一種基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路fmea分析方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其針對(duì)研究元器件的故障表征方式建立相應(yīng)的故障仿真模型，在正常電路中針對(duì)每個(gè)元器件遍歷注入其故障模型，獲取潛在故障電路，并于仿真工具內(nèi)生成正常電路仿真結(jié)果與故障電路仿真結(jié)果；再比較各個(gè)故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果之間的差異，提取差異特征值，通過(guò)對(duì)所述差異特征值的聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的故障模式；最后依據(jù)FMEA基本方法，結(jié)合所述硬件電路的故障模式完成FMEA處理，自動(dòng)生成相應(yīng)的FMEA報(bào)告。本發(fā)明能最大限度地降低對(duì)FMEA人員在電路功能認(rèn)識(shí)、FMEA處理經(jīng)驗(yàn)的要求，是一種簡(jiǎn)易高效的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硬件電路可靠性預(yù)計(jì)分析領(lǐng)域，具體涉及一種基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硬件電路FMEA分析處理技術(shù)是一種為預(yù)計(jì)硬件電路可靠性信息，以提出改進(jìn)方案，從而提高硬件電路可靠程度的技術(shù)。它以分析硬件電路潛在的故障模式為手段，系統(tǒng)地評(píng)估潛在故障模式的發(fā)生程度、發(fā)生時(shí)對(duì)整體系統(tǒng)造成損害的嚴(yán)重程度、可檢測(cè)程度等，繼而綜合得出硬件電路的可靠程度信息，并以此提出可能的改進(jìn)修正方案。
[0003]傳統(tǒng)的硬件電路FMEA分析方法，大多仍以電路內(nèi)部元器件自身的故障模式作為硬件電路的故障模式，并逐層向上推斷其影響。這種方法依賴(lài)FMEA人員豐富的經(jīng)驗(yàn)及海量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使得傳統(tǒng)的FMEA方法帶有很強(qiáng)的主觀性和局限性，復(fù)雜且效率低下。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其不要求硬件電路FMEA人員對(duì)待分析電路的功能及運(yùn)行機(jī)制有完整的認(rèn)識(shí)，也不要求其對(duì)FMEA分析流程具有充足的經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)易高效。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一，故障建模步驟:通過(guò)研究各個(gè)元器件在自身潛在故障模式下的輸出表征形式建立每個(gè)元器件的故障仿真模型，實(shí)現(xiàn)故障建模；
[0008]步驟二，故障注入及仿真處理步驟:以遍歷注入方式將步驟一中建立好的元器件故障仿真模型加載引入正常電路中形成潛在故障電路，完成故障仿真模型遍歷注入后，分別進(jìn)行正常電路仿真與故障電路仿真，獲取正常電路仿真結(jié)果與故障電路仿真結(jié)果；
[0009]步驟三:數(shù)據(jù)挖掘步驟:比較各個(gè)故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果之間的差異，提取每個(gè)故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值，通過(guò)對(duì)所述差異特征值的聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的故障模式；
[0010]步驟四:FMEA操作步驟:依據(jù)FMEA基本方法，結(jié)合所述硬件電路的故障模式完成FMEA處理，自動(dòng)生成相應(yīng)的FMEA報(bào)告。
[0011]其中，所述步驟二中將建立好的元器件故障仿真模型加載引入正常電路中具體為:通過(guò)修改電路網(wǎng)表文件將建立好的元器件故障仿真模型加載弓I入正常電路中。
[0012]所述步驟三中，提取每個(gè)故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值具體為:比較故障電路仿真結(jié)果的波形數(shù)據(jù)與正常電路仿真結(jié)果的波形數(shù)據(jù)之間的差異，計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值。
[0013]進(jìn)一步的，計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值具體包括:計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果相比之絕對(duì)距離值；計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果相比之皮爾遜互相關(guān)系數(shù)值；和/或，計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果相比之幅度均值比。
[0014]所述步驟三中通過(guò)對(duì)所述差異特征值的聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的故障模式具體為:通過(guò)結(jié)合分裂聚類(lèi)的k-means聚類(lèi)處理方法或基于學(xué)習(xí)的非權(quán)矢量聚類(lèi)處理方法對(duì)所述差異特征值進(jìn)行聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的故障模式，實(shí)現(xiàn)硬件電路故障模式的劃分。
[0015]進(jìn)一步的，所述結(jié)合分裂聚類(lèi)的k-means聚類(lèi)處理方法具體為:根據(jù)設(shè)置的故障判定門(mén)限以及為特征值設(shè)置的初始劃分類(lèi)別反復(fù)進(jìn)行k-means聚類(lèi)處理，若k-means聚類(lèi)準(zhǔn)則函數(shù)無(wú)法收斂，則檢索已有類(lèi)別內(nèi)部成員特征值，將互異的成員特征值進(jìn)行分裂處理，直至滿足k-means聚類(lèi)準(zhǔn)則函數(shù)；聚類(lèi)處理所得的類(lèi)別為硬件電路基于輸出表征的故障模式類(lèi)別。
[0016]進(jìn)一步的，所述基于學(xué)習(xí)的非權(quán)矢量聚類(lèi)處理方法具體為:將所述絕對(duì)距離值、皮爾遜互相關(guān)系數(shù)值、幅度均值比整合為非權(quán)矢量，根據(jù)設(shè)置的特征值故障判定門(mén)限不斷學(xué)習(xí)剩余特征矢量，合并相近特征矢量，分離互異特征矢量，直至完成對(duì)所有剩余特征矢量的類(lèi)別分配；聚類(lèi)處理所得的類(lèi)別為硬件電路基于輸出表征的故障模式類(lèi)別。
[0017]優(yōu)選的，所述FMEA操作具體有四個(gè)步驟:(I)根據(jù)已有的基于輸出表征的硬件電路故障模式，計(jì)算每一個(gè)故障模式的發(fā)生率；(2)根據(jù)每一故障模式的輸出表征，分析其對(duì)局部電路、高層電路及整體電路的影響程度，并確定其嚴(yán)酷度；(3)根據(jù)所述發(fā)生率和嚴(yán)酷度，映射每一故障模式的RPN值；(4)確定故障模式發(fā)生后的補(bǔ)償措施及其它備注信息。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0019]本發(fā)明針對(duì)已有的硬件電路FMEA分析方法，提出一種基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，本發(fā)明通過(guò)研究各個(gè)元器件在自身潛在故障模式下的輸出表征形式建立每個(gè)元器件的故障仿真模型，再將元器件的故障仿真模型注入正常電路進(jìn)行仿真處理比較，以數(shù)據(jù)挖掘的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件電路故障模式的劃分，最終根據(jù)獲取的硬件電路故障模式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的FMEA處理。本發(fā)明能最大限度地降低對(duì)FMEA人員在電路功能認(rèn)識(shí)、FMEA處理經(jīng)驗(yàn)的要求，是一種簡(jiǎn)易高效的方法。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
:
[0020]圖1是本發(fā)明基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法流程圖；
[0021 ]圖2本發(fā)明實(shí)施例1所選用的電路原理圖；
[0022]圖3本發(fā)明實(shí)施例1所選用的基于單個(gè)特征值的聚類(lèi)流程圖；
[0023]圖4本發(fā)明實(shí)施例1所選用的基于特征矢量的聚類(lèi)流程圖；
[0024]圖5本發(fā)明實(shí)例軟件的基于數(shù)據(jù)挖掘的FMEA處理軟件主界面；
[0025]圖6本發(fā)明實(shí)例軟件的特征值分析結(jié)果示意圖；
[0026]圖7本發(fā)明實(shí)例軟件的單特征值的k-means聚類(lèi)軟件界面；
[0027]圖8本發(fā)明實(shí)例軟件的距離檢測(cè)結(jié)果聚類(lèi)分配示意圖；
[0028]圖9本發(fā)明實(shí)例軟件的單參數(shù)k-means聚類(lèi)結(jié)果示意圖；
[0029]圖10本發(fā)明實(shí)例軟件的基于特征矢量的聚類(lèi)界面；
[0030]圖11本發(fā)明實(shí)例軟件的FMEA統(tǒng)計(jì)界面；
[0031]圖12本發(fā)明實(shí)例軟件的嚴(yán)酷度選擇及RPN值映射示意圖圖；
[0032]圖13本發(fā)明實(shí)例軟件的FMEA報(bào)表生成示意圖圖；
[0033]圖14本發(fā)明實(shí)例軟件的FMEA表格(Excel)示意圖；
[0034]圖15本發(fā)明實(shí)例軟件的FMEA分析報(bào)告(Word)生成界面示意圖；
[0035]圖16本發(fā)明實(shí)例軟件的FMEA分析報(bào)告(word)模板示意圖；
[0036]圖17為發(fā)明實(shí)施例中計(jì)數(shù)器電路基于單特征值的k-means聚類(lèi)結(jié)果圖；
[0037]圖18為發(fā)明實(shí)施例中計(jì)數(shù)器電路基于特征矢量的聚類(lèi)結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0039]本發(fā)明利用硬件電路的故障仿真技術(shù)，獲取硬件電路的潛在故障仿真輸出，作為硬件電路的故障模式表征形式。硬件電路的故障仿真技術(shù)是一種為分析硬件電路性能而發(fā)展起來(lái)的結(jié)合故障建模、故障注入仿真的技術(shù)。故障建模技術(shù)是指根據(jù)硬件電路內(nèi)部元器件自身故障模式的輸出表征形式建立故障仿真模型的技術(shù)。故障注入技術(shù)是指按照硬件電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將待注入的故障仿真模型導(dǎo)入相應(yīng)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的技術(shù)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是一種從大量無(wú)直接可觀聯(lián)系的信息中發(fā)現(xiàn)知識(shí)的技術(shù)，現(xiàn)在已被不斷應(yīng)用于各種領(lǐng)域內(nèi)。在硬件電路FMEA方法中，故障仿真結(jié)果為一系列電路輸出波形的采樣點(diǎn)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘可以以一定的策略對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行差異特征值提取，并通過(guò)對(duì)各故障仿真結(jié)果差異特征值的聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的潛在故障模式。本發(fā)明借助第三方軟件PSpiceA/D仿真工具進(jìn)行自動(dòng)故障遍歷注入仿真和正常仿真處理，并以數(shù)據(jù)挖掘獲取硬件電路故障模式，實(shí)現(xiàn)硬件電路的FMEA分析處理。下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明。
[0040]如圖1所示，本發(fā)明提出一種基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其步驟如下:
[0041]步驟一，故障建模步驟:通過(guò)研究各個(gè)元器件在自身潛在故障模式下的輸出表征形式建立每個(gè)元器件的故障仿真模型，實(shí)現(xiàn)故障建模。
[0042]具體的，故障建模即故障仿真模型的建立過(guò)程，每一次故障注入均需要一種元器件故障仿真模型，建立故障仿真模型是進(jìn)行故障仿真的前提。通過(guò)研究各個(gè)元器件在自身潛在故障模式下的輸出表征形式，實(shí)現(xiàn)故障建模，所有故障仿真模型存儲(chǔ)于電路單元故障模型庫(kù)中。依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際檢測(cè)獲取各個(gè)故障模型的可靠性數(shù)據(jù)，可靠性數(shù)據(jù)作用于FMEA統(tǒng)計(jì)發(fā)生率之用。本發(fā)明所分析的元器件故障模式均依據(jù)GJB/Z299C-2006等標(biāo)準(zhǔn)及元器件的實(shí)際輸出端表征。常用的元器件故障模式及其仿真建模方法如表I所示。
[0043]表I幾種常見(jiàn)元器件故障及建模方法
[0044]元器件故障[ 適MJ范_丨建模方法
對(duì)于模擬器件:兀器
傅Ifl聯(lián)大電li(uf i:
姆)
‘‘幵模擬/數(shù)字器件對(duì)于數(shù)字器件:兀器
彳牛端η Φ聯(lián)三態(tài)緩沖
--
兀器件并聯(lián)小tfe阻 “fel路”模擬器ft (Kr3歐姆)
修改校擬器件的參數(shù)
“參數(shù)漂移” 植?器件 _Π_值(阻抗、導(dǎo)納)
數(shù)字器件端U ?J+ ?個(gè)
“両記高電平”數(shù)卞器件輸出柄為T(mén)的倍號(hào)
I源進(jìn)彳T “或”處理
數(shù)字器件端U今.個(gè)
“固定低電平"數(shù)字器件輸出fH:為?O-的倍號(hào)
源進(jìn)行“與”處理
I數(shù)字器件端IJffl聯(lián).“輸出反相” 數(shù)卞器件
_Π_個(gè)反.相器
[0045]步驟二，故障注入及仿真處理步驟:以遍歷注入方式將步驟一中建立好的元器件故障仿真模型加載引入正常電路中形成潛在故障電路，完成故障仿真模型遍歷注入后，分別進(jìn)行正常電路仿真與故障電路仿真，獲取正常電路仿真結(jié)果與故障電路仿真結(jié)果。
[0046]具體的，故障注入是將一個(gè)元器件故障仿真模型受控地引入正常電路的過(guò)程。在正常電路中針對(duì)每個(gè)元器件遍歷注入其相應(yīng)的故障模型，獲取潛在故障電路。故障注入的實(shí)際操作方式是修改電路網(wǎng)表文件。本發(fā)明采用PSpice A/D仿真工具，故障注入應(yīng)遵循PSpice A/D網(wǎng)表文件的格式解析。PSpice A/D的網(wǎng)表文件為*.net文件，*.net文件包含了電路內(nèi)部元器件標(biāo)識(shí)、連接節(jié)點(diǎn)和所有非默認(rèn)的元器件參數(shù)及元器件之間的互聯(lián)關(guān)系。由于PSpice A/D仿真工具必須通過(guò)讀取網(wǎng)表文件來(lái)進(jìn)行模擬電路的結(jié)構(gòu)拓?fù)?，因此通過(guò)修改網(wǎng)表文件來(lái)實(shí)現(xiàn)故障注入減少了故障注入后其他操作，使用效率較高。
[0047]由于“參數(shù)漂移”只需要修改模擬器件的參數(shù)值(阻抗、導(dǎo)納)而不需要引入其他器件，因此對(duì)于“參數(shù)漂移”故障與其它故障有兩種故障注入策略。對(duì)于“參數(shù)漂移”故障，在網(wǎng)表文件內(nèi)搜索需注入故障的元器件標(biāo)識(shí)，并直接修改該單元的指定參數(shù)值。對(duì)于其它故障，在不改變電路網(wǎng)表其余信息的前提下，將元器件故障仿真模型載入元器件原有的節(jié)點(diǎn)。完成故障注入后，在仿真控制下分別進(jìn)行正常電路仿真與潛在故障電路仿真，獲取正常電路仿真結(jié)果和故障電路仿真結(jié)果。
[0048]步驟三:數(shù)據(jù)挖掘步驟:比較各個(gè)故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果之間的差異，提取每個(gè)故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值，即差異特征屬性值，通過(guò)對(duì)所述差異特征值的聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的故障模式。
[0049]具體的，比較各個(gè)故障電路仿真與正常電路仿真結(jié)果之間的差異，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘搜索隱含的信息，提取每個(gè)故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值，即差異特征屬性值，通過(guò)對(duì)各故障仿真結(jié)果的差異特征值的聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的潛在故障模式。該步驟包括提取特征值和聚類(lèi)獲取電路故障模式兩個(gè)子步驟。
[0050]所述提取特征值步驟為:通過(guò)比較故障電路仿真結(jié)果的波形數(shù)據(jù)與正常電路仿真結(jié)果的波形數(shù)據(jù)之間的差異，計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值，即差異特征屬性值。本發(fā)明實(shí)施例提供了 3種差異特征值計(jì)算:計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果相比之絕對(duì)距離值、計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果與正常仿真結(jié)果相比之皮爾遜互相關(guān)系數(shù)、計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果相比之幅度均值比，下面詳細(xì)說(shuō)明。
[0051]I)求解絕對(duì)距離值
[0052]在求解絕對(duì)距離時(shí)，往往要求相互比較的波形之間擁有一致的采樣頻率和采樣點(diǎn)。但根據(jù)觀察，PSpice A/D工具在仿真設(shè)置完全一致的情況下，同一電路節(jié)點(diǎn)的輸出在不同的類(lèi)別的仿真中也存在著采樣點(diǎn)上的差異。同時(shí)，由于采樣頻率的未知性，直接對(duì)這些數(shù)據(jù)按某一固定頻率進(jìn)行重采樣也不夠準(zhǔn)確，可能會(huì)遺漏一些數(shù)據(jù)值。因此這些采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)是不可以直接用于計(jì)算波形的特征值。
[0053]基于以上的分析，本發(fā)明對(duì)于這些原始的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)采取積分的方法求解絕對(duì)距離。已知求兩條波形Wi和Wj絕對(duì)距離標(biāo)準(zhǔn)方法的公式如下:
m
[0054]
A-1
[0055]其中Wik為Wi第k個(gè)采樣點(diǎn)，Wjk為I的第k個(gè)采樣點(diǎn)，Wi和I均擁有m個(gè)采樣頻率、時(shí)域一致的采樣點(diǎn)。
[0056]在本發(fā)明實(shí)例中，由于每一條波形數(shù)據(jù)的采樣點(diǎn)均不統(tǒng)一，于是引入以下的方法:
[0057](I)對(duì)于模擬信號(hào)，假設(shè)采樣點(diǎn)在時(shí)域上為T(mén)，數(shù)據(jù)值(模擬幅度值)為W。
[0058]若正常仿真輸出為ten, t02,...，ton? W01, w02...., W0n,即正常仿真輸出的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)為η ;
[0059]若第i個(gè)故障仿真輸出為tn, ti2,..., tim, wn, wi2,..., wim,即采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)為m,且η # m0
[0060]首先將正常仿真的η個(gè)時(shí)刻點(diǎn)與故障仿真的m個(gè)時(shí)刻點(diǎn)合并，并依照其先后次序重新排列得到k個(gè)新的時(shí)刻點(diǎn)t’ ” t’ 2，...，t’ k, k≤n+m。對(duì)這k個(gè)時(shí)刻點(diǎn)利用線性插值可得到正常仿真的k個(gè)新的數(shù)據(jù)值w’C11, w’％，...，W^k,第i個(gè)故障仿真的第k個(gè)新的數(shù)據(jù)值w’ n，w’ i2，...，w’ ik，其中每一處新插入的幅度值均按照插入時(shí)刻點(diǎn)在最近兩處原有時(shí)刻點(diǎn)的比例計(jì)算得來(lái)。對(duì)每一小段At’用y的中值相減、平方，再乘以該段的時(shí)間長(zhǎng)度At’，求和得到絕對(duì)距離值，其公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:故障建模步驟:通過(guò)研究各個(gè)元器件在自身潛在故障模式下的輸出表征形式建立每個(gè)元器件的故障仿真模型，實(shí)現(xiàn)故障建模； 步驟二:故障注入及仿真處理步驟:以遍歷注入方式將步驟一中建立好的元器件故障仿真模型加載引入正常電路中形成潛在故障電路，完成故障仿真模型遍歷注入后，分別進(jìn)行正常電路仿真與故障電路仿真，獲取正常電路仿真結(jié)果與故障電路仿真結(jié)果； 步驟三:數(shù)據(jù)挖掘步驟:比較各個(gè)故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果之間的差異，提取每個(gè)故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值，通過(guò)對(duì)所述差異特征值的聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的故障模式； 步驟四:FMEA操作步驟:依據(jù)FMEA基本方法，結(jié)合所述硬件電路的故障模式完成FMEA處理，自動(dòng)生成相應(yīng)的FMEA報(bào)告。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其特征在于，所述步驟二中將建立好的元器件故障仿真模型加載引入正常電路中具體為:通過(guò)修改電路網(wǎng)表文件將建立好的元器件故障仿真模型加載弓I入正常電路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其特征在于，所述步驟三中，提取每個(gè)故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值具體為匕較故障電路仿真結(jié)果的波形數(shù)據(jù)與正常電路仿真結(jié)果的波形數(shù)據(jù)之間的差異，計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其特征在于，計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果相較于正常電路仿真結(jié)果的差異特征值具體包括:計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果相比之絕對(duì)距離值；計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果相比之皮爾遜互相關(guān)系數(shù)值；和/或，計(jì)算每一故障電路仿真結(jié)果與正常電路仿真結(jié)果相比之幅度均值比。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其特征在于，所述步驟三中通過(guò)對(duì)所述差異特征值的聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的故障模式具體為:通過(guò)結(jié)合分裂聚類(lèi)的k-means聚類(lèi)處理方法或基于學(xué)習(xí)的非權(quán)矢量聚類(lèi)處理方法對(duì)所述差異特征值進(jìn)行聚類(lèi)分析，獲取硬件電路的故障模式，實(shí)現(xiàn)硬件電路故障模式的劃分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其特征在于，所述結(jié)合分裂聚類(lèi)的k-means聚類(lèi)處理方法具體為:根據(jù)設(shè)置的故障判定門(mén)限以及為特征值設(shè)置的初始劃分類(lèi)別反復(fù)進(jìn)行k-means聚類(lèi)處理，若k-means聚類(lèi)準(zhǔn)則函數(shù)無(wú)法收斂，則檢索已有類(lèi)別內(nèi)部成員特征值，將互異的成員特征值進(jìn)行分裂處理，直至滿足k-means聚類(lèi)準(zhǔn)則函數(shù)；聚類(lèi)處理所得的類(lèi)別為硬件電路基于輸出表征的故障模式類(lèi)別。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其特征在于，所述基于學(xué)習(xí)的非權(quán)矢量聚類(lèi)處理方法具體為:將所述絕對(duì)距離值、皮爾遜互相關(guān)系數(shù)值、幅度均值比整合為非權(quán)矢量，根據(jù)設(shè)置的特征值故障判定門(mén)限不斷學(xué)習(xí)剩余特征矢量，合并相近特征矢量，分離互異特征矢量，直至完成對(duì)所有剩余特征矢量的類(lèi)別分配；聚類(lèi)處理所得的類(lèi)別為硬件電路基于輸出表征的故障模式類(lèi)別。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的硬件電路FMEA分析方法，其特征在于，F(xiàn)MEA操作步驟具體有四個(gè)步驟:(I)根據(jù)基于輸出表征的硬件電路故障模式，計(jì)算每一個(gè)故障模式的發(fā)生率；(2)根據(jù)每一故障模式的輸出表征,分析其對(duì)局部電路、高層電路及整體電路的影響程度，并確定其嚴(yán)酷度；(3)根據(jù)所述發(fā)生率和嚴(yán)酷度，映射每一故障模式的RPN值；(4)確定故障模式發(fā)生后的補(bǔ)償措施及其它備注信息。
【文檔編號(hào)】G01R31/28GK104198912SQ201410355550
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】何春, 趙和平, 劉欣, 宗竹林, 黎亮, 蔣劍, 朱娟 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)
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