知識(shí)管理在大型客機(jī)研制中的應(yīng)用研究

羅冬毅

（上海航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司信息化中心，上海 201807）

0 引言

大型客機(jī)是技術(shù)密集型高科技產(chǎn)品，其研制過程需要多地域、多公司、多工種的通力配合。圍繞型號(hào)研制的信息化系統(tǒng)數(shù)以百計(jì)[1]。其中，最為關(guān)鍵的系統(tǒng)有產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）系統(tǒng)、制造執(zhí)行（MES）系統(tǒng)等。業(yè)務(wù)系統(tǒng)每天都會(huì)產(chǎn)生海量的設(shè)計(jì)、制造知識(shí)信息，但目前由于設(shè)計(jì)、制造知識(shí)信息獲取渠道繁多、交叉，同樣的工作內(nèi)容會(huì)在多份文件中進(jìn)行缺乏統(tǒng)一的表述，同時(shí)知識(shí)信息資源分散、查找不便。研制過程中還會(huì)出現(xiàn)資源掌握在個(gè)人電腦和頭腦中，知識(shí)的準(zhǔn)確性、重用性、傳承性均受到極大的限制。知識(shí)管理工作，在知識(shí)資產(chǎn)化、知識(shí)場景化的目標(biāo)下，著力打造能夠有效地對(duì)多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和管理的智能系統(tǒng)，為在大型客機(jī)研制中實(shí)現(xiàn)智能研制奠定基礎(chǔ)。

1 知識(shí)管理

知識(shí)管理是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代涌現(xiàn)出來的一種最新管理思想與方法，它融合了現(xiàn)代信息技術(shù)、知識(shí)經(jīng)濟(jì)理論、企業(yè)管理思想和現(xiàn)代管理理念，是一個(gè)時(shí)代的綜合產(chǎn)物[2]。所謂知識(shí)管理的定義為，在組織中構(gòu)建一個(gè)量化與質(zhì)化的知識(shí)系統(tǒng)，讓組織中的資訊與知識(shí)，透過獲得、創(chuàng)造、分享、整合、記錄、存取、更新、創(chuàng)新等過程，不斷的回饋到知識(shí)系統(tǒng)內(nèi)，形成永不間斷的累積個(gè)人與組織的知識(shí)成為組織智慧的循環(huán)，在企業(yè)組織中成為管理與應(yīng)用的智慧資本，有助于企業(yè)做出正確的決策，以適應(yīng)市場的變遷。一句話概括為：知識(shí)管理是對(duì)知識(shí)、知識(shí)創(chuàng)造過程和知識(shí)的應(yīng)用進(jìn)行規(guī)劃和管理的活動(dòng)。

21世紀(jì)企業(yè)的成功越來越依賴于企業(yè)所擁有知識(shí)的質(zhì)量，利用企業(yè)所擁有的知識(shí)為企業(yè)創(chuàng)造競爭優(yōu)勢和持續(xù)競爭優(yōu)勢對(duì)企業(yè)來說始終是一個(gè)挑戰(zhàn)。

1.1 知識(shí)庫

知識(shí)庫不是一般的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，而是知識(shí)工程系統(tǒng)最核心的組件。

對(duì)大型客機(jī)研制專業(yè)知識(shí)覆蓋的全面性、專業(yè)知識(shí)描述的準(zhǔn)確性與構(gòu)建知識(shí)庫投入成本的經(jīng)濟(jì)性是影響知識(shí)庫構(gòu)建的核心問題。需要充分利用大型客機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)積累的在設(shè)計(jì)、利用大型客機(jī)制造機(jī)構(gòu)積累的型號(hào)制造與裝配文件等數(shù)據(jù)，利用自然語言理解與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的歸納能力，初步構(gòu)建專業(yè)知識(shí)庫，保證知識(shí)條目對(duì)大型客機(jī)制造數(shù)據(jù)的覆蓋度，報(bào)紙知識(shí)全面性。借助少量人工工作，對(duì)獲取的知識(shí)條目進(jìn)行校改，保證知識(shí)庫正確性。

1.2 知識(shí)場景化

知識(shí)場景化是解決“知識(shí)用在哪”問題的關(guān)鍵點(diǎn)，是決定知識(shí)管理可用性與易用性的核心問題。

知識(shí)應(yīng)用場景描述負(fù)責(zé)，涉及多因素相互作用，作用關(guān)系不得而知，且知識(shí)應(yīng)用場景存在歧義與信息不全等模糊性。知識(shí)管理工作將利用自然語言理解技術(shù)將場景描述因素映射到語義空間，柔性建模實(shí)現(xiàn)語義匹配，解決歧義問題。利用機(jī)器學(xué)習(xí)的多因素聯(lián)合決策能力，以知識(shí)重用性為學(xué)習(xí)目標(biāo)，從歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)各因素建關(guān)聯(lián)關(guān)系，解決多因素關(guān)系復(fù)雜問題。

2 知識(shí)管理的實(shí)現(xiàn)

本文以對(duì)大型客機(jī)設(shè)計(jì)、制造實(shí)施知識(shí)管理為例，分析如何構(gòu)建企業(yè)級(jí)知識(shí)管理平臺(tái)。大型客機(jī)的研制過程涉及設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量、供應(yīng)鏈管理等多個(gè)系統(tǒng)，因此多角度分析對(duì)于從整體上掌控未來平臺(tái)實(shí)施具有重要意義。

2.1 研發(fā)知識(shí)庫架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)

研發(fā)知識(shí)庫采用三層系統(tǒng)架構(gòu)：數(shù)據(jù)集成、知識(shí)管理和數(shù)據(jù)展現(xiàn)。

研發(fā)知識(shí)庫以研發(fā)流程為主線，將知識(shí)、工具、設(shè)計(jì)質(zhì)量等元素與研發(fā)流程融合，實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)的研發(fā)任務(wù)策劃和執(zhí)行，有效提高研發(fā)效率和研發(fā)質(zhì)量。

將企業(yè)的研發(fā)知識(shí)進(jìn)行沉淀，構(gòu)建企業(yè)的研發(fā)知識(shí)庫，并通過研發(fā)知識(shí)庫對(duì)知識(shí)進(jìn)行統(tǒng)一管理，支持知識(shí)的條目化展示，為用戶提供最便捷的知識(shí)查找方式。

民用飛機(jī)研發(fā)工作需要參考大量的數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究成果、專業(yè)領(lǐng)域、研發(fā)知識(shí)、仿真關(guān)鍵參數(shù)、歷史研發(fā)經(jīng)驗(yàn)、問題解決方法等。飛機(jī)研發(fā)需要使用的知識(shí)形態(tài)、應(yīng)用方式也各不相同，針對(duì)不同的知識(shí)需要采取不同的手段進(jìn)行采集，研發(fā)知識(shí)庫將通過知識(shí)封裝等方式進(jìn)行知識(shí)采集。

將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)仿真與多學(xué)科優(yōu)化工作流程、標(biāo)準(zhǔn)仿真步驟、企業(yè)設(shè)計(jì)師經(jīng)驗(yàn)、算法、公式等各類知識(shí)封裝為組件，實(shí)現(xiàn)將個(gè)人的能力固化為可執(zhí)行的設(shè)計(jì)/仿真組件和流程，包括組件封裝工具及過程集成工具。如圖1所示。

圖1 知識(shí)封裝工具

知識(shí)封裝工具支持面向設(shè)計(jì)/仿真等工具內(nèi)部工作步驟的封裝，使具體設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)規(guī)范化應(yīng)用。封裝好的設(shè)計(jì)/仿真組件在系統(tǒng)中作為組件（知識(shí)）被管理，并可被設(shè)計(jì)/仿真流程及過程調(diào)用，用戶通過可視化環(huán)境可以定義組件的輸入、輸出及執(zhí)行方法，組件模型一般包括輸入（Input）、輸出（Output）及執(zhí)行方法（Imp）三個(gè)部分。通過工具組件化封裝，抽取設(shè)計(jì)/仿真過程的關(guān)鍵參數(shù)，將軟件和軟件的使用過程封裝為一個(gè)可重復(fù)使用的組件。用戶在進(jìn)行對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)/仿真工作時(shí)，只需要將精力集中在考慮工程問題，通過改變關(guān)鍵參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)在后臺(tái)依照流程執(zhí)行軟件，并將過程數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)直接呈現(xiàn)給用戶。

2.2 制造知識(shí)庫實(shí)現(xiàn)

通過建立制造知識(shí)庫及知識(shí)體系：整合線上、線下資源、梳理建立知識(shí)體系（產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系、制造技術(shù)體系、技術(shù)文件分類體系），打通體系之間的關(guān)聯(lián)，根據(jù)不同的場景智能組合推送不同的知識(shí)。減少工藝員查找文檔的時(shí)間，系統(tǒng)根據(jù)文檔中的基本信息以及產(chǎn)品的屬性，提供高度標(biāo)準(zhǔn)化的工序內(nèi)容、推送工藝文件中用到的ZPS、合格證、操作代碼等，同時(shí)提供經(jīng)驗(yàn)案例、不可制造案例等，提高工藝文件編制的效率及質(zhì)量。

制造知識(shí)庫推送邏輯，如圖2所示。

圖2 制造知識(shí)庫推送邏輯

選擇單元化處理工藝規(guī)范進(jìn)行實(shí)際實(shí)現(xiàn)，設(shè)定基于人的思路，確定場景化知識(shí)及工藝文件模板的推送邏輯?？偣泊_定元知識(shí)標(biāo)簽3 752個(gè)；審核知識(shí)庫的知識(shí)點(diǎn)及工藝文件模板15 871個(gè)；建立3個(gè)知識(shí)體系。實(shí)現(xiàn)與推送場景相關(guān)的15項(xiàng)頁面邏輯調(diào)整。對(duì)現(xiàn)有工藝工作任務(wù)和工作過程進(jìn)行梳理，共梳理出總體技術(shù)、裝配工藝等58大類崗位364項(xiàng)工作任務(wù)。通過132項(xiàng)典型通用業(yè)務(wù)應(yīng)用知識(shí)場景，歸納出結(jié)構(gòu)裝配、系統(tǒng)安裝及調(diào)試、零件制造、構(gòu)型管理4大專業(yè)的多層級(jí)知識(shí)體系

將工藝場景特征化，同時(shí)增強(qiáng)知識(shí)與場景關(guān)聯(lián)，進(jìn)行智能感知推送。構(gòu)建人機(jī)雙向協(xié)同，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢保證全面性及合理性。通過數(shù)學(xué)模型柔性建模與表達(dá)各屬性的關(guān)聯(lián)關(guān)系。最終對(duì)數(shù)據(jù)分析、理解、歸納、提煉，融合。充分利用數(shù)據(jù)的普遍關(guān)聯(lián)性，完成工藝操作的場景化推送，如圖3所示的工作界面。

圖3 知識(shí)工作界面

2.3 結(jié)果分析

通過知識(shí)管理相關(guān)技術(shù)，大型客機(jī)設(shè)計(jì)、制造的數(shù)據(jù)可以方便地系統(tǒng)處理和推送，完成設(shè)計(jì)軟件的封裝和工藝規(guī)范的推送，大幅提升相關(guān)領(lǐng)域工作的效率。但2個(gè)領(lǐng)域的案例都局限在各自階段的各自領(lǐng)域能發(fā)揮及其出色的效率。但推廣到其他領(lǐng)域或者其他階段，就會(huì)顯得困難重重，格格不入。

大型飛機(jī)項(xiàng)目是一個(gè)技術(shù)密集型高科技項(xiàng)目，多領(lǐng)域多角度的復(fù)雜大工程。其中涉及設(shè)計(jì)階段的總體、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)等多方面領(lǐng)域。而制造階段也包涵鈑金專業(yè)、EWIS專業(yè)等多方面的知識(shí)體系。每一個(gè)單獨(dú)領(lǐng)域里面又包涵了數(shù)以千計(jì)的場景化知識(shí)。各自完成所有開發(fā)工作均需IT人員和業(yè)務(wù)人員承擔(dān)，由此而產(chǎn)生的需求分析和開發(fā)工作量十分巨大。

因此在大型客機(jī)的研制中把已經(jīng)成功的案例進(jìn)行整合梳理。因領(lǐng)域制宜的選擇多種知識(shí)場景化的實(shí)現(xiàn)方式才能為大型客機(jī)研制中實(shí)現(xiàn)智能研制奠定基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

將知識(shí)管理場景化的應(yīng)用于大型客機(jī)的設(shè)計(jì)、研制過程中，確實(shí)能有效減少了業(yè)務(wù)人員在重復(fù)基礎(chǔ)工作上的工作量，提升了企業(yè)的管理效率。但是龐大工程的龐大領(lǐng)域需要更靈活更因地制宜的場景化實(shí)現(xiàn)方式來完成。