協同設計工作流與知識庫集成系統的研究

師 磊

(華北電力設計院有限公司，北京 100120)

1 概述

互聯網的發展使得我們的工作方式發生了巨大的變化，組織機構的龐大，工作方式的多樣化，使得企業需要一種更高效的“業務協作”系統，來提高整體團隊的工作能力。在工程設計企業中伴隨著業務流程的推進將產生出工程圖紙、原始資料、規范書、設備文檔、變更文檔等一系列資料，其重要性不言而喻。通過信息技術可將資料進行有效的歸納與提煉，為企業提供搜索、獲取和組織真正有價值信息與知識的平臺。企業知識收集、共享、復用的過程與企業實際的工作業務協同流程是息息相關的，協同設計工作流系統可以為知識庫提供實際層面的支持，它是一種基于工作流引擎的協同工作平臺，確保企業各個業務部門、設計資料、設計工具一體化地協同工作。

2 系統業務功能分析

2.1 整體系統業務流程分析

電力設計企業的設計工作是以項目為導向進行的。從項目任務的制定到分配，從單個任務的設計到協同辦公，最后形成設計成品歸檔到知識庫中。整體業務流程見圖1。

圖1 整體業務流程圖

電力設計項目的執行流程應該是標準化、規范化的，就如同工廠車間流水化作業一樣，任務明確、工序清晰。工作流是貫徹整個系統的基礎，是知識庫獲取知識的途徑。在圖1的業務流程圖中的“選擇執行的具體協同工作流”是指根據圖紙具體所處的任務階段(初設階段、施工圖階段等)，來選擇其所需執行的流程業務，例如：在初步設計階段設計人員設計好一張圖紙，需要將此圖紙發布，則需選擇圖紙的“設校審批流程”，經過審核后才能執行發布。在施工圖制作階段，專業設計人員選擇“提資流程”將其分發到其他專業科室。

2.2 知識庫管理

設計企業的知識資源最主要的是圖紙資源，而圖紙資源不能像一般結構化數據資源可以很方便的進行數據整合和挖掘，所以在設計企業中如何對知識資源進行有效的組織是一個關鍵的問題。

知識庫存儲結構是協同設計工作流與知識庫集成系統的重要基礎，知識庫中是以項目為單位進行劃分的，在具體項目中又是以項目階段(招標、初設、施工、竣工)再劃分，每個階段中按照不同專業進行區分，再往下則是按照專業卷、冊進行設置，冊下是具體的設計圖紙單元。

圖紙類型信息不同于其他一般結構化數據，需要通過元數據的形式進行描述，元數據是描述數據的數據，將圖紙等信息進行具體化描述，其中包括圖紙基本信息、圖紙版本信息、圖紙項目屬性信息、圖紙專業屬性信息、圖紙關鍵字屬性等。以上信息存儲在關系型數據庫表中，而實際文檔則存儲在BLOB字段中或者存儲在內容服務器(Content Server)中。

文檔中的元數據的屬性信息是知識庫進行查詢搜索的基礎信息，單一的文檔是無法進行多維度的查詢的。在本系統中我們對每個項目中各個層級的文件夾中設置基本的屬性元素，此屬性值標志著在這個文件夾中內容的特性，當我們在某層文件夾中上傳圖紙文件，則該圖紙的元數據中將繼承此文件夾及此文件夾以上所有層級文件夾中的相關屬性信息。例如脫硫EPC項目中的《吸收塔安裝圖》中將繼承第一層(項目)中的屬性：脫硫、300 W機組容量、EPC等屬性，繼承第二層(設計階段)中的屬性：初設。繼承第三層(專業)中的屬性：工藝。同時擁有自身的關鍵字屬性：吸收塔、安裝、加藥系統等。此時對于查詢系統來說，便可以通過多種維度來對此張圖紙進行搜索、分類和歸納，將知識進行價值提升。

2.3 屬性分類查詢

設計環節中如何讓設計人員快速的獲取相關設計輔助資料是提升工作效率的關鍵，于是在工作流程節點中集成屬性分類查詢工具。

2.3.1 功能描述

工作流節點主要是設計人員具體工作的區域，在此區域主要是用來執行具體設計任務。根據上節所述的圖紙數據存儲結構，我們可以很便捷地獲取圖紙所處的項目類型、項目階段、專業等屬性在數據建立之初一并存儲在圖紙數據對象中，這樣在工作流環節中我們就可直接使用屬性分類查找：按項目、階段、編號、關鍵詞等進行多維度的查詢，將相關知識資源反饋到工作流節點中指導設計人員進行設計，體現了工作流與知識庫的集成概念。

2.3.2 功能原理

屬性分類查詢工作原理主要是將查詢界面中的查詢屬性及其值傳遞給特定類方法經過解析組合形成DQL數據查詢語句，并傳遞給Documentum Foundation services服務，通過服務對數據庫進行比對，將符合條件的圖紙信息抽取出來傳遞回搜索頁面。

2.3.3 功能目標

(1)實現知識資源的共享。

(2)實現知識資源的多維度查詢。

(3)實現歷史知識的復用。

(4)實現圖紙知識資源的方便可查詢。

2.4 工作流節點用戶視圖

用戶視圖就是在所處的環節點獲取到相關且準確的知識信息，并將此類信息集中展現給設計者。屬性分類查詢是知識的被動查找，而用戶視圖則是知識的主動推送。

2.4.1 功能描述

圖紙屬性信息包括：項目類型、項目階段、專業、文檔類型等，流程環節是指此環節具體所做的工作內容，例如：計算書的編寫、設計圖紙、審核、校核、招標書編寫等。根據任務自身所處的項目類型、項目階段、項目專業、流程環節關鍵字等信息與知識庫進行集成，從中挖掘相關數據信息直接推送到當前工作流節點中，指導其進行設計工作，體現了工作流與知識庫的集成概念。

2.4.2 功能原理

用戶視圖的意義在于合適的時間推送準確需要的信息，例如：流程開始上傳一份脫硫項目施工圖階段的工藝圖紙，并且實際執行到審核環節，此審核人最需要的文檔資料就是脫硫項目施工圖階段的工藝圖紙的審核信息，可能從別人的審核意見中發掘審核的技巧和方法，從而指導其完成當前任務。

2.4.3 功能目標

(1)實現知識資源在適當的節點推送適當的信息。

(2)實現將準確的知識資源推送給設計人員。

(3)實現知識資源對設計人員的指導。

(4)實現知識結構關聯性查詢。

2.5 設計過程版本管理

在工作流協同過程中，設計者往往是被動的接受設計鏈條中上游傳遞下來的任務，由于設計缺乏溝通，對于上一環節的圖紙設計意圖了解不清，往往會產生設計錯誤和歧義。為此建立設計過程版本記錄和設計過程注釋功能。

2.4.4 功能描述

圖紙過程版本管理是區別內容管理體現知識庫管理的重要標志，在設計過程中隱性的過程知識往往是設計思路的體現、進行創新的關鍵。設計是個逐步完善的過程，其中會有很多調整和中間版本，它體現了整體的設計過程，系統要求設計人員上傳過程版本并對每個版本進行注釋，表明此次調整的意圖、原因、對其它設計的影響。這樣在后續相關設計人員進行關聯部件設計的時候就可提取過程版本資料進行參考。

2.4.5 功能原理

對于局部小調整我們在版本號中體現為小號的調整，對于重大設計變更或者對其他部件有較大影響的調整定位于大版本號的改變。

2.4.6 功能目標

(1)將知識管理中重要的過程資源進行管理。

(2)設計人員通過對上游設計過程資料的獲取，了解其設計意圖。

(3)通過對過程資料的收集，獲取隱性設計知識。

(4)方便歷史資料的查詢，可快速定位設計問題，做到可追溯。

3 系統集成框架總體設計

3.1 工作流管理與知識庫集成的切合點

知識管理包括5個方面的內容：

知識選取、知識收集、知識審核、知識歸檔、知識共享。

要實現知識庫與工作流程的結合，關鍵是知識管理5方面的內容在流程橫向運轉的過程中找到有效的切合點，見圖2。

圖2 工作流與知識庫集成切合點示意

(1)設計人員獲取具體設計任務。

(2) 設計人員上傳文檔資料和資料的過程版本。

(3) 根據實際任務選擇文件需走的流程(設校審批流程)。

(4) 流程結束文件歸檔。。

(5) 根據實際任務選擇文件需走的流程(提資流程)。

(6) 設計人員根據屬性查詢已有知識。

(7) 推送到設計人員相關準確的知識。

(8) 過程知識資料傳遞給設計人員。

3.2 系統集成體系框架

協同設計工作流與知識庫集成的框架，見圖3。

在工作流程環節中設計人員利用“屬性分類查詢”工具進行知識收集，進而指導設計人員進行設計；同時設計人員根據工作流程節點的不同(設計、校核、審核等)形成特定“用戶視圖”，將知識庫中相關聯的知識主動推送到設計人員，輔助其工作；設計過程中可對圖紙過程版本進行查閱，并可根據注釋和修改說明對其設計意圖和設計過程有個全面的了解；

協同工作流：在協同設計中存在多種協同流程，例如設校審批、各專業提資、變更流程等，這些流程實際是知識收集(圖紙、資料)的一個過程。參與流程中有不同專業的人員，所以也是打破部門、地域邊界的協同辦公過程，同時也是知識參與審核保證知識庫資源質量的驗證過程。

圖3 工作流與知識庫集成示意圖

知識庫：知識庫是是圖紙、規范、設計標準、原始資料等信息的歸檔，是知識共享和傳遞的基礎，是支持工作流程執行的資源庫，是提升知識價值的方法。

圖3以設校審批流程為例說明了屬性分類查詢、工作流用戶視圖和過程版本管理與工作流進行集成整合的方式，以及它們與知識庫之間的數據交互過程。

4 結語

提高工作效和積累挖掘知識價值已經成為每個企業必須面對和解決的問題，隨之而來的就是協同設計工作流與知識庫集成系統在設計行業中的廣泛實施和應用，因此，如何規劃建立一個協同設計與知識庫相互支持，相互補充良性循環的集成平臺是電力設計企業未來研究的一個重點。

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