电子电器类消费品典型故障专家知识库的构建和应用研究

徐思红 田晶晶

摘 要：本文通过对消费品产品分类和电子电器类消费品典型故障现象的分析，提出以现有的电子电器类消费品典型故障标签字典为基础建立专家知识库的思路，给出电子电器类消费品典型故障专家知识库的构建方法、体系设计、同义词扩展和故障严重度标注，以及后续专家知识库的维护和扩展。构建的电子电器类消费品典型故障专家知识库将应用于电子电器类消费品多源缺陷线索信息的标准化与归一化处理，为综合分析判定疑似缺陷案例提供科学、准确的判定依据。同时也为全品类消费品典型故障专家知识库的构建和应用奠定基础。

关键词：电子电器，典型故障，專家知识库，构建，应用

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

基金项目：本文受中央基本业务费项目“基于多源信息融合的消费品缺陷线索智能分析关键技术研究与应用”（项目编号：282022Y-9461）资助。

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

我国已经是世界消费品生产和销售大国之一，全社会对消费品质量安全的关注度越来越高。缺陷消费品召回已经是促进产品质量提升、保障消费者人身财产安全的重要措施之一。缺陷线索是发现潜在缺陷最重要的数据来源，消费品产品种类繁多、故障问题多样，消费品召回监管部门通过多渠道采集消费品缺陷线索信息，然后综合分析判定形成疑似缺陷案例。从描述不一的产品信息中确定产品，从故障描述随意、复杂的陈述中概括故障问题，即故障标签化，是综合关联分析的基础，通过日常实践积累的经验，在消费品多源缺陷线索信息的标准化与归一化处理过程中，应用故障标签字典和专家知识的方法将提高故障信息处理的效率，也为疑似缺陷案例结果的生成提供科学依据。

1 基本概念

1.1 消费品故障和缺陷基本概念

消费品故障是指一般消费品部分或完全丧失工作能力的现象，是一般消费品部件本身或组成部件之间相互连接或配合状态发生异常变化的结果。

消费品缺陷是指因设计、制造、警示等原因，致使同一批次、型号或者类别的消费品中普遍存在的危及人身、财产安全的不合理危险[1]。

消费品故障是针对某一产品或一个组成部件的偶发性问题，消费品缺陷是某一批次产品或组成部件的系统性问题。消费品故障现象作为消费品综合分析判定消费品缺陷的基础，决定着是否存在安全性问题。

1.2 消费品多源缺陷线索信息分析

建立多渠道的消费品缺陷线索采集和分析体系，以快速定位消费品潜在缺陷问题。消费品多源缺陷线索采集和分析流程如图1所示。采集的消费者投诉信息、产品安全网络舆情信息、境外召回信息、电商评价信息、国内召回信息等信息，经过数据清洗、综合分析和评估，然后生成疑似缺陷案例[2]。

1.3 专家知识库的概念

专家系统是以知识为基础的智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家的知识和经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。专家知识库是专家系统的核心基础数据。

2 消费品产品分类

2020年1月1日实施的《消费品召回管理暂行规定》明确，消费品是指消费者为生活消费需要购买、使用的产品，大到家里的电冰箱电视、小到橱柜里的锅碗瓢盆……只要是为了满足人们日常所需的物品，都是消费品。根据消费品召回主要面对的是消费者、生产者，产品分类符合人们的日常生活认知的特点，参照主流电商平台对产品的分类方式，同时总结前期消费品召回实际工作经验，消费品召回产品分类采用“由下制定，由上使用”的路径，主要按照树形结构分为四级，一级分类包括：电子电器、儿童用品、家具、家用日用品、日用纺织品和服装、食品相关产品、文教体育用品、五金建材、其他交通运输设备、其他，二级、三级、四级逐级细化。为从信息采集、信息分析直至产品召回的信息挖掘和召回大数据管理提供支撑。例如电子电器类的笔记本电脑产品分类范例如表1所示。

3 电子电器类消费品典型故障现象分析

2022年，国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心采集和分析消费品多源缺陷线索信息2.5万余条，作为信息来源之一的投诉信息是消费品疑似缺陷线索案例分析预警的主要信息源，具备信息完整、真实、数据量相对较大的特性，2022年采集和分析信息1.5万余条，各类消费品投诉信息量占比情况如图2所示。其中，电子电器类投诉信息量占83.81%。电子电器类消费品具有相较其他一般消费品价值略高、应用频率略高、安全风险略高的特点。本文以电子电器类的产品故障现象为先行研究范例，为消费品其他类故障现象研究奠定研究基础。

基于缺陷消费品召回管理工作中积累的缺陷线索以及召回案例故障现象数据分析，同时结合查找网络上消费者对故障现象的通俗描述，便于高效地分析多源缺陷线索信息，在本文研究初期已经具备了一定数量由人工通过统计分析归纳的方式定义的通用的电子电器类产品故障表现标签的数据，形成初级的“电子电器类消费品典型故障标签字典”。根据“电子电器类消费品典型故障标签字典”对2022年消费品投诉信息进行统计，电子电器类消费品的故障现象中屏幕异常、功能失效、破损/开裂、启动故障、过热、死机、充电故障、WIFI模块故障为主要故障现象，占比超过70%，基本可以涵盖消费者描述的电子电器类产品的一般故障现象，如图3所示。

以笔记本电脑为例对其典型故障现象进行统计分析，根据“电子电器类消费品典型故障标签字典”对2022年笔记本电脑投诉信息统计，屏幕异常、破损/开裂、启动故障、死机、功能失效、形变、过热、卡顿、充电故障为主要故障现象，占比超过80%，如图4所示。与电子电器类主要故障现象占比基本一致。

笔记本电脑是电子电器类投诉信息中占比较大的产品，还有其他一般性消费品，比如：手机、电视机、空调、耳机、电冰箱、洗衣机、平板电脑、显示器等，这些类的故障现象也是“电子电器类消费品典型故障标签字典”的组成部分，同时随着科技的发展，新的消费品不断出现，对应的新的产品故障也不断增多，电子电器类消费品故障标签体系的建立和日常维护扩展，在高效分析挖掘多源缺陷线索信息过程中尤为重要。

4 典型故障专家知识库的构建方法

4.1 构建方法

以缺陷消费品召回管理工作中积累的缺陷线索以及召回案例故障现象数据为基础，人工首先对每一类产品的故障现象进行统计分析归纳，整理出每一类产品故障现象标签的数据，先期称为“电子电器类消费品典型故障標签字典”，然后根据故障现象的具体描述提炼提取同义词，进行同义词扩展，基于多个特征维度对近义词表进行过滤，形成同义描述集合，丰富故障描述特征[3]，再根据故障现象的严重程度进行评级，最后通过领域专家咨询、文献查阅等补充相关知识，形成电子电器类消费品典型故障专家知识库，如图5所示。

4.2 构建体系设计

4.2.1 体系组成

消费品产品种类繁多，不同类产品的故障现象和故障等级存在较大差异，所以在消费品典型故障专家知识库构建的初期，首先确定产品分类一级，本文以电子电器类为研究基础。根据电子电器类消费品典型故障标签应用的实际工作需求，将故障标签体系分为两级，一级故障标签概括性强，便于统计；二级故障标签描述性强，便于体现具体故障，如表2所示。

4.2.2 同义词扩展

由于存在词汇的语义相似问题，每个故障现象的描述不尽相同，利用同义词扩展的方法扩展故障标签的同一故障现象的不同描述，使不同故障描述归结到一个故障标签。现阶段主要应用基于模板匹配的传统同义词扩展方法，利用构建的同义模板从积累的缺陷线索以及召回案例故障现象数据中挖掘同义词进行过滤形成同义描述集合，该方法扩展的同义词集合具有较高的准确率，然后再应用中文近义词工具包Synonyms对近义词进行检测修正和再扩展，从而形成较完备的故障标签字典。

4.2.3 故障严重度等级

按消费品故障可能产生后果的严重程度，可采用等级来划分，如表3所示。

影响消费品故障发生的影响因子包括：消费品可靠性、使用频率、采取防护措施、消费者对产品存在危险的认知、不利环境对消费品的影响等[4]。根据故障发生的可能性采用等级来划分，如表4所示。

在上述消费品故障可能产生后果的严重程度和发生的可能性等级的基础上，结合消费品领域专家的经验，综合得出消费品故障严重度等级划分，如表5所示。

4.3 专家知识库的维护和扩展

专家知识库的维护和扩展对于其发挥更大的作用有着重要意义。对电子电器类消费品典型故障专家知识库的维护和扩展包括两个方面[5]。

（1）通过领域专家咨询、文献查阅等补充相关知识，对知识库的内部数据进行更新和补充，比如不断增加新的故障标签、完善标签同义词、修正故障严重度等级等。

（2）对知识库的构建体系进行优化，比如便于应用的标签分级设置优化、故障标签对应严重度等级的匹配方式等。

5 应 用

电子电器类消费品典型专家知识库应用于电子电器类消费品潜在缺陷预测中，消费品多源缺陷线索信息中对于产品故障的描述文字量长短不一、表述随意多样化、故障问题多，针对这些复杂的内容，只有通过数据归纳，减少数据分析的信息量才能在分析挖掘的过程中提高效率。构建消费品典型故障专家知识库可一定程度上解决数据清洗和综合分析环节的上述问题，将复杂的数据标准化、归一化处理，使得数据挖掘更为高效、科学；应用消费品典型故障专家知识库的故障等级为综合分析判定疑似缺陷案例提供科学、准确的判定依据。

6 结 语

电子电器类消费品典型故障专家知识库是电子电器类消费品多源缺陷线索信息处理和分析的知识工具，也是疑似缺陷案例的判定支撑依据，但由于消费品产品类别多、产品故障问题复杂，以下后续工作还有待开展：

（1）以电子电器类消费品典型故障专家知识库的建立和应用为基础，构建全品类消费品典型故障专家知识库。

（2）消费品典型故障专家知识库的智能化应用，通过同义词自动标注典型故障标签。

（3）实现消费品典型故障专家知识库的自我学习能力。

参考文献

[1]《消费品召回管理暂行规定》（2019年國家市场监督管理总局令第19号）[Z].

[2]徐思红，田晶晶.消费品缺陷线索分析方法研究与应用[J].标准科学，2023（6）：102-106.

[3]姜肇财，宋黎，王雯.基于电商评论信息的产品故障标签体系构建研究[J].标准科学，2021（12）：128-131.

[4]全国产品缺陷与安全管理标准化技术委员会.消费品召回-电子电器风险评估：GB/T 39063-2020[S].北京：中国标准出版社，2020.

[5]孙磊.基于通信缺陷管理的专家知识库构建[J].电力系统通信.2010，31（2）：30-32.

作者简介

徐思红，工程师，主要研究方向为缺陷信息、舆情信息、缺陷产品召回信息等综合数据分析。

田晶晶，高级工程师，主要研究方向为缺陷产品召回信息管理、数据挖掘应用等。

（责任编辑：张佩玉）