“互联网＋”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台架构与技术

郭亚军，寿菲菲

（1.郑州航空工业管理学院 信息科学学院，郑州 450046；2.航空经济发展河南省协同创新中心，郑州 450046）

2017年11月27日，我国国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，提出“以全面支撑制造强国和网络强国建设为目标，围绕推动互联网和实体经济深度融合，聚焦发展智能、绿色的先进制造业”[1]。“互联网+”背景下，知识作为航空工业领域的战略资源，在企业技术创新过程中有着重要作用。同时，航空工业领域的知识信息来源分散、体量剧增、结构多样，为知识管理与共享带来了诸多挑战。如何提高知识管理的质量、提升知识开放共享的程度、增加知识的利用价值成为航空工业企业在“互联网+”时代迫切需要思考和解决的问题。

本文通过系统分析和全方面运用有价值的显性知识及隐形知识，整合网络资源，进行技术领域的创新，对“互联网+”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台的构建提出了基本的研究思路和解决方案。

一、“互联网+”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台主要功能

我们设想，“互联网+”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台应该具备以下主要功能。

1.信息发布与信息交流功能。信息发布与信息交流功能是知识管理平台最为基础的功能。依据信息来源的不同，可以分为企业内部信息和外部信息，内部信息的发布和交流多半通过知识管理平台提供的“技术共享社区”（Technology Sharing Community）等渠道进行。与其他行业相比，航空工业企业所发布和交流的信息对其保密性有着更严格的要求。当航空工业企业的信息发布者需要将大量企业外部信息或者其他系统的数据发布在知识管理平台中时，需要设置至少两种信息发布与信息交流的渠道或方式，对涉密信息进行区分和保护。一方面，可以通过信息的定向共享来决定信息的共享群体，部分图片信息还可以依据图片销毁技术，从时间和可操作权限上控制图片和视频等信息的共享方式，防止重要信息泄露。另一方面，依据“互联网+”概念中提出的云计算技术，依托云计算技术在功能拓展方面的巨大优势，为知识管理平台提供与外界系统关联的数据下载接口，数据接口必须为单向接口，保护数据安全和隐私。

2.知识导航与知识发现功能。航空工业领域的知识更新速度快，与前沿技术紧密联系。“互联网+”的环境下，知识管理平台基于对用户的信息需求和行为、习惯、偏好的识别、分析、归纳，借助规则，自动建立起来的用户兴趣模型，自主地代理用户查找其感兴趣的信息，即变被动搜索为主动搜索，在网络上实时监视信息源，通过电子邮件或其他方式，主动提供给用户，可大大节省用户的搜索成本。同时，“互联网+”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台也可以依托云计算、大数据等关键技术，通过技术文档、信息共享与知识导航关联分析，来进行知识发现。

3.研究支持与协同创新功能。“互联网+”最大的特征就是跨界融合，各类技术创新主体可以通过技术协作网络紧密联系和有效互动拥有更多的技术资源[2]。技术协作网络是创新主体之间建立的，以彼此间展开技术知识、资源交流与合作开发为主旨的，包括企业内部、外部的横向网络以及联结市场、供应商的纵向网络关系的体系[3]。一方面，结合航空工业企业的科研机构的研制、生产、服务参与不同的航空系统工程的特点，知识管理平台通过技术协作网络加强航空工业企业内部联系，促进研制、生产、服务等部门的有效交流和信息流通，以便减少信息的不确定性，提高研发效率。另一方面，知识管理平台通过技术协作网络加强内部和外部的联系，为航空工业企业提供有效的创新资源、知识信息和能量支持。

4.知识交易与成果转化功能。进入21世纪以来，越来越多的企业认识到知识已逐渐成为一种战略性的资产，是企业创造竞争优势的主要来源。随着产品、服务的内涵以及生产的程序越来越复杂与专业化，企业竞争的基础也由资产资源转向知识资源，企业需要把高效的知识创新作为经营管理的主要手段。航空工业企业知识管理平台集成信息发布和获取功能，知识需求者通过平台发布需求，在知识交易过程中，知识拥有者通过对自身知识转移过程进行“排他性”控制获得激励，从而很好地实现了平台的交流和知识的流通。除此之外，航空工业企业可以通过知识管理平台自行发布信息或者委托技术交易中介机构征集其单位所需的科技成果，或者征寻科技成果的合作者，也可以独立或者与境内外企业、事业单位或者其他合作者实施科技成果转化、承担政府组织实施的科技研究开发和科技成果转化项目，还可以与研究开发机构、高等院校等事业单位相结合，联合实施科技成果转化[4]。

二、“互联网+”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台体系架构

通过对知识管理过程的分析研究，本文基于“互联网+”构建了企业知识管理平台模型，该模型包括五个层次:数据资源层、技术支持层、知识发现层、知识服务层和用户层（如下图所示）。

“互联网+”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台体系架构图

1.数据资源层。数据资源层主要解决航空工业企业信息获取的问题，围绕一定目标，在一定范围内，通过一定的技术手段和方式方法获得原始信息并向知识管理平台转移。航空工业领域的信息冗杂，一方面来源于航空工业企业及科研机构在生产研究过程中产生的大量文档，另一方面来源于随时随地更新的互联网信息。航空工业企业在信息获取上往往会受制于获取信息工具的限制，信息渠道的限制、外界的信息封锁、信息量太大而无法容纳、客观事物反映在信息上的模糊性而无法清晰描述、信息模型的局限以及获取信息的成本高等原因而产生对外部世界的不准确描述。为了解决这一系列问题，数据资源层一是要建立起行业数据链，实现数据跨企业的数据融合；二是跨行业融合，实现行业间的业务协同与创新；三是通过第三方平台实现跨界的数据整合与创新[5]。

2.技术支持层。技术支持层通过运用云计算、物联网、大数据等技术将数据资源层、知识发现层以及知识服务层进行融合创新，为文档存储与管理提供新的解决方案。通过云计算和云管理，将海量数据进行云备份，实现数据云存储，是解决海量数据存储的最有效手段。技术支持层还提供了大数据技术支持，对数据库中的技术文档的使用价值和后续的开发创新的能力进行评估以及对文档的知识结构进行关联性分析，有效解决了航空工业企业的文档管理方面的问题。此外，伴随移动互联网的快速发展和智能手机的迅速普及，终端应用已经成为人们与网络交互的重要入口，技术支持层可以结合移动通信终端，实现即时的知识交流和共享。

3.知识发现层。知识发现层主要是从数据资源层的数据集提取出隐含的、事先未知的、存在潜在效用并能被人理解的模式的特定过程,典型的KDD过程包括接收原始数据输入,选择重要的数据项,缩减、预处理和浓缩数据组,将数据转换为合适的格式,从数据中找到模式,评价解释发现结果[6]。知识发现层集中于寻求各种问题的解决办法，包括将数据归为不同的种类,刻画一组数据的特征,发现数据项之间的关联和相关性,发现顺序模式及规则数据的相似性[7]。该过程针对企业的技术文档进行分类，确定技术文档的预期增值空间，评估未来的使用级别和频率，可以减少技术文档的冗余检索，加快检索的效率，从而缩短知识的循环更替流程的时间维度，加速技术创新，从而提高航空工业企业的技术产能。

4.知识服务层。知识服务层主要是对知识进行管理的过程，该过程围绕知识搜索—知识存储—知识共享—知识传播的循环展开，并将其他各平台的服务工具嵌入进去。知识服务层为知识管理平台提供Technology Community或者Chatting，很多的技术创新可以通过头脑风暴法来解决。Technology Community正是为技术人员和企业其他员工提供了一个知识交流、技术合作、知识共享以及解决方案即时生成的平台。通过知识管理平台的Community，同事之间可以通过问答的形式获取知识，是比较快捷的方法。针对不同的使用团体要按照不同种类、不同层级的技术文档进行针对性提炼，来解决用户问题的高级阶段。平台需建立健全的专业的知识文库，为用户提供在线预览和文档下载，方便用户获取技术知识。同时建立专业的知识服务团队，对一些“顽疾”进行专业的研究并给出解决方案。

5.用户层。用户层主要承担着用户和系统之间的通信功能，是两者之间实现通信不可缺少的体系架构。通常由用户模型、信息显示、命令语言和反馈机制等部分构成[8]。用户模型是知识管理平台建立的用户认知模型，即有关组成系统、人本身及外部世界的各部分图像，它用来增强人—机接口的人性，使系统考虑不同用户的不同需求、技能、知识和经验等因素。命令语言是指知识管理平台提供给用户的检索命令集，包括基本命令和扩充集。信息显示是指知识管理平台以屏幕显示形式提供给用户的各种信息，如菜单、窗口、帮助信息、错误信息等。反馈机制，即知识管理平台对用户反馈信息所做出的反应或操作。知识管理平台的用户层接口可以采用相关反馈技术，根据用户的相关性判断来自动修正提问式，节省时间成本。

三、“互联网+”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台关键技术

“互联网+”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台的构建，主要涉及以下关键技术。

1.云计算技术。云计算技术是目前主流的信息技术之一，云计算拥有大型集成服务器，计算速度最高可达每秒几亿次，在运算速度上云计算有绝对的优势，对于解决复杂运算问题是最好的技术途径之一。在功能扩展上，云计算可以为多个系统之间提供数据接口，云服务中的任何两个功能不同的模块都可以通过数据合并和对接对系统的功能进行扩展。其次，云计算是虚拟化的，不管多么庞大的系统和复杂操作都可以在云端进行，通过B/S架构来实现系统的使用，唯一需要做的就是购买足够大的云端空间，将系统放入云端，超快的运算速度、强大的备份和副本容错功能以及强大的云端防护网，不但能保证运算的准确性，防止数据丢失，更能提高知识管理平台数据的保密性，防止知识管理平台的数据泄露。

2.语义网技术。对于知识管理平台，语义网的应用是一大创举，依托B/S架构的知识管理平台与语义网相结合，则标志着知识导航可以快速智能生成，知识关系通过语义网就能生成图表3D影像等数据进行知识体系展示，不同技术知识之间的关联关系无缝隙彰显，最智能的是语义网将知识或信息添加成能够被计算机所理解的语义“元数据”，从某种程度上使整个互联网成为一个通用的信息交换媒介，依据这种最小的知识或信息单位，进行拼接、关联不仅仅将已有的知识关系表现得淋漓尽致，同时也能将从未发生过关联的知识单位进行拼接、关联，从而创建了新的知识关系，就像“互联网+”一样，为技术创新提供了知识关联基础。

3.多结构大数据管理与处理技术。“互联网+”背景下航空工业企业技术创新知识管理平台的数据结构复杂，通过将不同技术领域的数据或知识进行协同汇聚、不同结构的数据相互关联、对接，从而促进多结构数据之间的协同创新。目前主流的多结构大数据处理技术有Hadoop架构和Storm架构两种，对于小数据量、变化速度快的数据的处理Storm架构是首选，该架构可以从多结构的大数据资源中获取所需的信息，并能高效快速地进行处理。

4.数据挖掘与知识发现技术。航空工业企业的技术创新文档数量庞大，隐含了大量的信息和知识，对技术文档中的信息和知识进行关联性分析，挖掘出不同知识结构之间的关联关系，其次按照运用知识的相似程度，将知识进行聚类和分类，然后通过正态分布等统计方法对类似知识的数量进行统计，找出文档中知识的关联性布局，对新的技术知识体系架构进行预测和监控。

5.可视化技术。目前，多数可视化技术已经和云计算相结合，在知识管理平台中提供智能仪表盘，将主要的信息或者常用的信息显示在知识管理平台的仪表盘上。信息可视化可以通过云端的可视化软件将企业的知识数据进行汇总抓取，形成各种各样的图表和透视图，将数据可视化，获得更好的人机交互体验。知识可视化技术则通过建立重要复杂知识的图解，不但可以帮助用户重构知识体系，也使得知识预测和知识发现的途径更加直观简便。