知識管理在大型客機研制中的應用研究

羅冬毅

（上海航空工業（集團）有限公司信息化中心，上海 201807）

0 引言

大型客機是技術密集型高科技產品，其研制過程需要多地域、多公司、多工種的通力配合。圍繞型號研制的信息化系統數以百計[1]。其中，最為關鍵的系統有產品數據管理（PDM）系統、制造執行（MES）系統等。業務系統每天都會產生海量的設計、制造知識信息，但目前由于設計、制造知識信息獲取渠道繁多、交叉，同樣的工作內容會在多份文件中進行缺乏統一的表述，同時知識信息資源分散、查找不便。研制過程中還會出現資源掌握在個人電腦和頭腦中，知識的準確性、重用性、傳承性均受到極大的限制。知識管理工作，在知識資產化、知識場景化的目標下，著力打造能夠有效地對多系統的數據進行整合和管理的智能系統，為在大型客機研制中實現智能研制奠定基礎。

1 知識管理

知識管理是知識經濟時代涌現出來的一種最新管理思想與方法，它融合了現代信息技術、知識經濟理論、企業管理思想和現代管理理念，是一個時代的綜合產物[2]。所謂知識管理的定義為，在組織中構建一個量化與質化的知識系統，讓組織中的資訊與知識，透過獲得、創造、分享、整合、記錄、存取、更新、創新等過程，不斷的回饋到知識系統內，形成永不間斷的累積個人與組織的知識成為組織智慧的循環，在企業組織中成為管理與應用的智慧資本，有助于企業做出正確的決策，以適應市場的變遷。一句話概括為：知識管理是對知識、知識創造過程和知識的應用進行規劃和管理的活動。

21世紀企業的成功越來越依賴于企業所擁有知識的質量，利用企業所擁有的知識為企業創造競爭優勢和持續競爭優勢對企業來說始終是一個挑戰。

1.1 知識庫

知識庫不是一般的數據庫產品，而是知識工程系統最核心的組件。

對大型客機研制專業知識覆蓋的全面性、專業知識描述的準確性與構建知識庫投入成本的經濟性是影響知識庫構建的核心問題。需要充分利用大型客機設計機構積累的在設計、利用大型客機制造機構積累的型號制造與裝配文件等數據，利用自然語言理解與數據挖掘技術的歸納能力，初步構建專業知識庫，保證知識條目對大型客機制造數據的覆蓋度，報紙知識全面性。借助少量人工工作，對獲取的知識條目進行校改，保證知識庫正確性。

1.2 知識場景化

知識場景化是解決“知識用在哪”問題的關鍵點，是決定知識管理可用性與易用性的核心問題。

知識應用場景描述負責，涉及多因素相互作用，作用關系不得而知，且知識應用場景存在歧義與信息不全等模糊性。知識管理工作將利用自然語言理解技術將場景描述因素映射到語義空間，柔性建模實現語義匹配，解決歧義問題。利用機器學習的多因素聯合決策能力，以知識重用性為學習目標，從歷史數據學習各因素建關聯關系，解決多因素關系復雜問題。

2 知識管理的實現

本文以對大型客機設計、制造實施知識管理為例，分析如何構建企業級知識管理平臺。大型客機的研制過程涉及設計、制造、質量、供應鏈管理等多個系統，因此多角度分析對于從整體上掌控未來平臺實施具有重要意義。

2.1 研發知識庫架構與實現

研發知識庫采用三層系統架構：數據集成、知識管理和數據展現。

研發知識庫以研發流程為主線，將知識、工具、設計質量等元素與研發流程融合，實現基于知識的研發任務策劃和執行，有效提高研發效率和研發質量。

將企業的研發知識進行沉淀，構建企業的研發知識庫，并通過研發知識庫對知識進行統一管理，支持知識的條目化展示，為用戶提供最便捷的知識查找方式。

民用飛機研發工作需要參考大量的數據、標準規范、國內外相關領域研究成果、專業領域、研發知識、仿真關鍵參數、歷史研發經驗、問題解決方法等。飛機研發需要使用的知識形態、應用方式也各不相同，針對不同的知識需要采取不同的手段進行采集，研發知識庫將通過知識封裝等方式進行知識采集。

將標準設計仿真與多學科優化工作流程、標準仿真步驟、企業設計師經驗、算法、公式等各類知識封裝為組件，實現將個人的能力固化為可執行的設計/仿真組件和流程，包括組件封裝工具及過程集成工具。如圖1所示。

圖1 知識封裝工具

知識封裝工具支持面向設計/仿真等工具內部工作步驟的封裝，使具體設計方法實現規范化應用。封裝好的設計/仿真組件在系統中作為組件（知識）被管理，并可被設計/仿真流程及過程調用，用戶通過可視化環境可以定義組件的輸入、輸出及執行方法，組件模型一般包括輸入（Input）、輸出（Output）及執行方法（Imp）三個部分。通過工具組件化封裝，抽取設計/仿真過程的關鍵參數，將軟件和軟件的使用過程封裝為一個可重復使用的組件。用戶在進行對應的設計/仿真工作時，只需要將精力集中在考慮工程問題，通過改變關鍵參數，系統自動在后臺依照流程執行軟件，并將過程數據和結果數據直接呈現給用戶。

2.2 制造知識庫實現

通過建立制造知識庫及知識體系：整合線上、線下資源、梳理建立知識體系（產品結構體系、制造技術體系、技術文件分類體系），打通體系之間的關聯，根據不同的場景智能組合推送不同的知識。減少工藝員查找文檔的時間，系統根據文檔中的基本信息以及產品的屬性，提供高度標準化的工序內容、推送工藝文件中用到的ZPS、合格證、操作代碼等，同時提供經驗案例、不可制造案例等，提高工藝文件編制的效率及質量。

制造知識庫推送邏輯，如圖2所示。

圖2 制造知識庫推送邏輯

選擇單元化處理工藝規范進行實際實現，設定基于人的思路，確定場景化知識及工藝文件模板的推送邏輯。總共確定元知識標簽3 752個；審核知識庫的知識點及工藝文件模板15 871個；建立3個知識體系。實現與推送場景相關的15項頁面邏輯調整。對現有工藝工作任務和工作過程進行梳理，共梳理出總體技術、裝配工藝等58大類崗位364項工作任務。通過132項典型通用業務應用知識場景，歸納出結構裝配、系統安裝及調試、零件制造、構型管理4大專業的多層級知識體系

將工藝場景特征化，同時增強知識與場景關聯，進行智能感知推送。構建人機雙向協同，充分發揮各自優勢保證全面性及合理性。通過數學模型柔性建模與表達各屬性的關聯關系。最終對數據分析、理解、歸納、提煉，融合。充分利用數據的普遍關聯性，完成工藝操作的場景化推送，如圖3所示的工作界面。

圖3 知識工作界面

2.3 結果分析

通過知識管理相關技術，大型客機設計、制造的數據可以方便地系統處理和推送，完成設計軟件的封裝和工藝規范的推送，大幅提升相關領域工作的效率。但2個領域的案例都局限在各自階段的各自領域能發揮及其出色的效率。但推廣到其他領域或者其他階段，就會顯得困難重重，格格不入。

大型飛機項目是一個技術密集型高科技項目，多領域多角度的復雜大工程。其中涉及設計階段的總體、強度、結構等多方面領域。而制造階段也包涵鈑金專業、EWIS專業等多方面的知識體系。每一個單獨領域里面又包涵了數以千計的場景化知識。各自完成所有開發工作均需IT人員和業務人員承擔，由此而產生的需求分析和開發工作量十分巨大。

因此在大型客機的研制中把已經成功的案例進行整合梳理。因領域制宜的選擇多種知識場景化的實現方式才能為大型客機研制中實現智能研制奠定基礎。

3 結束語

將知識管理場景化的應用于大型客機的設計、研制過程中，確實能有效減少了業務人員在重復基礎工作上的工作量，提升了企業的管理效率。但是龐大工程的龐大領域需要更靈活更因地制宜的場景化實現方式來完成。