面向型號的知識萃取系統(tǒng)建設(shè)

/中國運載火箭技術(shù)研究院

目前，國內(nèi)外許多企業(yè)借助信息化技術(shù)手段開展了項目過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)總結(jié)，實現(xiàn)了關(guān)鍵知識的識別及獲取，為組織知識資產(chǎn)的清晰梳理及有效復(fù)用提供了有力保障。中國運載火箭技術(shù)研究院在60余年的科研生產(chǎn)實踐過程中積累了大量的型號知識資源，這些是研究院競爭優(yōu)勢的最根本也是最主要的體現(xiàn)。但是，由于缺乏有效的知識管理手段、方法和規(guī)范，使得知識資源在采集、復(fù)用和集成創(chuàng)新中的系統(tǒng)化應(yīng)用不強，主要體現(xiàn)為：知識文檔普遍與型號耦合過緊，未實現(xiàn)通用化知識點的提取；知識文檔的篇幅普遍較為冗長，核心、重點內(nèi)容不夠突出；知識文檔大多側(cè)重于對研究結(jié)果的描述，對研究思路、創(chuàng)新方法的體現(xiàn)較為缺乏；知識資源過于分散，缺乏有效的歸納、整合和展示手段。

為進(jìn)一步提高研究院型號知識資源的共享和利用，迫切需要構(gòu)建型號知識萃取系統(tǒng)，并應(yīng)用于典型型號知識資源的梳理，以實現(xiàn)型號知識資源的體系化展示，為后續(xù)產(chǎn)品及相關(guān)型號提供參考借鑒。

一、國內(nèi)外現(xiàn)狀研究

1.事后回顧(AAR)

“事后回顧”一詞最早起源于美國陸軍，后來逐漸被世界上許多組織采納并沿用至今。企業(yè)或組織通過事后回顧，可以認(rèn)識到在行動或項目中“發(fā)生了什么問題或出現(xiàn)了什么現(xiàn)象”“原因是什么”“有什么方面值得借鑒”“有什么方面需要改進(jìn)”等，從而對本次及后續(xù)行動或項目形成指導(dǎo)。

2.復(fù)盤回顧(Retrospect)

“復(fù)盤”最早是圍棋中的一個術(shù)語，指在對弈結(jié)束后雙方棋者將對弈過程進(jìn)行重復(fù)，并在這個過程中分析對錯得失，以便總結(jié)在當(dāng)時情境中更好的應(yīng)對招數(shù)。后來，聯(lián)想集團將“復(fù)盤”思想引入了企業(yè)文化，并對其賦予了新的內(nèi)涵。柳傳志曾總結(jié)道，我們認(rèn)為復(fù)盤是最好的學(xué)習(xí)方式。在聯(lián)想，一件事情做完以后，不管是做得成功還是失敗都要重新再演練一遍，想一想當(dāng)初的目標(biāo)是什么，我們怎么制定的戰(zhàn)略、怎么執(zhí)行的、最后的結(jié)果是什么，通過反復(fù)進(jìn)行復(fù)盤慢慢總結(jié)出一些帶有規(guī)律性的東西，進(jìn)而分析過程中的成敗，深化客觀認(rèn)識。

3.知識萃取

類似于“事后回顧”和“復(fù)盤回顧”的概念，“知識萃取”放開了對過程實體和時間的限制，從更廣義的視角定義了知識的總結(jié)和提煉。吳慶海認(rèn)為，“知識萃取”就是從大量數(shù)據(jù)、信息、文本、經(jīng)驗中，通過合適的方法和工具，將精華的知識抽取提煉出來的過程。知識萃取是對隱性知識的顯性化表達(dá)，進(jìn)而實現(xiàn)對顯性知識的加工、提煉，以使知識更容易被固化、傳承，并創(chuàng)造出更大的價值。

二、型號知識萃取系統(tǒng)架構(gòu)方案

針對型號研制流程中產(chǎn)生的知識資源的類型特點，可以將型號知識分為關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新方法和經(jīng)驗教訓(xùn)3個類型。其中，關(guān)鍵技術(shù)特指對型號研制起到重要作用且不可或缺的新技術(shù)；創(chuàng)新方法指型號研制過程中采取的新思路、新方法、新途徑等；經(jīng)驗教訓(xùn)指從故障、事故、缺陷等質(zhì)量問題中獲得的新認(rèn)識。

型號知識萃取是貫穿型號研制全生命周期，覆蓋設(shè)計、生產(chǎn)、試驗等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，按照規(guī)范化模板對關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新方法、經(jīng)驗教訓(xùn)3類關(guān)鍵知識進(jìn)行歸納、總結(jié)、提煉的過程。因此，在進(jìn)行型號知識萃取的過程中，不僅要注重知識的精煉性，也要注重知識的新穎性，從而為后續(xù)型號的研發(fā)提供借鑒。

借助信息化技術(shù)構(gòu)建型號知識萃取系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)散落在各類演示文檔中的核心、關(guān)鍵知識點的有效萃取，持續(xù)推進(jìn)型號研制各崗位中核心、關(guān)鍵知識的提煉，達(dá)到提升知識鑒別與獲取能力，促進(jìn)高價值知識資產(chǎn)的推廣與復(fù)用的目的。

型號知識萃取系統(tǒng)是按照知識圖譜的構(gòu)型對知識萃取后的資源進(jìn)行電子化存儲和圖形化展示，以典型型號的研制流程為維度，形成型號知識萃取系統(tǒng)的架構(gòu)方案，如圖1所示。

型號知識萃取系統(tǒng)主要包括型號萃取項目結(jié)構(gòu)和型號知識萃取模塊，以層次化的知識樹結(jié)構(gòu)實現(xiàn)型號關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新方法、經(jīng)驗教訓(xùn)3類關(guān)鍵知識的展示，主要涉及以下內(nèi)容。

1.型號知識樹構(gòu)建方法

當(dāng)前，型號知識資源以零散的形式存在于各型號部門，不能與研制流程進(jìn)行有機結(jié)合和體系化展示。本系統(tǒng)以型號研制階段為主線，以分系統(tǒng)為單元進(jìn)行業(yè)務(wù)活動分解，從關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新方法、經(jīng)驗教訓(xùn)3個維度進(jìn)行知識資源的萃取與關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)了型號知識資源的系統(tǒng)化梳理。

2.型號知識樹的維護管理

提供型號結(jié)構(gòu)的Excel導(dǎo)入功能，根據(jù)導(dǎo)入的Excel生成相應(yīng)的型號知識樹；支持型號知識樹的在線編輯、審批、轉(zhuǎn)階段管理；能夠為型號知識樹設(shè)置有效的知識萃取時間，實現(xiàn)分型號、分階段的知識萃取時間控制。

3.可視化的關(guān)鍵知識表達(dá)

圖1 型號知識萃取系統(tǒng)架構(gòu)方案

根據(jù)不同類型的項目知識進(jìn)行分類管理，分別按型號、階段、技術(shù)分類、分系統(tǒng)進(jìn)行知識文檔的管理；通過圖形化展示工具，支持型號人員查看知識樹節(jié)點及關(guān)鍵知識文檔的層級結(jié)構(gòu)及邏輯關(guān)系，實現(xiàn)知識樹及知識文檔的結(jié)構(gòu)化、體系化表達(dá)。

4.關(guān)鍵知識文檔的維護管理

支持知識文檔的上傳、關(guān)聯(lián)、審批、轉(zhuǎn)階段、狀態(tài)控制管理；通過NTKO解析引擎，實現(xiàn)知識文檔的在線瀏覽、編輯等功能；通過Jacob/POI技術(shù)開源框架，實現(xiàn)關(guān)聯(lián)文檔內(nèi)容的提取和寫入。

5.模型版本管理

在進(jìn)行型號知識萃取工作時，需要緊密圍繞型號研制的各個階段，同時考慮型號轉(zhuǎn)階段帶來的模型版本控制問題。模型版本控制準(zhǔn)則以型號階段為控制粒度，當(dāng)完成型號轉(zhuǎn)階段后，型號知識樹將被更新，同時默認(rèn)繼承已有知識文檔，并形成新的模型版本。

三、型號知識萃取系統(tǒng)流程及技術(shù)實現(xiàn)

1.型號知識萃取流程

型號知識萃取的流程如圖2所示。

型號知識樹生成。根據(jù)匯總形成的型號關(guān)鍵知識萃取資源列表，包括型號名稱、階段名稱、知識類型、知識名稱、責(zé)任人等字段，由院級知識萃取主管導(dǎo)入系統(tǒng)并生成型號知識樹。

型號知識樹審批。院級知識萃取主管需確定知識樹的有效萃取時間；型號“兩總”需完成知識樹的技術(shù)審批。

型號知識萃取。知識萃取專員針對不同類型的成果選擇對應(yīng)的知識采集模板，完善屬性信息后提交審批。

型號知識萃取審批。廠所級知識萃取主管審批通過后，成果將自動推送到型號副總師，由型號副總師進(jìn)行知識技術(shù)審批。

型號轉(zhuǎn)階段處理。進(jìn)行型號知識樹轉(zhuǎn)階段后，通過版本控制、轉(zhuǎn)階段控制實現(xiàn)知識文檔的版本數(shù)據(jù)復(fù)制、型號知識樹和文檔實體新版本數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)復(fù)制。

2.型號知識萃取功能設(shè)計

型號知識萃取系統(tǒng)主要包括型號萃取項目結(jié)構(gòu)和型號知識萃取兩大模塊，前者用于實現(xiàn)型號知識樹的維護管理，系統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)入的Excel模板自動生成型號知識樹，管理員可進(jìn)行知識樹的在線維護；后者用于實現(xiàn)型號知識文檔的維護管理，型號知識萃取功能模塊采用層次化的知識樹形式進(jìn)行知識資源的表達(dá)與展示。

圖2 型號知識萃取流程

其中，關(guān)鍵知識表達(dá)主要采用層次化的知識樹形式，知識樹分為3個層級：第一層是知識類型，包括關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新方法、經(jīng)驗教訓(xùn)3類知識資源；第二層是系統(tǒng)組成，包括總體、結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)等；第三層為具體技術(shù)/方法/問題名稱，同時可以根據(jù)具體情況設(shè)置技術(shù)/方法/問題子項，形成第四層級。

3.型號知識萃取技術(shù)實現(xiàn)

存儲技術(shù)。型號知識數(shù)據(jù)存儲采用文件柜+關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合的分布式對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲管理，在存儲之上采用安全加密存儲文件柜對文件實體進(jìn)行保護，其具體技術(shù)實現(xiàn)流程如圖3所示。

首先將知識信息分為關(guān)系數(shù)據(jù)、實體數(shù)據(jù)分別進(jìn)行存儲；其次利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫對知識關(guān)系信息進(jìn)行知識基本信息、擴展信息、知識模板關(guān)聯(lián)信息的關(guān)系存儲，其中知識必須包含型號、分系統(tǒng)、部門、創(chuàng)建人、密級關(guān)鍵分類字段；最后為實體信息存儲，實體原文需進(jìn)行加密存儲，知識實體安全瀏覽采用NTKO插件進(jìn)行瀏覽。

權(quán)限管理。型號知識萃取系統(tǒng)的安全架構(gòu)設(shè)計遵循基于角色的訪問控制（RBAC）權(quán)限管理標(biāo)準(zhǔn)、XS09數(shù)字證書標(biāo)準(zhǔn)、BMB系列涉密信息系統(tǒng)分級保護標(biāo)準(zhǔn)、SSL網(wǎng)絡(luò)傳輸加密標(biāo)準(zhǔn)等，涵蓋身份認(rèn)證、授權(quán)、安全審計、數(shù)據(jù)加密解密、簽名和文件處理，實現(xiàn)對系統(tǒng)人員、角色的統(tǒng)一配置與管理，實現(xiàn)不同的型號域?qū)?yīng)不同級別的操作權(quán)限。型號知識萃取系統(tǒng)功能權(quán)限設(shè)計見表1。

表1 型號知識萃取系統(tǒng)功能權(quán)限設(shè)計

圖3 知識存儲技術(shù)實現(xiàn)流程

通過開發(fā)和應(yīng)用型號知識萃取系統(tǒng)，能夠有效解決型號知識文檔中關(guān)鍵知識點的識別、提煉和表達(dá)問題，支撐完成典型型號的知識樹梳理，提升型號知識資源獲取能力，提高知識資產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)型號知識的固化與傳承，為后續(xù)型號產(chǎn)品的研制提供經(jīng)過驗證的知識資源。此外，本系統(tǒng)以型號研制階段為維度，提出了層次化的知識樹表達(dá)體系，通過型號知識資源的結(jié)構(gòu)化、體系化、圖形化展示，描繪了型號知識體系間的邏輯關(guān)系，實現(xiàn)了型號知識資源的快速定位和準(zhǔn)確查找，為型號相關(guān)人員快速查找型號知識、掌握崗位技能提供了有力保障。