一種基於模板模型和文本匹配的fmea過程輔助和信息管理方法
2023-04-25 10:59:11 1
專利名稱：一種基於模板模型和文本匹配的fmea過程輔助和信息管理方法
技術領域：
本發明涉及一種基於模板模型和文本匹配的FMEA (Failure mode and effectsanalysis，故障模式與影響分析)過程輔助和信息管理方法。針對目前安全關鍵系統的FMEA工作存在著耗費人力、時間成本過多、分析過程信息和分析結果管理困難的問題，本發明通過模板模型和文本匹配技術進行FMEA過程信息管理和輔助生成，該方法將有效的提高FMEA工作的效率，使得FMEA分析過程信息得到系統化的重複使用，另外，FMEA分析結果也更容易生成和更新。屬於FMEA安全可靠性技術領域。
(ニ)
背景技術：
FMEA (Failure mode and effects analysis,故障模式與影響分析)主要應用於 安全關鍵系統，所謂安全關鍵系統指的是其失效會威脅到人類的生命財產，或者對自然環境造成較大的破壞，典型的安全關鍵系統有核電站核反應堆控制系統、飛機機載系統、高速列車信號控制系統、汽車傳動控制系統、醫療設備等。隨著人類社會的發展，在追求性能的驅動下，安全關鍵系統的複雜性逐漸提高，由此帶來的安全事故和安全隱患也越來越多，比如2011年的溫甬動車事故，2012年3. 15期間發生的大眾汽車七速雙離合變速器故障隱患等事件都是社會關注的熱點。FMEA最早是在1949年發布的「美軍軍事程序文件MIL-P-1629」中系統闡述的，1979 年 Reifer 在國際權威雜誌「IEEE Transactions on Reliability」發表論文，將 FMEA技術引入軟體領域。目前FMEA是分析軟、硬體系統的安全性和可靠性的主流的分析技術之一。FMEA是ー種從底向上的分析技木，目的是通過確定底層模塊的失效模式，追蹤其對上面各層次的影響從而發現系統的故障原因、潛在故障以及薄弱環節，達到提高系統的安全性和可靠性的目的。目前的FMEA輔助工具主要有兩類，商用軟體和開源軟體，其中商用軟體的代表是 Relex 軟體包含的 RelexFMEA ；Isograph 軟體中的 FMEA 模塊；「The AerospaceCorporation」公司開發的FMEAGEN ;國產的軟體有北航可維ARMS中的MetaFMEA。開源軟體的代表是OpenFMECA。這些軟體都可以實現FMEA的流程管理和報告自動生，也都採用了資料庫技木。然而現有的FMEA生成工具都沒有能夠有效的管理和利用分析過程中的信息，本發明專利將利用模板模型和文本匹配技術實現對FMEA更高效的信息錄入，以及工作過程信息的更全面的系統化的管理。
發明內容
(I)目的本發明的目的是提供ー種基於模板模型和文本匹配的FMEA過程輔助和信息管理方法。目的是提高FMEA工作的效率，使得FMEA工作過程具有更高效的信息錄入，工作過程信息可以得到更全面的系統化的管理。(2)技術方案本發明專利申請解決其技術問題所採取的技術方案是
本發明專利所闡述的方法是通過應用軟體的形式實現的，本說明書描述的技術方案說明的是達到本發明專利所述目的的方法途徑，具體的軟體著作權另案申請。進行FMEA分析，無論是對軟體、硬體或者機械物理系統，首先都需要將系統劃分為層次，並以合理的顆粒度將每個層次劃分為模塊。如圖I所示為ー種最普遍的劃分方式，系統被劃分為3層，即最底層、中間層和最上層，實際的FMEA，可能會劃分為更多的層次，或者只分為2層。圖I中圓形或者橢圓形表示模塊，模塊可以包含更細分的模塊(圖形表示為嵌套的圓形或橢圓形)。其中不同層之間的模塊的連線表示低層的模塊的故障會傳導到對應的高層的模塊。FMEA分析的結果是以表格的形式給出的。FMEA的分析結果表格的一般形式在圖
2中示例給出。FMEA的工作過程可以看成是填寫這個表格的過程。
模板和模板模型用來輔助填寫這個表格。模板指的是一段文字，模板通過模型的形式組織和顯示，這裡所謂的模型指的是樹狀、層次、環狀等常用的數據組織模型。模板的模型負責分類管理ー組模板。可以通過模板管理模塊來顯示和修改模板模型，並進一歩添加、刪除和修改其管理的模板。模板分為三類，即底層模塊失效模式模板、中間層失效影響模板和最終影響模板。相應的模板模型也分為三類，分別管理上述三類模板。圖I中的每ー個模塊對應ー個模板模型。圖2中的FMEA分析的結果表格的每ー個格的文字都和某一個模板具有對應關係。在開始FMEA分析之前，根據以往經驗，對每ー個模塊分別建立初步的模板模型，填充模板內容。進行FMEA分析的時候，毎次需要填寫ー個數據項時，用戶首先選中該數據項，並指定該數據項所關聯的模塊。軟體自動顯示該模塊對應的模板模型，用戶可以在模板模型中選擇合適的模板，然後該模板內容將會自動填充到選定的數據項上。用戶可以在模板內容的基礎上做適當的修改，使得內容更符合分析的需要，當用戶確定修改後，文本內容比較模塊將比較修改後的數據項和模板內容的一致性，如果該ー致性低於某ー個設定的閾值，將提示用戶是否需要添加新的模板以匹配該數據項。如果用戶確定添加新的模板，則進入模板管理模塊，進行模板添加，並在退出模板添加以後在上次編輯的數據項和新添加的模板間建立對應關係，並要求用戶確認上述對應關係。最後，FMEA分析的結果表格可以以各種設定的格式輸出為RTF (Rich TextFormat,富文字格式)文件或微軟的Word軟體可以編輯的D0C、D0CX格式的文件，輸出格式的說明存儲在輸出配置文件中。綜上所述，本發明ー種基於模板模型和文本匹配的FMEA過程輔助和信息管理方法，該方法具體步驟如下步驟ー將系統劃分為層次，並以合理的顆粒度將每個層次劃分為模塊。步驟ニ根據以往經驗，對每ー個模塊分別建立初步的模板模型，填充模板內容。步驟三進行FMEA分析的時候，毎次需要填寫ー個數據項時，用戶首先選中該數據項，並指定該數據項所關聯的模塊。軟體自動顯示該模塊對應的模板模型，用戶可以在模板模型中選擇合適的模板，然後該模板內容將會自動填充到選定的數據項上。步驟四用戶可以在模板內容的基礎上做適當的修改，使得內容更符合分析的需要，當用戶確定修改後，文本內容比較模塊將比較修改後的數據項和模板內容的一致性，如果該一致性低於某ー個設定的閾值，將提示用戶是否需要添加新的模板以匹配該數據項。如果用戶確定添加新的模板，則進入模板管理模塊，進行模板添加，並在退出模板添加以後在上次編輯的數據項和新添加的模板間建立對應關係，並要求用戶確認上述對應關係。步驟五FMEA分析的結果表格根據設定的格式輸出為RTF(Rich Text Format,富文字格式)文件或微軟的Word軟體可以編輯的DOC、DOCX格式的文件。
圖I為被分析系統層次及模塊劃分2FMEA結果輸出表格示例3為本發明所述方法的工作流程圖 具體實施例方式本發明專利申請解決其技術問題所採取的具體實施方式
是本發明專利所闡述的方法是通過應用軟體的形式實現的，本說明書的具體實施方式
講述的是能夠實現本發明專利所述方法的ー種軟體實現方式，軟體本身具體實現代碼將作為軟體著作權另案申請。首先需要將系統劃分為層次，並以合理的顆粒度將每個層次劃分為模塊。如圖I所示為ー種最普遍的劃分方式。系統的層次和模型劃分圖通過OpenGL (Open GraphicsLibrary)實現。OpenGL是個專業的圖形程序接ロ，是ー個功能強大，調用方便的底層圖形庫，可用於實現三維或ニ維模型圖。FMEA分析的結果是以表格的形式給出的，FMEA的分析結果表格的一般形式在圖2中示例給出，該表格中的各個數據項均存儲在嵌入式資料庫中。所謂嵌入式資料庫指的是嵌入到應用程式中的資料庫，隨應用程式一起發布，用戶感受不到它的存在，可以採用SQLite實現嵌入式資料庫的管理和維護，SQLite是開源的嵌入式資料庫管理軟體，可以以動態連結庫的形式嵌入到應用軟體中。模板指的是一段文字，模板通過模型的形式組織和顯示，這裡所謂的模型指的是樹狀、層次、環狀等常用的數據組織模型。模板分為三類，即底層模塊失效模式模板、中間層失效影響模板和最終影響模板，模板也是存儲在嵌入式資料庫中，三類模板分別對應嵌入式資料庫中的三個表格。模板的組織模型負責分類管理ー組模板，模板模型以XML (Extensible MarkupLanguage)的形式存儲。可以通過模板管理模塊來顯示模板組織模型，並進ー步顯示、添加、刪除和修改其管理的模板。模板模型中通過記錄模板在嵌入式資料庫中對應的ID號來保證模板模型和嵌入式資料庫的數據一致性。這裡所述的ID號指的是嵌入式資料庫中存儲模板數據的表的數據項的標示符。在開始FMEA分析之前，根據以往經驗，對每ー個模塊分別建立初步的模板模型，填充模板內容。建立模板模型和填充模板內容通過模板管理模塊實現。進行FMEA分析的時候，毎次需要填寫ー個數據項時，用戶首先選中該數據項，並指定該數據項所關聯的模塊。軟體自動顯示該模塊對應的模板模型，用戶可以在模板模型中選擇合適的模板，然後該模板內容將會自動填充到選定的數據項上。此時嵌入式資料庫記錄該數據項和選定的模板的對應關係。也就是說，FMEA分析的結果表格的每ー個格的文字都和某一個模板具有對應關係，該對應關係也存儲在嵌入式數據中。用戶可以在模板內容的基礎上做適當的修改，使得內容更符合分析的需要，當用戶確定修改後，文本內容比較模塊將比較修改後的數據項和模板內容的一致性，如果該ー致性低於某ー個設定的閾值，將提示用戶是否需要添加新的模板以匹配該數據項。如果用戶確定添加新的模板，則進入模板管理模塊，進行模板添加，並在退出模板添加以後在上次編輯的數據項和新添加的模板間建立對應關係，並要求用戶確認上述對應關係，經確認後該模板模型對應的XML文件記錄下該對應關係從而實現了對模板模型的更新。用戶可以在模板內容的基礎上做適當的修改，使得內容更符合分析的需要，當用戶確定修改後，文本內容比較模塊將比較修改後的數據項和模板內容的一致性，如果該ー致性低於某ー個設定的閾值，將提示用戶是否需要添加新的模板以匹配該數據項。如果用戶確定添加新的模板，則進入模板管理模塊，進行模板添加，添加的模板加入到相應的嵌入式資料庫和模板模型XML文件中。在退出模板添加以後在上次編輯的數據項和新添加的模 板間建立對應關係，該對應關係存儲在嵌入式數據中。上一段落所述的文本內容比較模塊指的是進行文本內容比對的子程序，首先設定初始文本，如果對初始文本的部分內容進行了修改，則該模塊可以自動計算修改後的文本和初始文本的差別度。最後，FMEA分析的結果表格可以以各種設定的格式輸出為RTF (Rich TextFormat,富文字格式)文件或微軟的Word軟體可以編輯的D0C、D0CX格式的文件，輸出格式的說明存儲在輸出配置文件中。RTF、DOC或DOCX格式文件的輸出例程可參考開發技術網的相關論文，不在此詳述。綜上所述，見圖3，本發明ー種基於嵌入式資料庫和模板匹配的FMEA過程信息管理和分析結果輔助生成方法，該方法具體步驟如下步驟ー將系統劃分為層次，並以合理的顆粒度將每個層次劃分為模塊。步驟ニ 根據以往經驗，對每ー個模塊分別建立初步的模板模型，填充模板內容。步驟三進行FMEA分析的時候，毎次需要填寫ー個數據項時，用戶首先選中該數據項，並指定該數據項所關聯的模塊。軟體自動顯示該模塊對應的模板模型，用戶可以在模板模型中選擇合適的模板，然後該模板內容將會自動填充到選定的數據項上。步驟四用戶可以在模板內容的基礎上做適當的修改，使得內容更符合分析的需要，當用戶確定修改後，文本內容比較模塊將比較修改後的數據項和模板內容的一致性，如果該一致性低於某ー個設定的閾值，將提示用戶是否需要添加新的模板以匹配該數據項。如果用戶確定添加新的模板，則進入模板管理模塊，進行模板添加，並在退出模板添加以後在上次編輯的數據項和新添加的模板間建立對應關係，並要求用戶確認上述對應關係。步驟五FMEA分析的結果表格根據設定的格式輸出為RTF(Rich Text Format,富文字格式)文件或微軟的Word軟體可以編輯的DOC、DOCX格式的文件。
權利要求
1.ー種基於模板模型和文本匹配的FMEA過程輔助和信息管理方法，其特徵在於該方法具體步驟如下 步驟ー將系統劃分為層次，並以合理的顆粒度將每個層次劃分為模塊； 步驟ニ 根據以往經驗，對每ー個模塊分別建立初步的模板模型，填充模板內容； 步驟三進行FMEA分析的時候，毎次需要填寫ー個數據項時，用戶首先選中該數據項，並指定該數據項所關聯的模塊；軟體自動顯示該模塊對應的模板模型，用戶在模板模型中選擇合適的模板，然後該模板內容將會自動填充到選定的數據項上； 步驟四用戶在模板內容的基礎上做適當的修改，使得內容更符合分析的需要，當用戶確定修改後，文本內容比較模塊將比較修改後的數據項和模板內容的一致性，如果該一致性低於某ー個設定的閾值，將提示用戶是否需要添加新的模板以匹配該數據項；如果用戶確定添加新的模板，則進入模板管理模塊，進行模板添加，並在退出模板添加以後在上次編輯的數據項和新添加的模板間建立對應關係，並要求用戶確認上述對應關係； 步驟五FMEA分析的結果表格根據設定的格式輸出為RTF即富文字格式文件或微軟的Word軟體能編輯的DOC、DOCX格式的文件。
全文摘要
一種基於模板模型和文本匹配的FMEA過程輔助和信息管理方法，它有五大步驟一、將系統劃分為層次，並將每個層次劃分為模塊；二、對每一個模塊分別建立初步的模板模型，填充模板內容；三、進行FMEA分析，填寫數據項時，先選中它，並指定該數據項所關聯的模塊；軟體顯示該模塊對應的模板模型，該模板內容將會自動填充到數據項上；四、用戶在模板內容的基礎上做適當的修改，文本內容比較模塊將比較修改後的數據項和模板內容的一致性，如果該一致性低於設定的閾值，將提示用戶是否需要添加新的模板以匹配該數據項；五、FMEA分析的結果表格根據設定的格式輸出為RTF格式文件或微軟的Word軟體能編輯的DOC、DOCX格式的文件。
文檔編號G06F17/30GK102831152SQ20121021868
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者李國旗, 張娟, 崔昌昌 申請人:北京航空航天大學