基于知識管理的彈箭體結構強度專業(yè)系統(tǒng)工作平臺研究

◎北京宇航系統(tǒng)工程研究所 吳浩 王立朋 田建東

彈箭體結構強度設計是型號結構研制流程的重要環(huán)節(jié)，它通過方案拓撲、強度校核、優(yōu)化減重、試驗預示和問題復現(xiàn)等職能保障型號結構的安全與可靠。近年來，隨著型號種類的增多和研制速度的加快，彈箭體結構強度專業(yè)面臨著管理創(chuàng)新的迫切需求。如何通過提高現(xiàn)有研制效率實現(xiàn)快速反應、縮短研制周期以及充分利用知識與經驗推動能力建設、加速創(chuàng)新發(fā)展，都是彈箭體結構強度專業(yè)所需要解決的問題。

共享化、集成化與標準化是國內外工程研制單位科研生產模式的發(fā)展趨勢。在眾多航空航天結構強度設計單位，建立集成化的系統(tǒng)工作平臺已成為提升效率、推動管理創(chuàng)新的重要途徑。

一、強度專業(yè)的知識管理需求

基于強度專業(yè)的作用和技術體系，強度專業(yè)的知識管理需求包括以下4個方面。

一是缺少技術途徑的集成機制。強度專業(yè)在長年的發(fā)展中，設計工具種類漸全、設計庫保持刷新、標準規(guī)范逐漸建立，但員工經常面臨各種設計工具和設計庫之間交互的繁冗過程，且相關標準規(guī)范缺乏有效途徑來約束設計工作的開展。因此，十分需要科學的管理方法和工具以實現(xiàn)技術途徑的集成及標準規(guī)范的有效實施。

二是缺乏經驗共享和傳承的渠道。強度專業(yè)長期積累起來的優(yōu)秀經驗和成果散落在個人手中，缺少統(tǒng)一檢索和共享的渠道。員工在工作中不斷產生好的想法和優(yōu)秀的經驗，但沒有共享的平臺去擱置，以至于后來被淡化甚至遺忘，使其在團隊里無法共享和傳承。

三是缺少經驗交流的平臺。在工作中，經常有員工提出問題并需要大家討論解決，而且這種日常的交流與討論是產生優(yōu)秀經驗、促進技術進步的重要途徑，因此需要搭建一個交流的平臺。

四是缺少鼓勵創(chuàng)新和前沿跟蹤的措施。強度專業(yè)需要創(chuàng)新強度技術本身來提高效率、提升質量，也需要關注國內外航天結構領域的前沿，通過課題研究等方式開展預研工作，為我國航天結構領域的未來做好技術儲備。但受到日常型號工作量大和保密限制等影響，員工關注創(chuàng)新和前沿跟蹤的便利程度不高。因此，強度專業(yè)需要鼓勵創(chuàng)新和前沿跟蹤的措施。一方面，激發(fā)員工個人在日常開展創(chuàng)新的熱情，并與團隊共享，以提升現(xiàn)有的結構強度技術；另一方面，通過關注前沿使團隊形成對預研的敏銳感。

二、系統(tǒng)工作平臺的規(guī)劃

強度專業(yè)系統(tǒng)工作平臺的建立應以型號結構研制為根本，面向專業(yè)自身的長遠發(fā)展，這決定了平臺規(guī)劃的思路。

1.系統(tǒng)平臺基本功能

根據(jù)強度專業(yè)的知識管理需求，系統(tǒng)工作平臺應有效解決以下3個方面的問題。

一是提高現(xiàn)有工作效率。實現(xiàn)技術途徑的數(shù)據(jù)集成，同時建立標準規(guī)范對人員工作方法形成約束。

二是實現(xiàn)經驗的共享與傳承。通過打造便捷的技術交流平臺，在團隊中營造樂于經驗交流、共享的氛圍，從而不斷豐富知識庫，實現(xiàn)經驗的傳承。

三是推動創(chuàng)新和關注前沿。平臺的建設要與制度相結合，以達到鼓勵或督促團隊關注創(chuàng)新和前沿的效果，并能將情報文獻進行積累，轉化為預研課題的申請資料。

圖1 彈箭體結構強度設計系統(tǒng)平臺框圖

2.系統(tǒng)平臺基本結構

強度專業(yè)系統(tǒng)工作平臺的框圖如圖1所示。系統(tǒng)平臺主要由集成設計和經驗共享2個模塊組成。其中，集成設計模塊實現(xiàn)軟件工具之間的數(shù)據(jù)交互、強度設計流程管理，通過自動化的過程提高工作效率，并形成型號工作的經驗積累機制，將工作中產生的經驗源源不斷地輸送到經驗共享模塊。

經驗共享模塊通過軟件平臺與管理機制的雙重措施實現(xiàn)經驗的積累、共享和傳承。一方面為集成設計模塊提供專家知識庫，另一方面激勵創(chuàng)新的持續(xù)開展和向現(xiàn)實技術途徑的轉換。

3.系統(tǒng)平臺應用場景

交流和共享是系統(tǒng)工作平臺最重要的功能。經驗共享模塊包括交流平臺和知識庫2個部分。交流平臺實現(xiàn)日常工作中的知識和經驗交流，在管理員和管理機制的作用下不斷充實知識庫。與此同時，隨著強度專業(yè)技術的進步，知識庫的內容通過交流進行更新，可保持技術的先進性。由于型號結構新問題出現(xiàn)頻率高、強度技術的理論方法和工具進步快，因此技術交流對強度專業(yè)至關重要，需要每天進行。其中，知識問答采取一人提問、多人回答并討論的形式，從而解決問題并升華出經驗，后續(xù)由管理員輸入知識庫。

由于設計人員參與的型號不同、接觸結構問題的先后不同以及參與程度的不同，所以其對不同型號的同類結構掌握的經驗不同，這是造成目前重要結構問題被淺處理、潛在問題被忽視的主要原因。針對這一問題，知識微博用于解決不斷出現(xiàn)的經驗積累需求，采取一人發(fā)表經驗、他人回復并討論的形式，結論由管理員審批輸入知識庫。

知識庫的分類是在中國運載火箭技術研究院知識管理平臺對知識分類的基礎上，針對強度專業(yè)的具體特點增加子一級知識庫分類，從而能夠清晰地反映強度專業(yè)的知識體系，包括CAE技術、工具模板、工程經驗、成果標準和預研前沿等內容。此措施有利于強度專業(yè)人員在龐大的知識庫檢索中快速定位所需知識，也有利于專業(yè)人員了解某方面知識的更新情況，以及管理員對知識庫的時常更新。

基于知識管理的彈箭體結構強度專業(yè)系統(tǒng)工作平臺的建立，一方面實現(xiàn)了以建立技術途徑和知識庫之間的數(shù)據(jù)交互提升工作效率，另一方面通過建立經驗交流和存儲的平臺，實現(xiàn)了經驗的共享與傳承，并且推動了創(chuàng)新開展與前沿關注。