基于多参筛选的元器件产品选型应用研究

邹昶， 李颖， 丁春光， 陈泫文， 沈佳塔

（工业和信息化部电子第五研究所, 广东 广州 510610）

0 引言

随着电子元器件产品的快速发展, 电子元器件的产品种类数据不仅非常多而且非常杂[1], 并且元器件的参数在行业内没有统一的标准, 在不同类别下的电子元器件参数会有较大的差异, 从而造成用户选择符合要求的元器件产品会比较困难, 因而需要通过相关信息技术来克服产品选型困难。

传统的电子元器件产品选型是对元器件信息进行模糊搜索, 这样的搜索效率是非常低的。 为了让用户可以更加快速和准确地查找到符合要求的元器件产品, 需要通过对电子元器件的现状进行分析, 可以使用信息技术手段对元器件信息进行有效地提取和分类, 让元器件信息更加规范化。通过对规范化的元器件信息进行聚合可以动态生成参数筛选栏目, 以此来提高产品选型的便捷性与准确性。

1 元器件数据

1.1 元器件类别

元器件类别是指根据GJB 8118-2013 《军用电子元器件分类与代码》[2]对军用电子元器件进行分类, 具有统一性原则、 唯一性原则、 实用性原则和拓展性原则, 是按照线分类法（层级分类法）进行管理的。 电子元器件的分类如图1 所示。

1.2 元器件参数

电子元器件的参数分为基本信息和性能参数,其中基本信息是电子元器件共同拥有的参数, 包含产品名称、 产品型号、 生产商、 封装形式、 外形尺寸、 质量等级和通用规范等, 性能参数的种类和数量是多种多样的, 不同类别的电子元器件拥有很多不同的性能参数, 例如: 振荡器和压电晶体有标称频率、 频率-温度稳定性等参数； 电磁继电器有触点组数、 触点额定负载和线圈电压等参数。 下面将以电阻器为例来介绍元器件的性能参数, 电阻器的性能参数[3]包括工作温度范围、额定功耗、 标称阻值、 阻值允许偏差、 电阻温度系数和极限电压等。

a） 工作温度范围

一般是指电子元器件可以正常工作的一个温度范围。

b） 额定功耗

在规定的环境温度和湿度下, 长期连续载荷不损坏或基本不改变性能的情况下, 电阻器允许消耗的最大功率。

c） 标称阻值

电阻器的阻值, 不同类型的电阻会导致阻值范围不同, 不同精度的电阻阻值系列也不同。

d） 阻值允许偏差

即允许误差, 电阻器和电位器市级组织对于标称阻值的最大允许偏差范围, 它表示产品的精度。 线绕电位器允许误差一般小于±10%, 非线绕电位器的允许误差一般小于±20%。

e） 电阻温度系数

一般是指温度每变化1 ℃所引起的电阻值的相对变化。 温度系数越小, 电阻器的稳定性越好。阻值会随着温度的升高而增大的为正温度系数；反之为负温度系数。

f） 极限电压

一般是由电阻器、 电位器最大电流密度、 电阻体击穿及其结构等因素所规定的工作电压限度。

电阻器的参数种类是非常多的, 用户通常会更加关注电阻器的一些关键参数[4], 这些关键参数可以决定用户对电阻器产品的选择, 所以将这些关键参数进行有效地处理和提取是非常重要的。

1.3 元器件参数与分类的关系

电子元器件的参数和分类是密切相关的,不同类别下的元器件参数包括共同拥有参数和私有参数。 元器件参数和分类的组合是多种多样的, 相同的元器件类别下会有不相同的性能参数, 不同元器件的类别可能会拥有相同的性能参数, 所以导致元器件参数和分类是多对多的数据关系。 下面将以可变电容器和电感器为例来观察元器件分类和参数的关系。

可变电容器的参数包括产品名称、 产品分类、产品型号、 生产商、 封装形式、 外形尺寸、 质量等级、 工作温度范围、 额定电压、 标称容量、 容量允许偏差、 损耗角正切、 转动力矩和绝缘电阻,以及电容温度系数等, 如图2 所示。

电感器的参数包括产品名称、 产品分类、 产品型号、 生产商、 封装形式、 外形尺寸、 质量等级、 工作温度范围、 电感量、 电感量允许偏差、 品质因素、 直流电阻、 额定直流电流和自谐频率, 以及测试频率等, 如图3 所示。

由图2 和图3 可知, 在不同的类别下, 元器件基本信息参数一般情况下是相同的, 元器件性能参数一般情况下是不相同的。 因为元器件的性能参数是由产品自身确定的, 所以元器件的性能参数会随着类别的不同而改变。 从而可以提取相同的基本信息参数为固定筛选栏目, 不同类别下的性能参数可以随着类别动态生成筛选栏目。

2 产品选型

2.1 选型

选型是指用户根据实际业务设计或使用的需要, 对所要用到的电子元器件进行选择。 对电子元器件进行选型可以满足用户设计或使用的真实需求。

传统的电子元器件产品选型是通过关键字搜索框对元器件的产品名称、 产品型号和生产商等部分信息进行模糊搜索[5], 关键字搜索为用户提供了查询元器件的入口。 虽然在一定程度上可以协助用户更好地进行元器件选型, 但是这样的查询结果范围会非常大, 导致用户仍需要在众多的元器件产品下进行查找, 这样的搜索效率是非常低的。

为了提升用户的选型效率, 需要研究一种可以让用户在众多电子元器件参数中进行快速查询和筛选的方案。 通过对不同类别下的基本信息和性能参数进行有效提取和分类聚合并且进行排序,动态形成初步的筛选栏目, 用户通过对元器件的基本信息和性能参数进行有效地联动筛选可以达到快速、 准确地筛选出符合条件的电子元器件产品的目的。

2.2 选型流程

基于多参筛选的元器件产品选型流程是以电子元器件的基本信息和性能参数[6]为基础通过动态生成参数筛选栏目进行参数的联动筛选, 电子元器件选型流程设计如图4 所示。

元器件产品选型的步骤操作描述如下:

1） 用户对电子元器件进行产品选型, 如果需要选择产品分类则进入步骤2）, 不需要则进入步骤6）；

2） 根据不同的产品类别动态生成元器件基本信息和性能参数筛选栏目；

3） 用户对动态生成的元器件参数进行选择；

4） 软件自动更新所有未被选择的元器件参数筛选范围；

5） 如果用户需要对元器件参数进行再次选择则进入步骤4）, 不需要则进入步骤7）；

6） 用户如果需要对软件初始化的元器件参数进行选择进入步骤4）, 不需要则进入步骤7）；

7） 软件自动查找符合条件的元器件产品；

8） 用户查看符合条件的产品详情信息或者生产商信息；

9） 产品选型流程结束。

2.3 多参筛选

多参筛选的设计是基于元器件分类对元器件基本信息和性能参数的有效处理[7]。 元器件产品和元器件基本信息是一对一的数据关系, 形成基本信息筛选栏目需要先对基本信息进行分析处理,然后再对基本信息的各个栏目进行提取和聚合,最后按照一定的算法对各个栏目进行智能排序。

元器件产品和元器件性能参数是多对多的数据关系, 由于多对多的数据关系会导致查询速度变慢, 所以需要先对性能参数进行分析处理, 将性能参数进行唯一化处理, 形成多对一的数据关系, 然后再对性能参数进行切割与合并, 通过对参数进行计算后进行提取和聚合, 最后按照一定的算法对众多的性能参数进行智能排序从而形成性能参数筛选栏目。

多参数筛选是由类别树、 关键字搜索和动态生成的元器件参数筛选栏目组成。 其中, 类别树遵循GJB 8118-2013 标准； 关键字搜索可以对产品名称、 产品型号和生产商进行快速检索, 用户在输入关键字的同时, 软件会对关键字进行智能的补全提示； 元器件参数筛选栏目包括产品名称、产品型号、 生产商、 封装形式、 外形尺寸、 质量等级和动态变化的元器件性能参数, 在筛选栏目中可以对参数栏目进行二次查询, 这样可以在缩小参数筛选范围的情况下进行快速筛选, 如图5所示。

多参筛选可以让用户通过多种筛选组合的方式对电子元器件进行快速查询, 所以多参筛选应用符合用户的多种使用场景, 以下是两种常见的使用场景。

a） 第一种使用场景

用户可以先选择类别树, 软件会根据用户所选的类别动态生成基本信息筛选栏目和性能参数筛选栏目, 此时用户可以对多个不同的筛选栏目进行联动筛选, 这样可以快速地筛选出符合结果的元器件产品。

b） 第二种使用场景

用户可以先对元器件的关键字进行模糊查询,软件会根据模糊查询的结果进行筛选和聚合, 动态形成元器件基本信息筛选栏目, 然后用户对筛选栏目进行再次筛选, 就可以筛选出符合结果的元器件产品。

3 结束语

本文针对传统的元器件产品选型无法满足用户需求的现状, 对元器件产品选型应用进行了深入的研究, 结合元器件的分类、 基本信息和性能参数, 提出了一种基于多参筛选的元器件产品选型应用研究的解决方案, 并成功地设计与实现了元器件多参筛选的应用。 用户使用多参筛选应用对元器件进行选型可以有效地解决产品选型速度慢和产品选型不准确等情况, 大大地提高了元器件选型的便捷性和准确性, 可方便用户更快速地选择符合要求的元器件产品。