火炮研发企业知识工程构建技术研究

张春，黄宏胜，王华天

(西北机电工程研究所，陕西 咸阳 712099)

现代战争中,火炮是各类作战行动的保障、各军兵种联合作战火力配系的主体、地面战场火力支援和火力突击的骨干、登岛和守岛作战火力对抗的主力、近程防空反导的火力中坚、防空装备体系中的最后壁垒[1]。从1742年罗宾斯出版《枪炮术原理》至今,现代火炮技术发展了近300年,创造了辉煌的战果,赢得了“战争之神”的美誉。在这个过程中,针对不同应用场景形成了多个炮种,积累了大量的设计知识和丰富的专家经验,形成了包含诸多技术标准、设计手册等在内的宝贵知识资源。特别是近年来机械化、信息化、智能化技术的融合发展,带来了火炮及相关领域知识的爆发式增长,知识的影响力已经渗透到火炮研发工作的每个角落[2]。

在这种知识高速更新、知识主导发展的背景下,要实现火炮技术持续创新,需要专门研究如何鉴别、创造、获取、存储、共享和应用火炮专业知识的知识工程构建技术,以满足新一代火炮研发的技战术性能跨越发展、通用质量特性不断提升、科研周期的不断缩短的需求。同时,现代化火炮研发企业具有项目研发任务繁重、新入职年轻员工较多的特点, 火炮研发企业需要研究如何通过知识管理和知识工程的方法,高效地获取知识、管理知识、运用知识,减少重复劳动,推动技术传承。

1 知识工程构建需求

1.1 基本概念

根据国家标准GB/T 23703—2009的定义,知识是通过学习、实践或探索获得的认识、判断或技能。知识可分为显性知识和隐性知识,显性知识可通过文字、图像、视频等显性方式进行表达;隐性知识则是指蕴含在思维中,未以显性方式表达的知识。知识管理是对知识、知识创造过程和知识的应用进行规划和管理的活动[3],通过将知识作为一种资产进行管理,包括对知识进行收集、梳理、处理、组织、表达、共享等加工,以便检索的过程。知识工程是在知识管理的基础上,通过工程化的思想,以人工智能等手段对知识管理进行规范、设计和维护,以便于知识获取、知识表达和知识推送的系统工程[4]。

1.2 企业面临的问题

目前,火炮研发企业的科研经验既包括显性知识,也包括很多隐性知识。其中,显性知识包含图纸、文件、软件、规范、流程等可以通过档案、文献、记录等方式表达和搜集整理的知识;隐性知识主要包括经验、教训、思路等无法直接归档、应用的知识。传统知识管理方法对显性知识在快速检索、状态掌握、数据分析、对比评估、要素提取等综合处理方面的不足,已无法适应知识的快速更新和迭代的趋势,甚至出现知识传承过程中的错误和遗失。特别是一些至关重要的隐性知识,主要存在于专家的头脑中,难以表达、挖掘和继承,更难以形成时效优势,使得企业的知识传承和快速发展受到桎梏。

火炮研发企业在知识传承方面面临的主要问题表现为:

1)项目研发的方案初期论证阶段,没有对方案调整和问题解决的知识进行全面总结,归档文件中看到的多为最终结果。

2)项目工程实施阶段,没能对出现的设计、试制等质量问题和归零措施有效地提炼其中产生的知识并推广应用,使得质量问题在不同项目间重复出现,甚至同一项目中反复发生。

3)项目完成后的技术总结多针对具体项目而论,缺乏对项目研制中形成的知识进行梳理和挖掘,特别是对隐性知识的总结不到位,年轻员工无法获取全面的项目知识。

4)科研过程中形成的知识只能以传统的文档图纸、结论数据等方式被记录、被归档,难以形成深入细致的纵向、横向对比分析和融会贯通,缺乏知识的再创造过程。

5)受主客观因素影响,在融合化、多能化发展的大趋势下,不同领域项目间的知识无法形成体系化知识优势,对领域知识难以快速集中和共享,难以相互借鉴和启发,在知识创新的过程中迭代缓慢。

6)隐性知识的提炼和总结不足,使得火炮研发企业过渡依赖某一领域的专家、技术带头人靠“记忆”“理解”和“个人能力”来解决问题,缺乏系统性和全面性,企业创新发展能力受制于专家和技术带头人的精力和能力,甚至可能随着时间或人员的变动而流失[5]。

7)师徒相续的人才培养模式,使得火炮研发企业在长期科研实践中总结出的知识,无法对新入职员工形成系统性培养,新员工无法明确地知道什么知识是已有的[6],知识继承和能力提升缓慢,无法满足火炮研发企业对年轻人才快速培养的急迫需求。

2 知识工程构建思路

为适应知识爆炸时代的企业快速发展模式,提升企业创新发展能力,创建现代化企业发展模式,需要火炮研发企业以知识管理、知识应用的思想和方法构建火炮研发企业的知识工程,形成全新的知识创造、获取、存储、应用和维护模式,使企业的创新发展步入快车道。

知识工程的核心是在工程和产品的设计过程中,重用已有的知识和经验,提升企业研发效率,改善人才培养模式,将设计师从一些简单、重复、繁琐的设计工作中解放出来,将精力投入到创新性强、创造力大的研发工作中,提升企业的竞争力。基本思路是结合火炮领域的知识特点,按照企业信息化管理流程,制定规范化的知识要素,梳理要素间的互联关系,以信息化和智能化为助力,建设企业内部的知识平台,对上线知识进行规划、梳理、集成、管理和维护;以知识保护为手段,以主营业务为方向,以知识创新为目标,对知识管理进行战略导向;制定领域知识学习和专业人才培养规划,实现知识的定向获取、定向推送和人才的快速培养。

火炮研发企业知识工程的构建可充分借鉴其他研发企业的成熟经验,以“知识、流程、专家、关系”为构建的核心要素,探索“聚集、关联、应用和创新”的技术手段,边建边用不断完善发展火炮企业知识工程[7]。

3 知识工程构建方案

火炮研发企业知识工程根据火炮领域的知识特点,着眼当前知识储备和未来知识应用,将分散的内部、外部数据资源进行有效整合,再按照知识鉴别、知识创造、知识获取、知识存储的流程,形成包含保护方法类知识、标准规范类知识、产品数据类知识、文献专利类知识、经验类知识和流程类知识的可重用知识库。上述从数据资源到知识库的过程就是知识工程构建的核心,也是知识管理的主要流程,在形成可重用知识库后,知识工程就进入到知识应用阶段。对授权员工,火炮研发企业可开展知识浏览、知识搜索、知识学习等专业人才培养应用模式,也可开展知识调用、知识推送和知识关联等知识增值应用模式。在知识应用过程中,不断对知识库中的知识应用情况进行评估评价,获取不同类型知识的应用价值,指导知识管理过程中知识鉴别和知识创造的依据、方法和形式。同时,需要根据对知识应用中发现的问题进行调整和维护,确保知识的正确性和表述的有效性,火炮研发企业知识工程构建的流程如图1所示。

火炮研发企业知识工程构建过程中,还有一些细节需要着重强调,以对知识工程构建的活动进行规范。

1)知识鉴别。知识鉴别就是根据目标,分析需求,确定知识,包括对现有知识分析和未来知识分析,是知识管理活动中的关键工作[3]。根据火炮工程技术现状、战场军事需求和未来发展趋势,结合企业火炮工程特点和火炮细分专业方向,确定火炮领域知识获取需求,确定本单位不同层级员工的知识获取需求。

2)知识创造。知识创造是火炮研发企业知识管理的核心[3],是通过火炮型号、预研等各类项目在各个阶段的方案论证、工程实施、技术攻关、生产制造和售后保障的实践,获取相关武器装备和关键技术的知识创造过程,在此过程中形成满足知识鉴别需求的要素及其关联关系的各类知识。

3)知识获取。知识获取重点在于将能够解决问题的各种专门知识从数据源中进行提炼总结,并将其转换成能学习或执行文件的过程,根据知识能否清晰地表述和有效地转移,可分为显性知识和隐性知识。其中显性知识的获取可通过科研流程管理等方式,将工程实践中的原始数据、分析方法、分析结论、评价结果和应用方案等文档和资料进行整理和归档,以文字、图标、符号和公式等方式表达。难点在于隐性知识的获取,隐性知识可进一步细分为技能类和认知类,其关键在于隐性知识的显性转化。企业需要构建隐性知识显性化激励机制[8],通过组织现场观摩、技术指导、技术沙龙、技术讲座、专家点评、专题研讨、专家访谈等交流共享形式,形成专家隐性知识对特定问题的显性表达,包括专家解决问题的技能、技巧、诀窍、经验等技能类隐性知识和洞察力、直觉、感悟、价值观、心智模式、文化积累等认知类隐性知识,使丰富的实践经验等隐性知识实现社会化、外在化表达,也可通过人工智能领域的数据挖掘技术,从专家积累和关注的大量原始数据等显性知识中,提取出专家的关注领域和可供学习的内置关联关系等隐性知识。

4)知识表示。知识表示是指用来表示知识的所有直接和间接方法,如图像、声音、视频等直接表示方法和逻辑、框架、语义等间接表示方法。知识表示能够对知识进行有序规范的表达,包括对知识进行重组、聚类、存检、编辑、布局和监控等操作[9],进而使知识可以被员工更多接受、更快领悟、更好应用,使知识有更大的利用和开发空间。火炮领域的知识表示常采用语义概念描述、逻辑关系框图、概念及分析图形、视频图像及声音等表示方法。

5)知识存储。知识存储是指建立可重用火炮专业知识库,该知识库是在企业档案管理系统、产品数据管理系统的基础上进行扩充与提升,实现显性知识和隐性知识在计算机信息系统和办公自动化系统上的全面、准确表达,使知识具备快速更新、授权查阅和快速推送的能力。

6)知识库建设。知识库建设是一个持续开展的工作过程,初次建设时,需要对以往的项目数据资源进行全面的收集、整理、挖掘甚至抢救,包括火炮研发企业各类科研项目的方案、试制、试验、生产和维护等各阶段相关数据、资料、软件和方法,力争全面、准确、客观地反映科研项目数据资源和知识资源,以知识为内容利用计算机技术和信息化技术构建资源重用知识库;随着企业技术的发展和能力的提升,需要对知识库进行维护和升级,完善已有知识内容,修正现有知识缺陷,更新知识创新成果。

7)知识应用。知识应用是在一定范围内,按照知识的密级、层次和领域对一定范围员工开放查询、获取的权限,实现知识安全;企业可根据知识维护更新的情况,对迫切需求员工进行知识推送;员工可根据知识获取需求,利用知识图谱实现知识的定位检索,明确知识存储之间动态链接关系[10],查找拥有知识的人、记录知识的文件和数据库,得到知识来源,降低知识扭曲[11]。知识应用是实现知识工程价值的重要环节,也是知识鉴别、创造、获取、存储和知识库建设的重要参考点。通过该环节可以实现企业知识转化、能力提升、效率提速、产品提质、人才成长,也可以发现知识工程构建中存在的不足并及时改进、完善;作为企业发展的核心,知识创新是火炮研发企业在创新发展过程中形成的成果[12],是知识工程构建的目标,在利用已有知识创新发展过程中形成的新知识也应纳入并不断丰富知识库,在知识应用过程中,对知识库进行评估、维护和改进,评估应用广度、应用深度和应用效果,查找偏差,对系统进行调整和改进[11],实现在科研过程中由知识产生知识的良性循环。

4 结束语

火炮研发领域是一个传统的军事工业领域,经过近300年来的快速积累和沉淀,该领域拥有丰富的海量知识内涵,属于知识密集型工程设计领域。这既是相关从业者的力量源泉,也是广大新员工的沉重负担,在知识爆炸和火炮创新发展的大形势下,企业的知识储备和知识处理能力很大程度上影响了企业发展质量。因此,火炮研发企业知识工程构建就更显示出其重要性,只有通过现代技术手段对该领域知识的不断提炼、总结和表示,实现知识的鉴别、创造、获取、存储和应用,才能实现企业创新效率和能力水平的快速提高,推动企业持续发展。