专利名称：一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法
一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法所属技术领域
本发明提供一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法，它涉及一 种知识收集模板，利用该模板可规范化整理可靠性设计相关数据，并按模板的数据格式形 成知识库，同时给出一种从该知识库中提取可靠性设计准则的方法。属于系统可靠性技术 领域。
背景技术：
复杂产品的研制往往具有很大的继承性，因此把企业多年积累的设计数据和设计 师的设计经验加以总结和提炼，形成可靠性设计准则，对于继承以往的可靠性设计经验，贯 彻规范化可靠性设计，切实提高产品的可靠性设计水平有很大的工程实用价值。
目前对可靠性知识的记录形式主要以文档形式为主，此外还有针对某些特定产品 的故障信息数据库。这些信息虽然能够在一定程度上支持可靠性设计准则的提炼，但使用 上述两种方式收集可靠性设计准则存在以下不足第一，可能造成可靠性设计知识信息的 丢失，这是由于传统的以故障案例为主的可靠性知识记录方式侧重于对信息条目的简单记 录，缺少对故障发生发展的过程进行描述、对故障发生后的设计解决措施等信息也不能全 面准确地表达；第二，不能对可靠性设计知识进行精确的表述，每个人可能用不同的方式和 术语来描述可靠性设计知识，给准则的自动提取造成障碍。
因此需要建立一种可靠性设计知识的规范化收集机制，同时给出一种自动提取可 靠性设计准则的方法，能够更加精确有效地利用现有的可靠性知识总结提炼出具有工程价 值的可靠性设计准则。发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于产品可靠性设计的知识收集模板， 利用该模板，对产品研制过程中的各类可靠性设计知识数据进行整理，形成具有一定数据 量的知识库。然后给出一种可靠性设计准则的提取方法，用于分析知识库中的数据，找出可 能存在的可靠性设计准则。利用该方法，有利于智能化地快速提取产品的可靠性设计准则， 发现人工方法可能遗漏的重要设计准则。
为了实现上述目的，本发明提供了用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提 取方法，它主要包含以下步骤
步骤1 确定可靠性设计知识数据收集原则，使用特征向量表示法来刻画可靠性 设计知识收集原则，并给出了机械产品和电子产品可靠性相关的技术特性的描述方法，可 利用该原则确定企业可靠性设计知识数据来源。
其中，所述的可靠性设计知识数据收集原则包含产品结构、技术特性、寿命剖面特 性和可靠性设计方案特性。
其中，所述的特征向量表示法以向量的形式刻画可靠性设计知识数据的产品描述 部分、故障描述部分及可靠性设计方案部分的特征项，如下表所示。令可靠性设计知识案例库C =轉=1,2,…,η} (η 个案例)，案例 Ci 可表达为 Ci = (PSTRi, PLFEi, PTECi, PDLj，其 中PSTR为产品结构特性，是识别产品类型的属性集合，PLFE为寿命剖面特性，是描述故障 发生外部条件的属性集合，PTEC是产品技术特性，用于描述产品与可靠性相关的技术性质， PDL是可靠性设计方案特性，用于描述为应对可能发生的故障而采取的可靠性设计措施。每 种特性都是通过多个侧面进行描述，如对于PSTR，可从多个侧面PSTR1, PSTOi,…，PSTOn进 行描述。
表1可靠性设计案例特征向量表示
权利要求
1.一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法，其特征在于它包括下 列步骤步骤1 确定可靠性设计知识数据收集原则，使用特征向量表示法来刻画可靠性设计 知识收集原则，给出机械产品和电子产品可靠性相关的技术特性描述方法；步骤2 使用可靠性设计知识收集原则对知识数据进行预处理，包括识别产品的结构 和技术特性，识别故障案例的故障模式及其发生的寿命剖面特性，识别故障发生后，为了避 免或降低故障发生的概率，采取了哪类设计措施，识别后需要进一步对它们进行标准化；步骤3 对预处理后的可靠性设计知识数据进行自动验证，包括知识信息的完整性验 证，冗余性验证。验证后的信息存入知识库；步骤4 利用程序从知识库中自动提取初步的可靠性设计准则，然后通过人工评判的 方法，对可靠性设计准则进行评审，通过评审的可靠性设计准则存储到准则库中，供可靠性 设计分析工作使用。
2.根据权利要求1所述的一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法， 其特征在于在步骤1中所述的可靠性设计知识数据收集原则包含产品结构、技术特性、寿 命剖面特性和可靠性设计方案特性。
3.根据权利要求1所述的一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法， 其特征在于在步骤1中所述的使用特征向量表示法来刻画可靠性设计知识收集原则，令 可靠性设计知识案例库C =卿=1,2,...,η}，案例Ci表达为Ci = (PSTRi, PLFEi, PTECi, PDLJ，其中PSTR为产品结构特性，是识别产品类型的属性集合，PLFE为寿命剖面特性，是描 述故障发生外部条件的属性集合，PTEC是产品技术特性，用于描述产品与可靠性相关的技 术性质，PDL是可靠性设计方案特性，用于描述为应对可能发生的故障而采取的可靠性设计 措施，每种特性都是通过多个侧面进行描述。
4.根据权利要求1所述的一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法， 其特征在于在步骤1中所述的机械产品和电子产品可靠性相关的技术特性描述方法；机 械产品的技术特性描述包括内环境参数温度、压力、异物，产品参数形态、强度、表面、形 状、位置、性能；电子产品的技术特性描述包括性能参数输出、联通、稳定性，应力环境参 数电应力、机械应力、异物，工艺参数装配、焊接、封装、材料。
5.根据权利要求1所述的一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法， 其特征在于在步骤2中所述的可靠性设计知识数据的预处理方法，通过识别产品的结构 特性、寿命剖面特性、技术特性和设计措施，将可靠性设计信息补齐。
6.根据权利要求1所述的一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法， 其特征在于在步骤3中所述的可靠性设计知识数据自动验证方法，包括知识信息的完整 性验证，冗余性验证；所述的完整性验证是验证每条知识信息三种特性的主要侧面是否为 空，如果为空，则验证不通过；所述的冗余性验证是验证知识与现有知识是否重复，其判定 方法为在结构特性、寿命剖面特性和技术特性相同的前提下，对可靠性设计方案进行关键 词匹配判定，如果关键词的相似度m > 80%，则认为与现有知识重复，其中m =关键词相同 的数量/总关键词的数量。
7.根据权利要求1所述的一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法， 其特征在于在步骤3中所述的可靠性知识管理系统架构，该架构分为三个层次，分别为表示层、业务层和数据层；表示层是系统用户访问的界面，基于Web开发，包括普通用户界面、 知识审核员界面和系统管理员界面，普通用户应用系统完成知识的输入、知识的查询和准 则的查询，知识审核员进行知识的批量导入，对入库知识的审核、可靠性设计准则的提取、 评审和发布，系统管理员对系统的人员和权限进行管理；业务层是可靠性设计知识收集模 板建立和可靠性设计准则提取相关核心算法的实现层，包括可靠性知识收集模板配置、知 识数据自动验证算法、设计准则提取算法、用户和权限认证等功能模块，业务层以Web服务 向外发布；数据库层主要存储和管理术语库、可靠性设计知识数据库、可靠性设计准则库、 可靠性设计分析文档库；数据库层使用Oracle或SQL server数据库管理系统，能支持网络 环境下多用户的并发访问。
8.根据权利要求1所述的一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法， 其特征在于在步骤4中所述的从知识库中自动提取初步的可靠性设计准则，包含如下子 过程(1)遍历知识库数据，根据产品类型进行聚类，形成层次化的产品类型树；(2)针对类 型树的一个叶节，从知识库中提取相同产品类型的产品可靠性设计知识信息，将各个故障 案例的属性值以数值方式表达，消去冗余属性；(3)构建可靠性设计知识区分矩阵；(4)对 简化后的可靠性规则进行合理的组织，以建立有效决策规则的属性简化表；(5)对其它叶 节点进行规则提取，直到所有的叶节点提取结束；(6)父节点的规则为叶节点规制的逻辑 和。
全文摘要
一种用于产品可靠性设计的知识收集模板及准则提取方法，其步骤如下1、确定可靠性设计知识数据收集原则，使用特征向量表示法来刻画可靠性设计知识收集原则。2、使用可靠性设计知识收集原则对知识数据进行预处理，对识别后的识别特性进行标准化。3、对预处理后的可靠性设计知识数据进行整性验证和冗余性验证，经审核后存入知识库。4、利用程序从知识库中自动提取初步的可靠性设计准则，然后通过人工评判的方法，对可靠性设计准则进行评审，通过评审的可靠性设计准则存储到准则库中。
文档编号G06F17/30GK102044018SQ20101058499
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者任羿, 冯强, 孔雷星, 孙博, 曾声奎, 秦小昆, 郭健彬, 马纪明 申请人:北京航空航天大学