝑒𝑟 𝐹𝑎𝑙𝑙)| … 𝐴𝑛𝑧𝑎ℎ𝑙 𝑍𝑒𝑖𝑐ℎ𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑟 𝑇𝐵𝑍𝑖 𝑑𝑒𝑠 𝑠𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑖𝑒𝑟𝑡𝑒𝑛 𝐹𝑎𝑙𝑙𝑠 𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍_𝑖… 𝐴𝑒ℎ𝑛𝑙𝑖𝑐ℎ𝑘𝑒𝑖𝑡 𝑑𝑒𝑟 𝑇𝐵𝑍_𝑖

24 Beispiele zur Veranschaulichung aller Einzelschritte können dem Anhang A.4 entnommen werden.

TBZ_i selektierter Fall

ɛ M o t o r ö l p u m p e

ɛ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

M 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

t 2 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

o 3 2 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9

r 4 3 2 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8

ö 5 4 3 3 3 2 1 2 3 4 5 6 7

l 6 5 4 4 4 3 2 1 2 3 4 5 6

p 7 6 5 5 5 4 3 2 1 2 3 4 5

m 8 7 6 6 6 5 4 3 2 2 2 3 4

p 9 8 7 7 7 6 5 4 3 3 3 2 3

e 10 9 8 8 8 7 6 5 4 4 4 3 2

TBZi Abfrageproblem

+1 +1 +1

Unterschiedliche Buchstaben

+1 +0 +1

Gleiche Buchstaben

Hierfür wird die Editierdistanz durch die Beträge der beiden Strings 𝑇𝐵𝑍_𝑖 (𝐴𝑏𝑓𝑟𝑎𝑔𝑒𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚) und 𝑇𝐵𝑍_𝑖 (𝑠𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑖𝑒𝑟𝑡𝑒𝑟 𝐹𝑎𝑙𝑙), sprich deren Zeichenanzahl, geteilt. Der resultierende Wert, welcher ein Verhältnis der durchzuführenden Änderung zu der Gesamtzeichenanzahl darstellt, wird von dem 𝑊𝑒𝑟𝑡 = 1 abgezogen. Beträgt die Editierdistanz 𝐿𝑒𝑣 𝑇𝐵𝑍_𝑖 = 0, sprich beide Strings sind identisch, ist der Wert von 𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍𝑖 = 1, d. h. eine 100 %ige Übereinstimmung liegt vor. Jede Abweichung, wel-che durch die Editierdistanz ausgedrückt wird, mindert die Ähnlichkeit.

Für den Fall, dass die zugehörige Positionsähnlichkeit 𝑠𝑖𝑚 𝑃_𝑖 = 0 ist, sprich die Posi-tion 𝑃_𝑖 des Abfrageproblems ist nicht in dem selektierten Fall enthalten, wird der Wert 𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍_𝑖 = 0 gesetzt, da die Variable 𝑇𝐵𝑍_𝑖 (𝑠𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑖𝑒𝑟𝑡𝑒𝑟 𝐹𝑎𝑙𝑙) nicht existent ist.

Abbildung 51: Ähnlichkeit der Teilebezeichnungen (eigene Darstellung)

Die Ergebnisqualität des vorliegenden Schritts kann durch die Bereinigung der Teilebezeichnungen um Leerstellen und Sonderzeichen vor der Berechnung von 𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍𝑖 erhöht werden. Ein Beispiel ist in Abbildung 52 angeführt. Ebenso kann die Verwendung von Synonymwörter-Tabellen bei der Durchführung der Berechnung von 𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍_𝑖 zu besseren Ergebnissen führen (Bsp.: O-Ring = Gasket = Sealing).

Abbildung 52: Beispiel für Sonderzeichen-Bereinigung (eigene Darstellung)

Attribut Attributsanzahl Wert

(Datentyp) Attribut Wert

(Datentyp) Attribut Attributsanzahl Wert (Datentyp)

TBZi variabel String Sim TBZi String TBZi variabel String

Attribut Sim TBZi Wert Attribut

TBZ10-30-20 Sim TBZ10-30-20 1 TBZ10-30-20

TBZ_10-30-30 Sim TBZ_10-30-30 1 TBZ_10-30-30

Attribut Sim TBZi Wert Attribut

TBZ10-30-20 Sim TBZ10-30-20 0,91 TBZ10-30-20

TBZ10-30-30 Sim TBZ10-30-30 0,30 TBZ10-30-30

Problem

Abfrageproblem | Beispiel 1 Sim TBZi | Beispiel 1 Case | Beispiel 1

Abfrageproblem | Beispiel 2 Sim TBZi | Beispiel 2 Case | Beispiel 2

Problem

Wert (String s) Wert (String t)

O-Ring O-Ring

Motorölpumpe Motorölpumpe

Abfrageproblem | Allgemein Sim TBZi | Allgemein Case | Allgemein

Problem

Beispiel | Ohne Bereinigung der Teilebezeichnung Beispiel | Mit Bereinigung der Teilebezeichnung

TBZ Lev TBZ sim TBZ TBZ Lev TBZ sim TBZ

Sechskant-schraube 1.8 Sechskantschraube18

Sechskantschraube1,8 3 0,93 Sechskantschraube18 0 1,00

Die Bestimmung der 𝑠𝑖𝑚 𝑇𝐵𝑍𝑖 kann ebenfalls den Aufgaben „Search“ und „initially match“ der Task-method structure (vgl. Punkt 2.5.3) zugeordnet werden. Darüber hin-aus dient die methodengestützte Durchführung dieses Schritts zur Beantwortung der Expertenaufgabe 4 (vgl. Punkt 5.2.2).

Im Dokument D I S S E R T A T I O N (Seite 139-144)