[发明专利]基于域映射与加权关联规则的早期故障根原因识别方法

摘要

一种基于域映射与加权关联规则的早期故障根原因识别方法，其步骤如下：1、基于公理化域映射构建产品早期故障的关联树框架模型；2、功能域分解与映射；3、设计结构域分解与映射；4、过程工艺域分解与映射，完成故障根原因关联树构建；5、故障症候数据收集；6、故障关联树节点初始权重挖掘；7、故障关联权重评估；8、权系数衡量，完成根原因识别。本发明利用加权关联规则客观量化原因节点权重系数，实现对导致产品早期故障的潜在根原因的科学排序，弥补了传统方法受制于早期故障机理认识不足而导致的根原因识别定性与片面性缺陷，有效提高了根原因识别过程的智能性及科学性，为早期故障的预防、控制和改进提供了新思路。

主权项

1.一种基于域映射与加权关联规则的早期故障根原因识别方法，其基本假设如下：假设1过程是可测量的；假设2产品设计到制造到使用环节过程是可测量的；假设3过程检测值相互独立；假设4销售环节对产品早期故障的影响不考虑；假设5设计阶段需求可量化，制造过程中可靠性设计方案不更改；基于上述假设，其特征在于：其步骤如下：步骤1、基于公理化域映射构建产品早期故障的关联树框架模型；其构建的做法如下：首先，从系统论角度自下而上将早期故障特征即Symptoms of product infant failures，简称SIFs利用公理化域映射理论映射到功能域FRs，衍生出功能树结构；进而，功能域FRs给出故障特征相关的每个功能需求，并独立地被结构域DPs中相应的设计参数满足而不影响其它的功能需求，衍生出物理树结构；继而，满足独立公理的结构域DPs最终得以展开，并被映射到对应特定工艺执行参数的过程域PVs，衍生出工艺树结构；步骤2、功能域分解与映射；针对早期故障特征，建立产品早期故障与其相关的第一层级功能模型的映射关系；产品设计中功能方法树即Function‑Means Tree,简称FME的设计对象分析方法即Design Object Analysis方法实现对故障的第一层级功能节点的系统分解，形成包含第一级、第二级、第三级功能的多级FRs型树结构；步骤3、设计结构域分解与映射；基于功能分解的结果与产品成熟的设计规划，由设计者展开第一层级功能模型到对应物理结构组件模型的映射，继而参考产品数据管理系统即Product Data Management，简称PDM中每一装配过程的编码及相应的组件图和技术文档，确定出相应的子装配过程信息；步骤4、过程工艺域分解与映射，完成故障根原因关联树构建；基于设计结构域分解的结果和现有的制造工艺规划，由生产工程师及具体工艺人员展开第一层级物理结构组建模型到第一层级子过程各节点的映射，参考企业资源计划系统即Enterprise Resource Planning，简称ERP，搜索出相应的子工艺过程信息及相关过程关键变量，建立起早期故障根原因关联树模型；步骤5、故障症候数据收集；从故障症候出发，收集产品生命周期内有关设计、制造、使用三方面的质量检测历史数据以及故障数据；步骤6、故障关联树节点初始权重挖掘；其挖掘方法如下：首先，基于构建的关联树确定目标节点，进而，依据收集的数据以及专家打分法初始化数据输入矩阵最后，利用自对比矩阵挖掘故障关联树各节点的权重，即完成关联树各节点的初始加权；步骤7、故障关联权重评估；其评估方法如下：首先，此过程的关联权重不同于步骤6中所述加权关联规则挖掘中的项目权重，它表示的是关联树中每个节点的重要程度；其次，该过程利用所生成规则的最大权重支持度和置信度得到过程单元节点的权重系数；步骤8、权系数衡量，完成根原因的识别；依据节点权系数衡量排序权系数作为其故障关联权重，W(Ri)＝wc₁·wc₂，W(Ri)指权系数，wc_i节点i的加权置信度，最终依据权系数的大小得到根原因。