大數(shù)據(jù)技術(shù)在航天企業(yè)知識(shí)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

◎北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所 盧康 周智力

大數(shù)據(jù)技術(shù)在航天企業(yè)知識(shí)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

◎北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所 盧康 周智力

知識(shí)是通過(guò)歸納、演繹、比較等手段對(duì)信息進(jìn)行挖掘，并與已有知識(shí)體系相結(jié)合形成的，是用于解決問(wèn)題的結(jié)構(gòu)化信息。知識(shí)管理是通過(guò)人與技術(shù)的充分結(jié)合，并在分享的文化下將組織內(nèi)外部的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的沉淀、共享、學(xué)習(xí)、應(yīng)用和創(chuàng)新，從而提升組織的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

航天企業(yè)作為知識(shí)密集型高科技企業(yè)，科研活動(dòng)所需要和產(chǎn)出的參考資料、技術(shù)文檔等知識(shí)隨著科研活動(dòng)的持續(xù)開(kāi)展呈幾何級(jí)的增長(zhǎng)。隨著信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，航天企業(yè)紛紛建立了知識(shí)管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的有效管理。但現(xiàn)有的知識(shí)管理系統(tǒng)大都基于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，只能處理結(jié)構(gòu)化等特定格式的數(shù)據(jù)信息和知識(shí)資源，無(wú)法處理急劇增長(zhǎng)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息，導(dǎo)致知識(shí)管理水平無(wú)法滿足企業(yè)發(fā)展對(duì)知識(shí)的需求。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識(shí)是企業(yè)重要的資本和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，所以必須將知識(shí)管理提升到企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，并與企業(yè)發(fā)展同步進(jìn)行，依托知識(shí)管理提高科技創(chuàng)新效率。

為此，筆者采用全新的信息技術(shù)手段對(duì)傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)方法進(jìn)行升級(jí)改造，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到航天企業(yè)的知識(shí)管理中，提出了從基礎(chǔ)架構(gòu)到知識(shí)展示各個(gè)環(huán)節(jié)的大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)施途徑，以期全面提升知識(shí)管理系統(tǒng)功能，幫助航天企業(yè)提升知識(shí)管理水平，打造以知識(shí)為核心的產(chǎn)品創(chuàng)新體系，全面提升航天產(chǎn)品質(zhì)量，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新能力。

一、航天企業(yè)知識(shí)管理的特點(diǎn)

近年來(lái)，隨著我國(guó)航天事業(yè)的迅速發(fā)展，型號(hào)產(chǎn)品復(fù)雜度、研制難度不斷增加，參與單位與技術(shù)的覆蓋范圍也越來(lái)越廣。同時(shí)，隨著航天型號(hào)研制任務(wù)的不斷增多，型號(hào)研制周期進(jìn)一步縮短，多型號(hào)并行研制、多批次并行生產(chǎn)的情況越來(lái)越多，這對(duì)航天企業(yè)數(shù)據(jù)資源管理和知識(shí)管理提出了更高要求。

1．知識(shí)創(chuàng)新是知識(shí)管理的主要目標(biāo)

目前，國(guó)防科工局開(kāi)展的“智慧軍工”頂層戰(zhàn)略規(guī)劃，使傳統(tǒng)軍工企業(yè)紛紛向基于知識(shí)創(chuàng)新的智慧型院所轉(zhuǎn)型，航天企業(yè)需要建立基于知識(shí)創(chuàng)新的研發(fā)能力，形成基于知識(shí)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字化研制模式。知識(shí)驅(qū)動(dòng)的研發(fā)模式一方面需要深化信息技術(shù)在設(shè)計(jì)、仿真、試驗(yàn)、制造和服務(wù)等環(huán)節(jié)的應(yīng)用；另一方面需要強(qiáng)化面向產(chǎn)品需求分析、研發(fā)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、使用保障的全價(jià)值創(chuàng)造過(guò)程的信息集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、技術(shù)狀態(tài)、配置管理、裝備使用等全過(guò)程的統(tǒng)一管理，以逐步建立具有自我學(xué)習(xí)能力、知識(shí)創(chuàng)新能力和自適應(yīng)能力的新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的“智慧型”航天企業(yè)。

2．知識(shí)共享是知識(shí)管理的核心基礎(chǔ)

知識(shí)共享包括知識(shí)提供、傳遞和吸收3個(gè)過(guò)程。實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享要建立有效的工具和機(jī)制，可以通過(guò)建立知識(shí)管理系統(tǒng)、知識(shí)獲取工具、知識(shí)庫(kù)、知識(shí)協(xié)作中心、信息技術(shù)平臺(tái)等支持手段，將商用軟件、自研軟件、經(jīng)驗(yàn)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等進(jìn)行集成，全過(guò)程促進(jìn)知識(shí)共享。除此之外，通過(guò)建立企業(yè)知識(shí)共享激勵(lì)制度和培養(yǎng)共享企業(yè)文化等制度來(lái)提高個(gè)人知識(shí)向組織知識(shí)轉(zhuǎn)化，也是促進(jìn)企業(yè)知識(shí)共享的保障。

3．知識(shí)挖掘是知識(shí)管理的有力抓手

航天企業(yè)知識(shí)具有多樣性，包括型號(hào)技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、科技報(bào)告、計(jì)算機(jī)軟件、經(jīng)管文書(shū)、聲像資料等。同時(shí)，航天企業(yè)知識(shí)又具有離散性，既包括以紙質(zhì)檔案形式存放的知識(shí)，又包括以電子信息形式存儲(chǔ)的知識(shí)，同時(shí)還有存在于個(gè)人頭腦中的經(jīng)驗(yàn)、方法、理念等隱性知識(shí)。目前，顯性知識(shí)管理手段已相對(duì)成熟和完善，而大量存在的隱性知識(shí)如何進(jìn)行管理是當(dāng)前眾多企業(yè)共同面臨的難題。因此，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行知識(shí)挖掘是將企業(yè)隱性知識(shí)變?yōu)榭梢?jiàn)信息的主要方法和手段，并通過(guò)隱性知識(shí)的顯性化、有序化、體系化實(shí)現(xiàn)航天企業(yè)知識(shí)管理水平的再提升。

4．知識(shí)保密是知識(shí)管理的重要保障

航天企業(yè)知識(shí)密集，涉及各種技術(shù)專利、商業(yè)秘密等，而部分涉及國(guó)防武器裝備產(chǎn)品的知識(shí)還具有高度的保密性。因此，航天企業(yè)在管理內(nèi)部知識(shí)時(shí)應(yīng)考慮保密等相關(guān)因素，按照保密規(guī)定制定相應(yīng)的防護(hù)措施和技術(shù)手段，并按保密程度進(jìn)行分級(jí)管理。信息安全是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下知識(shí)管理的必要保障，要在確保知識(shí)保密安全的前提下發(fā)揮知識(shí)應(yīng)用的最大價(jià)值。

二、現(xiàn)有知識(shí)管理系統(tǒng)存在的問(wèn)題

近年來(lái)，航天企業(yè)的信息化水平不斷提升，也通過(guò)建設(shè)實(shí)施知識(shí)管理系統(tǒng)提高了知識(shí)管理的效率和水平，但現(xiàn)有的知識(shí)管理系統(tǒng)仍存在一些問(wèn)題，無(wú)法滿足航天企業(yè)快速發(fā)展的知識(shí)創(chuàng)新需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

一是現(xiàn)有的知識(shí)管理系統(tǒng)只是針對(duì)某些專業(yè)或某些領(lǐng)域建立的知識(shí)庫(kù)，缺乏知識(shí)有效的獲取和共享途徑，導(dǎo)致知識(shí)庫(kù)內(nèi)容無(wú)法及時(shí)更新，最終形成“知識(shí)孤島”。

二是現(xiàn)有的知識(shí)管理系統(tǒng)中知識(shí)展示樣式較為單一、用戶交互力度不夠，使得用戶獲取知識(shí)的效率較低，導(dǎo)致整個(gè)知識(shí)管理系統(tǒng)應(yīng)用效果差，無(wú)法發(fā)揮系統(tǒng)功能。

三是現(xiàn)有知識(shí)管理系統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)無(wú)法支持用戶多樣的知識(shí)應(yīng)用需求，所以在用戶需求變化時(shí)，無(wú)法根據(jù)需求快速、靈活地部署和擴(kuò)展，而且與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成也較為困難。

四是現(xiàn)有知識(shí)管理系統(tǒng)對(duì)隱性知識(shí)的挖掘和多樣類型數(shù)據(jù)知識(shí)的支持不夠，只是通過(guò)知識(shí)社區(qū)的方式將隱性知識(shí)顯性化，卻無(wú)法通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法從顯性數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)具有價(jià)值的知識(shí)信息。另外，現(xiàn)有的知識(shí)管理系統(tǒng)基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)法支持非結(jié)構(gòu)化的知識(shí)數(shù)據(jù)信息，使得大量極具價(jià)值的知識(shí)無(wú)法沉淀和共享。

三、大數(shù)據(jù)技術(shù)在知識(shí)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)需要滿足數(shù)據(jù)量夠大、數(shù)據(jù)的種類多樣、數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)及處理速度快、數(shù)據(jù)價(jià)值高4個(gè)基本特征，同時(shí)大數(shù)據(jù)是基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用模式，通過(guò)數(shù)據(jù)的整合共享、交叉復(fù)用，形成智力資源和知識(shí)服務(wù)能力。

大數(shù)據(jù)技術(shù)，就是從各種類型的數(shù)據(jù)中快速獲得有價(jià)值信息的技術(shù)，是能夠突破常規(guī)軟件限制，對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和處理的新一代創(chuàng)新型技術(shù)的統(tǒng)稱。大數(shù)據(jù)技術(shù)主要分為基礎(chǔ)架構(gòu)支持、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)展示與交互五大類。目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用正滲透到社會(huì)的各行各業(yè)，為每個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)變革性影響，已成為各行各業(yè)顛覆性創(chuàng)新的原動(dòng)力和助推器。

1．大數(shù)據(jù)的生成過(guò)程

大數(shù)據(jù)技術(shù)可以處理各種類型的海量數(shù)據(jù)，包括文檔、音頻、視頻、模型等，實(shí)現(xiàn)基于多樣數(shù)據(jù)的全流程、柔性智能處理，以促進(jìn)知識(shí)融合。將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有知識(shí)管理系統(tǒng)，可以徹底實(shí)現(xiàn)航天企業(yè)知識(shí)管理從數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)到智慧的跨越，實(shí)現(xiàn)知識(shí)管理系統(tǒng)的全面升級(jí)，以及知識(shí)管理的全生命周期管理，并建立柔性、一體化、安全、智慧的知識(shí)管理系統(tǒng)。知識(shí)生命周期采集、組織、存儲(chǔ)、分析、利用每個(gè)環(huán)節(jié)都滲透著大數(shù)據(jù)技術(shù)，圖1為知識(shí)的生成過(guò)程。

2．?dāng)?shù)據(jù)處理

應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的知識(shí)管理系統(tǒng)，在以云計(jì)算技術(shù)為核心的柔性IT基礎(chǔ)架構(gòu)上對(duì)廣泛的、多樣的、異構(gòu)的知識(shí)數(shù)據(jù)源進(jìn)行抽取和整合，獲取的結(jié)果數(shù)據(jù)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)，再利用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中提取有價(jià)值的知識(shí)并利用合適的方式將結(jié)果自動(dòng)推送展示給最有需要的終端用戶。從知識(shí)數(shù)據(jù)源到最終的知識(shí)應(yīng)用整個(gè)周期，知識(shí)數(shù)據(jù)處理流程可以分為數(shù)據(jù)抽取與整合、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化，如圖2所示。

通過(guò)虛擬化技術(shù)將底層異構(gòu)的硬件和操作系統(tǒng)整合成安全、高性能、高可擴(kuò)展、高可靠和高伸縮性的系統(tǒng)運(yùn)行資源，大幅降低了知識(shí)管理系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)、部署、運(yùn)行和維護(hù)的成本，有效滿足了知識(shí)管理系統(tǒng)知識(shí)流程對(duì)硬件和系統(tǒng)資源的需求。

3．知識(shí)獲取與存儲(chǔ)

知識(shí)管理系統(tǒng)中，知識(shí)獲取主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)知識(shí)采集，如通過(guò)企業(yè)總線將業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，還可以通過(guò)用戶頁(yè)面直接采集多樣的知識(shí)數(shù)據(jù)。知識(shí)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中通過(guò)ETL工具將分布的、異構(gòu)的數(shù)據(jù)源中不同種類和結(jié)構(gòu)的知識(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、過(guò)濾、去重等預(yù)處理后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要通過(guò)分布式文件系統(tǒng)完成，該系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)磁盤(pán)吞吐能力不足和可擴(kuò)展性差的問(wèn)題，以有效支持大數(shù)據(jù)處理過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)高擴(kuò)展、高可用、高吞吐量的需求。

航天企業(yè)作為知識(shí)密集型企業(yè)，許多知識(shí)源于跨部門(mén)、跨專業(yè)的數(shù)據(jù)整合和業(yè)務(wù)創(chuàng)新，各部門(mén)、各專業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)存儲(chǔ)大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過(guò)將數(shù)據(jù)匯聚、整合形成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，利用大數(shù)據(jù)算法和數(shù)據(jù)挖掘算法對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、融合，可以發(fā)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)邏輯并形成新的知識(shí)，并利用新知識(shí)促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，激發(fā)航天企業(yè)研發(fā)活力。

大數(shù)據(jù)技術(shù)還提供了豐富的數(shù)據(jù)展示功能，而且展示形式逐漸從傳統(tǒng)的表格、圖形方式向3D、交互式、沉浸式轉(zhuǎn)變，如通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將虛擬的知識(shí)信息應(yīng)用到真實(shí)的世界中，大幅提升用戶體驗(yàn)感受。

此外，大數(shù)據(jù)時(shí)代下，知識(shí)管理安全問(wèn)題也不容忽視。知識(shí)共享的安全目標(biāo)是風(fēng)險(xiǎn)可控制、泄密可追蹤，建立知識(shí)安全防護(hù)體系，應(yīng)從軟硬件系統(tǒng)安全防護(hù)、員工安全意識(shí)、系統(tǒng)建設(shè)優(yōu)化、知識(shí)密級(jí)劃分、人員權(quán)限劃分以及定期開(kāi)展對(duì)知識(shí)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面入手。未來(lái)幾年，大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展將更加成熟，應(yīng)用將更加廣泛，屆時(shí)對(duì)航天企業(yè)的模式創(chuàng)新、業(yè)務(wù)變革將起到更加巨大的推動(dòng)作用?！?/p>