基于知識工程的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺研制

◎中國運載火箭技術(shù)研究院戰(zhàn)術(shù)武器事業(yè)部 石航 范新中 牛飛 唐念華

基于知識工程的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺研制

◎中國運載火箭技術(shù)研究院戰(zhàn)術(shù)武器事業(yè)部 石航 范新中 牛飛 唐念華

隨著科技的迅速發(fā)展，人類步入信息時代，知識工程建設(shè)使人類邁入了全球化商業(yè)競爭、高新化科技發(fā)展的信息高速公路。知識工程就是指，管理員基于數(shù)據(jù)庫平臺搜集和管理各種知識信息及相關(guān)設(shè)計方案，并將搜集到的科技成果通過知識管理平臺分享給有需要的科研人員，實現(xiàn)其最大產(chǎn)出的過程。

基于知識工程的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺由型號研制流程管理系統(tǒng)與專家系統(tǒng)組成，將型號、產(chǎn)品及綜合管理等方面的設(shè)計成果與成熟經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為知識數(shù)據(jù)庫進行存儲，并通過局域網(wǎng)開展知識的傳播分享，最終形成基于知識工程的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺。其中，型號研制流程管理系統(tǒng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計中型號、產(chǎn)品、綜合任務(wù)的研發(fā)，對研發(fā)任務(wù)中涉及的任務(wù)流程、人員、進度及任務(wù)輸出結(jié)果進行統(tǒng)一管理，主要功能包括任務(wù)管理、研制流程、資源管理等；專家系統(tǒng)作為流程管理系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)，存儲任務(wù)開發(fā)相關(guān)的技術(shù)文檔，可根據(jù)關(guān)鍵詞或檢索知識樹對相關(guān)文檔進行檢索和查閱。

一、型號研制流程管理系統(tǒng)

型號研制流程管理系統(tǒng)包括任務(wù)管理、研制流程、資源管理三大模塊，與專家系統(tǒng)配合緊密，可隨時進行專家系統(tǒng)技術(shù)文檔檢索。

1．任務(wù)管理

任務(wù)管理模塊主要是對所有任務(wù)信息進行管理，主要功能包括各種任務(wù)的創(chuàng)建、相關(guān)信息的顯示描述、刪除、重命名、導(dǎo)入、導(dǎo)出及配置等，由主任務(wù)管理區(qū)及子任務(wù)管理區(qū)2個區(qū)域組成。

主任務(wù)管理區(qū)負責(zé)結(jié)構(gòu)設(shè)計研發(fā)任務(wù)，并將主任務(wù)細分為許多具體的子任務(wù)，包含主任務(wù)信息、子任務(wù)信息及任務(wù)研發(fā)相關(guān)人員名單、輸入輸出文件清單等。子任務(wù)管理區(qū)根據(jù)主任務(wù)進行細化，劃分出具體的研發(fā)任務(wù)，包含子任務(wù)信息、輸入輸出文件列表等。

主任務(wù)又依據(jù)類型的不同分為型號任務(wù)、產(chǎn)品任務(wù)及綜合任務(wù)3種，其技術(shù)狀態(tài)按照執(zhí)行的先后順序分為未開始、執(zhí)行中、完成3個階段。在子任務(wù)的輸入文件列表或輸出文件列表中第一次進行文件添加或關(guān)聯(lián)時，該子任務(wù)狀態(tài)由“未開始”變?yōu)椤皥?zhí)行中”。

任務(wù)管理模塊的優(yōu)點表現(xiàn)在2個方面:一是可以快速創(chuàng)建任務(wù)，并將已有任務(wù)作為模板，直接生成新任務(wù)；二是可以批量結(jié)果文件管理，支持從清單文件中批量選取、添加子任務(wù)相關(guān)的輸入、輸出文件名稱。

2．研制流程

研制流程模塊主要用于對每項任務(wù)的具體研制過程進行流程化管理，實現(xiàn)已創(chuàng)建的工作流程圖形化顯示，用戶能夠在流程圖形界面對研制項目進行操作，同時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)相應(yīng)的同步更新。

信息平臺的便捷性是用戶關(guān)注的重點問題，為了解決該問題，從4個方面對研制流程模塊進行了改進:一是流程圖顯示，按照子任務(wù)的完成時間及標(biāo)識號繪制樹狀流程圖；二是流程圖快速切換，可通過點選導(dǎo)航樹中的節(jié)點，在多個子流程圖之間進行快速切換；三是將時間查詢結(jié)果圖形化，通過滑塊確定查詢時間點，完成時間在時間點之前的子任務(wù)都會在流程圖中高亮顯示出來；四是自動計算完成時間，通過子任務(wù)的完成時間計算母任務(wù)及整個任務(wù)的完成時間。

3．資源管理

資源管理模塊主要用于檢索任務(wù)研制流程信息、負責(zé)型號研制人員的工作安排，可采用多條件組合檢索、查看檢索結(jié)果中子任務(wù)的輸入輸出列表、沖突檢索等方式。用戶能夠以多個關(guān)鍵字，如任務(wù)名稱、研制階段、負責(zé)人、完成時間和前置任務(wù)對流程數(shù)據(jù)庫進行檢索，充分考慮精確檢索和模糊檢索；成果檢索欄則用于檢索輸入、輸出文檔。

沖突管理是資源管理的一大亮點，當(dāng)“沖突管理”單選按鈕被選中時，檢索結(jié)果列表中同一負責(zé)人的任務(wù)。若完成時間有沖突，則沖突任務(wù)的“完成時間”字體設(shè)為紅色。通過其獨有的沖突管理系統(tǒng)，便于型號研制人員的工作安排和型號研制任務(wù)的合理分配，有利于提高科研生產(chǎn)效率。

二、專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)基于底層知識數(shù)據(jù)庫對各類知識資源進行管理，主要包括流程體系、技術(shù)體系、規(guī)范體系以及故障數(shù)據(jù)庫等。借助專門的知識庫管理工具實現(xiàn)對各類知識資源的收集整理，通過編輯具有特定命名規(guī)則的文件和目錄形成專家系統(tǒng)知識庫結(jié)構(gòu)樹。用戶能夠以多個關(guān)鍵字對知識數(shù)據(jù)庫進行檢索，同樣可以考慮精確檢索和模糊檢索，使知識數(shù)據(jù)庫以容易理解、容易查詢、容易使用、容易維護的形式為工程師服務(wù)。

1．檢索界面

檢索界面主要由檢索欄、知識樹、結(jié)果文件列表和專家系統(tǒng)導(dǎo)航欄組成。

檢索欄用于輸入關(guān)鍵詞，進行知識數(shù)據(jù)庫資源檢索。

知識樹由專家系統(tǒng)路徑數(shù)據(jù)自動生成，包含全部專家系統(tǒng)路徑信息，可以逐級展開，點擊知識樹節(jié)點，在結(jié)果文件列表中顯示該節(jié)點對應(yīng)文件夾下包含的文件列表。

結(jié)果文件列表顯示檢索出的文件列表。

專家系統(tǒng)導(dǎo)航欄對知識數(shù)據(jù)庫進行分類，工程師可以根據(jù)自己的需要選擇流程體系、技術(shù)體系、規(guī)范體系、故障數(shù)據(jù)庫及工具庫等相關(guān)信息。

2．賬戶權(quán)限管理

平臺的安全保密性是用戶關(guān)注的重點，基于知識工程的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺針對賬戶權(quán)限管理進行相應(yīng)設(shè)置，以確保平臺的安全。設(shè)置了最小權(quán)限用戶程序和身份驗證，確保只有通過平臺驗證的用戶才能被許可進入訪問。

此外，通用結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺針對型號研制人員所承擔(dān)的不同角色和工作安排，分配了不同的賬戶類型，包括管理員、主任、組長、設(shè)計師、賓客等。專家系統(tǒng)以關(guān)鍵字檢索功能為紐帶實現(xiàn)了設(shè)計平臺與專家系統(tǒng)的聯(lián)動，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計流程任何節(jié)點對專家系統(tǒng)中相關(guān)知識資源的訪問，為后續(xù)專家系統(tǒng)驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計的實現(xiàn)做了很好的鋪墊。

筆者將知識工程理念應(yīng)用到通用結(jié)構(gòu)設(shè)計流程當(dāng)中，并提出具有實用性和可操作性的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺的搭建方案，該信息設(shè)計平臺可以減少時間成本和人力成本，實現(xiàn)協(xié)同辦公高效、管理科學(xué)合理。▲