航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建與應(yīng)用

◎航天材料及工藝研究所 童兆莉 張東

航天型號(hào)產(chǎn)品研制中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)、元器件的失效都有可能導(dǎo)致整個(gè)型號(hào)的失敗。當(dāng)航天產(chǎn)品上的元器件發(fā)生失效后，必須對(duì)其進(jìn)行失效分析，以便快速、準(zhǔn)確地找出導(dǎo)致產(chǎn)品或工藝不可靠的根本原因，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和使用等提供改進(jìn)及預(yù)防的依據(jù)，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性。

為此，筆者通過(guò)應(yīng)用知識(shí)分類(lèi)、關(guān)聯(lián)度分析、知識(shí)挖掘等技術(shù)，利用信息化手段，嘗試構(gòu)建了航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)，以期提高知識(shí)資源的利用率，更好地為航天技術(shù)人員服務(wù)。

航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)服務(wù)是指將各種類(lèi)型航天產(chǎn)品失效分析工作的流程、過(guò)程文檔、報(bào)告、表格、操作技能、工作感悟等顯性或隱性的知識(shí)資源，按照技術(shù)人員的需要有針對(duì)性地進(jìn)行收集、整理、加工和提煉，用以協(xié)助和引導(dǎo)技術(shù)人員解決產(chǎn)品失效分析工作的過(guò)程。航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)服務(wù)因其工作內(nèi)容的保密性，與傳統(tǒng)意義上的知識(shí)服務(wù)存在一定的差異，它不能以互聯(lián)網(wǎng)信息搜索查詢(xún)?yōu)榛A(chǔ)，而是以航天企業(yè)內(nèi)部失效分析知識(shí)庫(kù)為基礎(chǔ)，為內(nèi)部技術(shù)人員提供服務(wù)。

在航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)服務(wù)中，知識(shí)庫(kù)作為失效分析知識(shí)資源的存儲(chǔ)和管理中心，是提供知識(shí)服務(wù)的基礎(chǔ)，具有非常重要的作用。航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)是航天企業(yè)內(nèi)部依據(jù)開(kāi)放存取理念形成的新型知識(shí)學(xué)習(xí)與交流模式，主要收錄相關(guān)科研成果、內(nèi)部資料以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源等，并對(duì)其進(jìn)行整理、組織以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部開(kāi)放存取、永久保存、交流、學(xué)習(xí)與共享，為失效分析知識(shí)服務(wù)提供支撐。

一、知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建

航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)服務(wù)是以人機(jī)對(duì)話(huà)的方式，通過(guò)知識(shí)模型的推理機(jī)制對(duì)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別和模型化，利用知識(shí)庫(kù)中的事實(shí)與規(guī)則進(jìn)行綜合分析后，提出某件失效產(chǎn)品的失效分析解決方案。

1.知識(shí)模型分類(lèi)

航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)層次模型是依據(jù)層次理論，根據(jù)技術(shù)人員對(duì)知識(shí)的需求形成的，它將技術(shù)人員從事的失效分析工作及其事業(yè)發(fā)展上所需要的知識(shí)進(jìn)行細(xì)分，目的是提高失效分析工作過(guò)程中知識(shí)服務(wù)的可行性、可靠性與易操作性，并滿(mǎn)足技術(shù)人員職業(yè)發(fā)展和失效分析工作的需要。

技術(shù)人員對(duì)失效分析知識(shí)的需求具有差異性。因此，在設(shè)計(jì)航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)模型時(shí)，可以按照技術(shù)人員對(duì)失效分析知識(shí)需求的特性，運(yùn)用知識(shí)層次理論，將航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)分為基礎(chǔ)、技能、經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新4個(gè)層次。

基礎(chǔ)知識(shí)屬于航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)體系中最底層的知識(shí)，起著基礎(chǔ)性作用，是技術(shù)人員為了能從事航天產(chǎn)品失效分析工作而必須學(xué)習(xí)的知識(shí)體系。技能知識(shí)是航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)資源中具有專(zhuān)業(yè)性、強(qiáng)迫性和選擇性等特點(diǎn)的知識(shí)，是技術(shù)人員為了更好地完成失效分析某一階段工作需要掌握的知識(shí)。經(jīng)驗(yàn)知識(shí)是基于技能知識(shí)基礎(chǔ)上的，技術(shù)人員通過(guò)完成失效分析任務(wù)而積累下來(lái)的操作技能、注意事項(xiàng)等工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該類(lèi)知識(shí)的共享和學(xué)習(xí)，有利于提高失效分析工作效率和質(zhì)量。最高層次的知識(shí)體系是創(chuàng)新知識(shí)，主要是開(kāi)展失效分析工作相關(guān)的最新技術(shù)或操作知識(shí)，可以滿(mǎn)足技術(shù)人員的創(chuàng)新需求和個(gè)人能力的進(jìn)一步提升。

2.知識(shí)庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

為了便于對(duì)知識(shí)庫(kù)的管理和有效利用，依據(jù)航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)層次，將知識(shí)庫(kù)劃分為基礎(chǔ)知識(shí)、技能知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和創(chuàng)新知識(shí)四大類(lèi)型。每類(lèi)知識(shí)庫(kù)依據(jù)其知識(shí)的特性分別設(shè)立數(shù)量不等的知識(shí)子庫(kù)，如基礎(chǔ)知識(shí)庫(kù)包括基本理論庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范庫(kù)、產(chǎn)品資源庫(kù)等。

3.知識(shí)庫(kù)構(gòu)建過(guò)程

一是模型庫(kù)的構(gòu)建。為了讓知識(shí)庫(kù)發(fā)揮其功能，在知識(shí)庫(kù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了模型庫(kù)及模型庫(kù)系統(tǒng)，通過(guò)模型庫(kù)中的數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)知識(shí)服務(wù)需求的分析、知識(shí)的學(xué)習(xí)以及知識(shí)的分類(lèi)與更新。模型庫(kù)系統(tǒng)由模型庫(kù)、模型管理系統(tǒng)和模型字典構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 模型庫(kù)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

二是知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建。在失效分析工作過(guò)程中，技術(shù)人員遇到很多半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜問(wèn)題，因此為了有效地向技術(shù)人員提供失效分析知識(shí)服務(wù)，提供準(zhǔn)確、快捷的失效分析解決方案，在構(gòu)建知識(shí)庫(kù)的過(guò)程中需要收集技術(shù)人員所需的知識(shí)資源。

失效分析知識(shí)庫(kù)是一個(gè)能夠存儲(chǔ)各種知識(shí)，并能依據(jù)數(shù)據(jù)模型將各種知識(shí)進(jìn)行組合形成新知識(shí)的智能庫(kù)。知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建過(guò)程如圖2所示。

二、知識(shí)庫(kù)的應(yīng)用

航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)構(gòu)建的目的是為了提高對(duì)產(chǎn)品失效分析知識(shí)資源的利用率，有利于航天企業(yè)產(chǎn)品失效分析工作的準(zhǔn)確性和高效性，提高技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力。為了有效提高航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)的知識(shí)服務(wù)能力，將整個(gè)知識(shí)服務(wù)過(guò)程分為獲取技術(shù)人員知識(shí)服務(wù)需求、推送航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)服務(wù)、更新航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)3個(gè)階段。

1.獲取服務(wù)需求

航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)服務(wù)可利用數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計(jì)分析的方法，準(zhǔn)確獲取失效分析技術(shù)人員的知識(shí)需求。運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘方法獲取失效分析技術(shù)人員知識(shí)需求的方式有統(tǒng)計(jì)分析和點(diǎn)擊率分析2種。

統(tǒng)計(jì)分析方式采用將Web網(wǎng)頁(yè)瀏覽分析工具嵌入到知識(shí)服務(wù)系統(tǒng)的方法，收集技術(shù)人員訪(fǎng)問(wèn)頁(yè)面的頻率、停留時(shí)間、訪(fǎng)問(wèn)路徑等數(shù)據(jù)信息，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析判斷該技術(shù)人員對(duì)某一類(lèi)失效分析知識(shí)資源的關(guān)注程度，進(jìn)而判斷其知識(shí)服務(wù)需求。

點(diǎn)擊率分析方式采用通過(guò)在知識(shí)服務(wù)系統(tǒng)插入點(diǎn)擊率收集工具的方法，獲取技術(shù)人員查看各類(lèi)知識(shí)資源的頻率，以此判斷該技術(shù)人員比較關(guān)注的知識(shí)資源，進(jìn)而判斷其知識(shí)服務(wù)需求。

2.推送知識(shí)服務(wù)

為了提高知識(shí)服務(wù)的效率，為技術(shù)人員提供更多滿(mǎn)足其需求的知識(shí)資源，航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)服務(wù)系統(tǒng)通過(guò)關(guān)聯(lián)、分類(lèi)和聚類(lèi)3種推送方式主動(dòng)向技術(shù)人員推送知識(shí)服務(wù)。

關(guān)聯(lián)推送。在不同的知識(shí)資源之間設(shè)置關(guān)聯(lián)規(guī)則，量化各類(lèi)知識(shí)資源之間的關(guān)聯(lián)度。在推送知識(shí)服務(wù)過(guò)程中利用關(guān)聯(lián)規(guī)則進(jìn)行分析，預(yù)先設(shè)置知識(shí)資源之間的關(guān)聯(lián)度，當(dāng)技術(shù)人員選取某一類(lèi)知識(shí)資源時(shí)，系統(tǒng)主動(dòng)向該技術(shù)人員推送關(guān)聯(lián)度較大的其它知識(shí)。

圖2 知識(shí)庫(kù)構(gòu)建過(guò)程圖

分類(lèi)推送。在知識(shí)服務(wù)過(guò)程中，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)技術(shù)人員已獲取的知識(shí)資源進(jìn)行分析后，主動(dòng)向該技術(shù)人員推送已獲取知識(shí)資源分類(lèi)中的其它知識(shí)。

聚類(lèi)推送。將知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)資源集合分為由類(lèi)似的知識(shí)資源組成的知識(shí)聚類(lèi)，當(dāng)技術(shù)人員選取某一聚類(lèi)中的知識(shí)資源時(shí)，系統(tǒng)主動(dòng)向該技術(shù)人員推送該聚類(lèi)中的其它知識(shí)。

3.知識(shí)庫(kù)更新

航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)隨著失效分析工作和失效分析知識(shí)服務(wù)工作的開(kāi)展而不斷更新，具體的更新模式包括智能代理和人工手動(dòng)更新。

智能代理更新是指在知識(shí)庫(kù)中通過(guò)構(gòu)建知識(shí)模型，設(shè)置代理機(jī)制，由知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)航天產(chǎn)品失效分析工作任務(wù)形成解決方案，自動(dòng)梳理并加工形成產(chǎn)品失效分析知識(shí)資源，同時(shí)按照知識(shí)模型整理形成知識(shí)元并存儲(chǔ)于知識(shí)庫(kù)中，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)的智能更新。

人工手動(dòng)更新是指，知識(shí)服務(wù)管理辦公室工作人員將航天產(chǎn)品的失效分析報(bào)告按照整理的知識(shí)模型進(jìn)行加工處理，形成知識(shí)元表格，再通過(guò)人工交互界面導(dǎo)入到知識(shí)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)的更新。

三、知識(shí)庫(kù)的推廣策略

為了讓技術(shù)人員積極參與航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建，提高知識(shí)資源利用率，可以采用優(yōu)化知識(shí)服務(wù)模式、加大宣傳、引入培訓(xùn)機(jī)制和制定規(guī)范化制度等策略來(lái)推廣知識(shí)庫(kù)的使用。

優(yōu)化知識(shí)服務(wù)模式是在知識(shí)庫(kù)構(gòu)建和知識(shí)服務(wù)推送過(guò)程中，以用戶(hù)需求為主導(dǎo)構(gòu)建知識(shí)庫(kù)操作使用指南，在線(xiàn)實(shí)時(shí)解答技術(shù)人員問(wèn)題，便于用戶(hù)自主搜索所需知識(shí)，提升應(yīng)答效率和準(zhǔn)確率，吸引更多人員使用知識(shí)庫(kù)。

加大成果推廣宣傳力度是指通過(guò)開(kāi)展知識(shí)競(jìng)答、宣傳海報(bào)、成果展示、講座等方式對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行宣傳，使用戶(hù)充分了解失效分析知識(shí)庫(kù)對(duì)工作的積極作用，進(jìn)而引導(dǎo)用戶(hù)積極參與知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建和使用。

構(gòu)建培訓(xùn)機(jī)制是指制定航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)的知識(shí)服務(wù)培訓(xùn)計(jì)劃，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)、網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)等方式幫助用戶(hù)了解并掌握知識(shí)庫(kù)使用的方法和技巧。

制定規(guī)范制度體系是指對(duì)知識(shí)庫(kù)的使用進(jìn)行規(guī)范。通過(guò)制定知識(shí)庫(kù)運(yùn)行管理制度、使用規(guī)范、獎(jiǎng)懲機(jī)制、考核制度等，對(duì)全員參與知識(shí)庫(kù)建設(shè)與使用活動(dòng)進(jìn)行規(guī)范，將知識(shí)庫(kù)建設(shè)、運(yùn)行、使用作為一項(xiàng)日常工作。

航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)的建設(shè)，在一定程度上提高了失效分析知識(shí)資源的利用，促進(jìn)了航天企業(yè)知識(shí)的創(chuàng)新，推動(dòng)了失效分析工作的信息化發(fā)展，進(jìn)而有利于推動(dòng)航天事業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，通過(guò)航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)提供知識(shí)服務(wù)，有利于企業(yè)技術(shù)人員知識(shí)水平和專(zhuān)業(yè)技能水平的提高，以及失效分析工作的順利開(kāi)展。當(dāng)前，航天產(chǎn)品失效分析知識(shí)庫(kù)是依托航天企業(yè)知識(shí)管理系統(tǒng)構(gòu)建的，其知識(shí)來(lái)源主要集中在知識(shí)管理平臺(tái)中的數(shù)據(jù)和企業(yè)開(kāi)展失效分析工作所積累的內(nèi)部知識(shí)，在知識(shí)的數(shù)量和覆蓋面上依舊存在一定的局限性，無(wú)法及時(shí)獲取航天企業(yè)外部的知識(shí)資源，知識(shí)資源在時(shí)效性上存在一定的滯后。