[发明专利]基于知识图谱的钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源分析方法

说明书

一种基于知识图谱的钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源分析方法，属于钢铁产品质量追溯技术领域。采用自顶向下的知识图谱构建路线，借助钢铁产品表面纵裂纹缺陷方面的行业专家进行知识梳理，设计钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源知识图谱本体，并结合企业实际数据，创建知识图谱的实体与关系，构建跨工序的钢钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源知识图谱。优点在于，利用知识图谱可视化技术表示全流程的质量缺陷、质量事件间的传递关系，打破了工序的限制，实现钢铁产品表面纵裂纹缺陷跨工序的溯源分析。

技术领域

本发明属于钢铁产品质量追溯技术领域，特别涉及一种基于知识图谱的钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源分析方法。

技术背景

在原有的钢铁产品表面纵裂纹质量缺陷溯源中，首先要通过关系数据库中特定字段的关联或是产品ID来获取出现表面纵裂纹质量缺陷的钢铁产品的整个生产流程，然后再通过相应数据分析进行成因溯源。技术人员需要明确了解各数据表间的复杂关联关系、数据表中记录的各个生产参数的意义和关联影响。但是形成表面纵裂纹缺陷的成因复杂，单纯依靠数据来分析会在一定程度上忽视其他一些没有参数记录的质量事件带来的影响，以及各工序间质量事件由于遗传性与关联性所导致的传递效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于知识图谱的钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源分析方法，使用图的方式来描述钢铁生产过程中发生的质量事件与最终的钢铁产品表面纵裂纹缺陷间的关系，而非单纯使用关系数据库表来描述是更合理也更灵活的。通过图的方式代替原有关系数据库中表结构的字段关联，借助专家知识自顶向下的构建钢铁产品质量缺陷成因知识图谱，通过本体来规范化专家知识，对专家知识进行沉淀。利用知识图谱可视化技术表示全流程的质量缺陷、质量事件间的传递关系，打破了工序的限制，实现钢铁产品表面纵裂纹缺陷跨工序的溯源分析。

本发明采用自顶向下的知识图谱构建路线，借助钢铁产品表面纵裂纹缺陷方面的行业专家进行知识梳理，设计钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源知识图谱本体，并结合企业实际数据，创建知识图谱的实体与关系，构建跨工序的钢钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源知识图谱。具体包括以下步骤：

(1)基于专家经验知识构建钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源知识图谱本体；

(2)基于本体与实际生产情况，构建实体实例和关系实例，形成钢铁产品表面纵裂纹缺陷溯源知识图谱：知识图谱本体中模型所对应的实例，即为在钢铁产品加工生产过程中会发生的具体事件。例如：质量事件模型对应的实体是钢铁产品在生产过程中的工步，如转炉工序中的“转炉下渣”“转炉补吹”、LF精炼工序中的“LF氩气静吹时间不符”等；异常事件模型对应的实体是每一个工步中(质量事件实体)可能会发生的异常情况，如转炉工序中可能会发生的“转炉出钢温降过大”“转炉补吹2次”等。构建实体，每一个实体都会对应某个本体模型，然后根据该本体模型之间的关系，为所有实体建立实体间的具体关系。

(3)根据构建的知识图谱实体网络，实现对出现的钢铁产品表面纵裂纹质量缺陷可能原因路径的搜索：输入钢铁产品出现的质量缺陷，如“表面纵裂纹”，会获取所有指向“表面纵裂纹”节点的实体节点和关系，形成以“表面纵裂纹”节点为中心的图谱网络。然后根据实际情况输入筛选条件，对该网络中出现的实体类型和关系类型进行属性过滤，获取可能导致表面纵裂纹缺陷发生的成因路径。例如，输入出现表面纵裂纹缺陷的产品钢铁产品坯号，就会获得加工该坯号钢铁的加工工序，从而筛选出该坯号钢铁产品所经过的加工工序中可能会导致表面纵裂纹发生的所有成因路径。