標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息化實現(xiàn)

■ 張彪 于碩 李金剛/中國航發(fā)研究院

將發(fā)動機研發(fā)各領(lǐng)域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范集成至統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中，構(gòu)建企業(yè)研發(fā)知識庫，可以實現(xiàn)知識的主動推送、可視化管理等，滿足發(fā)動機研發(fā)業(yè)務(wù)需求。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息化，是以產(chǎn)品研發(fā)信息化平臺為載體，助力設(shè)計人員快速搜索和高效使用各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為協(xié)同研發(fā)提供基礎(chǔ)支撐。廣義而言，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是經(jīng)過長期經(jīng)驗積累形成的共有知識，在進行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息化實現(xiàn)的研究過程中，以知識管理為模型進行分析設(shè)計。

需求分析

航空發(fā)動機設(shè)計是一個復(fù)雜的創(chuàng)新過程，涉及多學(xué)科多領(lǐng)域的知識集成，設(shè)計人員需要花費大量時間進行學(xué)習(xí)和查詢，嚴(yán)重影響研發(fā)效率；研發(fā)過程需要遵循大量的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，不同的設(shè)計人員可能使用不同的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致研發(fā)過程出現(xiàn)差錯，增加研發(fā)成本；大量研發(fā)任務(wù)的存儲管理往往較為分散，設(shè)計人員需要重復(fù)工作，未實現(xiàn)研發(fā)知識的復(fù)用；研發(fā)過程收集的大量數(shù)據(jù)未能實現(xiàn)知識的轉(zhuǎn)換與積累，進而無法促進企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的有效增值。

因此，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息化的需求，首先體現(xiàn)在對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研發(fā)模板需求，即通過在產(chǎn)品研發(fā)體系中建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研發(fā)模板庫，使設(shè)計人員在研發(fā)各階段都能夠依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)、活動、工具模板完成業(yè)務(wù)需求；其次是對知識積累和應(yīng)用需求，通過構(gòu)建面向各專業(yè)、各領(lǐng)域應(yīng)用需求的知識庫、知識圖譜等，對數(shù)據(jù)庫中蘊含的知識進行挖掘與積累，構(gòu)建知識管理系統(tǒng)與知識關(guān)聯(lián)模式，通過設(shè)計知識主動推送機制等知識應(yīng)用精準(zhǔn)滿足不同領(lǐng)域、部門設(shè)計人員的知識需求。

總體架構(gòu)

航空發(fā)動機標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息化實現(xiàn)的總體架構(gòu)如圖1所示。首先，將產(chǎn)品研發(fā)全生命周期的各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范集成封裝并存入數(shù)據(jù)庫，通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理實現(xiàn)有效組織和高效利用；其次，從中挖掘知識，綜合多種技術(shù)建立企業(yè)知識資產(chǎn)庫并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建具備推薦、搜索等應(yīng)用功能的統(tǒng)一化知識門戶；此外，通過知識可視化管理，直觀、關(guān)聯(lián)性地展現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部模板、項目、人員等所有相關(guān)知識，幫助管理及設(shè)計人員等快速掌握相關(guān)信息。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息化實現(xiàn)總體架構(gòu)

總體架構(gòu)主要分為要素層、集成開發(fā)層和知識管理層。要素層梳理企業(yè)內(nèi)外部和研發(fā)過程中積累的全部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并將其分為不同類別。集成開發(fā)層首先開展標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范集成開發(fā)設(shè)計，將各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范集成至對應(yīng)模板并存入數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫管理、動態(tài)數(shù)據(jù)建模、個性化管理等功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效管理與運用和標(biāo)準(zhǔn)要素精準(zhǔn)搜索，并為知識工程的應(yīng)用打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。知識管理層在標(biāo)準(zhǔn)要素集成設(shè)計的基礎(chǔ)上進行知識管理及其可視化開發(fā)設(shè)計，首先通過本體技術(shù)、知識圖譜構(gòu)建技術(shù)等從數(shù)據(jù)中抽取出知識建設(shè)企業(yè)知識資產(chǎn)庫，其次通過畫像技術(shù)、關(guān)聯(lián)度分析算法和相似度排序算法建立設(shè)計知識主動推送機制等一系列應(yīng)用。

集成開發(fā)

航空發(fā)動機研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范集成開發(fā)涉及多領(lǐng)域、多學(xué)科和多部門，各個環(huán)節(jié)均有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范和知識結(jié)構(gòu)，需對各個環(huán)節(jié)中具有參考價值的信息進行分析和統(tǒng)一管理。集成開發(fā)方案如圖2所示。

圖2 研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范集成開發(fā)方案

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范集成封裝

對散落的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范資源展開集成封裝，統(tǒng)一歸納梳理并構(gòu)建與之對應(yīng)的各類研發(fā)要素之間的關(guān)系。工具、流程、數(shù)據(jù)等研發(fā)要素依據(jù)類型及在研發(fā)流程中的作用，分別封裝在各類標(biāo)準(zhǔn)模板中。經(jīng)驗、知識、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等在各類標(biāo)準(zhǔn)模板中均有封裝，使標(biāo)準(zhǔn)模板在為設(shè)計人員提供模板內(nèi)集成的各類研發(fā)要素時，能以相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指導(dǎo)該階段的研發(fā)活動。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范精準(zhǔn)搜索

標(biāo)準(zhǔn)要素封裝至數(shù)據(jù)庫后，可為設(shè)計人員提供精準(zhǔn)搜索功能。根據(jù)不同特征的數(shù)據(jù)類型進行分層過濾，精確地對用戶的需求進行選擇查詢。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在集成封裝時按照作者、格式類型、時間等進行分類管理，因此在用戶通過關(guān)鍵詞進行快捷搜索時，可以按照多種指標(biāo)對搜索結(jié)果進行排序。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范封裝至數(shù)據(jù)庫中，需要通過數(shù)據(jù)庫管理、動態(tài)數(shù)據(jù)管理以及個性化管理來實現(xiàn)各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的高效運用，主要從數(shù)據(jù)庫分類、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫組織結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)列表、數(shù)據(jù)版本的層級組織數(shù)據(jù)。

動態(tài)數(shù)據(jù)管理具體包括建立數(shù)據(jù)寬表、多模型關(guān)聯(lián)建模、數(shù)據(jù)校重配置、關(guān)鍵詞/摘要抽取配置和數(shù)據(jù)校驗。

個性化管理通過數(shù)據(jù)錄入模塊實現(xiàn)多學(xué)科、多領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范錄入；通過用戶權(quán)限管理、審核管理、密級管理、審計日志管理等模塊，保障系統(tǒng)的功能性和安全性；通過個人數(shù)據(jù)管理為設(shè)計人員提供多樣化的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范獲取渠道。

知識管理及其可視化管理開發(fā)設(shè)計

通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范集成開發(fā)設(shè)計，設(shè)計人員可精準(zhǔn)搜索需要的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，實現(xiàn)了“人找知識”的過程。在其基礎(chǔ)上展開知識管理和可視化管理開發(fā)設(shè)計，可實現(xiàn)“知識找人”的過程，進一步提升應(yīng)用效果。

研發(fā)知識資產(chǎn)管理

開展企業(yè)內(nèi)顯性、隱性知識資產(chǎn)管理。其中，顯性知識包括規(guī)章制度、工作步驟、工作報告及期刊論文等知識；隱性知識主要為經(jīng)驗心得、工作總結(jié)、創(chuàng)新想法等。所設(shè)計的知識資產(chǎn)管理如圖3所示。

圖3 知識資產(chǎn)管理

針對顯性知識，首先建立企業(yè)涉及領(lǐng)域本體模型，其次進行知識抽取，將顯性知識資產(chǎn)構(gòu)建成結(jié)構(gòu)化的知識網(wǎng)絡(luò)。質(zhì)量評估后，將滿足質(zhì)量要求的知識網(wǎng)絡(luò)以知識圖譜的形式存儲，建設(shè)企業(yè)顯性知識資產(chǎn)庫。

隱性知識未經(jīng)審核，在其積累時需增加實體鏈接技術(shù)以處理可能存在的冗余和錯誤。隨著設(shè)計工作的不斷推進，隱性知識資產(chǎn)不斷并入知識圖譜中，實現(xiàn)其中概念和數(shù)據(jù)的迭代更新，不斷優(yōu)化完善企業(yè)的知識資產(chǎn)庫。

知識應(yīng)用

將數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范抽取為知識后，可以基于知識的網(wǎng)絡(luò)化、關(guān)聯(lián)性強等特點實現(xiàn)一系列知識的高效、多維度的充分利用。

設(shè)計知識主動推送功能，利用畫像技術(shù)、關(guān)聯(lián)度分析、相似度計算，將最匹配的知識全面、及時、精準(zhǔn)地推送至相關(guān)設(shè)計人員，實現(xiàn)個性化、多粒度的設(shè)計知識推送，設(shè)計知識主動推送邏輯如圖4所示。

圖4 設(shè)計知識主動推送邏輯

基于所構(gòu)建的知識庫，還可以構(gòu)建個人知識空間以輔助設(shè)計人員管理個人知識；構(gòu)建知識百科以在知識主動推送機制之外為設(shè)計人員提供自主的知識獲取渠道；構(gòu)建知識社區(qū)以提供用戶自主知識交互平臺。構(gòu)建統(tǒng)一的知識門戶以提供上述各功能的標(biāo)準(zhǔn)化訪問入口。

可視化管理

可視化管理通過將各類圖表化工具應(yīng)用于知識圖譜檢索結(jié)果來實現(xiàn)。通過可視化管理，可以輔助企業(yè)內(nèi)部設(shè)計人員、管理人員等直觀、關(guān)聯(lián)性地獲取企業(yè)內(nèi)部的流程、項目、知識等?？梢暬芾磉壿嬋鐖D5所示。

圖5 可視化管理邏輯

由知識庫中實體關(guān)系可知，可通過部門、項目、模板、人員等維度分析分布和使用情況；可實現(xiàn)模板更新狀況等節(jié)點內(nèi)具體屬性的可視化；將知識圖譜中具體數(shù)據(jù)作為計算指標(biāo)的數(shù)據(jù)源，可實現(xiàn)項目人員工作量統(tǒng)計等多種其他可視化管理功能。

應(yīng)用驗證

以與流程模板關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為例，抽取該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的具體屬性及其與部門、專業(yè)、人員、項目、任務(wù)、模板和其他研發(fā)要素間的關(guān)系，構(gòu)建關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，并在與知識庫中內(nèi)容對比后以新建或更新的方式將其并入現(xiàn)有知識庫，構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范屬性及其關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如圖6所示。

圖6 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范屬性及其關(guān)系網(wǎng)絡(luò)

通過圖示節(jié)點及其網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，驗證了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息化的準(zhǔn)確性和可靠性，構(gòu)建的知識庫具有直觀性、關(guān)聯(lián)性的優(yōu)點，可有效促進設(shè)計協(xié)同和數(shù)據(jù)集成。

結(jié)束語

通過分析航空發(fā)動機的實際業(yè)務(wù)模式與需求，構(gòu)建出集成開發(fā)、知識管理和可視化設(shè)計的總體架構(gòu)。以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的集成開發(fā)為支撐，梳理匯總航空發(fā)動機研發(fā)各個流程階段的全部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，構(gòu)建企業(yè)研發(fā)知識資產(chǎn)庫并進行知識應(yīng)用，驗證模板封裝的最終產(chǎn)物。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息化的實現(xiàn)，可推進設(shè)計人員快速搜索和高效使用標(biāo)準(zhǔn)，提供基礎(chǔ)技術(shù)支撐。