[发明专利]一种FMEA分析过程中的故障知识存储和推送方法

说明书

技术领域

本发明一种FMEA分析过程中的故障知识存储和推送方法，该方法利用智能分词、语义检索和黑板过程实现了FMEA故障模式存储、查询、和推送。它适用于复杂产品的FMEA分析过程，通过FMEA分析模块与历史故障库之间的故障知识推送，能够有效提高复杂产品的FMEA分析效率。本发明属于可靠性与系统工程领域。

背景技术

FMEA是装备RMS设计分析的核心工作项目，是测试性、保障性、安全性设计分析的重要输入，因此必须全面开展。但针对复杂装备的研制，FMEA工作量很大，耗时费力，对分析人员的经验和能力要求很高。而目前的装备设计过程中，70％以上的产品属于继承性设计，原型产品和相似产品中已开展了FMEA或积累了试验、外场使用的故障数据，如何充分利用已有的数据知识和工程经验，提高FMEA工作的效率和有效性，是亟需解决的问题。

目前在工程中，FMEA工作通常由“个人”完成，即设计师主要依靠自己的经验或者一部分其它型号产品的Word报告来编写当前型号产品的FMEA报告。这样既无法充分利用已有故障知识，又无法高效的开展FMEA工作。

随着信息技术的发展，产品研制与RMS设计过程的集成能力大为增强，因此可基于产品研制数字化环境，将历史故障知识合理的存储起来，在新产品设计过程中通过高效的检索和匹配方法，将相关故障知识推送给产品设计人员，实现高效的FMEA分析工作。

发明内容

本发明一种FMEA分析过程中的故障知识存储和推送方法。目的和解决的问题是：实现历史故障数据的有效存储、管理以及高效的利用。该方法首先构建了故障知识的本体数据库，在FMEA工作开展过程中，通过故障模式的分词、以及故障领域知识的语义力计算，实现了故障知识本体库的检索和定位，最后通过黑板过程，完成了FMEA从最低约定层次到初始约定层次的分析工作。最终辅助产品设计师快速、充分地挖掘出有用的故障知识，以在尽可能短的时间内完成高质量的FMEA工作。

其中，“FMEA”(Failure Mode Effects Analysis)，为故障模式影响分析，是产品研发过程中分析所有可能产品的故障模式及其对系统造成的所有可能影响的一种归纳分析方法。

本发明一种FMEA分析过程中的故障知识存储和推送方法，主要包含以下四部分：

第一部分：构建基于本体理论的故障知识存储库。

故障知识包括故产品信息(产品名称、产品型号、功能、材料、环境载荷、性能参数)和故障信息(故障模式、故障原因、故障影响、故障检测方法、设计改进措施和使用补偿措施等)，构建过程包括如下几个步骤：

步骤1：建立故障产品存储模块，该模型为自行设计的数据库，包括产品族/产品平台、产品详细信息和功能描述三个数据库表。

通过产品族、产品平台树的形式，将实现相似功能的有同样内部接口的产品组织起来，然后在产品平台上添加不同的个性模块形成产品实例。所有的故障知识都属于某一个产品实例。

步骤2：构建故障信息存储模块，该模型为自行设计的数据库，包括故障模式、详细信息、故障机理三个数据库表。

步骤3：构建基于本体理论的故障知识存储模块。该模型为自行设计的数据库和自编制程序模型。

数据库包括关系层表和应用层表两个数据库表。关系层表中存储着已知的对象关系，应用层表中存储着步骤1和步骤2建立的产品功能和故障之间数据关系，构成了故障知识本体关系网络。

自编制程序模型包括一个查询类，对外提供一个本体关系查询函数，在开展FMEA工作时，只需定位到具体产品和功能，便可利用本体关系网络图直接调用FMEA中所需的相关信息，使得建立的故障知识本体库能很好的辅助FMEA工作的开展。

第二部分：智能分词。

包括故障模式描述语句的分词、故障模式的主题以及故障模式的主题框架匹配。过程包括如下几个步骤：

步骤4：故障模式描述语句的分词模块。

采用改进后的基于词典的机械式分词法，对词语相关度进行计算来进行分词，包括自行设计的数据库和自编制程序模型。

数据库包括关键词数据库表。

自编制程序模型包括一个分词类，对外提供一个分词处理函数，对于输入的故障描述语句，根据改进后的基于词典的机械式分词算法进行分词，并将分词结果以字符串数组的形式返回。

步骤5：故障模式主题匹配模块。

该模块将故障描述按照故障领域特有的主题结构进行整合，使得描述具有一致性。包括自行设计的数据结构和自编制程序模型。

数据结构按照故障领域的主题特点定义。