精益研发助推中国制造

产品体系

知识工程

PERA.KE知识工程平台


概述

安世亚太知识工程系统(PERA.KE)是一套面向高端研发企业的支撑研发知识聚集、关联、管理、应用和创新的平台。PERA.KE拓展了传统单纯以知识的共享为目标的管理思想,将知识管理与研发业务相结合,使企业在研发过程沉淀和积累知识,并将知识应用于研发业务中。 PERA.KE提供了专业的知识信息聚集、加工、共享、管理和基于业务的知识应用机制,帮助企业实现研发能力的跨越式提升。通过研发知识的管理、挖掘以及分享,实现企业跨部门、跨领域的研发智力资产的可持续的经验积累机制,达到企业研发智力资产的有效重用。 PERA.KE已成功应用于航天、航空、船舶、电子、能源化工及机械重工等领域。覆盖集团化企业、国有企业、高科技企业、民营企业等不同性质的企业,为不同需求客户提供了全面解决方案,拥有良好的信誉和口碑。


特色功能

1、知识聚集
知识聚集是知识工程系统的基础,是系统对外提供内容服务的源泉。系统主要通过知识录入或从各种知识源(包括文件系统、数据库、内部其他系统以及独立信息源)来进行知识采集,根据客户的需求,针对不同的数据格式,采用不同的手段与方式,真正将各数据孤岛的信息采集过来,用于资源平台的整合与使用。PERA.KE用户在进行知识录入或采集时,通过对知识指定不同的分类标签来实现多维度分类的效果,系统也可通过对知识在研发过程中使用情况自动生成使用分类标签,如知识在某型号、某任务、某用户,以便分析知识的使用效果。PERA.KE通过标签将相关知识聚集在一起,以减少分类维护的成本以及实现知识在共享使用过程自动进行聚集,还可通过分析知识内容描述所涉及的业务对象、业务活动,自动将知识聚集起来。

2、知识管理
知识管理是对知识从采集、加工到使用共享、消亡的全生命周期进行综合管理,包括知识的审批、版本、权限、升级、归档等知识基本管理功能,以及知识收藏、评论、推荐共享使用功能,另外PERA.KE还可以对知识进行以下加工处理:

  • 知识结构化:依据知识模板,对知识源的知识进行结构化处理。如对文档等非结构化数据进行文档转化、信息提取、自动摘要、自动标引等结构化处理;将知识问答沉淀为知识;对实例数据库、设计过程记录、设计模板工具、质量文件、故障经验库等采集和处理为结构化知识。
  • 分类管理:通过对结构化和非结构化知识内容里涉及的概念,使用户得到准确的分类类别,利用系统提供的自动标引、标签、自动分类与分类训练等功能可以精确地对知识涉及的概念进行分类,从而确保所有的数据最大限度的精确归类和正确的理解。
  • 知识关系:依据知识分类、知识聚集、本体关系以及用户或系统建立知识之间的关系,依据知识关系进行扩展搜索、导航等功能,实现对知识的深度搜索和展示。


3、知识关联
知识关联核心是建立知识与研发流程的关系,PERA.KE在业内率先提出将研发流程纳入知识工程范畴,将知识通过自动/手动两种方式与研发流程节点关联,以实现将知识融入设计过程,使设计工作获得知识支撑。此外还包括知识、流程、专家、本体等知识资源的相互关系构建。

4、知识应用
知识应用是指基于知识资源的相互关系,为用户提供全方位、多方式的应用选择。不仅包括知识高效检索和快速定位,智能化、个性化订阅收藏,用户自主交流讨论、学习反馈,精确和全面的知识统计等基础应用;还包括针对设计流程内容信息主动智能推送相关知识。

5、知识创新
知识创新包括基于知识的产品设计创新和面向应用的知识“加工”。面向应用的知识“加工”是指通过编程、封装等手段将方法、算法等固化为工具软件,或者将工程基础数据构建为结构化工程数据库,最终成果是产生新的模板、工具、数据库或设计引导等。
 

客户价值

1、知识工程,是将以往零散的知识进行结构化,以本体术语为基础支撑(内在联系),使知识、设计流程与专家实现紧密关联,形成以辅助设计为主要目的,同时可以进行学习、研讨、创新、积累的综合性应用平台,并建立起一套与平台相配合的制度规范,真正实现知识的积累与创新、研发工作的高效与规范,以及知识与研发工作的有机融合。

2、知识工程是围绕“知识、流程、专家、关系”4个核心要素建立的,它以设计流程为主线,将专家、知识与流程两两关联,形成以流程为核心的知识体系和专家团队。在应用阶段,知识工程将以专业知识入库标准为指导,以设计流程梳理和岗位分配为核心,建立各专业的设计流程主线和专家梯队,为知识与流程的关联建立条件,为知识总结提炼过程中颗粒度的划分提供指导。员工可依据专业知识入库标准对知识进行总结提炼,丰富知识库资源。同时,依据岗位职责,员工可对流程点进行维护,并通过专家库和知识库完成知识的查找、学习和问答等活动。

3、知识工程的短期建设,将建成可支撑企业现在和未来可持续发展的知识工程“体”“系”。所谓“体”,即是与知识工程建设相适应的体制机制、管理制度和流程规范等;所谓“系”,即是开发和定制适合于企业实际的知识工程软件平台和知识库。通过“体”“系”的建设,真正实现知识的积累与创新、研发工作的高效与规范,以及知识与企业工作的有机融合。

4、知识工程的长期建设运行,将形成一套或多套完全适用于企业,并可推而广之的工作指导规范,用于指导与规范企业的全部工作,该指导规范:

  • 以完整清晰的工作流程为主干
  • 以提炼规范的各类知识为主要内容
  • 以企业工作所形成的海量知识库为基础支撑
  • 与各类业务应用系统、管理系统集成互联紧密结合
  • 具有与实际工作紧密贴合,且能够继承积累、成长创新的特性与强大生命力


5、随着知识工程的深入应用,还将对企业产生以下帮助和影响:

  • 可以实现对企业存在的资源系统的全面索引,使所有资源为所有员工所用;
  • 可以实现与工作体系的深度结合,融入工作的过程细节之中,直接支持企业工作;
  • 可以实现与管理体系的全面结合,融入管理的方方面面,为管理提供业务与数据的支撑;
  • 可以实现对员工工作的全方位辅助与记录,成为员工的个人智能助手。


典型应用

案例一:某院研发知识工程平台
 

  • 项目背景

该飞机设计研究院目前知识管理面临的主要问题:(1)“无知识”,知识梳理遇到问题,资深员工不知如何把知识共享出来,甚至意识不到自己有知识;(2)“弱知识”,由于知识的梳理和挖掘存在问题,所以软件中的知识往往与工作关系较弱,只能作闲来翻翻、消遣之用;(3)“死知识”,知识离散分布,当遇到问题需要设计人员通过搜索方式来寻找知识的时候,不容易及时获得有用知识,搜索出来的知识要么大多与工作无关,要么很少,难以支持设计工作的开展。

  • 解决方案

按照基于系统工程的精益研发体系方法论,从顶层全面考虑该院在型号研发中面临的问题,针对性地设计了三大平台加知识工程的建设方案,以知识工程为基础,为设计、仿真、试验提供知识支撑,将知识融入到研发工作环境中。最后利用知识的创新机制和再加工机制,提升知识的绩效。该院飞机精益研发框架如下图所示。
安世亚太公司为该院提供知识工程解决方案,知识工程建设以知识为主线,分为知识聚集、知识关联、知识应用和知识创新四个部分。
知识聚集是通过调研,了解该院内知识的分布情况及全所的信息资源,对所有信息资源进行整理和聚类分析,之后归类为相应领域的知识,同时形成知识积累软件和标准规范;通过构建研发知识库、专家网络和专利专题库、航空领域本体等,把原本分散、零散的知识进行组织分析,梳理出企业的知识地图、专家地图。
知识关联核心是建立知识与研发流程的关系,知识工程将该院特色的飞机研发流程纳入管理范畴,将知识通过自动/手动两种方式与研发流程子节点(工作项目)关联,以实现将知识融入设计过程,使设计工作获得知识支撑。
知识应用包括知识的基础应用和高级应用。基础应用指知识搜索,知识工程系统提供了门户、客户端和漂浮工具条等知识搜索模式,还可通过Word选词方式进行自动搜索;高级应用指知识推送,包括基于研发流程或自定义的知识订阅条件,将符合研发需求的知识实时自动地推送至客户端或漂浮工具条。
知识创新包括基于知识的产品设计创新和面向应用的知识“再加工”。基于知识的产品设计创新,以TRIZ为理论方法,以Pro/I为软件工具进行创新;面向应用的知识“再加工”是指通过编程、封装等手段将方法、算法等固化为工具软件,或者将工程基础数据构建为结构化工程数据库,最终成果是产生新的模板、工具、数据库或设计引导等。

  • 应用效果

该研究院知识工程项目分为两期,涉及9大专业领域、17个二级专业,一期进行的企业型号设计研发流程和知识体系梳理工作中,初步梳理420余个WBS工作单元,深度梳理知识工作包100余个;建设WBS工作单元关联各类“知识”约1500余条,构建了200多个方法类、文档类、经验类等知识条目。通过知识工程平台的实施,该研究所获得了明显的效益。譬如已入库资料的查阅时间缩短为六分之一,对于有模板的工作,工作效率提升了五倍,工作报告撰写时间缩短三分之二,人员上岗和转岗时间缩短了一半,返工率降低三分之一,工作标准化程度显著提升。

案例二:某所基于知识的飞机精益研发平台
 

  • 项目背景

该平台是为我国某航空设计研究所建设的飞机精益研发平台。该所主要从事飞机的总体设计与研究工作,科研实力雄厚,专业设置齐全。为适应飞机型号研发模式由仿制改型衍生发展到自主创新的转变,应对新一代飞机型号研制周期大幅度压缩的要求,解决研制队伍年轻化带来的能力建设和知识传承问题,适应由过去从已有型号研发流程的朴素总结到基于系统工程方法的新一代飞机型号数字化研发流程的正向梳理的转变,适应由过去专业内的平台建设向覆盖跨专业流程的平台建设转变,该所决定建设集系统工程、知识工程、综合设计、质量管理等系统为一体的大型精益研发平台。
在平台实施前,该所在研发方面主要存在如下问题:数字化研发流程未完整梳理,未按照规范的研发流程进行开发工作;型号开发缺乏科学的顶层策划与设计,执行层的工作效率低;综合设计与仿真工具采购和使用随意,流程数据不协同,使用效果差;知识没有融入到研发活动中,且很少被使用;质量管理没有融入到研发体系中,质量与研发两张皮。同时,平台的建设需要从业务流、数据流和该所IT系统整体规划建设的角度来考虑,协调好质量文件、研发流程、知识工程之间的关系,为该所自主研发水平的全面提升起到重要推动作用。

  • 解决方案

安世亚太公司在对该所进行细致的调研后,利用基于系统工程的精益研发体系方法论,分析了该企业存在问题的本质,提出了解决问题需要建设的信息化要素,如下图所示。
根据该所的信息化基础,从必要性和可行性两个方面进行分析,最后形成了以部分专业试点建设,后续全面铺开的方式建设基于知识的飞机精益研发平台,该平台以PERA精益研发平台为基础构建飞机研发平台框架体系,提供流程管理、数据管理、知识管理、工具集成、多学科优化、质量管控等平台支撑软件,整合所内信息化资源,开发各类设计和分析模板,建设基础资源库,并在这些工作的基础上,结合专业特点及应用需求,构建专业应用系统。平台框架如下:

  • 应用效果

通过基于知识的飞机精益研发平台的实施,梳理了该所的数字化研发流程,使该所内各种研发活动规范化,清晰定义出各级业务流程;梳理了研发流程中工作包所涉及的数字化研发工具(CAX软件)的使用规范,包括用何种工具、如何使用等,并且把这些工具根据业务要求定制了工作模板,按照业务逻辑打通了工具之间的接口;形成全所内部统一的研发设计工作环境,便于实现跨学科专业的协同,并搭建了专业的应用系统;将知识融入到飞机研发流程中,实现所内科研知识的重用和传承,形成了所内独特且宝贵的研发知识库;将过程质量管理融入到研发体系中,为设计人员自检、专家检核以及质量评审提供指导;最后,提供了研发作战指挥室系统,便于高层对研发过程进行监控和指挥。