专利名称：一种失效模式分析知识管理系统及其管理方法
技术领域：
本发明涉及产品制造过程的可靠性管理技术，更具体地涉及一种面向产品制造过
程的失效模式分析知识管理系统及其管理方法。
背景技术：
众所周知，产品的好坏与产品制造过程息息相关，产品制造过程是产品质量和可 靠性的重要保障。因此，产品制造者必须对产品制造过程中的每一个环节进行故障模式分 析，并根据所述故障模式分析的结果对所述产品制造过程进行持续不断地改进，从而提高 产品质量，进而确保产品满足客户的需求。可见，产品制造过程中的故障模式分析对于整个 产品的质量尤为重要。 然而，一方面产品制造过程存在许多不确定的外界因素，另一方面产品制造系统 通常具有高度复杂的结构与逻辑控制关系，上述两项原因使得产品制造过程中故障模式分 析的难度大大增加。另外，在进行故障模式分析时，相关工作人员知识和经验水平制约着故 障模式分析的正确性。因此，必须有一套科学的技术来对产品制造过程进行可靠性管理。
现有的一种面向产品制造过程的可靠性管理技术采用失效模式分析 (FailureMode and Effect Analysis, FMEA)。具体地，所述失效模式分析是一种可靠性分 析方法和过程风险评估工具，其对产品制造过程中潜在的失效模式进行分析，同时预测所 述失效模式出现的频率和所述失效模式对产品制造过程影响的程度，并设法采取措施预防 所述失效模式的发生，从而不断优化和改进所述产品制造过程。另外，在所述失效模式分析 过程中，将形成的失效模式分析知识系统化整理成为具有规范格式的失效模式分析手册。 所述失效模式分析手册管理所述失效模式分析知识，使所述失效模式分析知识得到有效的 再利用。 但是，上述通过失效模式分析手册进行失效模式分析知识的管理模式仍存在着严 重的不足，集中体现在以下方面 (1)在实际的故障分析和异常问题处理过程中，与异常问题有关的失效模式分析 知识一经生成，就应当及时传送到相关的制造过程环节中去，否则就可会造成严重的后果， 也就是说，失效模式分析知识具有很强的时效性，然而现有技术的失效模式分析手册无法 实现失效模式分析知识的及时传递； (2)现有技术的失效模式分析手册不能对失效模式分析知识进行智能化推理，因 此相关分析人员不能获得及时有效的决策支持。 鉴于上述问题的存在，有必要提出一种失效模式分析知识管理系统及其管理方法 来实现失效模式分析知识的及时传递以及为相关人员提供决策支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种失效模式分析知识管理系统和失效模式分析知识管理 方法，实现失效模式分析知识的及时传递，也能为相关人员提供决策支持。
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为了实现上述目的，本发明提供了一种失效模式分析知识管理系统，所述失效模
式分析知识管理系统包括知识库和检索-推理模块。所述知识库用于预设与产品质量特 性关联的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息。所述检 索-推理模块用于接收客户端系统发送的失效模式分析知识检索-推理请求，并根据所述 检索-推理请求对所述知识库的失效模式分析信息和预防措施信息进行检索和推理，获取 所述检索和推理的反馈结果，并将所述反馈结果发送给所述客户端系统。 优选地，所述知识库还包括产品标识和产品制造过程标识，所述产品标识和所述
产品制造过程标识均与所述失效模式分析信息和所述预防措施对应。 作为本发明的一个实施例，所述失效模式分析知识管理系统还包括本体开发模 块，所述本体开发模块用于建立对产品制造过程中失效模式分析知识的层次和关联关系进 行规范化描述的失效模式分析本体。其中，所述失效模式分析本体存储在与所述知识库相 关联的关系型数据库中。 较佳地，所述本体开发模块包括本体开发接口和本体开发组件。所述本体开发接
口用于对产品制造过程中失效模式分析知识的层次和关联关系进行规范化描述。所述本体
开发组件用于基于所述本体开发接口建立所述产品制造过程中的失效模式分析本体。 作为本发明的一个实施例，所述失效模式分析知识管理系统还包括系统信息反馈
模块和数据库。所述系统信息反馈模块用于接收质量控制系统发送的失效模式分析信息和
与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息，并发送所述失效模式分析信息和所述预防
措施信息。所述数据库用于存储所述系统信息反馈模块发送的失效模式分析信息和预防措
施信息，并将所述失效模式分析信息和预防措施信息传送到所述知识库中。 较佳地，所述系统信息反馈模块包括系统信息反馈接口和系统信息反馈组件。所
述系统信息反馈接口用于接收所述质量控制系统发送的失效模式分析信息和与所述失效
模式分析信息对应的预防措施信息。所述系统信息反馈组件用于将所述系统信息反馈接口
接收的失效模式分析信息和预防措施信息发送到所述数据库中。 优选地，所述检索-推理模块通过网络与所述客户端系统连接，所述系统信息反 馈模块通过网络与所述质量控制系统连接。 本发明提供了一种失效模式分析知识管理方法，所述失效模式分析知识管理方法 包括如下步骤建立一知识库，并在所述知识库中预设与产品质量特性关联的失效模式分 析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息；接收客户端系统发送的失效模式 分析知识检索_推理请求，并根据所述检索_推理请求在所述知识库中进行失效模式分析 信息和预防措施信息的检索和推理，获取所述检索和推理的反馈结果，并将所述检索和推 理的反馈结果发送给所述客户端系统。 作为本发明的一个实施例，所述失效模式分析知识管理方法还包括步骤建立对
产品制造过程中失效模式分析知识的层次和关联关系进行规范化描述的失效模式分析本
体；将所述失效模式分析本体存储在与所述知识库相关联的关系型数据库中。 作为本发明的另一个实施例，所述失效模式分析知识管理方法还包括步骤接收
质量控制系统发送的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息，
并发送所述失效模式分析信息和所述预防措施信息；建立一数据库，将所述发送的失效模
式分析信息和预防措施信息存储在所述数据库中，所述数据库将所述失效模式分析信息和
5预防措施信息传送到所述知识库中。 与现有技术相比，本发明失效模式分析知识管理系统和失效模式分析知识管理方 法通过检索_推理模块运用检索算法和智能化推理方法在知识库中进行与具体产品制造 过程相关的失效模式分析信息和预防措施信息的检索和推理，并获取所述检索和推理的反 馈结果，因此能帮助产品制造过程中的相关管理人员迅速及时地找到与产品制造过程中的 故障和问题相对应的预防措施，为故障分析和异常问题处理提供及时有效的决策支持，使 得产品制造过程中的风险得到有效的控制。 通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明 的实施例。
图1为本发明失效模式分析知识管理系统的结构框图。
图2为本发明失效模式分析知识管理方法的流程图。
具体实施例方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如 上所述，本发明提供了一种失效模式分析知识管理系统和失效模式分析知识管理方法，实 现了失效模式分析知识的及时传递，也为相关人员提供了有力的决策支持。下面分别进行 详述。 如图1所示，所述失效模式分析知识管理系统包括本体开发模块100、知识库200、 检索_推理模块300、系统反馈模块400以及数据库500。 所述本体开发模块100用于建立对产品制造过程中失效模式分析知识的层次和 关联关系进行规范化描述的失效模式分析本体，从而建立具体产品制造过程中失效模式分 析知识的完整体系。具体地，所述本体开发模块100包括本体开发接口 IIO和本体开发组 件120。所述本体开发接口 IIO用于对产品制造过程中失效模式分析知识的层次和关联关 系进行规范化描述。所述本体开发组件120用于基于所述本体开发接口 IIO并通过本体编 辑工具prot6g6 (本体编辑工具Prot6g6是美国斯坦福大学提供的一个可用于生成和编辑 本体与知识库的、可扩展的、跨平台的开放源代码的开发环境)建立所述产品制造过程中 的失效模式分析本体。具体地，通过本体编辑工具Prot6g6中的等同关系与相关关系来描 述产品制造过程中失效模式分析知识概念层之间以及概念层内部结构的多属性约束关系； 通过本体编辑工具Prot6g6中的上下位的关系来表现失效模式分析知识域中类与子类的 关系。 所述知识库200预设产品标识、产品制造过程标识、与产品质量特性关联的失效 模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的的预防措施信息等栏目。其中所述失效模 式分析信息栏目存储与产品质量特性关联的失效模式信息，所述预防措施信息栏目存储与 所述失效模式分析信息对应的预防措施信息。所述产品标识和所述产品制造过程标识均与 所述失效模式分析信息和所述预防措施信息对应。 在本实施例中，通过本体编辑工具prot6g6构建的失效模式分析本体存储在与所 述知识库200相关联的关系型数据库中，以实现具体产品的知识库的Web应用。优选地，所
6述存储过程是通过惠普实验室(HP Labs)开发的语义网应用程序开发工具Jena以及Java 编程来实现的。 所述检索-推理模块300利用检索算法和基于语义的智能化推理方法在所述知识 库200中进行与具体产品制造过程相关的失效模式分析信息及预防措施的检索和推理，并 提供相应的检索及推理结果信息。具体地，所述检索_推理模块300包括检索_推理接口 310和检索-推理组件320。所述检索-推理接口 310用于接收客户端系统(如系统用户) 发送的失效模式分析知识检索_推理请求。所述检索_推理组件320根据所述检索_推理 请求并运用检索算法和智能化推理的方法在所述知识库200中进行与具体产品制造过程 相关的预防措施的检索和推理，并提供相应的检索及推理结果信息。所述检索及推理结果 信息经由所述检索_推理接口 310通过网络及时发送给系统用户。 其中，所述检索-推理模块300的检索-推理接口 310通过网络与所述客户端系统 (如系统用户)连接，以根据所述系统用户的检索-推理请求提供相应的检索及推理结果信 息，从而通过所述检索及推理结果信息对制造过程中潜在的失效问题进行预防和改进。
所述系统信息反馈模块400用于接收质量控制系统(如系统管理人员)发送的分 析和处理意见，例如失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息， 并发送所述失效模式分析信息和所述预防措施信息。具体地，所述系统信息反馈模块400 包括系统信息反馈接口 410和系统信息反馈组件420.。所述系统信息反馈接口 410用于接 收所述质量控制系统(如系统管理人员)发送的对故障和异常问题的处理意见，例如与产 品编码及质量特性相对应的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措 施信息。所述系统信息反馈组件420用于发送所述系统信息反馈接口 410接收的失效模式 分析信息和预防措施信息。 所述系统数据库500负责存储与系统管理、运行和维护相关的数据。具体地，所述 系统数据库500预设系统用户信息、权限管理信息、产品标识、产品制造过程标识、以及系 统反馈信息的历史记录等栏目，同时存储所述系统信息反馈模块400的系统信息反馈组件 420发送的失效模式分析信息和预防措施信息，并将所述失效模式分析信息和预防措施信 息传送到所述知识库200中。 需要说明的是，所述系统信息反馈模块400的系统信息反馈接口 410通过网络与 所述质量控制系统(系统管理人员)连接，以接受系统管理人员反馈的产品制造过程中的 质量问题分析及处理结果，例如与产品编码及质量特性相对应的失效模式分析信息和与所 述失效模式分析信息对应的预防措施信息，并提供给所述数据库500，从而通过数据库500 对所述知识库200进行不断补充和完善。 由上可知，本发明面向产品制造过程的失效模式分析知识管理系统由检索-推理 模块300运用检索算法和智能化推理方法在知识库200中进行与具体产品制造过程相关的 失效模式分析信息和预防措施信息的检索和推理，获取所述检索和推理的反馈结果，帮助 产品制造过程中的相关管理人员迅速找到与产品制造过程中的故障和问题相对应的预防 措施，为故障分析和异常问题处理提供及时有效的决策支持，使得产品制造过程中的风险 得到有效的控制。 同时，本发明失效模式分析知识管理系统通过专门的系统信息反馈接口 420及时 地将系统管理人员对产品制造过程中的故障分析和问题处理结果反馈给所述数据库500，
7进而传送到所述知识库200中，从而对所述知识库200的失效模式分析知识资源进行不断 补充和持续完善。 参考图2，所述失效模式分析知识管理方法包括如下步骤 步骤Sll，通过本体开发组件120基于本体开发接口 110并采用本体编辑工具 Prot6g6建立具体产品制造过程中的失效模式分析本体。所述失效模式分析本体对产品制 造过程中失效模式分析知识的层次和关联关系进行规范化描述。所述本体开发组件120通 过Jena开发工具将本体编辑工具Prot6g6中构建的失效模式分析本体转化为网络本体语 言0WL，并结合Java编程导入关系数据库中。 步骤S12，建立知识库200，并在所述知识库200中预设产品标识、产品制造过程标
识、产品质量特性数据信息，与产品质量特性关联的失效模式分析信息和预防措施信息等
栏目，其中所述失效模式分析信息栏目存储与产品制造过程节点关联的失效模式信息，所
述预防措施信息栏目存储与所述失效模式分析信息对应的的预防措施信息。 步骤S13，建立数据库500，所述数据库500包括系统用户信息、权限管理信息、反
馈信息的历史记录、产品标识以及产品制造过程标识等栏目，其中所述产品标识栏目中预
先存储多个产品的标识码，所述产品制造过程标识栏目中预先存储多个产品制造过程节点
的编号。 步骤S14，所述系统信息反馈模块400的系统信息反馈接口 410通过网络接收质量 控制系统(如系统管理人员)发送的对产品制造过程中潜在的风险和存在的问题进行分析 后的改进方案，例如各过程节点反馈的的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对 应的预防措施信息， 步骤S15，所述系统信息反馈模块400的系统信息反馈组件420将所述系统信息反
馈接口 410接收的失效模式分析信息和所述预防措施信息发送至所述数据库500。 步骤S16，所述数据库500将所述系统信息反馈组件420发送的失效模式分析信息
和所述预防措施信息按照产品制造过程节点的映射关系传送到所述知识库200中。 步骤S17，所述检索-推理模块300的检索-推理接口 310通过网络接收客户端系
统(如系统用户)发送的对具体产品的失效模式分析知识检索-推理请求。 步骤S18，所述检索-推理模块300的检索-推理组件320根据所述检索_推理请
求并运用检索算法和智能化推理方法在所述知识库200中进行与具体产品制造过程相关
的失效模式分析信息和预防措施信息的检索和推理，获取所述检索和推理的反馈结果。 步骤S19，所述检索-推理接口 310将所述检索和推理的反馈结果通过网络返回给
系统用户。 由上可知，本实施例失效模式分析知识管理方法通过检索_推理模块300运用检 索算法和智能化推理方法在知识库200中进行与具体产品制造过程相关的失效模式分析 信息和预防措施信息的检索和推理，从而获取所述检索和推理的反馈结果，因此能帮助产 品制造过程中的相关管理人员迅速找到与产品制造过程中的故障和问题相对应的预防措 施，为故障分析和异常问题处理提供及时有效的决策支持，使得产品制造过程中的风险得 到有效的控制。 以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施 例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
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权利要求
一种失效模式分析知识管理系统，包括知识库，用于预设与产品质量特性关联的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息；以及检索-推理模块，用于接收客户端系统发送的失效模式分析知识检索-推理请求，并根据所述检索-推理请求对所述知识库的失效模式分析信息和预防措施信息进行检索和推理，获取所述检索和推理的反馈结果，并将所述反馈结果发送给所述客户端系统。
2. 如权利要求1所述的失效模式分析知识管理系统，其特征在于，所述知识库还包括产品标识和产品制造过程标识，所述产品标识和所述产品制造过程标识均与所述失效模式分析信息和所述预防措施对应。
3. 如权利要求1所述的失效模式分析知识管理系统，其特征在于，还包括本体开发模块，用于建立对产品制造过程中失效模式分析知识的层次和关联关系进行规范化描述的失效模式分析本体，其中，所述失效模式分析本体存储在与所述知识库相关联的关系型数据库。
4. 如权利要求3所述的失效模式分析知识管理系统，其特征在于，所述本体开发模块包括本体开发接口，用于对产品制造过程中失效模式分析知识的层次和关联关系进行规范化描述；以及本体开发组件，用于基于所述本体开发接口建立所述产品制造过程中的失效模式分析本体。
5. 如权利要求1所述的失效模式分析知识管理系统，其特征在于，还包括系统信息反馈模块，用于接收质量控制系统发送的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息，并发送所述失效模式分析信息和所述预防措施信息；以及数据库，用于存储所述系统信息反馈模块发送的失效模式分析信息和预防措施信息，并将所述失效模式分析信息和预防措施信息传送到所述知识库中。
6. 如权利要求5所述的失效模式分析知识管理系统，其特征在于，所述系统信息反馈模块包括系统信息反馈接口 ，用于接收所述质量控制系统发送的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息；以及系统信息反馈组件，用于将所述系统信息反馈接口接收的失效模式分析信息和预防措施信息发送到所述数据库中。
7. 如权利要求5所述的失效模式分析知识管理系统，其特征在于，所述检索-推理模块通过网络与所述客户端系统连接，所述系统信息反馈模块通过网络与所述质量控制系统连接。
8. —种失效模式分析知识管理方法，包括如下步骤建立一知识库，并在所述知识库中预设与产品质量特性关联的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息；以及接收客户端系统发送的失效模式分析知识检索_推理请求，并根据所述检索_推理请求在所述知识库中进行失效模式分析信息和预防措施信息的检索和推理，获取所述检索和推理的反馈结果，并将所述检索和推理的反馈结果发送给所述客户端系统。
9. 如权利要求8所述的失效模式分析知识管理方法，其特征在于，还包括步骤建立对产品制造过程中失效模式分析知识的层次和关联关系进行规范化描述的失效模式分析本体；以及将所述失效模式分析本体存储在与所述知识库相关联的关系型数据库中。
10. 如权利要求8所述的失效模式分析知识管理方法，其特征在于，还包括步骤接收质量控制系统发送的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息，并发送所述失效模式分析信息和所述预防措施信息；以及建立一数据库，将所述发送的失效模式分析信息和预防措施信息存储在所述数据库中，所述数据库将所述失效模式分析信息和预防措施信息传送到所述知识库中。
全文摘要
本发明公开了一种失效模式分析知识管理系统，包括知识库和检索-推理模块。所述知识库用于预设与产品质量特性关联的失效模式分析信息和与所述失效模式分析信息对应的预防措施信息。所述检索-推理模块用于接收客户端系统发送的失效模式分析知识检索-推理请求，并根据所述检索-推理请求对所述知识库的失效模式分析信息和预防措施信息进行检索和推理，获取所述检索和推理的反馈结果，并将所述反馈结果发送给所述客户端系统。本发明失效模式分析知识管理系统实现了失效模式分析知识的及时传递，也能为相关人员提供决策支持。本发明同时公开了一种失效模式分析知识管理方法。
文档编号G06N5/04GK101697218SQ20091027255
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者赵秀栩 申请人:武汉理工大学;