[發(fā)明專利]基于知識圖譜的鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源分析方法

在審

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• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113420157A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張云貴;劉自恒;李卓卿
• 申請（專利權(quán)）人: 冶金自動化研究設(shè)計院
• 主分類號: G06F16/36
• 分類號: G06F16/36;G06Q10/06
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

一種基于知識圖譜的鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源分析方法，屬于鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量追溯技術(shù)領(lǐng)域。采用自頂向下的知識圖譜構(gòu)建路線，借助鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷方面的行業(yè)專家進(jìn)行知識梳理，設(shè)計鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源知識圖譜本體，并結(jié)合企業(yè)實際數(shù)據(jù)，創(chuàng)建知識圖譜的實體與關(guān)系，構(gòu)建跨工序的鋼鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源知識圖譜。優(yōu)點在于，利用知識圖譜可視化技術(shù)表示全流程的質(zhì)量缺陷、質(zhì)量事件間的傳遞關(guān)系，打破了工序的限制，實現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷跨工序的溯源分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量追溯技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于知識圖譜的鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源分析方法。

技術(shù)背景

在原有的鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋質(zhì)量缺陷溯源中，首先要通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫中特定字段的關(guān)聯(lián)或是產(chǎn)品ID來獲取出現(xiàn)表面縱裂紋質(zhì)量缺陷的鋼鐵產(chǎn)品的整個生產(chǎn)流程，然后再通過相應(yīng)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行成因溯源。技術(shù)人員需要明確了解各數(shù)據(jù)表間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系、數(shù)據(jù)表中記錄的各個生產(chǎn)參數(shù)的意義和關(guān)聯(lián)影響。但是形成表面縱裂紋缺陷的成因復(fù)雜，單純依靠數(shù)據(jù)來分析會在一定程度上忽視其他一些沒有參數(shù)記錄的質(zhì)量事件帶來的影響，以及各工序間質(zhì)量事件由于遺傳性與關(guān)聯(lián)性所導(dǎo)致的傳遞效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于知識圖譜的鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源分析方法，使用圖的方式來描述鋼鐵生產(chǎn)過程中發(fā)生的質(zhì)量事件與最終的鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷間的關(guān)系，而非單純使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫表來描述是更合理也更靈活的。通過圖的方式代替原有關(guān)系數(shù)據(jù)庫中表結(jié)構(gòu)的字段關(guān)聯(lián)，借助專家知識自頂向下的構(gòu)建鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量缺陷成因知識圖譜，通過本體來規(guī)范化專家知識，對專家知識進(jìn)行沉淀。利用知識圖譜可視化技術(shù)表示全流程的質(zhì)量缺陷、質(zhì)量事件間的傳遞關(guān)系，打破了工序的限制，實現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷跨工序的溯源分析。

本發(fā)明采用自頂向下的知識圖譜構(gòu)建路線，借助鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷方面的行業(yè)專家進(jìn)行知識梳理，設(shè)計鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源知識圖譜本體，并結(jié)合企業(yè)實際數(shù)據(jù)，創(chuàng)建知識圖譜的實體與關(guān)系，構(gòu)建跨工序的鋼鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源知識圖譜。具體包括以下步驟：

(1)基于專家經(jīng)驗知識構(gòu)建鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源知識圖譜本體；

(2)基于本體與實際生產(chǎn)情況，構(gòu)建實體實例和關(guān)系實例，形成鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋缺陷溯源知識圖譜：知識圖譜本體中模型所對應(yīng)的實例，即為在鋼鐵產(chǎn)品加工生產(chǎn)過程中會發(fā)生的具體事件。例如：質(zhì)量事件模型對應(yīng)的實體是鋼鐵產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的工步，如轉(zhuǎn)爐工序中的“轉(zhuǎn)爐下渣”“轉(zhuǎn)爐補(bǔ)吹”、LF精煉工序中的“LF氬氣靜吹時間不符”等；異常事件模型對應(yīng)的實體是每一個工步中(質(zhì)量事件實體)可能會發(fā)生的異常情況，如轉(zhuǎn)爐工序中可能會發(fā)生的“轉(zhuǎn)爐出鋼溫降過大”“轉(zhuǎn)爐補(bǔ)吹2次”等。構(gòu)建實體，每一個實體都會對應(yīng)某個本體模型，然后根據(jù)該本體模型之間的關(guān)系，為所有實體建立實體間的具體關(guān)系。

(3)根據(jù)構(gòu)建的知識圖譜實體網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對出現(xiàn)的鋼鐵產(chǎn)品表面縱裂紋質(zhì)量缺陷可能原因路徑的搜索：輸入鋼鐵產(chǎn)品出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，如“表面縱裂紋”，會獲取所有指向“表面縱裂紋”節(jié)點的實體節(jié)點和關(guān)系，形成以“表面縱裂紋”節(jié)點為中心的圖譜網(wǎng)絡(luò)。然后根據(jù)實際情況輸入篩選條件，對該網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的實體類型和關(guān)系類型進(jìn)行屬性過濾，獲取可能導(dǎo)致表面縱裂紋缺陷發(fā)生的成因路徑。例如，輸入出現(xiàn)表面縱裂紋缺陷的產(chǎn)品鋼鐵產(chǎn)品坯號，就會獲得加工該坯號鋼鐵的加工工序，從而篩選出該坯號鋼鐵產(chǎn)品所經(jīng)過的加工工序中可能會導(dǎo)致表面縱裂紋發(fā)生的所有成因路徑。