知識(shí)地圖在艦船維修過(guò)程中的應(yīng)用研究

李銘

摘 要：該文將知識(shí)地圖引入艦船維修過(guò)程，旨在輔助裝備技術(shù)保障人員在執(zhí)行艦船臨搶修任務(wù)時(shí)進(jìn)行搶修決策和知識(shí)管理。該文在歸納知識(shí)地圖共性特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，定義了維修知識(shí)地圖概念模型，通過(guò)分析維修知識(shí)地圖構(gòu)成要素及繪制原則，對(duì)比傳統(tǒng)的基于主題或部門的知識(shí)地圖特點(diǎn)，提出一種基于艦船修理流程的維修知識(shí)地圖技術(shù)解決方案，并將SVG技術(shù)和ASPX技術(shù)應(yīng)用于維修知識(shí)地圖模型交互層，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)地圖的可視化效果，有利于使用者更加直觀、清楚的掌握艦船維修知識(shí)脈絡(luò)。

關(guān)鍵詞：艦船維修 知識(shí)地圖 知識(shí)管理 應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：U627 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（c）-0016-02

機(jī)動(dòng)修理分隊(duì)在執(zhí)行艦船維修保障任務(wù)，特別是執(zhí)行臨時(shí)修理和應(yīng)急搶修任務(wù)過(guò)程中，需要大量裝備技術(shù)信息為維修決策提供支持。由于保障艦船型號(hào)多、設(shè)備種類雜、任務(wù)時(shí)間緊、質(zhì)量要求高，傳統(tǒng)獲取信息和知識(shí)的方式無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代裝備保障形勢(shì)，因此對(duì)知識(shí)進(jìn)行有效管理已經(jīng)成為廣大維修保障人員面臨的重要研究課題。

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，以PDA、平板電腦、便攜式筆記本等為載體的知識(shí)管理系統(tǒng)可以幫助維修人員隨時(shí)查看設(shè)備圖紙、技術(shù)參數(shù)等資料，為維修工作提供信息支持。基于搜索引擎的知識(shí)推送方式具有快捷、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，但要求使用者充分掌握設(shè)備結(jié)構(gòu)特征，則缺乏直觀性。因此，該文將知識(shí)地圖引入艦艇裝備維修保障過(guò)程，構(gòu)建具有主動(dòng)推送能力的維修知識(shí)地圖模型，探索知識(shí)管理應(yīng)用于裝備維修保障的另一有效途徑。

1 維修知識(shí)地圖概念模型

根據(jù)Gartner Group的定義，知識(shí)地圖是一組概念及其關(guān)聯(lián)關(guān)系的表述，并能幫助用戶快速找到需要的概念，提供通向相關(guān)知識(shí)源的鏈接。艦船裝備維修知識(shí)地圖利用現(xiàn)代化信息技術(shù)來(lái)展現(xiàn)維修知識(shí)資源的目錄、知識(shí)與知識(shí)之間的聯(lián)系、知識(shí)與維修人員之間的關(guān)系，其目的都是為了幫助維修人員準(zhǔn)確、迅速地找到自己所需要的知識(shí)。維修知識(shí)地圖具有以下共性[1-3]：（1）維修知識(shí)地圖只是知識(shí)的一種導(dǎo)航工具，并不包含知識(shí)的本身，它只能指導(dǎo)維修人員找到所需知識(shí)的存放地點(diǎn)，并不能展現(xiàn)出知識(shí)的具體內(nèi)容給維修者；（2）維修知識(shí)地圖指向的知識(shí)源不僅僅是存儲(chǔ)在文檔、技術(shù)資料、數(shù)據(jù)庫(kù)、工程圖紙中的顯性知識(shí)，也可以指向大腦中存儲(chǔ)豐富隱性知識(shí)的領(lǐng)域?qū)＜一蚬こ處?；?）維修知識(shí)地圖不僅揭示知識(shí)存儲(chǔ)位置，還展現(xiàn)知識(shí)與知識(shí)之間的關(guān)系，以及知識(shí)與維修人員之間的聯(lián)系；（4）知識(shí)地圖的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳播與共享，通過(guò)為維修人員推送知識(shí)提供方便，提高維修效率和質(zhì)量。

根據(jù)上述知識(shí)地圖的性質(zhì)，可定義艦船裝備維修知識(shí)地圖為：將艦船裝備應(yīng)急維修過(guò)程中的結(jié)構(gòu)知識(shí)、材料知識(shí)、工藝知識(shí)以及其他有關(guān)維修過(guò)程的知識(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)的知識(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)。

知識(shí)地圖用可視化的方式為維修人員提供知識(shí)導(dǎo)航，為了便于用戶的瀏覽，知識(shí)地圖可表示為交互層和邏輯層[4]，它們都是知識(shí)資源在可視化環(huán)境中的映射。交互層表示當(dāng)前知識(shí)體系的整體藍(lán)圖，邏輯層表示單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)信息，維修知識(shí)地圖的概念模型如圖1所示。

維修知識(shí)地圖由四個(gè)基本要素[5]組成。

（1）知識(shí)節(jié)點(diǎn)。

表示從艦船裝備維修過(guò)程中提煉出的知識(shí)對(duì)象。知識(shí)節(jié)點(diǎn)和知識(shí)對(duì)象的關(guān)系如同目錄和內(nèi)容的關(guān)系。知識(shí)節(jié)點(diǎn)還可以分解為多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行更詳細(xì)的描述。一組連接的知識(shí)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)集合或一個(gè)知識(shí)流程，如軸系維修知識(shí)流程。

（2）知識(shí)關(guān)聯(lián)。

節(jié)點(diǎn)之間的連線說(shuō)明了知識(shí)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系。初步描述某一領(lǐng)域或流程中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的相互關(guān)系，如齒輪箱維修知識(shí)節(jié)點(diǎn)與軸系維修知識(shí)節(jié)點(diǎn)之間的連線，表征二者之間的耦合關(guān)系。維修人員可以通過(guò)知識(shí)關(guān)聯(lián)了解知識(shí)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)或知識(shí)的傳遞演化情況。

（3）知識(shí)鏈接。

提供維修知識(shí)的詳細(xì)信息或知識(shí)本身的位置。維修人員在初步了解維修知識(shí)的內(nèi)容、類型和使用方法后，可以通過(guò)知識(shí)鏈接直接找到知識(shí)本身位置，或者與領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行進(jìn)一步交流。

（4）知識(shí)描述。

提供知識(shí)節(jié)點(diǎn)更詳細(xì)的信息。通過(guò)交互層了解整個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用背景后，可以通過(guò)知識(shí)描述來(lái)了解單個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、使用條件等信息。

2 維修知識(shí)地圖構(gòu)建原則

艦船裝備維修過(guò)程涉及的知識(shí)無(wú)疑是十分龐大的，除了直接作用于維修活動(dòng)的原理知識(shí)、結(jié)構(gòu)知識(shí)和規(guī)范知識(shí)外，還有與維修活動(dòng)關(guān)聯(lián)的項(xiàng)目知識(shí)、流程知識(shí)以及領(lǐng)域?qū)＜业膫€(gè)人信息等，根據(jù)知識(shí)地圖的一般特性及艦船裝備維修知識(shí)管理的特點(diǎn)，在構(gòu)建知識(shí)地圖時(shí)，應(yīng)遵循以下原則。

（1）知識(shí)供應(yīng)的層次性。

參與艦船裝備維修過(guò)程的人員成分復(fù)雜，并非所有人員都擁有全部瀏覽權(quán)限，應(yīng)該對(duì)參與者進(jìn)行角色定義，處于不同角色的人員進(jìn)入不同的瀏覽界面獲取相應(yīng)層次的知識(shí)。在知識(shí)地圖的構(gòu)建過(guò)程中，要時(shí)刻將這條原則貫徹到每個(gè)單獨(dú)的小知識(shí)地圖中，嚴(yán)格按照知識(shí)權(quán)限設(shè)置方案，在管理好艦船裝備維修知識(shí)的安全性的同時(shí)，保證組織內(nèi)的知識(shí)得到最大程度的共享。

（2）符合維修人員的工作習(xí)慣。

為使維修人員能夠在知識(shí)地圖中一目了然的找到所需知識(shí)，在構(gòu)建時(shí)應(yīng)充分考慮維修人員的工作步驟、性質(zhì)和特點(diǎn)。

（3）知識(shí)地圖的動(dòng)態(tài)性。

知識(shí)地圖的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的、不斷更新的，這樣才能保證維修人員不會(huì)因?yàn)橹R(shí)的失效而受到錯(cuò)誤的引導(dǎo)。

3 基于維修流程的知識(shí)地圖構(gòu)建

傳統(tǒng)的知識(shí)地圖主要是根據(jù)主題、類別或者部門來(lái)規(guī)劃和構(gòu)建的，這樣雖然相對(duì)容易一些，但是如果直接應(yīng)用于艦船裝備維修過(guò)程，就難以充分揭示艦船的維修過(guò)程與知識(shí)的運(yùn)用過(guò)程的聯(lián)系，對(duì)于實(shí)際的維修工作幫助不大。因此，該文構(gòu)建基于維修流程的知識(shí)地圖，如圖2所示，用可視化的方法來(lái)向維修人員展現(xiàn)艦船裝備維修過(guò)程的知識(shí)分布情況，可以較為形象地揭示維修過(guò)程中知識(shí)在何時(shí)、何處、如何發(fā)揮作用的內(nèi)在規(guī)律，同時(shí)描述人員、知識(shí)、維修流程之間聯(lián)系的藍(lán)圖。endprint

構(gòu)建知識(shí)地圖時(shí)，首先應(yīng)對(duì)艦船裝備維修過(guò)程進(jìn)行分解，各維修流程之間的關(guān)聯(lián)度盡可能小，復(fù)雜流程可以進(jìn)一步分解為若干子流程。最低層次的維修流程為知識(shí)地圖的基本知識(shí)單元，該流程的每一步驟為一個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)，步驟之間的連線為知識(shí)關(guān)聯(lián)。例如，柴油機(jī)維修流程可以分解為柴油機(jī)拆卸流程、主要機(jī)件檢修流程、主要系統(tǒng)部件檢修流程、柴油機(jī)裝配流程等子流程（知識(shí)單元），知識(shí)單元包含該流程的維修任務(wù)信息等基本資料。如圖2所示，135型柴油機(jī)總裝流程包括安裝氣缸套、安裝主軸承外圈及鎖簧、安裝曲軸總成等具體維修步驟（知識(shí)節(jié)點(diǎn)），知識(shí)節(jié)點(diǎn)指向該步驟涉及的相關(guān)知識(shí)，包括任務(wù)部署、人員分配、組裝前準(zhǔn)備、組裝步驟等。

借助該知識(shí)地圖，維修人員可以快速熟悉艦船裝備維修方案，了解每個(gè)階段應(yīng)做的主要工作，在每個(gè)維修流程的知識(shí)節(jié)點(diǎn)還可獲取該階段可能用到的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)這種主動(dòng)式的知識(shí)推送方法可大幅縮減維修人員查閱資料的時(shí)間，提高維修效率。

4 知識(shí)地圖可視化技術(shù)

根據(jù)上文論述，維修人員通過(guò)交互層實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)地圖的可視化訪問(wèn)，根據(jù)實(shí)際需要獲取相應(yīng)知識(shí)節(jié)點(diǎn)的信息和知識(shí)，傳統(tǒng)的圖形文件顯然無(wú)法實(shí)現(xiàn)這種良好的人機(jī)交互功能，因此，本文采用SVG（Scabl Vector Graphics，可升級(jí)矢量圖像）繪制維修知識(shí)地圖。SVG是一種使用XML來(lái)描述二維圖形及其應(yīng)用的語(yǔ)言，具有以下特點(diǎn)[6]：

（1）SVG的XML語(yǔ)法具有良好的文檔結(jié)構(gòu)，適于維修知識(shí)的表達(dá)與存儲(chǔ)；（2）SVG可與Web技術(shù)進(jìn)行集成，并可嵌入基于瀏覽器的應(yīng)用系統(tǒng)中，提供豐富的視覺(jué)效果和嵌入式圖形用戶界面，這為知識(shí)地圖實(shí)現(xiàn)可視化提供了重要保證；（3）SVG創(chuàng)建的圖形可以在不同平臺(tái)和設(shè)備間進(jìn)行縮放，而不會(huì)有質(zhì)量損失，適于維修知識(shí)管理的分布式工作環(huán)境；（4）SVG把圖像與內(nèi)容分開(kāi)，因此易于實(shí)現(xiàn)維修知識(shí)的動(dòng)態(tài)更新；（5）SVG在客戶端和服務(wù)器之間只傳輸增量數(shù)據(jù)，因此可以減少服務(wù)器負(fù)載和帶寬占用，利于知識(shí)管理系統(tǒng)的信息通道暢通。

將上述SVG圖形嵌入基于.net平臺(tái)的ASPX頁(yè)面，構(gòu)建輕量級(jí)維修知識(shí)地圖，其可視化解決方案如圖3所示。

5 結(jié)論

艦船裝備維修過(guò)程涉及的各類技術(shù)知識(shí)以及任務(wù)部署、人員編組等維修方案極其繁雜，充分運(yùn)用維修知識(shí)地圖，與故障診斷系統(tǒng)互為補(bǔ)充，可以極大地提高機(jī)動(dòng)修理分隊(duì)的保障能力，對(duì)于高強(qiáng)度現(xiàn)代海戰(zhàn)條件下的裝備保障工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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