KR101501124B1 - 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델 처리 방법 - Google Patents

고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델 처리 방법 Download PDF

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Abstract

고장 형태 영향 분석 문서의 시맨틱 모델 생성 방법은, 고장 형태 영향 분석 문서에서 문장을 추출하는 전처리 단계, 추출된 문장을 토큰으로 분할 및 토큰의 품사를 분석하여 적어도 하나의 품사가 태깅된 토큰을 생성하는 구문론적 분석 단계, 품사가 태깅된 토큰에 추출 규칙을 적용하여 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 의미론적 분석 단계를 포함한다.

Description

고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델 처리 방법{Method of executing semantic models for FMEA documents}
본 발명은 온톨로지(Ontology)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온톨로지를 이용하여 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델을 생성하는 방법에 관한 것이다.
엔지니어가 설계를 수행할 때, 기존의 솔루션을 활용하여 새로운 요구 사항을 추가하는 형태로 작업을 수행하는 경우가 많다. 기존의 솔루션을 용이하게 활용하기 위해서는 제품 개발 과정에서 제품 개발 지식의 효율적인 관리가 중요하다.
엔지니어링 문서는 비구조화(Unstructured)되어 있고, 특정 영역에 대해 전문적(Domain-specific)이며, 축약되거나 생략된 또는 유사어로 대체된 단어를 포함하는 문장을 포함하기 때문에 엔지니어링 문서에서 필요한 내용을 추출하거나 검색하는 것은 쉽지 않다.
고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA))은 1960년대부터 사용된 엔지니어링 문서의 일종이다. FMEA는 잠재 고장을 인식하고 미리 조치를 취하여 설계 변경에 따른 비용을 최소화하는 기법을 말한다. 적용 대상에 따라 System FMEA, Design FMEA, Process FMEA 등으로 나뉘며, QS9000과 ISO9000에서 표준으로 정하고 있어 많은 기업에서 품질 관리에 있어서 매우 중요한 영역으로 인식되고 있다. FMEA의 결과물은 템플릿(Template)을 가진 표 형태의 문서로 관리되며, 새로운 제품을 설계하는 프로세스에서 기존의 FMEA 문서를 참조하여 비슷한 고장 메커니즘을 적용하는 경우가 많다.
FMEA 문서의 문장은 짧고, 다양한 내용을 담고 있으며, 고장에 대한 표현이 다양하고, 축약, 생략되는 단어가 사용되기 때문에, 엔지니어가 기존의 FMEA 문서를 활용해 정보의 취득이 어려울 뿐 아니라 정보의 취득에 상당한 시간이 소요된다. 기존의 키워드 검색으로는 검색이 되지 않는 경우가 많으며, 지식의 축적 또한 어렵다.
온톨로지는 구조화 되어 있지 않은 문서를 분석하고, 분석된 정보를 구조화 하는 최적의 포맷(Format)이다. FMEA 문서의 내용의 의미 파악이 용이하도록 FMEA 문서를 처리하여 검색이 쉽고, 고장과 관련된 과거 이력에 대한 지식을 효율적으로 축적하기 위해서 온톨로지를 이용한 FMEA 문서의 시맨틱 모델 생성에 대한 필요성이 대두된다.
[1] Z. Li, V. Raskin and K. Ramani (2008). "Developing engineering ontology for information retrieval", Journal of Computing and Information Science in Engineering, 8(1).
[2] D. H. Stamatis (2003). “Failure mode and effect analysis: FMEA from theory to execution”, American Society for Quality.
상기와 같은 필요성을 충족하기 위한 본 발명의 일 목적은 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적은 FMEA 문서의 시맨틱 모델을 생성하고, 생성된 시맨틱 모델을 확장하고, 확장된 시맨틱 모델을 통합하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적은 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델 생성 방법은, FMEA 문서에서 문장을 추출하는 전처리 단계; 상기 추출된 문장을 토큰(Token)으로 분할 및 상기 토큰의 품사를 분석하여 적어도 하나의 상기 품사가 태깅(Tagging)된 토큰을 생성하는 구문론적 분석(Syntax analysis) 단계; 및 상기 품사가 태깅된 토큰에 추출 규칙을 적용하여 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 의미론적 분석(Semantic analysis) 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 의미론적 분석 단계는, 상기 시맨틱 모델에 포함되는 적어도 하나의 개념 인스턴스(Concept instance)를 추출하는 단계; 및 상기 시맨틱 모델에 포함되는 적어도 하나의 개념 간의 관계 인스턴스(Relation instance)를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 개념 인스턴스를 추출하는 단계는 인접한 복수의 상기 개념 인스턴스를 나타내는 복합 개념 인스턴스(Complex concept instance)를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 개념 인스턴스를 추출하는 단계는 고장 개념 인스턴스 추출 규칙을 적용하여 고장 개념 인스턴스를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 추출 규칙은 온톨로지 101 방법에 의해 도메인 지식 저장부에 저장될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 FMEA 문서의 형태는 XML일 수 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델 처리 방법은 FMEA 문서의 셀(Cell) 단위로 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 단계는, 상기 FMEA 문서의 셀에서 문장을 추출하는 전처리 단계; 상기 추출된 문장을 토큰으로 분할하고 상기 토큰의 품사를 분석하여 적어도 하나의 상기 품사가 태깅된 토큰을 생성하는 구문론적 분석 단계; 및 상기 품사가 태깅된 토큰에 추출 규칙을 적용하여 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 의미론적 분석 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 단계는 개념 인스턴스의 구체화 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 단계는 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용하여 추가적인 관계 인스턴스를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델 처리 방법은 FMEA 문서의 셀 단위로 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델을 통합하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 단계는 상기 FMEA 문서의 셀에서 문장을 추출하는 전처리 단계; 상기 추출된 문장을 토큰으로 분할하고 상기 토큰의 품사를 분석하여 적어도 하나의 상기 품사가 태깅된 토큰을 생성하는 구문론적 분석 단계; 및 상기 품사가 태깅된 토큰에 추출 규칙을 적용하여 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 의미론적 분석 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델을 통합하는 단계는 (a) 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델 중 통합할 두 시맨틱 모델이 존재하는 경우 통합할 두 시맨틱 모델을 선택하는 단계; (b) 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델 중 통합할 두 시맨틱 모델이 존재하지 않는 경우 통합을 종료하는 단계; (c) 상기 통합할 두 시맨틱 모델 중 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계; (d) 상기 통합 대상 개념 인스턴스를 중심으로 상기 통합할 두 시맨틱 모델을 통합하는 단계; (e) 모든 상기 유사한 개념 인스턴스가 통합되지 않은 경우 상기 (c) 단계 및 상기 (d) 단계를 재수행하는 단계; (f) 모든 상기 유사한 개념 인스턴스가 통합되고 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델 전부가 통합 시도된 경우 통합을 종료하는 단계; 및 (g) 모든 상기 유사한 개념 인스턴스가 통합되고 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델 전부가 통합 시도되지 않은 경우 상기 (a) 단계 내지 상기 (f) 단계를 재수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 (c) 단계는 유사도를 기준으로 상기 통합할 두 시맨틱 모델 내 존재하는 개념 인스턴스 간의 유사 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 (c) 단계는 상기 유사한 개념 인스턴스가 제1 개념 인스턴스 한 개일 경우 상기 제1 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계; 및 상기 유사한 개념 인스턴스가 복수 개인 경우 상기 유사한 개념 인스턴스 중 연결된 개념 인스턴스의 수가 최대인 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 (d) 단계는 상기 통합 대상 개념 인스턴스를 통합하는 단계; 상기 통합 대상 개념 인스턴스의 주위 개념 인스턴스를 통합하는 단계; 및 통합된 시맨틱 모델의 관계를 확장하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법은 상기 FMEA 문서의 하나의 행의 모든 열의 셀에 대하여 수행될 수 있다.
일 실시예에서, FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법은 상기 FMEA 문서의 모든 셀에 대하여 수행될 수 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델 처리 방법은 FMEA 문서의 셀 단위로 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 단계; 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델을 통합하는 단계를 포함한다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델 처리 장치는 FMEA에 관련한 도메인 지식이 저장된 도메인 지식 저장부; 상기 도메인 지식 저장부의 정보와 FMEA 문서에 기초하여 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 시맨틱 모델 생성부; 상기 도메인 지식 저장부의 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 개념 및 관계가 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 시맨틱 모델 확장부; 및 상기 도메인 지식 저장부의 정보를 이용하여 유사도를 기준으로 상기 확장된 시맨틱 모델을 통합하는 시맨틱 모델 통합부를 포함한다.
본 발명을 이용하여 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델을 생성한 경우 고장과 관련된 과거 이력에 대한 지식을 효율적으로 축적할 수 있다. 엔지니어는 FMEA 문서의 시맨틱 모델을 통해 과거 이력에 대한 지식을 용이하게 활용할 수 있으며, 제품 개발 시간은 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델을 처리하는 순서도이다.
도 2는 FMEA 문서의 일 예이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 FMEA 문서의 전처리 과정을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구문론적 분석 단계를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 의미론적 분석 단계를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 인스턴스를 추출하는 단계를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 분류에 따른 품사표이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분류 체계(Taxonomy) 이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 개념(Concept)과 관계(Relation)의 정의를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 토큰을 추출 규칙에 따라 참조 모델의 개념과 매칭하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 개념 인스턴스의 추출 규칙이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 개념 인스턴스의 추출 규칙이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 FMEA 문서의 시맨틱 모델이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 인스턴스의 구체화 과정을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 인스턴스의 구체화 과정의 일 예이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 구체화된 개념 인스턴스를 포함하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용한 추가적인 관계 인스턴스의 추출 규칙이다.
도 19는 개념 인스턴스들이 속한 개념의 상하 관계 및 선후행 관계를 나타내는 블록도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 개념에 상응하는 부품들의 상관 관계에 따른 관계(Relation) 추출 규칙이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 구체화된 개념 인스턴스를 포함하고 관계가 확장된 FMEA 문서의 시맨틱 모델이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 시맨틱 모델을 통합하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합할 두 시맨틱 모델 중 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사한 개념 인스턴스를 중심으로 통합할 두 시맨틱 모델을 통합하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합할 두 시맨틱 모델의 통합 대상 개념 인스턴스를 통합하는 일 예(2500)를 나타내는 도면이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합할 두 시맨틱 모델의 통합 대상 개념 인스턴스 주위의 개념 인스턴스를 통합하는 일 예(2600)를 나타내는 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합된 시맨틱 모델의 관계를 확장하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 FMEA 문서의 셀 단위 시맨틱 모델의 생성 및 상기 생성된 시맨틱 모델의 통합 과정(2800)을 나타내는 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 장치이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시(說示)된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 시맨틱 모델을 처리하는 순서도이다.
도 1을 참조하면, FMEA 문서의 시맨틱 모델을 처리하기 위하여, 먼저 FMEA 문서에서 문장을 추출한다(단계 S110, 전처리 단계). S110 단계는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
다음으로, 추출된 문장을 토큰(Token)으로 분할하고 상기 토큰의 품사를 분석하여 적어도 하나의 상기 품사가 태깅(Tagging)된 토큰을 생성한다(단계 S120, 구문론적 분석 단계). S120 단계는 도 4를 참조하여 설명한다.
다음으로, 품사가 태깅된 토큰에 추출 규칙을 적용하여 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성한다(단계 S130, 의미론적 분석 단계). S130 단계는 도 5를 참조하여 설명한다.
다음으로, 선택적으로, 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 확장된 시맨틱 모델을 생성한다(단계 S140). S140 단계는 도 14를 참조하여 설명한다.
다음으로, 선택적으로, 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델을 통합하거나 상기 확장된 시맨틱 모델을 통합한다(단계 S150). S150 단계는 도 22를 참조하여 설명한다.
도 2는 FMEA 문서의 일 예이다.
도 2를 참조하면, FMEA 문서(200)는 세부적으로 부품 기능, 고장 유형, 고장 영향, 고장 원인, 대책, 조치 등의 항목들을 포함하고 있다. 이러한 항목들은 상호 인과 관계를 가지고 있기 때문에, FMEA 문서(200)의 표를 구성하는 셀들 간에도 상호 인과 관계가 존재한다. 셀들 간의 상호 인과 관계를 통해 셀들을 기초로 생성된 시맨틱 모델의 확장이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 FMEA 문서의 전처리 과정을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, XML 형태의 FMEA 문서는 고장 이력에 대한 의미 있는 정보 부분과 의미 있는 정보를 구조화하기 위한 "<",">"로 둘러싸인 태그(Tag) 부분을 포함한다. FMEA 문서의 전처리 단계(S110)에서는 XML 문서를 FMEA 문서의 표의 각 셀에 해당하는 부분들로 파싱(Parsing)하고, 파싱된 문장에서 XML의 태그를 제거하여 과거 고장 이력에 대한 의미를 가지는 문장을 추출하는 FMEA 문서의 전처리 과정(300)을 수행한다. 예를 들면, FMEA 문서(310)에서 태그들을 제거하고 과거 고장 이력에 대한 의미를 가지는 문장인 "FAN을 회전시킴", "FAN 구동 MOTOR 작동 안 됨", "공기유동 FAN 작동 불능으로 오염공기 정화 안 됨", "FAN에 높은 부하 작용 시 TORQUE 부족으로 MOTOR 작동 안 됨"의 추출된 문장들(320)을 추출한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구문론적 분석 단계를 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 추출된 문장들(320)을 문장을 구성하는 토큰으로 분할하고, 분할된 토큰의 품사를 분석하여 적어도 하나의 품사가 태깅된 토큰(410)을 생성한다. 예를 들면, 추출된 문장들(320)은 "FAN", "을", "회전", "시키", "ㅁ", "FAN", "구동", "MOTOR", "작동", "안", "되", "ㅁ"의 토큰으로 분할된다. 품사가 태깅된 결과는 "FAN/ncn", "을/jco", "회전/ncpa", "시키/xsva", "ㅁ/etn", "FAN/ncn", "구동/ncpa", "MOTOR/ncn", "작동/ncpa", "안/mag", "되/pvg", "ㅁ/etn"과 같다. ncn은 보통 명사, ncpa는 동작성 명사, xsva는 동사 파생 접미사, etn은 명사형 전성 어미, mag은 일반 부사, pvg는 일반 동사, jco는 목적격 조사를 말한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 의미론적 분석 단계를 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 의미론적 분석 단계(단계 S130)에서는 시맨틱 모델에 포함되는 적어도 하나의 개념 인스턴스(Concept instance)를 추출한다(단계 S131). S131단계는 도 6을 참조하여 설명한다.
다음으로, 시맨틱 모델에 포함되는 적어도 하나의 개념 간의 관계 인스턴스(Relation instance)를 추출한다(단계 S132). S131 단계를 통해 추출한 적어도 하나의 개념 인스턴스들로부터 관계들을 상속하여, 즉 관계 인스턴스를 추출하여, 기본적인 시맨틱 모델을 생성한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 인스턴스를 추출하는 단계를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 개념 인스턴스를 추출하기 위해서(단계 S131), 먼저 품사가 태깅된 토큰(410)을 추출 규칙에 따라 참조 모델의 개념과 매칭한다(단계 S133). S133 단계는 도 10을 참조하여 설명한다.
다음으로, 매칭된 개념의 인스턴스를 생성한다(단계 S134). 토큰이 참조 모델 상의 하나의 개념과 매칭된 경우, 매칭된 하나의 개념의 인스턴스(이하 개념 인스턴스라 칭한다)를 생성하고, 이를 시맨틱 모델을 구성하는 노드(Node)로 이용한다. 품사가 태깅된 토큰(410)은 적어도 하나의 토큰을 포함하고 있으므로, 적어도 하나의 토큰에 상응하는 개념 인스턴스는 적어도 한 개 존재할 수 있다.
다음으로, 인접한 복수의 개념 인스턴스를 나타내는 복합 개념 인스턴스(Complex concept instance)를 추출한다(단계 S135). S135 단계는 도 11을 참조하여 설명한다.
다음으로, 고장 개념 인스턴스 추출 규칙을 적용하여 고장 개념 인스턴스를 추출한다(단계 S136). S136 단계는 도 12를 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 분류에 따른 품사표이다.
도 7을 참조하면, 정보 분류에 따른 품사표(700)는 FMEA에서 사용되는 정보 별로 대표적인 품사를 분석하였다. 정보는 총 10 가지 (디바이스, 기능, 고장, 속성, 설비, 프로세서, 외부 환경, 재질, 단위, 피쳐(Feature))로 구분하였다. 정보 분류에 따른 품사표(700)는 각각의 정보를 나타내는 단어들의 품사를 분석하였다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분류 체계(Taxonomy) 이다.
도 8을 참조하면, 정보 분류에 따른 품사표(700)에 기초하여 FMEA에서 다루어지는 정보의 범위를 고려한 분류 체계(800)이다. 분류 체계(800)는 참조 모델 상에서 구현 될 수 있다. 분류 체계(800)의 참조 모델은 디바이스(Device), 기능(Function), 고장(Failure), 설비(Facility), 외부 환경(Environmental object), 단위(Unit), 속성(Property), 프로세스(Process), 재질(Material), 대책(Recommended action), 조치(Taken action)를 포함한 11 개의 하위 개념을 가진다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 개념(Concept)과 관계(Relation)의 정의를 나타내는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 개념과 관계의 정의(900)는 분류 체계(800) 상의 참조 모델의 11개 하위 개념들을 포함하고, 참조 모델의 11개 하위 개념들 간의 관계를 포함한다. 예를 들어, "디바이스" 개념을 중심으로 하는 관계는 다음과 같다. "디바이스" 개념과 "기능" 개념 사이에는 "has_function" 관계가 존재한다. "디바이스" 개념과 "디바이스" 개념 자신과의 사이에는 "has_part" 관계가 존재한다. "디바이스" 개념과 "재질" 개념 사이에는 "has_material" 관계가 존재한다. "디바이스" 개념과 "프로세스" 개념 사이에는 "has_process" 관계가 존재한다. "디바이스" 개념과 "속성" 개념 사이에는 "has_property" 관계가 존재한다. "디바이스" 개념과 "고장" 개념 사이에는 "has_failure" 관계가 존재한다. "기능" 개념과 "디바이스" 개념 사이에는 "has_object" 관계가 존재한다. 도 9의 나머지 구조는 위 설명으로 비추어 이해할 수 있으므로 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 토큰을 추출 규칙에 따라 참조 모델의 개념과 매칭하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 도메인 지식이 도메인 전문가에 의해 저장된 도메인 지식 저장부는 개념에 대한 참조 모델 및 부품 명세(BOM), 과거 FMEA, 기술 용어 사전 등을 이용한 개념의 동의어/유사어에 관련한 데이터베이스를 포함할 수 있다.
"FAN/ncn", "구동/ncpa", "MOTOR/ncn", "작동/ncpa", "안/mag", "되/pvg", "ㅁ/etn"의 품사가 태깅된 토큰들(1010)을 입력 받아, 토큰 단위로 분류 체계(1020)의 개념 및 개념의 동의 또는 유사 개념과 매칭을 수행한다. 품사가 태깅된 토큰들(1010)의 "FAN" 토큰은 분류 체계(1020)의 "디바이스" 개념(1021)의 하위 개념인 "조립품" 개념(1022)의 하위 개념인 "팬" 개념(1023)의 동의 또는 유사 개념(1024)인 "Fan" 개념과 매칭된다. 품사가 태깅된 토큰들(1010)의 "구동" 토큰은 분류 체계(1020)의 "기능" 개념(1027)의 동의 또는 유사 개념(1028)인 "구동" 개념과 매칭된다. 품사가 태깅된 토큰들(1010)의 "MOTOR" 토큰은 분류 체계(1020)의 "디바이스" 개념(1021)의 하위 개념인 "조립품" 개념(1022)의 하위 개념인 "모터" 개념(1025)의 동의 또는 유사 개념(1026)인 "motor" 개념과 매칭된다. 품사가 태깅된 토큰들(1010)의 "작동" 토큰은 분류 체계(1020)의 "기능" 개념(1027)의 동의 또는 유사 개념(1028)의 "작동" 개념과 매칭된다. 도 10의 나머지 구조는 위 설명으로 비추어 이해할 수 있으므로 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 개념 인스턴스의 추출 규칙이다.
도 11을 참조하면, S134 단계 후 개념 인스턴스가 "디바이스" 개념에 매칭되었다면 DCI(Device Concept Instance), "기능" 개념과 매칭되었다면 FCI(Function Concept Instance), "속성" 개념과 매칭되었다면 PPCI(Property Concept Instance), "피쳐" 개념과 매칭되었다면 FTCI(Feature Concept Instance), "고장" 개념과 매칭되었다면 FLCI(Failure Concept Instance)로 칭한다.
S134 단계까지의 수행으로 생성된 매칭된 개념 인스턴스들만으로는 모든 개념의 인스턴스가 추출된 것은 아니다. 복수의 개념의 인스턴스가 인접하여 쓰여서 하나의 개념으로 인식되는 복합 개념 인스턴스(Complex concept instance)를 추출(단계 S135)하기 위해서 복합 개념 인스턴스의 추출 규칙(1100)을 이용한다.
복합 개념 인스턴스의 추출 규칙(1100)의 일 예로 DCI1 과 DCI2가 인접하여 존재하는 경우 DCI1, DCI2의 복합 개념 인스턴스는 DCI2의 개념을 추출한다. 실제 예에 상기 규칙을 적용하면, 입력이 "<팬> FAN </팬> <모터>MOTOR</모터>"인 경우 DCI1이 "<팬> FAN </팬>", DCI2가 "<모터>MOTOR</모터>"이므로, 전체 입력에 대한 복합 개념 인스턴스는 DCI2의 개념인 "모터"를 개념으로 가지게 된다. 도 11의 나머지 구조는 위 설명으로 비추어 이해할 수 있으므로 설명은 생략한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 개념 인스턴스의 추출 규칙이다.
도 12를 참조하면, S135 단계까지의 수행으로 생성된 개념 인스턴스에는 고장 개념 인스턴스(FLCI)가 포함되지 않았다. FMEA의 다양한 고장 표현 양식을 분석하기 위한 고장 개념 인스턴스의 추출 규칙(1200)을 이용하여 FLCI 추출한다(단계 S136).
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 FMEA 문서의 시맨틱 모델이다.
도 13을 참조하면, S130 단계까지의 수행으로 생성된 시맨틱 모델(1300)은 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(1310), "기능" 개념의 "구동" 개념 인스턴스(1320), "모터" 개념의 "MOTOR" 개념 인스턴스(1330) 및 "고장" 개념의 "작동 안 됨" FLCI(1340)가 추출된다. 이들 개념 인스턴스들에 개념과 관계의 정의(800)를 적용하여 관계 인스턴스를 추출한다.
도 13과 도 8을 참조하면, "기능" 개념의 "구동" 개념 인스턴스(1320)가 가지는 "has_object" 관계의 대상은 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(1310)로 추출된다. "고장" 개념의 "작동 안 됨" FLCI(1340)가 가지는 "related_with" 관계의 대상은 "기능" 개념의 "구동" 개념 인스턴스(1320)로 추출된다. "모터" 개념의 "MOTOR" 개념 인스턴스(1330)가 가지는 "has_function" 관계의 대상은 "기능" 개념의 "구동" 개념 인스턴스(1320)로 추출된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 14를 참조하면, 확장된 시맨틱 모델을 생성하기 위해서(단계 S140), 먼저 개념 인스턴스를 구체화한다(단계 S141). S141 단계는 도 15 내지 도 17을 참조하여 설명한다.
다음으로, 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용하여 추가적인 관계 인스턴스를 추출한다(단계 S142). S142 단계는 도 18 내지 도 21을 참조하여 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 인스턴스의 구체화 과정을 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 개념 인스턴스의 구체화 과정(1500)은 인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1510)의 개념 인스턴스들(1511, 1512)이 개념 도메인의 분류 체계(1520) 상에서 속한 개념의 구조적 준위(Hierarchical level)를 높여 개념이 구체화되고, 개념 인스턴스들(1511, 1512) 간의 "R3" 관계(1513)가 쇄신되는 방법을 도시한다.
개념 도메인의 분류 체계(1520)는 "루트(Root)" 개념(1527)의 하위 개념으로 "C1" 개념(1523), "C2" 개념(1524)을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1520)는 "C1" 개념(1523)의 하위 개념으로 "C11" 개념 및 "C12" 개념을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1520)는 "C2" 개념(1524)의 하위 개념으로 "C21" 개념, "C22" 개념을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1520)는 "C11" 개념의 하위 개념으로 "C111" 개념 및 "C112" 개념(1521)을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1520)는 "C21" 개념의 하위 개념으로 "C211" 개념(1522)을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1520)는 "C1" 개념(1523)과 "C2" 개념(1524) 간의 "R1" 관계(1525)와 "C112" 개념(1521)과 "C211" 개념(1522) 간의 "R2" 관계(1526)를 포함한다.
개념 도메인의 분류 체계(1520)의 구조적 준위는 "루트(Root)" 개념과의 구조적 거리를 나타내는 척도이다. "루트" 개념은 구조적 준위 값으로 0을 갖는다. "C1" 개념(1523)과 "C2" 개념(1524)은 구조적 준위 값으로 1을 갖는다. "C11" 개념, "C12" 개념, "C21" 개념 및 "C22" 개념은 구조적 준위 값으로 2를 갖는다. "C111" 개념, "C112" 개념(1521) 및 "C211" 개념(1522)은 구조적 준위 값으로 3을 갖는다.
인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1510)은 "I1" 개념 인스턴스(1511) 및 "I2" 개념 인스턴스(1512)를 포함하며, "I1" 개념 인스턴스(1511)와 "I2" 개념 인스턴스(1512) 간의 "R3" 관계 인스턴스 (1513)를 포함한다.
S130 단계의 수행 후 생성된 인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1510)의 경우, "I1" 개념 인스턴스(1511)는 "C112" 개념(1521)에 속해 있으며(1531), "I2" 개념 인스턴스(1512)는 "C2" 개념(1524)에 속해 있으며(1532), "R3" 관계 인스턴스(1513)는 "R1" 관계(1525)에 속한다.
개념 인스턴스의 구체화 과정(1500)은 개념 도메인의 분류 체계(1520)를 검색하여, "I2" 개념 인스턴스(1512)가 속한 "C2" 개념(1524)의 구조적 준위 값인 1보다 높은 구조적 준위를 가지는 하위 개념 중 "I1" 개념 인스턴스(1511)가 속한 "C112" 개념(1521)과 "R2" 관계(1526)를 가지고 3의 구조적 준위 값을 가지는 "C211" 개념(1522)이 존재하므로, "I2" 개념 인스턴스(1512)의 개념을 "C211" 개념(1522)으로 구체화하고(1533), "R3" 관계 인스턴스(1513)가 "R2" 관계(1526)에 속하도록 쇄신한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 인스턴스의 구체화 과정의 일 예이다.
도 16을 참조하면, 개념 인스턴스의 구체화 과정의 일 예(1600)는 개념 도메인의 분류 체계(1620)와 인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1610)을 포함한다.
개념 도메인의 분류 체계(1620)는 "루트" 개념(1627)의 하위 개념으로 "디바이스" 개념(1623)과 "기능" 개념(1624)을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1620)는 "디바이스" 개념(1623)의 하위 개념으로 "팬" 개념 및 "모터" 개념(1621)을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1620)는 "기능" 개념의 하위 개념으로 "팬을 회전시키다" 개념(1622)을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1620)는 "디바이스" 개념(1623)과 "기능" 개념(1624) 간의 "has_function" 관계(1625)와 "모터" 개념(1621)과 "팬을 회전시키다" 개념(1622) 간의 "has_function" 관계(1626)를 포함한다.
인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1610)은 "Motor" 개념 인스턴스(1611)와 "구동" 개념 인스턴스(1612)를 포함한다. 인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1610)은 관계를 포함하지 아니한다.
S130 단계의 수행 후 생성된 인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1610)의 경우, "Motor" 개념 인스턴스(1611)는 "모터" 개념(1621)에 속해 있으며(1631), "구동" 개념 인스턴스(1612)는 "기능" 개념(1624)에 속해 있다(1632).
개념 도메인의 분류 체계(1620)를 검색하면, "구동" 개념 인스턴스(1612)가 속한 "기능" 개념(1624)의 구조적 준위인 1보다 높은 구조적 준위 값을 가지는 하위 개념 중 "Motor" 개념 인스턴스(1611)가 속한 "모터" 개념(1621)과 "has_function" 관계(1626)를 가지는 "팬을 회전시키다" 개념(1622)이 존재하므로, "구동" 개념 인스턴스(1612)의 개념을 "팬을 회전시키다" 개념(1622)으로 구체화한다(1633).
인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1610)은 관계 인스턴스를 포함하지 않기 때문에, 관계의 쇄신은 이루어지지 않는다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 구체화된 개념 인스턴스를 포함하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델이다.
도 17을 참조하면, 개념 인스턴스의 구체화 과정의 일 예(1600)의 결과물인 구체화된 개념 인스턴스를 포함하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델(1700)이 도시되어 있다.
S141 단계까지의 수행으로 생성된 구체화된 개념의 인스턴스를 포함하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델(1700)은 시맨틱 모델(1300)의 "기능" 개념의 "구동" 개념 인스턴스(1320) 대신 "기능" 개념의 "구동" 개념 인스턴스(1320)를 구체화한 "팬을 회전하다" 개념의 "구동" 개념 인스턴스(1720)를 포함한다. "팬을 회전하다" 개념의 "구동" 개념 인스턴스(1720)를 제외한 구체화된 개념의 인스턴스를 포함하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델(1700)은 "기능" 개념의 "구동" 개념 인스턴스(1320)를 제외한 시맨틱 모델(1300)과 동일하다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용한 추가적인 관계 인스턴스의 추출 규칙이다. 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용한 추가적인 관계 인스턴스를 추출하기 위해서(단계 S142), 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용한 추가적인 관계 인스턴스의 추출 규칙(1800)을 이용할 수 있다.
도 18을 참조하면, 고장 개념 인스턴스(FLCI)가 다수 존재할 때, "때문", "시", "으로", "어서", "니", "니까", "므로", "하여" 등의 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 나타내는 표현을 분석한 추가적인 관계 인스턴스의 추출 규칙(1800)에 따라 추가적인 관계 인스턴스를 추출한다.
예를 들면, "FLCI1 때문에/nbn FLCI2"와 같이, 고장 개념 인스턴스가 "때문에/nbn"로 연결된 경우, FLCI1과 FLCI2 간의 "has_effect(FLCI1, FLCI2)" 관계가 추출된다.
도 19는 개념 인스턴스들이 속한 개념의 상하 관계 및 선후행 관계를 나타내는 블록도이다. 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용한 추가적인 관계 인스턴스를 추출하기 위해서(단계 S142), 분류 체계상의 개념 인스턴스들이 속한 개념의 상하 관계 및 선후행 관계(1900)를 이용할 수 있다.
도 19를 참조하면, 분류 체계상의 개념 인스턴스들이 속한 개념의 상하 관계 및 선후행 관계(1900)는 개념 도메인의 분류 체계(1910) 및 인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1920)을 포함한다.
개념 도메인의 분류 체계(1910)에서 "B" 개념(1911)이 하위 개념으로 제1 개념(1912)과 "A" 개념(1913)을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1910)에서 제2 개념(1914)은 하위 개념으로 "C" 개념(1915)과 "D" 개념(1916)을 포함한다. 개념 도메인의 분류 체계(1910)는 "C" 개념(1915)과 "D" 개념(1916) 간의 관계(1917)를 포함한다. 상기 개념들(1911 내지 1916)은 디바이스 개념의 하위 개념을 말한다.
인스턴스 도메인의 시맨틱 모델(1920)은 "A" 개념 인스턴스의 FLCI(1921), "B" 개념 인스턴스의 FLCI(1922), "C" 개념 인스턴스의 FLCI(1923) 및 "D" 개념 인스턴스의 FLCI(1924)를 포함한다.
개념 도메인의 분류 체계(1910)를 분석하면 "A" 개념(1913)에 상응하는 부품이 고장이 난 경우, "A" 개념(1913)의 상위 개념인 "B" 개념(1911)에 상응하는 부품의 기능에 영향을 줄 수 있다. 이를 이용하여, "A" 개념의 인스턴스의 FLCI(1921)과 "B" 개념의 인스턴스의 FLCI(1922) 간의 "has_effect" 관계(1925)를 추출할 수 있다.
개념 도메인의 분류 체계(1910)를 분석하면 "C" 개념(1915)에 상응하는 부품이 "D" 개념(1916)에 상응하는 부품과 선후행 관계(1917)를 가지는 경우, "C" 개념(1915)에 상응하는 선행 부품이 고장 난 경우, "D" 개념(1916)에 상응하는 후행 부품의 기능에 영향을 줄 수 있다. 이를 이용하여, "C" 개념의 인스턴스의 FLCI(1923)과 "D" 개념의 인스턴스의 FLCI(1924) 간의 "has_effect" 관계(1926)를 추출할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 개념에 상응하는 부품들의 상관 관계에 따른 관계(Relation) 추출 규칙이다.
도 20을 참조하면, 분류 체계상의 개념의 상하 관계 및 선후행 관계(1900)를 적용하기 위한, 개념에 상응하는 부품들의 상관 관계에 따른 관계 추출 규칙(2000)이다.
선행 개념에 상응하는 부품 A의 고장으로 인한 후행 개념에 상응하는 부품 B의 고장을 나타내는 고장의 연관 관계의 경우 관계 추출 규칙(2010)은 다음과 같다. DCI1이 FCI1의 기능을 가지고(has_function(DCI1, FCI1)), FCI1의 대상으로 DCI2를 가지고(has_object(FCI1, DCI2)), DCI1의 고장 개념 인스턴스로 FLCI1이 존재하고(has_failure(DCI1, FLCI1)), DCI2의 고장 개념 인스턴스로 FLCI2가 존재하는 경우(has_failure(DCI2, FLCI2)), "has_effect(FLCI1, FLCI2)"의 관계를 추출할 수 있다. DCI1이 고장이 나면(FLCI1) FCI1의 기능을 수행하지 못하고, FCI1의 대상인 DCI2 또한 기능을 하지 못하므로 FLCI2에 영향을 미치게 되기 때문에 "has_effect(FLCI1, FLCI2)" 관계를 추출 할 수 있다.
관계 추출 규칙(2010)의 예시(2020)는 다음과 같다. 문장이 "FAN 구동 MOTOR 작동 안 됨"인 경우, 문장을 기초로 생성한 시맨틱 모델의 관계들은 "has_function(MOTOR, 구동)", "has_object(구동, FAN)", "has_failure(모터, 작동 안 됨)" 및 "has_failure(FAN, FL2)"이다. 이를 기초로 "has_effect(작동 안 됨, 고장1)" 관계를 추출할 수 있다. 도 20의 나머지 경우는 위 설명으로 비추어 이해할 수 있으므로 설명은 생략한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 구체화된 개념 인스턴스를 포함하고 관계가 확장된 FMEA 문서의 시맨틱 모델이다.
도 21을 참조하면, 구체화된 개념 인스턴스를 포함하고 관계가 확장된 FMEA 문서의 시맨틱 모델(2100)은 구체화된 개념의 인스턴스를 포함하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델(1700)을 포함한다. "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2113)의 "has_failure" 관계의 대상이 되는 FLCI가 존재하지 않기 때문에, 고장1 FLCI(2111)를 생성한 후 규칙을 적용한다. 관계 추출 규칙(2010)에 의해 추출된 관계는 "has_failure(FAN, 고장1)" 관계(2121)와 "related_with(작동 안 됨, 고장1)" 관계(2112)이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 시맨틱 모델을 통합하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 22를 참조하면, 적어도 하나의 시맨틱 모델을 통합하기 위하여(단계 S150), 적어도 하나의 시맨틱 모델에 통합할 시맨틱 모델이 존재하는지 판단한다(단계 S151). 시맨틱 모델이 하나만 존재하는 경우, 시맨틱 모델의 통합은 필요하지 않기 때문에 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 통합을 종료한다.
다음으로, 적어도 하나의 시맨틱 모델에 통합할 시맨틱 모델이 존재하는 경우, 통합할 두 시맨틱 모델을 선택한다(단계 S151 및 단계 S152).
다음으로, 통합할 두 시맨틱 모델 중 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택한다(단계 S153). S153 단계는 도 23 및 도 25를 참조하여 설명한다.
다음으로, 통합 대상 개념 인스턴스를 중심으로 통합할 두 시맨틱 모델을 통합한다(단계 S154). S154 단계는 도 24, 도 26 및 도 27을 참조하여 설명한다.
다음으로, 모든 유사한 개념 인스턴스가 통합되었는지를 판단한다(단계 S155). 모든 유사한 개념 인스턴스가 통합되지 않은 경우, S153 단계 및 S154 단계를 재수행한다.
다음으로, 모든 유사한 개념 인스턴스가 통합된 경우, 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 모든 시맨틱 모델이 통합 시도 되었는지 여부를 판단한다(단계 S156). 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 모든 시맨틱 모델이 통합 시도될 때까지 S151 단계 내지 S155 단계를 반복 수행한다. 모든 시맨틱 모델 전부가 통합 시도된 경우, 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 통합을 종료한다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합할 두 시맨틱 모델 중 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 23을 참조하면, 통합할 두 시맨틱 모델 중 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택(단계 S153)하기 위하여, 먼저 디바이스 개념의 하위 개념과 동일 개념을 가지는 개념 인스턴스를 탐색한다(단계 S161). 통합할 개념 인스턴스는 디바이스 개념의 하위 개념의 인스턴스로 제한한다.
다음으로, 탐색된 동일 개념을 가지는 개념 인스턴스가 존재하는 지 판단한다(단계 S162). 탐색된 동일 개념을 가지는 개념 인스턴스가 존재하지 않는 경우 통합할 두 시맨틱 모델 중 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계(단계 S153)를 종료한다.
다음으로, S162 단계에서 탐색된 동일 개념을 가지는 개념 인스턴스가 존재하는 경우, 유사도를 기준으로 동일 개념을 가지는 개념 인스턴스들의 유사 여부를 판단한다(단계 S163).
다음으로, 유사한 개념 인스턴스의 개수를 판단한다(단계 S164). 유사한 개념 인스턴스가 존재하지 않는 경우, 통합할 두 시맨틱 모델 중 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계(단계 S153)를 종료한다.
다음으로, 유사한 개념 인스턴스가 제1 개념 인스턴스 한 개일 경우, 상기 제1 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택한다(단계 S165).
다음으로, 유사한 개념 인스턴스가 복수 개인 경우, 유사한 개념 인스턴스 중 연결된 개념 인스턴스의 수가 최대인 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택(단계 S166)한다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사한 개념 인스턴스를 중심으로 통합할 두 시맨틱 모델을 통합하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 24를 참조하면, 유사한 개념 인스턴스를 중심으로 통합할 두 시맨틱 모델을 통합(단계 S154)하기 위해서, 먼저 통합 대상 개념 인스턴스를 통합한다(단계 S171).
다음으로, 통합 대상 개념 인스턴스의 주위의 개념 인스턴스를 통합한다(단계 S172).
다음으로, 통합된 시맨틱 모델의 관계를 확장한다(단계 S173).
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합할 두 시맨틱 모델의 통합 대상 개념 인스턴스를 통합하는 일 예(2500)를 나타내는 도면이다.
도 25를 참조하면, 제1 시맨틱 모델(Semantic Model 1; 2510)과 제2 시맨틱 모델(Semantic Model 2; 2520)을 통합하기 위해서, 제1 시맨틱 모델(2510)의 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2511)와 제2 시맨틱 모델(2520)의 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2521)가 "디바이스" 개념의 하위 개념과 동일 개념을 가지는 개념 인스턴스로 탐색(단계 S161)된다.
유사도를 기준으로 동일 개념을 가지는 개념 인스턴스들의 유사 여부를 판단(단계 S163)은 수학식 1과 수학식 2를 이용한다.
Figure 112013042991250-pat00001
Figure 112013042991250-pat00002
수학식 1의 Wm은 개념 인스턴스의 가중치를 말한다. 하나의 개념 인스턴스(Ii)와 다른 개념 인스턴스(Ij)가 하나의 단어로 구성되어 있고, 상기 하나의 단어가 매칭된 경우 Wm=1, 하나의 개념 인스턴스(Ii)와 다른 개념 인스턴스(Ij)가 매칭된 단어를 포함하지 않는 경우 Wm=0, 하나의 개념 인스턴스(Ii)와 다른 개념 인스턴스(Ij)가 매칭된 단어를 복수 개 포함하는 경우, 가장 오른쪽에서 매칭된 단어의 Wm=0.55, 나머지 매칭된 단어에 대해서는 동일하게 Wm=0.45의 값을 갖는다.
수학식 1의 TScoreij 값이 0.5이상인 경우, 수학식 2의 IScorei 값도 0.5이상이 된다. 이 경우, 하나의 개념 인스턴스(Ii)와 다른 개념 인스턴스(Ij)가 유사한 개념 인스턴스라고 정의한다. 반대로, 수학식 1의 TScoreij 값이 0.5보다 작은 경우, 수학식 2의 IScorei 값도 0.5보다 작게 된다. 이 경우, 하나의 개념 인스턴스(Ii)와 다른 개념 인스턴스(Ij)는 유사한 개념 인스턴스가 아니라고 정의한다.
"팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2511)는 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2521)와 "FAN"으로 개념 인스턴스가 동일하므로, TScore 값이 1인바, IScore 값 또한 1을 가져서, "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2511)는 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2521)와 유사한 개념 인스턴스로 판단된다(단계 S163).
유사한 개념 인스턴스로 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2511) 한 개가 존재하므로, "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2511)를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택한다(단계 S165).
제1 시맨틱 모델(2510)의 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2511)와 제2 시맨틱 모델(2520)의 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2521)를 통합하면, "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2531)를 포함하는 통합된 시맨틱 모델(2530)이 생성된다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합할 두 시맨틱 모델의 통합 대상 개념 인스턴스 주위의 개념 인스턴스를 통합하는 일 예(2600)를 나타내는 도면이다.
도 26을 참조하면, 통합된 인스턴스인 "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2531)로부터 근사 거리(Neighboring distance; D)가 낮은 순서로, 동일한 근사 거리를 갖는 인스턴스들 간의 유사도를 계산하여 결합한다. 근사 거리는 인스턴스(I)로부터의 에지(Edge)의 수로 표현되며, 부호는 I로부터 들어오는 관계를 가지면 양의 부호를, I쪽으로 나가는 관계를 가지면 음의 부호를 가진다.
통합할 두 시맨틱 모델의 통합 대상 개념 인스턴스 주위의 개념 인스턴스를 통합하는 일 예(2600)에서는, "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2611)를 중심으로 통합했으므로, "팬" 개념의 "FAN" 개념 인스턴스(2611)로부터 들어오는 관계를 가지는 "공기를 유입하다" 개념의 "유동" 개념 인스턴스(2511) 과 "고장.팬" 개념의 "작동 불능" 개념 인스턴스(2612)가 D=+1의 값을 가진다. "외부 환경" 개념의 "공기" 개념 인스턴스(2622)는 "공기를 유입하다" 개념의 "유동" 개념 인스턴스(2511)로부터 들어오는 관계를 가지므로 D=+2의 값을 가지고, "고장.VAPS" 개념의 "정화 안 됨" 개념 인스턴스(2521)는 "고장.팬" 개념의 "작동 불능" 개념 인스턴스(2612)로부터 들어오는 관계를 가지므로 D=+2의 값을 가진다. 도 26의 나머지 구조는 위 설명으로 비추어 이해할 수 있으므로 설명은 생략한다.
도 26의 일 예(2600)에서는 근사 거리(D)가 같은 인스턴스 간의 유사도를 계산하면 0이므로, 더 이상 결합할 인스턴스가 없다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합된 시맨틱 모델의 관계를 확장하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 27을 참조하면, 통합된 시맨틱 모델의 관계를 확장하는 과정(2700)은 개념에 상응하는 부품들의 상관 관계에 따른 관계 추출 규칙(2000)의 관계 추출 규칙(2010)을 적용하면, "고장.모터" 개념의 "작동 안 됨" 개념 인스턴스(2712)로부터 "고장.팬" 개념의 "작동 불능" 개념 인스턴스(2711)에 대한 "has_effect" 관계(2713)를 추출할 수 있다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 FMEA 문서의 셀 단위 시맨틱 모델의 생성 및 상기 생성된 시맨틱 모델의 통합 과정(2800)을 나타내는 도면이다.
도 28을 참조하면, FMEA 문서(2801)는 표를 구성하는 적어도 하나의 셀로 구성된다. 먼저, 셀들(2811, 2812, 2813, 2814, 2831, 2832, 2833, 2834)에 기초하여 시맨틱 모델들(2821, 2822, 2823, 2824, 2841, 2842, 2843, 2844)을 생성한다.
생성된 시맨틱 모델들(2821, 2822, 2823, 2824, 2841, 2842, 2843, 2844) 중 동일 행에 대한 시맨틱 모델들(2821, 2822, 2823, 2824)을 포함하는 제 1 시맨틱 모델 집합(2820)에 대해 도 22 내지 도 27에서 기술한 통합 방법을 이용하여 통합한 FMEA 1행의 시맨틱 모델(2851)을 생성한다.
생성된 시맨틱 모델들(2821, 2822, 2823, 2824, 2841, 2842, 2843, 2844) 중 동일 행에 대한 시맨틱 모델들(2841, 2842, 2843, 2844)을 포함하는 제 m 시맨틱 모델 집합(2840)에 대해 도 22 내지 도 27에서 기술한 통합 방법을 이용하여 통합한 FMEA m행의 시맨틱 모델(2852)을 생성한다.
생성된 FMEA 1행의 시맨틱 모델(2851)과 FMEA m행의 시맨틱 모델(2852)을 포함하는 FMEA 각 행의 시맨틱 모델 집합(2850)에 대해 도 22 내지 도 27에서 기술한 통합 방법을 이용하여 통합한 전체 FMEA의 시맨틱 모델(2860)을 생성한다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 장치이다.
도 29를 참조하면, FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 장치는 도메인 지식 저장부(2914), 시맨틱 모델 생성부(2911)를 포함한다. FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 장치는 선택적으로 시맨틱 모델 확장부(2912)를 포함한다. FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 장치는 선택적으로 시맨틱 모델 통합부(2913)를 포함한다.
도메인 지식 저장부(2914)에는 개발 대상인 온톨로지의 도메인과 범위를 결정하는 제1 단계, 선택적으로 기존의 타 온톨로지를 재사용하는 제2 단계, 상기 개발 대상인 온톨로지의 중요 단어들을 열거하는 제3 단계 및 상기 개발 대상인 온톨로지의 클래스(Class)와 구조(Hierarchy)를 정의하는 제4 단계로 구성되는 통상의 기술자에게 널리 알려져 있는 온톨로지 개발 101(Ontology development 101) 방법에 의해서 FMEA 문서(2921)와 관련된 도메인 지식(2922)이 미리 저장되어 있으며, 도메인 지식(2922)은 시맨틱 모델 생성부(2911), 시맨틱 모델 확장부(2912) 및 시맨틱 모델 통합부(2913)에 전달된다. 바람직하게는, 도메인 지식 저장부(2914)의 도메인 지식(2922)은 상기 개발 대상인 온톨로지의 도메인의 통상의 기술자 또는 전문가에 의해서 생성될 수 있다.
시맨틱 모델 생성부(2911)는 FMEA 문서(2921)에서 문장을 추출하고, 추출된 문장을 토큰으로 분할하고, 토큰의 품사를 분석하여 적어도 하나의 품사가 태깅된 토큰을 생성하고, 품사가 태깅된 토큰에 추출 규칙을 적용하여 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성한다.
시맨틱 모델 확장부(2912)는 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 개념 인스턴스를 구체화하고, 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용하여 추가적인 관계 인스턴스를 추출하여, 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 확장된 시맨틱 모델을 생성한다.
시맨틱 모델 통합부(2913)는 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델 또는 상기 확장된 시맨틱 모델을 통합한 통합 시맨틱 모델(2923)을 생성한다.
상기 도메인 지식 저장부(2914), 시맨틱 모델 생성부(2911), 시맨틱 모델 확장부(2912) 및 시맨틱 모델 통합부(2913)는 소프트웨어를 통해 구현될 수 있고, 하드웨어를 통해 구현될 수 있으며, 소프트웨어 및 하드웨어를 통해 구현될 수도 있다.
FMEA 문서의 시맨틱 모델을 통해 엔지니어의 제품 개발 시간을 단축함으로써 제품의 경쟁력을 제고할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

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  7. 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA)) 문서의 셀(Cell) 단위로 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 시맨틱 모델에서 개념 인스턴스를 구체화하고, 상기 개념 인스턴스 중 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용하여 추가적인 관계 인스턴스를 추출하여 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 단계; 및
    유사도를 기준으로 상기 확장된 시맨틱 모델을 통합하는 단계를 포함하는 고장 형태 영향 분석(FMEA) 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 단계는,
    상기 FMEA 문서의 셀에서 문장을 추출하는 전처리 단계;
    상기 추출된 문장을 토큰으로 분할하고 상기 토큰의 품사를 분석하여 적어도 하나의 상기 품사가 태깅된 토큰을 생성하는 구문론적 분석 단계; 및
    상기 품사가 태깅된 토큰에 추출 규칙을 적용하여 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 의미론적 분석 단계를 포함하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 단계는 상기 개념 인스턴스의 구체화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 단계는 상기 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용하여 상기 추가적인 관계 인스턴스를 추출하는 단계를 더 포함하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 의미론적 분석 단계는,
    상기 적어도 하나의 시맨틱 모델에 포함되는 적어도 하나의 개념 인스턴스(Concept instance)를 추출하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 시맨틱 모델에 포함되는 적어도 하나의 개념 간의 관계 인스턴스(Relation instance)를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 개념 인스턴스를 추출하는 단계는,
    상기 개념 인스턴스 중 인접한 개념 인스턴스들을 포함하는 복합 개념 인스턴스(Complex concept instance)를 추출하는 단계; 및
    고장 개념 인스턴스 추출 규칙을 적용하여 고장 개념 인스턴스를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 확장된 시맨틱 모델을 통합하는 단계는,
    (a) 상기 확장된 시맨틱 모델 중 통합할 두 시맨틱 모델이 존재하는 경우 통합할 두 시맨틱 모델을 선택하는 단계;
    (b) 상기 확장된 시맨틱 모델 중 통합할 두 시맨틱 모델이 존재하지 않는 경우 통합을 종료하는 단계;
    (c) 상기 통합할 두 시맨틱 모델 중 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계;
    (d) 상기 통합 대상 개념 인스턴스를 중심으로 상기 통합할 두 시맨틱 모델을 통합하는 단계;
    (e) 모든 상기 유사한 개념 인스턴스가 통합되지 않은 경우 상기 (c) 단계 및 상기 (d) 단계를 재수행하는 단계;
    (f) 모든 상기 유사한 개념 인스턴스가 통합되고 상기 확장된 시맨틱 모델 전부가 통합 시도된 경우 통합을 종료하는 단계; 및
    (g) 모든 상기 유사한 개념 인스턴스가 통합되고 상기 확장된 시맨틱 모델 전부가 통합 시도되지 않은 경우 상기 (a) 단계 내지 상기 (f) 단계를 재수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 유사도를 기준으로 상기 통합할 두 시맨틱 모델 내 존재하는 개념 인스턴스 간의 유사 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 유사한 개념 인스턴스가 제1 개념 인스턴스 한 개일 경우 상기 제1 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계; 및
    상기 유사한 개념 인스턴스가 복수 개인 경우 상기 유사한 개념 인스턴스 중 연결된 개념 인스턴스의 수가 최대인 유사한 개념 인스턴스를 통합 대상 개념 인스턴스로 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 통합 대상 개념 인스턴스를 통합하는 단계;
    상기 통합 대상 개념 인스턴스의 주위의 개념 인스턴스를 통합하는 단계; 및
    통합된 시맨틱 모델의 관계를 확장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  17. 제7 항에 있어서,
    상기 FMEA 문서의 하나의 행의 모든 열의 셀에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  18. 제7 항에 있어서,
    상기 FMEA 문서의 모든 셀에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 FMEA 문서의 시맨틱 모델 처리 방법.
  19. 삭제
  20. 고장 형태 영향 분석(Failure Mode and Effect Analysis(FMEA))에 관련한 도메인 지식이 저장된 도메인 지식 저장부;
    상기 도메인 지식 저장부의 정보와 고장 형태 영향 분석(FMEA) 문서에 기초하여 적어도 하나의 시맨틱 모델을 생성하는 시맨틱 모델 생성부;
    선택적으로, 상기 도메인 지식 저장부의 정보를 이용하여, 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델에서 개념 인스턴스를 구체화하고, 상기 개념 인스턴스 중 고장 개념 인스턴스들 간의 인과 관계를 이용하여 추가적인 관계 인스턴스를 추출하여 상기 적어도 하나의 시맨틱 모델의 개념 및 관계가 확장된 시맨틱 모델을 생성하는 시맨틱 모델 확장부; 및
    선택적으로, 상기 도메인 지식 저장부의 정보를 이용하여, 유사도를 기준으로 상기 확장된 시맨틱 모델을 통합하는 시맨틱 모델 통합부를 포함하는 고장 형태 영향 분석(FMEA) 문서의 시맨틱 모델 처리 장치.
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