電子電器類消費品典型故障專家知識庫的構建和應用研究

徐思紅 田晶晶

摘 要：本文通過對消費品產品分類和電子電器類消費品典型故障現象的分析，提出以現有的電子電器類消費品典型故障標簽字典為基礎建立專家知識庫的思路，給出電子電器類消費品典型故障專家知識庫的構建方法、體系設計、同義詞擴展和故障嚴重度標注，以及后續專家知識庫的維護和擴展。構建的電子電器類消費品典型故障專家知識庫將應用于電子電器類消費品多源缺陷線索信息的標準化與歸一化處理，為綜合分析判定疑似缺陷案例提供科學、準確的判定依據。同時也為全品類消費品典型故障專家知識庫的構建和應用奠定基礎。

關鍵詞：電子電器，典型故障，專家知識庫，構建，應用

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.19.010

基金項目：本文受中央基本業務費項目“基于多源信息融合的消費品缺陷線索智能分析關鍵技術研究與應用”（項目編號：282022Y-9461）資助。

Research on the Construction and Application of Expert Knowledge Base for Typical Faults of Electronic and Electrical Consumer Goods

XU Si-hong TIAN Jing-jing

（China National Institute of Standardization）

Abstract： This paper analyzes the classifi cation of consumer goods and typical faults of electronic and electrical consumer goods， and proposes the idea of establishing an expert knowledge base based on the existing typical fault label dictionary of electronic and electrical consumer goods. It provides the construction method， system design， synonym extension， and fault severity annotation of the expert knowledge base for typical faults of electronic and electrical consumer goods， as well as the maintenance and expansion of the subsequent expert knowledge base. The expert knowledge base for typical faults of electronic and electrical consumer goods constructed will be applied to the standardization and normalization of multisource defect clue information in electronic and electrical consumer goods， providing scientifi c and accurate judgment basis for comprehensive analysis and judgment of suspected defect cases. At the same time， it also lays the foundation for the construction and application of the expert knowledge base for typical faults of all categories of consumer goods.

Keywords： electronic appliances， typical fault， expert knowledge base， construction， application

0 前 言

我國已經是世界消費品生產和銷售大國之一，全社會對消費品質量安全的關注度越來越高。缺陷消費品召回已經是促進產品質量提升、保障消費者人身財產安全的重要措施之一。缺陷線索是發現潛在缺陷最重要的數據來源，消費品產品種類繁多、故障問題多樣，消費品召回監管部門通過多渠道采集消費品缺陷線索信息，然后綜合分析判定形成疑似缺陷案例。從描述不一的產品信息中確定產品，從故障描述隨意、復雜的陳述中概括故障問題，即故障標簽化，是綜合關聯分析的基礎，通過日常實踐積累的經驗，在消費品多源缺陷線索信息的標準化與歸一化處理過程中，應用故障標簽字典和專家知識的方法將提高故障信息處理的效率，也為疑似缺陷案例結果的生成提供科學依據。

1 基本概念

1.1 消費品故障和缺陷基本概念

消費品故障是指一般消費品部分或完全喪失工作能力的現象，是一般消費品部件本身或組成部件之間相互連接或配合狀態發生異常變化的結果。

消費品缺陷是指因設計、制造、警示等原因，致使同一批次、型號或者類別的消費品中普遍存在的危及人身、財產安全的不合理危險[1]。

消費品故障是針對某一產品或一個組成部件的偶發性問題，消費品缺陷是某一批次產品或組成部件的系統性問題。消費品故障現象作為消費品綜合分析判定消費品缺陷的基礎，決定著是否存在安全性問題。

1.2 消費品多源缺陷線索信息分析

建立多渠道的消費品缺陷線索采集和分析體系，以快速定位消費品潛在缺陷問題。消費品多源缺陷線索采集和分析流程如圖1所示。采集的消費者投訴信息、產品安全網絡輿情信息、境外召回信息、電商評價信息、國內召回信息等信息，經過數據清洗、綜合分析和評估，然后生成疑似缺陷案例[2]。

1.3 專家知識庫的概念

專家系統是以知識為基礎的智能計算機程序系統，其內部含有大量的某個領域專家的知識和經驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域問題。專家知識庫是專家系統的核心基礎數據。

2 消費品產品分類

2020年1月1日實施的《消費品召回管理暫行規定》明確，消費品是指消費者為生活消費需要購買、使用的產品，大到家里的電冰箱電視、小到櫥柜里的鍋碗瓢盆……只要是為了滿足人們日常所需的物品，都是消費品。根據消費品召回主要面對的是消費者、生產者，產品分類符合人們的日常生活認知的特點，參照主流電商平臺對產品的分類方式，同時總結前期消費品召回實際工作經驗，消費品召回產品分類采用“由下制定，由上使用”的路徑，主要按照樹形結構分為四級，一級分類包括：電子電器、兒童用品、家具、家用日用品、日用紡織品和服裝、食品相關產品、文教體育用品、五金建材、其他交通運輸設備、其他，二級、三級、四級逐級細化。為從信息采集、信息分析直至產品召回的信息挖掘和召回大數據管理提供支撐。例如電子電器類的筆記本電腦產品分類范例如表1所示。

3 電子電器類消費品典型故障現象分析

2022年，國家市場監督管理總局缺陷產品管理中心采集和分析消費品多源缺陷線索信息2.5萬余條，作為信息來源之一的投訴信息是消費品疑似缺陷線索案例分析預警的主要信息源，具備信息完整、真實、數據量相對較大的特性，2022年采集和分析信息1.5萬余條，各類消費品投訴信息量占比情況如圖2所示。其中，電子電器類投訴信息量占83.81%。電子電器類消費品具有相較其他一般消費品價值略高、應用頻率略高、安全風險略高的特點。本文以電子電器類的產品故障現象為先行研究范例，為消費品其他類故障現象研究奠定研究基礎。

基于缺陷消費品召回管理工作中積累的缺陷線索以及召回案例故障現象數據分析，同時結合查找網絡上消費者對故障現象的通俗描述，便于高效地分析多源缺陷線索信息，在本文研究初期已經具備了一定數量由人工通過統計分析歸納的方式定義的通用的電子電器類產品故障表現標簽的數據，形成初級的“電子電器類消費品典型故障標簽字典”。根據“電子電器類消費品典型故障標簽字典”對2022年消費品投訴信息進行統計，電子電器類消費品的故障現象中屏幕異常、功能失效、破損/開裂、啟動故障、過熱、死機、充電故障、WIFI模塊故障為主要故障現象，占比超過70%，基本可以涵蓋消費者描述的電子電器類產品的一般故障現象，如圖3所示。

以筆記本電腦為例對其典型故障現象進行統計分析，根據“電子電器類消費品典型故障標簽字典”對2022年筆記本電腦投訴信息統計，屏幕異常、破損/開裂、啟動故障、死機、功能失效、形變、過熱、卡頓、充電故障為主要故障現象，占比超過80%，如圖4所示。與電子電器類主要故障現象占比基本一致。

筆記本電腦是電子電器類投訴信息中占比較大的產品，還有其他一般性消費品，比如：手機、電視機、空調、耳機、電冰箱、洗衣機、平板電腦、顯示器等，這些類的故障現象也是“電子電器類消費品典型故障標簽字典”的組成部分，同時隨著科技的發展，新的消費品不斷出現，對應的新的產品故障也不斷增多，電子電器類消費品故障標簽體系的建立和日常維護擴展，在高效分析挖掘多源缺陷線索信息過程中尤為重要。

4 典型故障專家知識庫的構建方法

4.1 構建方法

以缺陷消費品召回管理工作中積累的缺陷線索以及召回案例故障現象數據為基礎，人工首先對每一類產品的故障現象進行統計分析歸納，整理出每一類產品故障現象標簽的數據，先期稱為“電子電器類消費品典型故障標簽字典”，然后根據故障現象的具體描述提煉提取同義詞，進行同義詞擴展，基于多個特征維度對近義詞表進行過濾，形成同義描述集合，豐富故障描述特征[3]，再根據故障現象的嚴重程度進行評級，最后通過領域專家咨詢、文獻查閱等補充相關知識，形成電子電器類消費品典型故障專家知識庫，如圖5所示。

4.2 構建體系設計

4.2.1 體系組成

消費品產品種類繁多，不同類產品的故障現象和故障等級存在較大差異，所以在消費品典型故障專家知識庫構建的初期，首先確定產品分類一級，本文以電子電器類為研究基礎。根據電子電器類消費品典型故障標簽應用的實際工作需求，將故障標簽體系分為兩級，一級故障標簽概括性強，便于統計；二級故障標簽描述性強，便于體現具體故障，如表2所示。

4.2.2 同義詞擴展

由于存在詞匯的語義相似問題，每個故障現象的描述不盡相同，利用同義詞擴展的方法擴展故障標簽的同一故障現象的不同描述，使不同故障描述歸結到一個故障標簽。現階段主要應用基于模板匹配的傳統同義詞擴展方法，利用構建的同義模板從積累的缺陷線索以及召回案例故障現象數據中挖掘同義詞進行過濾形成同義描述集合，該方法擴展的同義詞集合具有較高的準確率，然后再應用中文近義詞工具包Synonyms對近義詞進行檢測修正和再擴展，從而形成較完備的故障標簽字典。

4.2.3 故障嚴重度等級

按消費品故障可能產生后果的嚴重程度，可采用等級來劃分，如表3所示。

影響消費品故障發生的影響因子包括：消費品可靠性、使用頻率、采取防護措施、消費者對產品存在危險的認知、不利環境對消費品的影響等[4]。根據故障發生的可能性采用等級來劃分，如表4所示。

在上述消費品故障可能產生后果的嚴重程度和發生的可能性等級的基礎上，結合消費品領域專家的經驗，綜合得出消費品故障嚴重度等級劃分，如表5所示。

4.3 專家知識庫的維護和擴展

專家知識庫的維護和擴展對于其發揮更大的作用有著重要意義。對電子電器類消費品典型故障專家知識庫的維護和擴展包括兩個方面[5]。

（1）通過領域專家咨詢、文獻查閱等補充相關知識，對知識庫的內部數據進行更新和補充，比如不斷增加新的故障標簽、完善標簽同義詞、修正故障嚴重度等級等。

（2）對知識庫的構建體系進行優化，比如便于應用的標簽分級設置優化、故障標簽對應嚴重度等級的匹配方式等。

5 應 用

電子電器類消費品典型專家知識庫應用于電子電器類消費品潛在缺陷預測中，消費品多源缺陷線索信息中對于產品故障的描述文字量長短不一、表述隨意多樣化、故障問題多，針對這些復雜的內容，只有通過數據歸納，減少數據分析的信息量才能在分析挖掘的過程中提高效率。構建消費品典型故障專家知識庫可一定程度上解決數據清洗和綜合分析環節的上述問題，將復雜的數據標準化、歸一化處理，使得數據挖掘更為高效、科學；應用消費品典型故障專家知識庫的故障等級為綜合分析判定疑似缺陷案例提供科學、準確的判定依據。

6 結 語

電子電器類消費品典型故障專家知識庫是電子電器類消費品多源缺陷線索信息處理和分析的知識工具，也是疑似缺陷案例的判定支撐依據，但由于消費品產品類別多、產品故障問題復雜，以下后續工作還有待開展：

（1）以電子電器類消費品典型故障專家知識庫的建立和應用為基礎，構建全品類消費品典型故障專家知識庫。

（2）消費品典型故障專家知識庫的智能化應用，通過同義詞自動標注典型故障標簽。

（3）實現消費品典型故障專家知識庫的自我學習能力。

參考文獻

[1]《消費品召回管理暫行規定》（2019年國家市場監督管理總局令第19號）[Z].

[2]徐思紅，田晶晶.消費品缺陷線索分析方法研究與應用[J].標準科學，2023（6）：102-106.

[3]姜肇財，宋黎，王雯.基于電商評論信息的產品故障標簽體系構建研究[J].標準科學，2021（12）：128-131.

[4]全國產品缺陷與安全管理標準化技術委員會.消費品召回-電子電器風險評估：GB/T 39063-2020[S].北京：中國標準出版社，2020.

[5]孫磊.基于通信缺陷管理的專家知識庫構建[J].電力系統通信.2010，31（2）：30-32.

作者簡介

徐思紅，工程師，主要研究方向為缺陷信息、輿情信息、缺陷產品召回信息等綜合數據分析。

田晶晶，高級工程師，主要研究方向為缺陷產品召回信息管理、數據挖掘應用等。

（責任編輯：張佩玉）