用于模型要素标识的系统和方法

专利名称：用于模型要素标识的系统和方法
技术领域：
本申请涉及用于访问在基于计算机的数据库系统中存储的信息的自动 知识搜索的系统和方法。更为具体地，本申请涉及基于对整体-部分(即，部 分论)关系和相关功能关系的数据库中所包含的信息的访问而进行的知识 搜索。
背景技术：
通过自动化来提高效率的总体趋势在很大程度上还没有触及组织内的 创新过程。促进创新思想的传统模型是通过应用心理学技术，比如头脑风 暴。这些技术对所述过程带来的改进有限。
近年来，己经出现大量基于计算机的技术，其可以被正在考虑创造或 改进设备、过程或其它系统的研究者或设计者应用。这些技术可以被称为 "问题分析工具"。
问题分析工具通过使得用户能够考虑复杂系统和确定应该解决的离散
问题(discreteproblem)来帮助用户。这些工具通过提供基于计算机的接口来 完成这一目的，所述基于计算机的接口有助于应用完全理解的问题分析方 法，所述问题分析方法包括，但不限于，根本原因分析、TRIZ("发明问题 解决理论"的俄语縮写)、价值工程、系统功能分析和系统基准评价 (benchmarking)。 TRIZ是一种基于方法学、工具集、知识库和基于模型的 技术，用于产生创新理念和问题解决方案。被称为TechOptimizerW的此种 工具的一个例子是由位于马萨诸塞州的波士顿的发明机器公司(Invention Machine Corporation)销售的计算机系统。在美国专利No. 6，056，428和美国 专利No. 6,202,043中部分地描述了 TechOptimizer 中用来帮助问题分析的 技术。在位于马萨诸塞州的波士顿的发明机器公司(Invention Machine Corporation)的TechOptimizer 用户指南第4版中完整地描述了在这两个专 利中所公开的系统。TechOptimizer 软件包包括允许用户构建设计和/或技术过程的系统 功能模型的模块，以执行对所述设计和/或技术过程的价值诊断，确定所述 设计和/或技术过程的更好(例如，更高的价值)的配置，以及确定为了实现 这种新配置必须解决什么问题。
问题分析工具的关键缺陷在于，在问题分析工具大大地有助于对要解 决的特定问题的确定的同时，此种工具的用户需要拥有关于当前问题的知 识，以便充分地描述所述问题或存在所述问题的系统。在2005年11月14 曰提交的名称为"System and Method for Problem Analysis "的美国专利申请 No. 11/273137中，公开了一种用于向用户提供特定相关信息，以帮助对问 题进行建模的方法，其中分析的原理方面是因果关系，并且其中原因或结 果语句被自动地重新表达为自然语言查询。向数据库提交所述查询，并且 返回所述査询结果，从而大大地促进了确定相关因果数据的过程。
然而，在使用问题分析工具时存在一类情形，其使得这些工具的使用 困难，并且不能依从(yieldto)上述技术。在这些情形下，研究者或设计者必 须考虑正在被检验的系统的特性。所述正在被检验的系统是否包含设备、 过程、组织或任何其它类型的自然或人工系统，所述研究者或设计者必须 理解所述系统的组成、它的构成组件、以及这些组件之间的交互。这种理 解帮助将研究者引导到对所述问题的更深理解，并且随后对解决方案概念 的更深理解。
通过考虑通常被称为"系统功能建模"的系统分析的方法的过程，可 以容易地实现这。在这种分析过程中，研究者可以开始于对处于调査下的 系统的陈述，例如"挤奶凳(milkingstool)"。研究者随后将考虑该挤奶凳系 统的组件是什么凳腿、底座、手柄、农夫、奶牛、地板、挤奶桶。研究 者随后将针对该系统的每对组件，考虑所述组件之间的功能交互是什么。 例如，可以确定的是，底座和农夫之间的交互是该底座支撑该农夫。研究 者将继续进行重复分析，直到己经确定并分类所有已知的交互为止。随后 可以使用价值工程分析的完全理解原理，来洞察每个组件对整个系统的相 对价值贡献。这种类型的分析非常有效，并且被广泛使用。然而，它也是 困难的，因为研究者没有定义明确的方法来确定所述系统的组件和它们的 功能交互。结果是，所述方法大大依赖于个人专业知识。在被通常称为"系统思考"的分析方法中可以看到类似的问题。在该方法中，专业人员确定过程系统的部件，并且使用所述系统的动态特性，
以确定要素(elemem)之间的交互以及寻找因果循环。正如同研究者执行系统功能建模分析的情形，系统思考研究者依赖于个人专业知识来确定任何特定系统的组件和交互。
在这两种情形中，用户必须构建系统模型，并且使用他或她的专业知识来确定所述系统的组件和这些组件之间的交互。如果该用户不具有足够的专业知识，则该用户必须通过使用可用于发现有用信息的无论何种措施来进行独立的研究。这些措施可以包括使用书、国际搜索引擎、私人数据订购服务、内部企业门户、或相关技术信息的其它来源。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种问题分析方法，用于确定系统的
要素。所述方法包括提供系统要素存储设备，所述系统要素存储设备包括系统模型的机器可读表示，所述系统模型包括系统要素；从至少一个系统模型中提取系统要素，并且根据所述系统要素自动地表达査询；使用查询，在一个或多个知识库中搜索对形成所述系统要素有用的组件要素；以及进行对于用于形成所述查询的所述系统要素相关联的所述组件要素的存储和显示中的至少之一。
所述方法还包括在表达所述查询之前，将所述系统要素归类为整
体-部分关系中的整体要素，实体-关系-实体关系中的实体要素，实体-关系-实体关系中的一对实体要素，或者实体-关系-实体关系中的关系要素。
在所述一个或多个知识库中进行搜索可以包括向知识搜索引擎提交所述查询，并且将所述查询格式化为与所述知识搜索引擎兼容。
对所述查询进行格式化可以包括将所述查询格式化为自然语言查询、
布尔(Boolean)査询、关键字查询、或者符合数据库管理系统的查询语法的査询。
所述知识搜索引擎可以包括语义索引和搜索工具，并且所述一个或多个知识库包括语义分析知识库。
所述系统模型可以包括设备功能模型，并且所述组件要素可以包括一个或多个设备组件要素。
所述系统模型可以包括过程功能模型，并且所述组件要素可以包括一个或多个过程组件要素。
所述一个或多个知识库可以包括从由下述知识库组成的组中选出的一个或多个知识库 一个或多个可本地访问的知识库、 一个或多个包含共同
知识(corporate knowledge)的知识库、以及一个或多个可公开访问的知识库。所述方法还可以包括表示与一个或多个其它系统要素地理链接的系统元素。
所述一个或多个知识库可以包括一个或多个部分论'(mereology)和功能
关系数据库。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括在至少一个存储设备上存储的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令可以被至少一个处理器执行来执行用于确定系统的要素的问题分析方法。所述方法包括提供系统要素存储设备，所述系统要素存储设备包括系统模型的机器可读表示，所述系统模型包括系统要素；从至少一个系统模型中提取系统要素，并且通过转换所述系统要素自动地表达查询；使用査询，在一个或多个知识库中搜索对形成所述系统要素有用的组件要素；以及进行对与用于形成所述查询的所述系统要素相关联的所述组件要素的存储和显示中至少之一。
所述方法还包括在表达所述查询之前，将所述系统要素归类为整
体-部分关系中的整体要素，实体-关系-实体关系中的实体要素，实体-关系-实体关系中的一对实体要素，或者实体-关系-实体关系中的关系要素。所述一个或多个知识库可以包括一个或多个部分论和功能关系数据库。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于系统建模的问题分析系统。
所述系统包括要素存储设备，所述要素存储设备包括系统模型的机器可读表示，所述系统模型包括系统要素；查询表达器，用于从至少一个系统模型中提取系统要素，并且根据所述系统要素自动地表达査询；知识搜索引擎，用于接收所述查询，并且在一个或多个知识库中搜索对形成所述系统要素有用的组件要素。所述查询表达器还可以被配置来在表达所述查询之前，将所述系统要素归类为整体-部分关系中的整体要素，实体-关系-实体关系中的实体要素，实体-关系-实体关系中的一对实体要素，或者实体-关系-实体关系中
的关系要素。
所述査询表达器可以被配置来将所述查询格式化为与所述知识搜索引擎兼容。
所述查询表达器可以被配置来将所述查询格式化为自然语言查询、布尔査询、关键字査询、或者符合数据库管理系统的查询语法的查询。
所述知识搜索引擎可以包括语义索引和搜索工具，并且所述一个或多个知识库包括一个或多个语义分析知识库。
所述系统还可以包括一个或多个功能建模工具。
所述一个或多个功能建模工具可以包括设备功能建模工具，并且所述组件要素可以包括至少一个设备组件要素。
所述一个或多个功能建模工具可以包括过程功能建模工具，并且所述组件要素可以包括至少一个过程组件要素。
所述一个或多个知识库可以包括从由下述知识库组成的组中选出的一个或多个数据库 一个或多个可本地访问的数据库、 一个或多个包含共同知识的知识库、以及一个或多个可公开访问的数据库。
所述系统还可以包括在计算机可读存储介质中存储的计算机程序，所述计算机程序由计算机系统执行。所述计算机系统可以包括 一个或多个计算机处理单元(element); —个或多个显示设备； 一个或多个用户输入设备；以及用于与所述一个或多个知识库通信的通信单元。
所述系统可以被配置来在所述一个或多个显示设备上生成用户交互显示屏，所述用户交互显示屏被配置来表示与一个或多个其它系统要素地理链接的系统元素。
所述一个或多个知识库可以包括一个或多个部分论和功能关系数据库。


图1示出了根据现有技术的用于使用设备功能建模来对工程系统进行分析的用户接口的实施例；
图2示出了根据本发明的各方面的使用设备功能建模的系统建模所使 用的用户接口的实施例；
图3示出了根据本发明的各方面的使用设备功能建模的系统建模所使 用的另一用户接口的实施例；
图4示出了根据本发明的各方面的可位于系统的设备功能建模中的用 户接口白勺实方包例；
图5是根据本发明的各方面的问题分析系统的实施例的高级体系架构
图6是根据本发明的各方面的问题分析系统的流程图； 图7示出了根据本发明的各方面的用于问题分析的硬件实现的实施例 的体系架构图。
具体实施例方式
尽管在本文中术语第一、第二等可以被用来描述各个要素，但是将理 解的是，这些要素不应该受限于这些术语。这些术语被用来将一个要素与 另一要素区分开，而不是用来暗含要素的要求顺序。例如，第一要素也可 以被称为第二要素，以及，类似地，第二要素也可以被称为第一要素，而 不会背离本发明的范围。如本文所使用的，术语"和/或"包括一个或多个 所述相关的所列出的项中的任何一个和所有组合。
本文所使用的术语仅仅用于描述特定实施例，而不是意在限制本发明。 如本文中所使用的，单数形式"一"和"所述"意在还包括复数形式，除 非上下文以其它方式明确地指出。还将明白的是，当在本文中使用时，术 语"包含"和/或"包括"指定存在所述的特征、步骤、操作、单元和/或组 件，但是并不排除存在或添加一个或多个其它的特征、步骤、操作、单元、 组件、和/或其组合。 '
图5示出了根据本发明的实施例的问题分析系统的高级体系架构图。 图5中所描述的系统10包括系统建模工具20，即用于系统建模的工具， 比如下面另外详细描述的图1中所描述的工具；系统要素存储设备30，其 包括系统模型的机器表示，所述系统模型包含系统要素；查询表达器40，其执行査询表达和提交；知识搜索引擎50，其包括所选择的一个或多个知 识搜索引擎；以及可搜索知识数据库60，比如部分论和功能关系数据库。
所述系统建模工具20提供对特定系统进行建模的功能，从而导致与正 在被建模的多个系统或所述系统对应的一个或多个系统模型的机器可读表 示，每个系统模型包括系统要素。所述系统要素存储设备30包含所述机器 可读系统模型表示，所述机器可读系统模型表示还可以进一步根据本发明 的实施例进行处理。所述查询表达器40从所述系统要素存储设备30中的 模型中提取特定系统要素，并且将所述系统要素转换为在从部分论和功能 关系数据库60中提供信息时知识搜索引擎50所使用的查询。这些査询在 部分论和功能关系数据库60中搜索对形成所述系统要素有用的组件要素， 例如，满足系统要素的要求的组件要素。
图6示出了更为具体地例示根据本发明的实施例的处理步骤的流程图。 系统要素存储设备30包含系统模型，所述系统模型包含一个或多个系统要 素。每个系统要素可以包括系统模型的上下文内的一个或多个组件，例如， 用于执行一个或多个功能的部件，并且每个系统要素可以具有与其它系统 要素之间的特定的已知关系。所有这些可以存储在系统要素存储设备30中。
査询表达器40可以包括要素提取器32，所述要素提取器32被配置来 从系统要素存储设备30中确定完成一组系统目的所要求的特定系统要素。 要素提取器32对所述系统要素进行处理，以提取关键组件要素。要素提取 器32可以提取组件要素的名称或由与至少一个系统要素相关的组件要素执 行的功能的名称。所述组件要素可以形成在所述系统模型中表示的实体-关 系-实体关系中的一部分。如图1所示，实体-关系-实体关系的一个例子是 /m7w race-w/少or"to/f(内部的轴承圈-支撑-轴承)。图5和图6中的公开不
是先前公知的，而图1示出了根据现有技术的使用设备功能建模来分析工 程系统的用户接口的实施例。
所述查询表达器40还可以包括査询组装器34，所述查询组装器34被 配置来对所述关键系统要素进行组装，以产生査询42。在本实施例中，产 生所述查询可以包括将所述查询格式化为自然语言查询'、布尔査询、关键 字查询、或者符合数据库管理系统的查询语法的查询。所述查询随后被提 交给知识搜索引擎50(如图5中所示)，所述知识搜索引擎50实现在数据库
1360(比如，语义索引数据库)中搜索与所述查询相关的信息。对所述查询的响
应可以被以图形或文本格式自动地提供给用户。
本发明的实施例通过提供对与要分析的系统相关的系统要素进行分析 和处理的能力，增强对各种问题系统建模工具的使用，作为现有问题分析 工具或系统之上和之外的改进。例如，可以通过访问在用户的本地知识领 域之外的知识库，来提供在问题分析方面的改进。此种实施例可以包括一 个或多个设备功能建模工具和过程功能建模工具，其被配置来产生系统模 型。 '
如上述参照图5所指示，知识搜索引擎50用于从数据库60中提取信 息。所述知识搜索引擎50包括一个或多个知识搜索工具(还被通常称为数 据库查询工具)，其便于对基于计算机的数据库系统中所存储的信息的有效 访问，所述基于计算机的数据库系统比如为由数据库60所表示的数据库系 统。在可适用时，知识搜索工具和由其搜索的数据库在本文中被统称为知 识库。用户能够通过向知识搜索工具呈现采用合适的形式(例如，自然语言 或布尔表达式)的正确构建的查询，定位相关信息，所述知识搜索工具搜索 数据库并获得结果。所述知识搜索工具通过构建结果集来对所输入的查询 进行响应，所述结果集包括满足所述知识搜索工具所施加的相关性标准的 信息的列表。
此种知识搜索工具的一个例子是由位于马萨诸塞州的波士顿的发明机 器公司(Invention Machine Corporation)销售的被称为Goldfire Intelligence 的基于计算机的系统。在美国专利No. 6,167,370中部分描述了在该工具中 所使用的技术，在此将上述专利的内容引入，作为参考。本发明的实施例 使用在美国专利No. 6,167,370中描述的语义索引和搜索技术，以执行知识 搜索。对于本领域技术人员而言，显而易见的是，可以在替换实施例中使 用任何其它知识搜索工具。
如上所示，所述查询表达器40向所述知识搜索引擎50提供查询，以 从数据库60中提取信息。在一个实施例中，系统要素的机器表示被用作用 来构建查询的关键要素的源。查询表达器40所采取的动作的类型可以由参 照图1和2中所描述的问题分析工具的实例示出。
图1例示了使用设备功能建模来进行系统建模。图1示出了上述Goldfire Innovator 程序的显示屏。在图1中，示出了被公知为roller bearing(滚子轴承)的设备的功能模型。被标签为"grease"的方框101表示 执行功能"lubricate(润滑)"的系统要素的组件要素，所述功能"lubricate" 影响组件要素"roller(滚子)"，所述方框101通过被标签为"lubricate"的 箭头连接到被标签为"roller"的方框103。
图2、 4和5示出了本发明的实施例如何帮助确定和构建该设备功能模 型的系统要素。在图2中，部件查找器窗口 120提供所提议的组件要素， 作为系统模型的系统要素，所提议的组件要素表示整个系统"rollerbearing" 的可能部件。基于对系统要素标识(identification) "roller bearing"的解释， 所述查询表达器40构建要被提交给知识搜索引擎60的'知识搜索工具的查 询"roller bearing"。通过将所述系统要素转化为自然语言查询、关键字查 询、或者符合数据库管理系统的查询语法的查询来进行自动重新表达，形 成所述查询。在部件査找器窗口 120的设备文本方框部分122中，所述査 询被示出为"roller bearing",作为自然语言査询。所述窗口还允许用户进 行配置，以例如重写所述查询以及限制所述搜索。
图2还示出了利用自然语言查询"rollerbearing"来对所述知识库进行 查询的结果，其采用问题分析结果的形式。基于所述查询的相关的可能结 果从所述知识库中获得，并且在所述查询下方的子面板124中列出。
可以响应于查询而访问各种类型的知识库，并且这些知识库可以驻留 在各个位置上。例如，这些知识库可以驻留在三个可能的位置中的一个或 多个上。 一组知识库可以包含在用户自己的计算机存储器中，或者便携式 存储器设备中，比如在用户的位置处可以访问的CD。另一组知识库可以是 共同知识，其通常在驻留在组织内或可由组织内的用户专门访问的一个或
多个服务器上，所述组织比如为企业。另一组知识库可以是可被公开访问 的搜索引擎和数据库，比如，GoogleTM(—种搜索引擎)、美国专利和商标局 专利集(一种可搜索的数据库)。
图2示出了两种类型的知识库的实例，所述两种类型的知识库可以被 访问来在分析问题时帮助用户。所述子面板124示出"Components found in knowledge bases(在知识库中找到的组件)"和"Device models found in the repository(在仓库中找到的设备模型)"。已经被语义索引的常用文档仓库提供"Components found in knowledge bases"。从仓库模型中提供"Device models found in the repositoiy"，所述仓库模型包含由用户执行的现有系统 建模分析的所存储的模型。因此，本发明的实施例允许通过更为普通的知 识和更为具体的知识来支持系统建模，所述更为普通的知识由常用文档仓 库表示，所述更为具体的知识影响(levemge)在仓库模型中捕获的过去分析。
而且，如图2中所示，所述用户可以通过激活选择指示器126来选择 将哪个所建议的组件要素包括在所述系统模型中。所述选择导致所选择的 组件要素被放置在所述系统模型(model canvas)中，如图3中所示。例如， 在面板"Components found in knowledge bases"中选择组件要素"inner race" 和"outer race",并且该组件要素"inner race"和"outer race"出现在图3 中的系统模型300中。
在图4中，功能搜索窗口 140提供所提议的关系要素，所述关系要素 表示系统组件要素之间的可能的功能交互。在图4中，子面板142向所提 议的组件要素提供正在检验的组件，在本例中为"grease",被已知起作用， 所述组件要素表示系统的要素。基于对所选择的组件"grease"的解释，通 过将所述系统要素转换为自然语言查询来自动地进行重新表达，所述系统 将所述査询"grease"构建为要提交给知识搜索工具的查询。在功能搜索窗 口 140的组件文本方框部分144中示出了所述査询。针对所给出的一对组 件要素"grease"和"roller",所述子面板146提供了已知交互的列表和这 些交互的结果。基于对所选择的组件"grease"和"roller"的解释，通过将 所述系统要素转换为自然语言査询来自动地进行重新表达，所述系统将所 述査询"grease"和"roller"构建为要提交给知识搜索工具的查询。
图4还示出了利用自然语言查询"grease"来对知识库进行查询的结果。 这个搜索可以是通过点击一个图标来选择特定系统要素并通过点击一个图 标来请求帮助确定与其它系统要素之间的可能的交互来触发。所述软件还 允许用户进行配置，以例如重写所述查询以及限制所述搜索。图4示出了 完整的搜索，其中在所述查询下方的子面板142中列出了来自所述知识库 的相关的可能系统要素结果。
图4还示出了利用自然语言查询"grease and roller"来对知识库60进 行査询的结果。这个搜索可以是通过点击子面板142中的组件名称"roller"来选择系统要素"roller"并请求帮助确定与系统组件"grease"之间的可能 的交互来触发。图4示出了完整的搜索，其中在子面板146中列出了来自 所述知识库的相关的可能交互结果。用户随后还可以选择来捕获所述系统 的功能模型中的特定交互。
对于本领域技术人员而言，显而易见的是，在替换实施例中，用于从 给定系统建模工具的机器表示中提取关键查询要素的特定机制将随着工具 变化而变化，如同用于构建自动形成的査询的机制将随着工具变化而变化。 例如，图4描述了与使用自动进行设备功能建模的系统建模工具的结果对 应的图形表示。在这种情形下，设备功能建模的结果具有作为有向图的机 器表示，其中该图的每个节点表示组件要素，而该图的每条边(被示出为连 接节点的箭头)表示由该边连接的节点(即，组件要素)之间的功能交互。两 个节点和连接边的组合也被称为"实体-功能-实体关系"。
在这种情形下，每个系统要素的机器表示包括结构良好的自然语言片 段。因此，如果用户希望理解组件"grease"和"roller"的可能的功能关系， 因为用户具有通过选择节点"grease"和"roller"来确定系统的功能要素的 假定目标，所以用户向所述程序指派创建所述查询的表达的任务，在所述 査询的表达中，所述节点被转化为所述查询语句。所述系统通过提取所述 关键组件数据并生成形式为"grease and roller"的査询来完成这，其中 "grease"是对组件要素"roller"起作用的系统的组件要素。
本发明的实施例可以应用于设备功能建模的上下文中，比如图1中所 示的上下文。如上所简单讨论的，当用户与要确定相关系统要素的系统一 起存在时，可以使用设备功能建模。对于本领域技术人员而言，将显而易 见的是，针对设备功能建模所例示的所述方法同样适用于在过程功能建模 的上下文中的本发明的实施例。在所述过程功能建模上下文中，系统建模 包括确定潜在的操作(作为组件要素)和这些操作之间的交互(即，关系要 素)，所述潜在的操作包括过程。因此，在设备功能建模和过程功能建模的 上下文中，作为系统建模的不同方案的实例，本发明的实施例支持针对确 定系统要素的分析，所述系统要素包括组件要素和关系要素。本领域技术 人员将理解的是，本发明的实施例还可以应用于其它建模技术，而不局限 于设备功能建模和过程功能建模。本发明的实施例可以在典型的计算机系统中实现，比如图7中示出的 系统400。计算机系统400包括至少一个处理单元401、显示器403、输入 设备405、到数据库407的链接，所述数据库407提供必须的信息，以提供 对查询的响应。数据库407可以经由远程网络410、本地网412或两者的组 合访问，所述远程网络410例如为广域网或因特网，所述本地网412例如 为企业网或局域网。
计算机系统400的功能可以采用计算机指令或程序代码的形式，所述 计算机指令或程序代码可以由一个或多个计算机、微处理器、微控制器或 其它处理设备(比如处理单元401)执行。用于实现系统功能的计算机可执行 指令可以驻留在处理单元401上的存储器中，或者可以通过软盘、硬盘、 紧凑盘(CD)、数字通用盘(DVD)、只读存储器(ROM)、服务器或任何其它 存储介质提供给所述处理设备。
由于事实是，通过使用系统建模工具而确定的对系统建模所需要的相 关知识通常存在于可经由知识搜索工具访问的知识的主体中，所以这种向 系统建模工具添加这两个新的要素，可以向用户提供立即的且非常明显的 好处。实现使用的新模型，其中系统建模的操作和所施加的研究不再是分 离的活动。现在，可以实现单个操作，其允许用户动态'地寻找潜在的相关 信息，所述潜在的相关信息在该用户的专业知识之外的，且是在被建模的 系统被确定时对所述被建模的系统进行全面分析所需要的。由于系统要素 确定和相关的部分论或功能关系产生之间的传统等待时间被消除，所以这 导致建模的更高的生产率和准确率，如同依赖于用户专业知识的范围的情 形。
出于例示和符合法律的要求的公开的目的，呈现了对示例性和优选的 实施例的前述详细描述。它不是意在排他性，也不是将本发明限制在所述 的精确形式，而仅仅是使得本领域的其它技术人员能够理解本发明如何适 合于特定使用或实现。对于本领域的技术人员而言，修改和变更的可能性 是显而易见的。示例性的实施例的描述不是意在限制性的，其可以包括容 差、特征大小、特定操作条件、工程规范等，并且其可以在实现之间变化， 或者随着现有技术的状态变化而变化。示例性的实施例的描述不应该暗含 限制。已经参照现有技术的当前状态给出了本公开，而且本公开设想了改进， 并且设想了在将来的修改可以考虑这些改进，即根据现有技术的到那时的 当前状态。本发明的范围意在由所写出的权利要求和可适用的等价物所限 定。对权利要求元素的单数形式的引用并不意在表示"一个且仅仅一个"， 除非明确地指出。而且，本发明公开中的任何要素、组件、方法或过程步 骤都不是意在可为公众所用，不管在权利要求中是否明确记载了该要素、 组件、方法或过程步骤。除非一个要素使用"用于……的装置"的短语来
明确记载，否则，本文中的权利要求要素都不得按照美国法典第35条第112 款第六段来进行解释。并且，除非步骤或多个步骤使用"用于……的步骤" 的短语来明确记载，否则，本文中的方法或过程步骤都不得按照美国法典 第35条第112款第六段来进行解释。
因此，要理解的是，可以进行各种修改，可以按照各种形式和实施例 来实现本发明，以及本发明可以应用于许多应用，在本文中仅仅描述了其 中一部分。下述权利要求意在要求字面上所描述的内容和其全部等价物， 包括落在每个权利要求的范围内的所有修改和变化。
权利要求
1、一种用于确定系统的要素的问题分析方法，所述方法包括提供系统要素存储设备，所述系统要素存储设备包括系统模型的机器可读表示，所述系统模型包括系统要素；从至少一个系统模型中提取系统要素，并且根据所述系统要素自动地表达查询；使用所述查询，在一个或多个知识库中搜索对形成所述系统要素有用的组件要素；以及对与用于形成所述查询的所述系统要素相关联的所述组件要素进行存储和显示中的至少之一。
2、 如权利要求1所述的方法，还包括在表达所述査询之前，将所述系统要素归类为- 整体-部分关系中的整体要素，实体-关系-实体关系中的实体要素，实体-关系-实体关系中的一对实体要素，或者实体-关系-实体关系中的关系要素。
3、 如权利要求l所述的方法，其中，在所述一个或多个知识库中进行搜索包括向知识搜索弓I擎提交所述查询，并且将所述查询格式化为与所述知识搜索引擎兼容。
4、 如权利要求3所述的方法，其中，对所述查询进行格式化包括将所述査询格式化为自然语言査询、布尔查询、关键字查询、或者符合数据库管理系统的査询语法的査询。
5、 如权利要求3所述的方法，其中，所述知识搜索引擎包括语义索引和搜索工具，并且所述一个或多个知识库包括语义分析知识库。
6、 如权利要求1所述的方法，其中，所述系统模型包括设备功能模型，并且所述组件要素包括一个或多个设备组件要素。
7、 如权利要求1所述的方法，其中，所述系统模型包括过程功能模型，并且所述组件要素包括一个或多个过程组件要素。
8、 如权利要求l所述的方法，其中，所述一个或多个知识库包括从由下述知识库组成的组中选出的一个或多个知识库一个或多个可本地访问的知识库；一个或多个包含共同知识的知识库；以及一个或多个可公开访问的知识库。
9、 如权利要求1所述的方法，还包括表示与一个或多个其它系统要素地理链接的系统要素。
10、 如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个知识库包括一个或多个部分论和功能关系数据库。
11、 一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括在至少一个存储设备上存储的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令可以被至少一个处理器执行来执行用于确定系统的要素的问题分析方法，所述方法包括提供系统要素存储设备，所述系统要素存储设备包括系统模型的机器可读表示，所述系统模型包括系统要素；从至少一个系统模型中提取系统要素，并且通过转换所述系统要素自动地表达查询；使用所述查询，在一个或多个知识库中搜索对形成所述系统要素有用的组件要素；以及对与用于形成所述查询的所述系统要素相关联的所述组件要素进行存储和显示中的至少之一。
12、 如权利要求ll所述的计算机程序产品，其中，所述一个或多个知识库包括一个或多个部分论和功能关系数据库。
13、 如权利要求ll所述的计算机程序产品，还包括-在表达所述查询之前，将所述系统要素归类为 整体-部分关系中的整体要素，实体-关系-实体关系中的实体要素，实体-关系-实体关系中的一对实体要素，或者实体-关系-实体关系中的关系要素。
14、 一种问题分析系统，所述系统包括要素存储设备，所述要素存储设备包括系统模型的机器可读表示，所述系统模型包括系统要素；査询表达器，用于从至少一个系统模型中提取系统要素，并且根据所述系统要素自动地表达查询；知识搜索引擎，用于接收所述查询，并且在一个或多个知识库中搜索对形成所述系统要素有用的组件要素。 '
15、 如权利要求14所述的系统，其中，所述查询表达器还被配置来在表达所述查询之前，将所述系统要素归类为整体-部分关系中的整体要素，实体-关系-实体关系中的实体要素，实体-关系-实体关系中的一对实体要素，或者实体-关系-实体关系中的关系要素。
16、 如权利要求14所述的系统，其中，所述查询表达器被配置来将所述查询格式化为与所述知识搜索引擎兼容。
17、 如权利要求16所述的系统，其中，所述查询表达器被配置来将所述査询格式化为自然语言査询、布尔查询、关键字査询、或者符合关系数据库管理系统的语法的查询。
18、 如权利要求14所述的系统，其中，所述知识搜索引擎包括语义索 引和搜索工具，并且所述一个或多个知识库包括一个或多个语义分析知识库。
19、 如权利要求14所述的系统，还包括一个或多个功能建模工具。
20、 如权利要求19所述的系统，其中，所述一个或多个功能建模工具 包括设备功能建模工具，并且所述组件要素包括至少一个设备组件要素。
21、 如权利要求19所述的系统，其中，所述一个或多个功能建模工具 包括过程功能建模工具，并且所述组件要素包括至少一个过程组件要素。
22、 如权利要求14所述的系统，其中，所述一个或多个知识库包括从 由下述知识库组成的组中选出的一个或多个知识库一个或多个可本地访问的知识库， 一个或多个包含共同知识的知识库，以及 一个或多个可公开访问的知识库。
23、 如权利要求14所述的系统，还包括在计算机可读存储介质中存储 的计算机程序，所述计算机程序由计算机系统执行，所述计算机系统包括-一个或多个计算机处理单元； 一个或多个显示设备； 一个或多个用户输入设备；以及 用于与所述一个或多个知识库通信的通信单元。
24、 如权利要求23所述的系统，其中，所述系统被配置来在所述一个 或多个显示设备上生成用户交互显示屏，所述用户交互显示屏被配置来表 示与一个或多个其它系统要素地理链接的系统要素。
25、如权利要求14所述的系统，其中，所述一个或多个知识库包括一个或多个部分论和功能关系数据库。
全文摘要
在给定在实体-关系-实体关系中表示的至少一个实体的情况下，问题分析系统和方法自动地表达查询，并且自动地从部分论和功能关系的数据库提供对该查询的响应，其中所述查询经由知识搜索工具自动地提交给所述数据库。所述查询可以被格式化为自然语言查询、布尔查询、关键字查询、或者符合数据库管理系统的查询语法的查询。
文档编号G06F17/30GK101681364SQ200880009830
公开日2010年3月24日 申请日期2008年3月25日 优先权日2007年3月27日
发明者J·托德亨特 申请人:发明机器公司