车用动力研制知识工程系统建设
郭曼莉
 
前言
兵器工业是国防高科技产业的基础和支柱产业之一,以信息技术为先导的高新技术在兵器工业中的应用使现代兵器工业进一步高技术化,科研技术水平决定着国家独立自主的国防能力。如今,我国以兵器行业及研究所为代表的知识密集型企业正处在快速发展阶段,同时面临复杂的国际环境和技术、市场的新挑战,特别是伴随着各个企业信息化的逐步开展和完善,很多新老员工、新旧系统以及不同系统,不同部门之间的信息、知识的分享、管理、使用、再创新和完善问题凸显出来,成为制约企业快速发展的瓶颈。PERA.KE,集成化的知识工程平台,专注知识密集型研发企业的核心研发任务,将企业的知识与研发工作联系起来,帮助企业进行知识工程建设,实现企业知识的积累、重用、创新的良性循环,解放企业研发能力,提升企业整体实力。平台针对航空、航天、船舶、核工业、电子、兵器等复杂产品提供全面的解决方案,本文提供具体案例,介绍知识工程平台结合兵器行业研发实际的产品应用。
 
项目背景
某车用动力研究所,是我国内燃机工业协会常务理事单位。拥有在国内和国际领先的研究、试验条件及技术实力雄厚的科研开发队伍。具有从内燃机零部件到整机、从性能到结构的现代研究、设计、试验、试制能力。正值中国军工企业信息化改革的关键时期,该所存在从“装备建设”走向“能力建设”,从“跟随仿制”向“自主创新”转型等企业信息化建设的继承与深化,提高企业核心竞争力的迫切需求:(1)研发人员能力要上台阶,管理专家的智力资源,加快新员工的成长速度,持续提升研发人员创新能力和专业技术水平;(2)车用动力研制信息化工具和平台要上台阶,信息化平台支持知识的产生、共享、学习、运用的全过程,消除知识孤岛,知识和研制流程要高度融合,形成已有知识为实际研发活动提供支持、新知识从实际研发活动中来的良性循环;(3)技术管理水平要上台阶,企业不但要管数据更要管知识,不但要管知识的共享和学习,更要管知识的创造和灵活运用,要为辅助研发决策服务。
 
面临的挑战
在大力推动企业信息化建设与工业化融合进程中,军工企业已经进行了一系列的信息化建设,并从科研出发,在规范、标准、流程等方面已做了大量工作。企业发现,知识的无形磨损和大量流失严重影响着企业研发效率和能力,知识工程建设作为构建面向企业研制全生命周期的数字化综合能力平台的重中之重,仍然面临着诸多挑战:
• 研发知识及数据存储分散,不能方便有效的进行管理和查询;
• 研发规范没有结构化组织,不便于在研发活动中查找与应用;
• 大量的重复工作,对以前经验和教训没有有效地管理、分享和应用;
• 已有知识存储的知识颗粒度过大,检索浏览不便;
• 资源没有得到有效地整合,无法适应不同阶段设计人才持续成长;
• 人员流动及断层给新员工培养带来挑战,企业智力资产无法有效传承;
• 内部交流沟通不畅,科研管理和技术管理水平有待进一步提升。
 
解决方案
车用动力知识工程平台,是车用动力数字化综合设计制造的重要支撑系统,利用“WBS伴随知识”的原理形成与实际研发工作紧密结合的研发工程知识体系。平台结合知识挖掘、知识管理、知识推送、领域本体、知识创新等技术,基于对车用动力研制流程的梳理,对各项复杂车用动力研制工作,建立知识包,在数字化综合设计制造环境过程中,根据知识包中知识的指导完成工作,同时,积累新产生的知识,实现车用动力研制的概念创新设计和研发知识的积累与重用。
 
车用动力研制知识工程平台由车用动力相关数据层、系统工具层和系统应用层组成,详见下图。数据层包含了各种知识的存储数据,如知识包、知识条目、车用动力常见的知识数据、车用动力相关本体等。系统层包含了适用于车用动力知识工程系统的各种工具和模块,包括有知识的编辑、评审、共享、应用等知识生命周期各种必需和增强工具。应用层包含了对知识的丰富应用,是系统层各种工具和模块的具体应用体现。 
 
 
车用动力知识工程系统组成
 
知识工程提供企业知识沉淀、知识管理、知识应用以及知识创新等业务功能,让知识得到管理的同时得到充分的应用。
 
1. 知识沉淀:通过协助企业构建研发知识库、专家网络和专利专题库、车用动力领域本体等,把分散、零散的知识进行组织,梳理出企业的知识地图、专家地图。其中,车用动力知识库也包括基于发明问题解决理论TRIZ和本体论的车用动力创新应用环境在研发过程中不断产生和积累的新的知识、用来封装数据类知识库和规范条例类的知识库和包含对设计、仿真与多学科优化工具进行研发方法封装的方法类知识库。
 
2. 知识管理:管理车用动力研制工程师日常工作相关的任务、数据、方法、规范、经验多领域知识,对企业所有类型的相关知识,比如,现有纸质、电子化文档或信息化系统等,进行有效整合和组织,以方便、有效的方式提供研发人员应用。具体包括:促进企业知识的获取、审核、发布、评审、评价、修改、删除等知识的全生命周期管理功能;
 
3. 知识的应用:通过企业研发流程和知识体系的梳理,使知识与研发流程紧密结合,实现对知识的应用和新知识的产生,不断实现知识的循环和再生;
 
4. 知识的创新:通过创新理论和方法,基于已有知识,为企业产品创新和改进提供方法、过程支持,并得出正确的分析结果或适合的创新方案。
 
应用效果
车用动力知识工程平台,实现了“知识用流程和每个科研活动串起来,在每个设计活动中有知识作为支撑”。通过对车用动力产品研制知识梳理、软件工具集成、整合与知识封装,构建车用动力产品专业知识库,建设了车用动力研制知识体系,稳定和增强了研发智力储备;实现了车用动力研制知识体系与研制直接关联,提供研制过程中知识的沉淀、共享、复用、创新全过程,显著提高了研制知识的管理和应用水平,提高车用动力研制的创新能力;通过车用动力知识支撑系统的建设,全面支持数字化综合设计制造系统,为车用动力产品的升级换代提供强有力的保障。
 
结束语
通过兵器行业知识工程平台的建设,可以看出,集成化的知识工程平台专注企业和科研院所的核心研发业务,面向实际型号产品,与型号产品研制的日常研发活动紧密结合;它不是简单的数据管理和文档管理,而是强调新知识的产生、现有知识的体系化管理和灵活运用;在利用现有信息化手段缩短产品上市时间的基础上,研制知识工程整体解决方案能够进一步提高产品性能和质量,降低研发成本,提高研发效率,有效缩短研发周期,同时提升设计人员的研发能力和企业科研院所的核心竞争力。
 
知识工程平台建设,是建设集设计、仿真、试验、制造为一体的精益研发体系的基础,是研制、创新高质量和高附加值复杂产品的关键选择。