基于知識工程的通用結構設計平臺研制

◎中國運載火箭技術研究院戰術武器事業部 石航 范新中 牛飛 唐念華

基于知識工程的通用結構設計平臺研制

◎中國運載火箭技術研究院戰術武器事業部 石航 范新中 牛飛 唐念華

隨著科技的迅速發展，人類步入信息時代，知識工程建設使人類邁入了全球化商業競爭、高新化科技發展的信息高速公路。知識工程就是指，管理員基于數據庫平臺搜集和管理各種知識信息及相關設計方案，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，實現其最大產出的過程。

基于知識工程的通用結構設計平臺由型號研制流程管理系統與專家系統組成，將型號、產品及綜合管理等方面的設計成果與成熟經驗轉化為知識數據庫進行存儲，并通過局域網開展知識的傳播分享，最終形成基于知識工程的通用結構設計平臺。其中，型號研制流程管理系統用于結構設計中型號、產品、綜合任務的研發，對研發任務中涉及的任務流程、人員、進度及任務輸出結果進行統一管理，主要功能包括任務管理、研制流程、資源管理等；專家系統作為流程管理系統的輔助系統，存儲任務開發相關的技術文檔，可根據關鍵詞或檢索知識樹對相關文檔進行檢索和查閱。

一、型號研制流程管理系統

型號研制流程管理系統包括任務管理、研制流程、資源管理三大模塊，與專家系統配合緊密，可隨時進行專家系統技術文檔檢索。

1．任務管理

任務管理模塊主要是對所有任務信息進行管理，主要功能包括各種任務的創建、相關信息的顯示描述、刪除、重命名、導入、導出及配置等，由主任務管理區及子任務管理區2個區域組成。

主任務管理區負責結構設計研發任務，并將主任務細分為許多具體的子任務，包含主任務信息、子任務信息及任務研發相關人員名單、輸入輸出文件清單等。子任務管理區根據主任務進行細化，劃分出具體的研發任務，包含子任務信息、輸入輸出文件列表等。

主任務又依據類型的不同分為型號任務、產品任務及綜合任務3種，其技術狀態按照執行的先后順序分為未開始、執行中、完成3個階段。在子任務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聯時，該子任務狀態由“未開始”變為“執行中”。

任務管理模塊的優點表現在2個方面:一是可以快速創建任務，并將已有任務作為模板，直接生成新任務；二是可以批量結果文件管理，支持從清單文件中批量選取、添加子任務相關的輸入、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的具體研制過程進行流程化管理，實現已創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，同時數據庫實現相應的同步更新。

信息平臺的便捷性是用戶關注的重點問題，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，按照子任務的完成時間及標識號繪制樹狀流程圖；二是流程圖快速切換，可通過點選導航樹中的節點，在多個子流程圖之間進行快速切換；三是將時間查詢結果圖形化，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，通過子任務的完成時間計算母任務及整個任務的完成時間。

3．資源管理

資源管理模塊主要用于檢索任務研制流程信息、負責型號研制人員的工作安排，可采用多條件組合檢索、查看檢索結果中子任務的輸入輸出列表、沖突檢索等方式。用戶能夠以多個關鍵字，如任務名稱、研制階段、負責人、完成時間和前置任務對流程數據庫進行檢索，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“沖突管理”單選按鈕被選中時，檢索結果列表中同一負責人的任務。若完成時間有沖突，則沖突任務的“完成時間”字體設為紅色。通過其獨有的沖突管理系統，便于型號研制人員的工作安排和型號研制任務的合理分配，有利于提高科研生產效率。

二、專家系統

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

1．檢索界面

檢索界面主要由檢索欄、知識樹、結果文件列表和專家系統導航欄組成。

檢索欄用于輸入關鍵詞，進行知識數據庫資源檢索。

知識樹由專家系統路徑數據自動生成，包含全部專家系統路徑信息，可以逐級展開，點擊知識樹節點，在結果文件列表中顯示該節點對應文件夾下包含的文件列表。

結果文件列表顯示檢索出的文件列表。

專家系統導航欄對知識數據庫進行分類，工程師可以根據自己的需要選擇流程體系、技術體系、規范體系、故障數據庫及工具庫等相關信息。

2．賬戶權限管理

平臺的安全保密性是用戶關注的重點，基于知識工程的通用結構設計平臺針對賬戶權限管理進行相應設置，以確保平臺的安全。設置了最小權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，通用結構設計平臺針對型號研制人員所承擔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、設計師、賓客等。專家系統以關鍵字檢索功能為紐帶實現了設計平臺與專家系統的聯動，能夠實現設計流程任何節點對專家系統中相關知識資源的訪問，為后續專家系統驅動結構設計的實現做了很好的鋪墊。

筆者將知識工程理念應用到通用結構設計流程當中，并提出具有實用性和可操作性的通用結構設計平臺的搭建方案，該信息設計平臺可以減少時間成本和人力成本，實現協同辦公高效、管理科學合理。▲