本發(fā)明涉及制造業(yè)產(chǎn)品可靠性，具體涉及一種結(jié)合售后數(shù)據(jù)和故障樹的dfmea自動(dòng)更新方法。

背景技術(shù)：

1、制造業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)隨其越來越豐富的功能而變的復(fù)雜，且不同制造企業(yè)所生產(chǎn)出產(chǎn)品的功能逐年趨同，這使得用戶在選擇產(chǎn)品時(shí)更加注重于產(chǎn)品性能。由于可靠性作為衡量制造業(yè)產(chǎn)品性能的重要指標(biāo)之一，因此近年來生產(chǎn)廠商對(duì)于產(chǎn)品可靠性的重視程度增加，可靠性技術(shù)即成為提升制造業(yè)產(chǎn)品性能的重要手段。相較于其它結(jié)構(gòu)簡單的電子產(chǎn)品，制造業(yè)產(chǎn)品的受載方式和組件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式更為復(fù)雜，在其工作過程中會(huì)受到機(jī)械應(yīng)力、電應(yīng)力和熱應(yīng)力的共同作用，因而產(chǎn)品故障模式也更加復(fù)雜。單獨(dú)對(duì)產(chǎn)品的某種潛在故障模式進(jìn)行預(yù)測分析，并不能表征制造業(yè)產(chǎn)品的整體可靠度。如何通過高效且準(zhǔn)確的方法來預(yù)測制造業(yè)產(chǎn)品的潛在故障模式，并對(duì)其建立故障模式庫是提高制造業(yè)產(chǎn)品可靠性水平的關(guān)鍵。

2、dfmea（design?failure?mode?and?effects?analysis，故障模式及影響分析法）是一種專門針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的可靠性分析方法，用于早期識(shí)別和評(píng)估產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的潛在故障模式及其對(duì)產(chǎn)品性能的影響。dfmea用于分析所定義的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或相關(guān)組件的功能，其內(nèi)部要素之間的關(guān)系以及與系統(tǒng)邊界外部要素之間的關(guān)系，從而識(shí)別出可能存在的設(shè)計(jì)缺陷，將潛在故障風(fēng)險(xiǎn)降到最低。fta（fault?tree?analysis，故障樹分析法）是一種系統(tǒng)性的可靠性分析方法，用于識(shí)別和分析可能導(dǎo)致產(chǎn)品或系統(tǒng)故障的根本原因。fta方法通過構(gòu)建故障樹，將頂事件分解為一系列基本事件并追溯故障發(fā)生路徑，從而揭示故障發(fā)生的因果關(guān)系。然而在傳統(tǒng)的dfmea故障分析和fta故障歸因中，容易導(dǎo)致故障模式、故障起因、故障影響出現(xiàn)模糊和重疊的定義和解釋，進(jìn)而引起產(chǎn)品的潛在故障模式分析不完整。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)合售后數(shù)據(jù)和故障樹的dfmea自動(dòng)更新方法，基于售后服務(wù)數(shù)據(jù)與產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫的智能數(shù)據(jù)整合以及基于故障樹的自動(dòng)化dfmea更新機(jī)制，可以智能識(shí)別產(chǎn)品關(guān)鍵故障環(huán)節(jié)且自動(dòng)化生成與更新dfmea表。該方法能體現(xiàn)產(chǎn)品的功能特性和結(jié)構(gòu)特征，能夠有效對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)階段潛在故障模式分析，從而智能識(shí)別出可能導(dǎo)致的產(chǎn)品故障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2、術(shù)語解釋：

3、1、sql：structured?query?language，結(jié)構(gòu)化語言。

4、2、bom：bill?of?materials，物料清單。

5、3、doccano：數(shù)據(jù)標(biāo)注平臺(tái)。

6、4、api：application?programming?interface，應(yīng)用程序編程接口。

7、5、http：hyper?text?transfer?protocol，超文本傳輸協(xié)議。

8、6、nlp：natural?language?processing，自然語言處理。

9、7、rpn：risk?priority?number，風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級(jí)數(shù)。

10、8、axios：一個(gè)http客戶端，用于javascript應(yīng)用中發(fā)送異步http請(qǐng)求。

11、本發(fā)明克服其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

12、一種結(jié)合售后數(shù)據(jù)和故障樹的dfmea自動(dòng)更新方法，包括如下步驟：

13、步驟s1、基于sql數(shù)據(jù)庫與java構(gòu)建產(chǎn)品bom界面：基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求和相似度，將產(chǎn)品分解為各層級(jí)結(jié)構(gòu)，明確裝配關(guān)系、組件功能及層級(jí)結(jié)構(gòu)間的關(guān)系；設(shè)計(jì)sql產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)用于記錄組件信息及關(guān)系，構(gòu)建產(chǎn)品bom界面；

14、步驟s2、根據(jù)產(chǎn)品售后服務(wù)數(shù)據(jù)，基于java和vue構(gòu)建產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫界面：整理產(chǎn)品售后服務(wù)數(shù)據(jù)，將故障描述進(jìn)行分類并與產(chǎn)品bom表中的組件相關(guān)聯(lián)，創(chuàng)建sql產(chǎn)品故障模式數(shù)據(jù)庫，通過java和vue實(shí)現(xiàn)故障的智能識(shí)別；

15、步驟s3、根據(jù)產(chǎn)品bom界面和產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫界面構(gòu)建產(chǎn)品故障樹界面：根據(jù)產(chǎn)品bom和產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫，創(chuàng)建sql中的產(chǎn)品故障樹結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)品故障樹與產(chǎn)品bom和產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫相關(guān)聯(lián)；構(gòu)建故障樹的遞歸查詢和更新機(jī)制以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)展示；使用java后端對(duì)故障樹數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，并開發(fā)java故障樹界面；

16、步驟s4、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品dfmea表的自動(dòng)更新：設(shè)計(jì)dfmea的sql數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)dfmea數(shù)據(jù)，通過與產(chǎn)品bom、產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫和產(chǎn)品故障樹動(dòng)態(tài)交互實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新；使用java后端同步更新dfmea數(shù)據(jù)從而使得產(chǎn)品bom和產(chǎn)品故障模式變更時(shí)自動(dòng)更新dfmea數(shù)據(jù)；基于vue開發(fā)前端從而實(shí)現(xiàn)dfmea的智能展示與交互。

17、進(jìn)一步地，步驟s1具體包括以下步驟：

18、步驟s11、設(shè)計(jì)產(chǎn)品bom表的數(shù)據(jù)庫：首先創(chuàng)建包含產(chǎn)品基本信息的產(chǎn)品bom表，至少包含產(chǎn)品id、產(chǎn)品型號(hào)和產(chǎn)品描述，通過產(chǎn)品bom表標(biāo)識(shí)不同型號(hào)的產(chǎn)品，設(shè)置產(chǎn)品bom表作為核心表，用于管理父產(chǎn)品、子組件和層級(jí)嵌套關(guān)系；

19、步驟s12、基于java構(gòu)建產(chǎn)品bom界面的后端框架：在后端框架中定義與產(chǎn)品bom數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)的實(shí)體類，根據(jù)產(chǎn)品bom的層級(jí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)查詢、展開層級(jí)、結(jié)構(gòu)更新業(yè)務(wù)邏輯；編寫api控制器用于實(shí)現(xiàn)新增產(chǎn)品物料、更新產(chǎn)品bom關(guān)系、刪除產(chǎn)品bom結(jié)構(gòu)；

20、步驟s13、采用vue框架構(gòu)建產(chǎn)品bom的前端界面：通過axios實(shí)現(xiàn)前端與后端的數(shù)據(jù)通信，前端通過http請(qǐng)求調(diào)用后端api接口從而實(shí)現(xiàn)新增、刪除、修改和查詢功能。

21、進(jìn)一步地，步驟s11中，產(chǎn)品bom表用于顯示所有產(chǎn)品基本信息的產(chǎn)品管理界面，包括新增、刪除、修改和查詢操作；通過表單形式展示產(chǎn)品bom層級(jí)從而使得用戶能逐級(jí)展開和查看產(chǎn)品層級(jí)關(guān)系以及使用戶能點(diǎn)擊當(dāng)前bom數(shù)據(jù)導(dǎo)出excel文件。

22、進(jìn)一步地，步驟s2具體包括以下步驟：

23、步驟s21、結(jié)合產(chǎn)品售后服務(wù)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的故障類型，預(yù)定義若干故障模式類別，將預(yù)定義的故障模式類別在doccano中設(shè)置成標(biāo)簽；

24、步驟s22、構(gòu)建歷史故障描述文本與故障模式類別標(biāo)簽的關(guān)聯(lián)：將歷史故障描述文本逐條導(dǎo)入到doccano中，通過人工標(biāo)注使得每條故障描述文本與最相關(guān)的故障模式類別標(biāo)簽進(jìn)行匹配；

25、步驟s23、構(gòu)建歷史故障描述文本與產(chǎn)品bom表中組件的關(guān)聯(lián)：將產(chǎn)品bom表中的產(chǎn)品各組件在doccano中設(shè)置成標(biāo)簽，通過人工標(biāo)注使得每條故障描述文本與對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品組件類別標(biāo)簽進(jìn)行匹配；

26、步驟s24、創(chuàng)建歷史故障模式數(shù)據(jù)的sql數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，構(gòu)建存儲(chǔ)產(chǎn)品組件和故障模式的歷史故障模式sql數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)，將步驟s22中標(biāo)注過的故障描述文本數(shù)據(jù)導(dǎo)入到歷史故障模式sql數(shù)據(jù)庫中；當(dāng)新輸入的故障描述文本數(shù)據(jù)標(biāo)注完后，將新的故障描述文本數(shù)據(jù)自動(dòng)添加到歷史故障模式sql數(shù)據(jù)庫中，以便故障模式知識(shí)庫實(shí)時(shí)更新；

27、步驟s25、基于java和vue構(gòu)建產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫界面，利用java后端框架處理故障數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和邏輯查詢，利用已存儲(chǔ)的歷史故障模式數(shù)據(jù)，通過nlp模型對(duì)新輸入的故障描述文本進(jìn)行文本分析和概率匹配，識(shí)別潛在故障模式，并返回與之最匹配的故障模式。

28、進(jìn)一步地，步驟s3具體包括以下步驟：

29、步驟s31、構(gòu)建產(chǎn)品故障樹的sql數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)：根據(jù)產(chǎn)品bom和歷史故障模式知識(shí)庫，構(gòu)建包括了故障事件名稱、故障事件類型和層級(jí)結(jié)構(gòu)間的關(guān)系的sql產(chǎn)品故障樹數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)；使產(chǎn)品故障樹sql數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)到產(chǎn)品bom和產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫數(shù)據(jù)庫；

30、步驟s32、構(gòu)建產(chǎn)品故障樹的遞歸查詢與更新機(jī)制：在產(chǎn)品故障樹sql數(shù)據(jù)庫中構(gòu)建遞歸查詢，從頂層節(jié)點(diǎn)開始，遞歸獲取所有子節(jié)點(diǎn)，當(dāng)產(chǎn)品bom或產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫數(shù)據(jù)更新時(shí)，觸發(fā)故障樹的數(shù)據(jù)更新操作使得故障樹與最新數(shù)據(jù)同步；

31、步驟s33、構(gòu)建故障樹后端邏輯和前端界面：通過java后端服務(wù)來處理故障樹數(shù)據(jù)的新增、刪除、修改和查詢操作，基于vue框架開發(fā)樹狀結(jié)構(gòu)的故障樹界面；

32、步驟s34、故障樹的自動(dòng)更新與數(shù)據(jù)庫聯(lián)動(dòng)：當(dāng)產(chǎn)品bom或產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫更新時(shí)，即自動(dòng)觸發(fā)故障樹sql數(shù)據(jù)庫的更新，即當(dāng)新增某組件的故障模式時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)為該組件創(chuàng)建故障節(jié)點(diǎn)并更新故障樹前端界面。

33、進(jìn)一步地，步驟s33中，構(gòu)建故障樹后端邏輯和前端界面，具體包括：

34、通過java后端與故障樹sql數(shù)據(jù)庫交互，處理故障數(shù)的新增、刪除、修改和查詢操作：通過節(jié)點(diǎn)管理模塊提供新增、刪除、修改和查詢故障樹節(jié)點(diǎn)的功能，由故障樹sql數(shù)據(jù)庫中遞歸獲取故障樹的結(jié)構(gòu)信息，組成樹狀數(shù)據(jù)格式返回給前端；

35、基于vue框架開發(fā)故障樹界面，通過可視化樹組件展示故障樹節(jié)點(diǎn)和層級(jí)關(guān)系從而使得用戶能看到故障層級(jí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的新增、刪除、修改和查詢交互，在更新故障樹sql數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)后，通過前端異步請(qǐng)求刷新故障樹界面，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新。

36、進(jìn)一步地，步驟s4具體包括以下步驟：

37、步驟s41、構(gòu)建dfmea表的核心數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)dfmea數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，使得通過與產(chǎn)品bom、產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫和產(chǎn)品故障樹的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)更新；

38、步驟s42、設(shè)計(jì)產(chǎn)品相似度算法：通過計(jì)算產(chǎn)品bom與新產(chǎn)品bom之間的編輯距離來獲取產(chǎn)品相似度；設(shè)置一個(gè)相似度閾值，若新產(chǎn)品bom與產(chǎn)品bom的相似度超過該相似度閾值，則新產(chǎn)品能從產(chǎn)品中繼承初始dfmea表；

39、步驟s43、設(shè)計(jì)dfmea表的智能更新機(jī)制：從產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫中獲取與每個(gè)組件相關(guān)的故障模式，當(dāng)產(chǎn)品bom中某個(gè)組件被新增或修改時(shí)，系統(tǒng)通過查詢產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫，自動(dòng)將該組件的故障模式更新到dfmea表中；對(duì)于產(chǎn)品bom中的每個(gè)組件，系統(tǒng)通過查找關(guān)聯(lián)id將這些故障模式自動(dòng)更新到dfmea表中；通過從產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫中提取嚴(yán)重度和頻度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)將這些數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到dfmea表的對(duì)應(yīng)字段；根據(jù)故障樹的結(jié)構(gòu)，當(dāng)一個(gè)組件的故障模式影響到其父級(jí)組件時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)上調(diào)其嚴(yán)重性評(píng)級(jí)，系統(tǒng)通過遞歸故障樹的層級(jí)關(guān)系，確定該故障對(duì)系統(tǒng)的潛在影響；根據(jù)產(chǎn)品故障樹，當(dāng)某個(gè)組件發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出該故障對(duì)整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的影響路徑，并將這些結(jié)果更新到dfmea表中的“故障影響”字段；當(dāng)故障樹發(fā)生變動(dòng)，系統(tǒng)通過自動(dòng)計(jì)算重新評(píng)估該故障在整個(gè)故障傳播路徑中的位置，并更新該故障的影響范圍和嚴(yán)重性評(píng)級(jí)；

40、步驟s44、產(chǎn)品dfmea中風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級(jí)數(shù)rpn自動(dòng)計(jì)算：系統(tǒng)根據(jù)最新的嚴(yán)重度、頻度和探測度自動(dòng)計(jì)算rpn值，系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫中的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則自動(dòng)填充，并實(shí)時(shí)更新rpn；

41、步驟s45、構(gòu)建產(chǎn)品dfmea表的智能更新系統(tǒng)框架：

42、首先，構(gòu)建后端服務(wù)開發(fā)：數(shù)據(jù)同步模塊通過java后端服務(wù)與sql數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品bom、產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫和產(chǎn)品故障樹表進(jìn)行同步；每當(dāng)產(chǎn)品bom或產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫發(fā)生更新，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)dfmea表的更新操作；并處理嚴(yán)重度、頻度和探測度的自動(dòng)計(jì)算，結(jié)合故障樹遞歸計(jì)算影響范圍，進(jìn)而使系統(tǒng)自動(dòng)更新dfmea表，通過api接口獲取產(chǎn)品信息并返回故障模式、故障影響信息；

43、其次，通過vue框架實(shí)現(xiàn)dfmea表的智能展示和交互：前端界面通過調(diào)用后端的api接口，動(dòng)態(tài)展示dfmea表中的信息，包括故障模式、嚴(yán)重性、發(fā)生概率、影響范圍和rpn值，當(dāng)后臺(tái)自動(dòng)更新dfmea表時(shí)，前端界面通過網(wǎng)頁套接字協(xié)議通知用戶，提示dfmea表已更新，并允許用戶立即查看新的dfmea結(jié)果，使得用戶能在前端界面對(duì)dfmea中的某些字段進(jìn)行修改，系統(tǒng)將所有更新通過api提交到后端，同時(shí)更新dfmea數(shù)據(jù)庫中的記錄。

44、進(jìn)一步地，步驟s42中，計(jì)算產(chǎn)品bom與新產(chǎn)品bom之間的產(chǎn)品相似度，具體是計(jì)算兩者之間的余弦相似度，計(jì)算公式如下：

45、（1）

46、公式（1）中，a表示產(chǎn)品bom的特征向量，b表示新產(chǎn)品bom的特征向量，表示當(dāng)前計(jì)算的是特征向量的第個(gè)分量，表示特征向量維度，表示特征向量a的第個(gè)分量，表示特征向量b的第個(gè)分量。

47、進(jìn)一步地，步驟s44中，風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級(jí)數(shù)rpn的計(jì)算公式如下：

48、rpn=s×o×d（2）

49、公式（2）中，s表示嚴(yán)重度，o表示頻度，d表示探測度。

50、本發(fā)明的有益效果是：

51、1、本發(fā)明通過系統(tǒng)自動(dòng)更新產(chǎn)品bom、產(chǎn)品故障模式知識(shí)庫和產(chǎn)品故障樹，體現(xiàn)產(chǎn)品的功能特性及結(jié)構(gòu)特性，使新產(chǎn)品dfmea表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交互更新，保證產(chǎn)品dfmea構(gòu)建的全面性。

52、2、本發(fā)明利用余弦相似度算法，通過計(jì)算新產(chǎn)品bom與產(chǎn)品bom的相似度值，為新產(chǎn)品提供初始dfmea表，更加快速、準(zhǔn)確地識(shí)別新產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的潛在故障，智能識(shí)別出可能導(dǎo)致產(chǎn)品故障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，保證了新產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的時(shí)效性、完整性和準(zhǔn)確性。