專利名稱：一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法
一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法所屬技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明提供一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法，它涉及一 種知識收集模板，利用該模板可規(guī)范化整理可靠性設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)，并按模板的數(shù)據(jù)格式形 成知識庫，同時給出一種從該知識庫中提取可靠性設(shè)計準(zhǔn)則的方法。屬于系統(tǒng)可靠性技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
復(fù)雜產(chǎn)品的研制往往具有很大的繼承性，因此把企業(yè)多年積累的設(shè)計數(shù)據(jù)和設(shè)計 師的設(shè)計經(jīng)驗加以總結(jié)和提煉，形成可靠性設(shè)計準(zhǔn)則，對于繼承以往的可靠性設(shè)計經(jīng)驗，貫 徹規(guī)范化可靠性設(shè)計，切實提高產(chǎn)品的可靠性設(shè)計水平有很大的工程實用價值。
目前對可靠性知識的記錄形式主要以文檔形式為主，此外還有針對某些特定產(chǎn)品 的故障信息數(shù)據(jù)庫。這些信息雖然能夠在一定程度上支持可靠性設(shè)計準(zhǔn)則的提煉，但使用 上述兩種方式收集可靠性設(shè)計準(zhǔn)則存在以下不足第一，可能造成可靠性設(shè)計知識信息的 丟失，這是由于傳統(tǒng)的以故障案例為主的可靠性知識記錄方式側(cè)重于對信息條目的簡單記 錄，缺少對故障發(fā)生發(fā)展的過程進(jìn)行描述、對故障發(fā)生后的設(shè)計解決措施等信息也不能全 面準(zhǔn)確地表達(dá)；第二，不能對可靠性設(shè)計知識進(jìn)行精確的表述，每個人可能用不同的方式和 術(shù)語來描述可靠性設(shè)計知識，給準(zhǔn)則的自動提取造成障礙。
因此需要建立一種可靠性設(shè)計知識的規(guī)范化收集機(jī)制，同時給出一種自動提取可 靠性設(shè)計準(zhǔn)則的方法，能夠更加精確有效地利用現(xiàn)有的可靠性知識總結(jié)提煉出具有工程價 值的可靠性設(shè)計準(zhǔn)則。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板， 利用該模板，對產(chǎn)品研制過程中的各類可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，形成具有一定數(shù)據(jù) 量的知識庫。然后給出一種可靠性設(shè)計準(zhǔn)則的提取方法，用于分析知識庫中的數(shù)據(jù)，找出可 能存在的可靠性設(shè)計準(zhǔn)則。利用該方法，有利于智能化地快速提取產(chǎn)品的可靠性設(shè)計準(zhǔn)則， 發(fā)現(xiàn)人工方法可能遺漏的重要設(shè)計準(zhǔn)則。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提 取方法，它主要包含以下步驟
步驟1 確定可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)收集原則，使用特征向量表示法來刻畫可靠性 設(shè)計知識收集原則，并給出了機(jī)械產(chǎn)品和電子產(chǎn)品可靠性相關(guān)的技術(shù)特性的描述方法，可 利用該原則確定企業(yè)可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)來源。
其中，所述的可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)收集原則包含產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)特性、壽命剖面特 性和可靠性設(shè)計方案特性。
其中，所述的特征向量表示法以向量的形式刻畫可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)的產(chǎn)品描述 部分、故障描述部分及可靠性設(shè)計方案部分的特征項，如下表所示。令可靠性設(shè)計知識案例庫C =轉(zhuǎn)=1,2,…,η} (η 個案例)，案例 Ci 可表達(dá)為 Ci = (PSTRi, PLFEi, PTECi, PDLj，其 中PSTR為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特性，是識別產(chǎn)品類型的屬性集合，PLFE為壽命剖面特性，是描述故障 發(fā)生外部條件的屬性集合，PTEC是產(chǎn)品技術(shù)特性，用于描述產(chǎn)品與可靠性相關(guān)的技術(shù)性質(zhì)， PDL是可靠性設(shè)計方案特性，用于描述為應(yīng)對可能發(fā)生的故障而采取的可靠性設(shè)計措施。每 種特性都是通過多個側(cè)面進(jìn)行描述，如對于PSTR，可從多個側(cè)面PSTR1, PSTOi,…，PSTOn進(jìn) 行描述。
表1可靠性設(shè)計案例特征向量表示
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法，其特征在于它包括下 列步驟步驟1 確定可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)收集原則，使用特征向量表示法來刻畫可靠性設(shè)計 知識收集原則，給出機(jī)械產(chǎn)品和電子產(chǎn)品可靠性相關(guān)的技術(shù)特性描述方法；步驟2 使用可靠性設(shè)計知識收集原則對知識數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括識別產(chǎn)品的結(jié)構(gòu) 和技術(shù)特性，識別故障案例的故障模式及其發(fā)生的壽命剖面特性，識別故障發(fā)生后，為了避 免或降低故障發(fā)生的概率，采取了哪類設(shè)計措施，識別后需要進(jìn)一步對它們進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；步驟3 對預(yù)處理后的可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)進(jìn)行自動驗證，包括知識信息的完整性驗 證，冗余性驗證。驗證后的信息存入知識庫；步驟4 利用程序從知識庫中自動提取初步的可靠性設(shè)計準(zhǔn)則，然后通過人工評判的 方法，對可靠性設(shè)計準(zhǔn)則進(jìn)行評審，通過評審的可靠性設(shè)計準(zhǔn)則存儲到準(zhǔn)則庫中，供可靠性 設(shè)計分析工作使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法， 其特征在于在步驟1中所述的可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)收集原則包含產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)特性、壽 命剖面特性和可靠性設(shè)計方案特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法， 其特征在于在步驟1中所述的使用特征向量表示法來刻畫可靠性設(shè)計知識收集原則，令 可靠性設(shè)計知識案例庫C =卿=1,2,...,η}，案例Ci表達(dá)為Ci = (PSTRi, PLFEi, PTECi, PDLJ，其中PSTR為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特性，是識別產(chǎn)品類型的屬性集合，PLFE為壽命剖面特性，是描 述故障發(fā)生外部條件的屬性集合，PTEC是產(chǎn)品技術(shù)特性，用于描述產(chǎn)品與可靠性相關(guān)的技 術(shù)性質(zhì)，PDL是可靠性設(shè)計方案特性，用于描述為應(yīng)對可能發(fā)生的故障而采取的可靠性設(shè)計 措施，每種特性都是通過多個側(cè)面進(jìn)行描述。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法， 其特征在于在步驟1中所述的機(jī)械產(chǎn)品和電子產(chǎn)品可靠性相關(guān)的技術(shù)特性描述方法；機(jī) 械產(chǎn)品的技術(shù)特性描述包括內(nèi)環(huán)境參數(shù)溫度、壓力、異物，產(chǎn)品參數(shù)形態(tài)、強(qiáng)度、表面、形 狀、位置、性能；電子產(chǎn)品的技術(shù)特性描述包括性能參數(shù)輸出、聯(lián)通、穩(wěn)定性，應(yīng)力環(huán)境參 數(shù)電應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、異物，工藝參數(shù)裝配、焊接、封裝、材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法， 其特征在于在步驟2中所述的可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法，通過識別產(chǎn)品的結(jié)構(gòu) 特性、壽命剖面特性、技術(shù)特性和設(shè)計措施，將可靠性設(shè)計信息補(bǔ)齊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法， 其特征在于在步驟3中所述的可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)自動驗證方法，包括知識信息的完整 性驗證，冗余性驗證；所述的完整性驗證是驗證每條知識信息三種特性的主要側(cè)面是否為 空，如果為空，則驗證不通過；所述的冗余性驗證是驗證知識與現(xiàn)有知識是否重復(fù)，其判定 方法為在結(jié)構(gòu)特性、壽命剖面特性和技術(shù)特性相同的前提下，對可靠性設(shè)計方案進(jìn)行關(guān)鍵 詞匹配判定，如果關(guān)鍵詞的相似度m > 80%，則認(rèn)為與現(xiàn)有知識重復(fù)，其中m =關(guān)鍵詞相同 的數(shù)量/總關(guān)鍵詞的數(shù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法， 其特征在于在步驟3中所述的可靠性知識管理系統(tǒng)架構(gòu)，該架構(gòu)分為三個層次，分別為表示層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層；表示層是系統(tǒng)用戶訪問的界面，基于Web開發(fā)，包括普通用戶界面、 知識審核員界面和系統(tǒng)管理員界面，普通用戶應(yīng)用系統(tǒng)完成知識的輸入、知識的查詢和準(zhǔn) 則的查詢，知識審核員進(jìn)行知識的批量導(dǎo)入，對入庫知識的審核、可靠性設(shè)計準(zhǔn)則的提取、 評審和發(fā)布，系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)的人員和權(quán)限進(jìn)行管理；業(yè)務(wù)層是可靠性設(shè)計知識收集模 板建立和可靠性設(shè)計準(zhǔn)則提取相關(guān)核心算法的實現(xiàn)層，包括可靠性知識收集模板配置、知 識數(shù)據(jù)自動驗證算法、設(shè)計準(zhǔn)則提取算法、用戶和權(quán)限認(rèn)證等功能模塊，業(yè)務(wù)層以Web服務(wù) 向外發(fā)布；數(shù)據(jù)庫層主要存儲和管理術(shù)語庫、可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)庫、可靠性設(shè)計準(zhǔn)則庫、 可靠性設(shè)計分析文檔庫；數(shù)據(jù)庫層使用Oracle或SQL server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，能支持網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境下多用戶的并發(fā)訪問。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法， 其特征在于在步驟4中所述的從知識庫中自動提取初步的可靠性設(shè)計準(zhǔn)則，包含如下子 過程(1)遍歷知識庫數(shù)據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品類型進(jìn)行聚類，形成層次化的產(chǎn)品類型樹；(2)針對類 型樹的一個葉節(jié)，從知識庫中提取相同產(chǎn)品類型的產(chǎn)品可靠性設(shè)計知識信息，將各個故障 案例的屬性值以數(shù)值方式表達(dá)，消去冗余屬性；(3)構(gòu)建可靠性設(shè)計知識區(qū)分矩陣；(4)對 簡化后的可靠性規(guī)則進(jìn)行合理的組織，以建立有效決策規(guī)則的屬性簡化表；(5)對其它葉 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行規(guī)則提取，直到所有的葉節(jié)點(diǎn)提取結(jié)束；(6)父節(jié)點(diǎn)的規(guī)則為葉節(jié)點(diǎn)規(guī)制的邏輯 和。
全文摘要
一種用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計的知識收集模板及準(zhǔn)則提取方法，其步驟如下1、確定可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)收集原則，使用特征向量表示法來刻畫可靠性設(shè)計知識收集原則。2、使用可靠性設(shè)計知識收集原則對知識數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對識別后的識別特性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。3、對預(yù)處理后的可靠性設(shè)計知識數(shù)據(jù)進(jìn)行整性驗證和冗余性驗證，經(jīng)審核后存入知識庫。4、利用程序從知識庫中自動提取初步的可靠性設(shè)計準(zhǔn)則，然后通過人工評判的方法，對可靠性設(shè)計準(zhǔn)則進(jìn)行評審，通過評審的可靠性設(shè)計準(zhǔn)則存儲到準(zhǔn)則庫中。
文檔編號G06F17/30GK102044018SQ20101058499
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者任羿, 馮強(qiáng), 孔雷星, 孫博, 曾聲奎, 秦小昆, 郭健彬, 馬紀(jì)明 申請人:北京航空航天大學(xué)