反應(yīng)堆試驗知識管理系統(tǒng)探究
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摘要：反應(yīng)堆工程試驗是一項復(fù)雜的知識密集型系統(tǒng)工程，具有涵蓋學(xué)科專業(yè)類別多，設(shè)計試驗類型廣，模型、數(shù)據(jù)處理量大等特點，對科研人員有著較高的知識技能門檻要求，而現(xiàn)有的系統(tǒng)不能滿足這些特點對科研試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的迫切需求，在通過梳理現(xiàn)有的試驗研發(fā)模式存在的問題后，提出從制度體系、協(xié)同管理、能力建設(shè)三大內(nèi)容出發(fā)的知識工程研發(fā)體系建設(shè)，具體分析了知識系統(tǒng)應(yīng)遵循的建設(shè)原則、應(yīng)達(dá)到的技術(shù)能力、應(yīng)實現(xiàn)的目標(biāo)價值，通過推動知識工程體系建設(shè)，統(tǒng)籌管理企業(yè)內(nèi)部顯隱性知識，利用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)手段將知識智能化、應(yīng)用化、服務(wù)化，讓知識流動起來，建成以知識驅(qū)動創(chuàng)新發(fā)展的科研模式，達(dá)到讓員工能更高效地獲取知識、學(xué)習(xí)知識，為科研工作不斷創(chuàng)造價值的最終目的。
關(guān)鍵詞：知識管理；知識工程；需求分析；知識服務(wù)；知識圖譜；用戶畫像
0引言
當(dāng)今是一個萬物皆可“數(shù)”的數(shù)字化時代，各國的軍工企業(yè)都在不斷地提升自己的數(shù)字化水平、數(shù)據(jù)挖掘處理能力，通過對數(shù)據(jù)賦能來創(chuàng)造新的價值。我國領(lǐng)導(dǎo)層也多次強(qiáng)調(diào)國防科研單位應(yīng)加快數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)科研創(chuàng)新能力，而能力的提升需要豐富的知識基礎(chǔ)，需要體系化的知識工程作引導(dǎo)[1]，核反應(yīng)堆的設(shè)計研發(fā)是一項囊括了大量理論設(shè)計、制造工藝、試驗驗證等環(huán)節(jié)的工作，每一個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，能否從數(shù)據(jù)中沉淀出有效知識，更好地為業(yè)務(wù)賦能，是院所科研成果價值不斷提升的關(guān)鍵，也是院所數(shù)字化轉(zhuǎn)型、科研模式轉(zhuǎn)型、貫徹落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的必要條件[2]。
1知識工程概念
知識工程是指將知識整合到信息系統(tǒng)上，從而完成特定領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才才可以完成的復(fù)雜任務(wù)。在大數(shù)據(jù)時代下，知識工程是通過自動化或半自動化的方法從海量的數(shù)據(jù)中提取知識，建立知識系統(tǒng)，提供智能化的知識服務(wù)，通過知識工程使數(shù)據(jù)產(chǎn)生智慧，完成從數(shù)據(jù)到信息到知識最終到智能應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)對大數(shù)據(jù)的洞察、提供用戶關(guān)心的答案、為決策提供支持、豐富用戶的專業(yè)知識[3⁃4]。知識工程是一個體系工程，需要從制度、管理、技術(shù)手段等多個維度去推動它的落地，實現(xiàn)它的價值。
2現(xiàn)狀需求分析
反應(yīng)堆試驗研究是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)、動力學(xué)等多學(xué)科協(xié)同，需要做大量的理論設(shè)計、仿真設(shè)計、試驗驗證工作，并且在具體的科研工作中，還有著大量的流程伴隨，每個流程崗位又有較多的專業(yè)名詞、專業(yè)術(shù)語需要理解，這對科研人員有著極高的科研素養(yǎng)要求，需要大量知識的支持。目前企業(yè)內(nèi)這些隱性知識的傳遞主要通過師徒相傳、同事問詢的方式，而現(xiàn)階段各科研部門內(nèi)部沒能形成科學(xué)合理的知識沉淀體系，設(shè)計經(jīng)驗等隱性知識只存在于專家的腦海中[5]，沒能形成知識文檔、構(gòu)建知識學(xué)習(xí)路徑，這使得這類知識傳授方式傳遞性差、效率低，嚴(yán)重影響工作的進(jìn)度。因此，在面對相關(guān)科研工作時，新員工往往需要長時間的經(jīng)驗積累和體系化的專業(yè)能力培訓(xùn)才能真正融入項目，骨干員工雖然有著豐富的經(jīng)驗知識，但由于缺少行業(yè)新動態(tài)的知識獲取手段，可能會讓他們在思維模式上固化，缺乏在新技術(shù)、新研究方向上的突破能力。這些因素都不利于院所科研創(chuàng)新能力的快速提升。
3知識工程建設(shè)思路
知識工程系統(tǒng)是以“管理知識資產(chǎn)、高效服務(wù)科研、幫助職工成長、推動創(chuàng)新發(fā)展”為目標(biāo)，構(gòu)建知識驅(qū)動科研創(chuàng)新的發(fā)展模式，以前沿的數(shù)字化技術(shù)手段讓知識流動起來，將管理、人員、科研業(yè)務(wù)有機(jī)結(jié)合，推動每一個科研項目高質(zhì)量發(fā)展，讓知識資產(chǎn)真正成為科研單位的核心價值，對院所的數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型形成強(qiáng)有力的支撐[6]。因此知識工程的建設(shè)思路如圖1所示，應(yīng)從下列幾點出發(fā)。1）規(guī)范建設(shè)、易于集成。為實現(xiàn)知識資產(chǎn)的高效管理，全面地收集存在于個人、各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的知識文件，知識系統(tǒng)在建設(shè)時一定要遵循信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，提供規(guī)范化接口，保證各類系統(tǒng)與知識系統(tǒng)的信息集成。2）機(jī)制保障、協(xié)同管理。為保證知識系統(tǒng)順利推進(jìn)，管理部門應(yīng)和業(yè)務(wù)部門、保密部門根據(jù)企業(yè)的實際情況，協(xié)同梳理制定知識工程體系下的一系列科研活動規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，不斷地完善健全相關(guān)保障機(jī)制，確保知識工程體系工作的扎實有序開展。3）注重體驗、迭代優(yōu)化。為建立與科研工作緊密結(jié)合的業(yè)務(wù)關(guān)系，融入職工的科研生活，知識系統(tǒng)在建設(shè)過程中要重點考慮用戶體驗，不斷地收集用戶反饋信息，不斷地對功能和流程進(jìn)行優(yōu)化，讓職工切實感受到參與知識工程體系給工作帶來的益處，讓職工愿意使用、樂于使用。4）技術(shù)先進(jìn)、能力突出。系統(tǒng)要具備對海量的多源、異構(gòu)類型數(shù)據(jù)的處理能力，結(jié)合前沿的數(shù)據(jù)分析、人工智能技術(shù)有效地沉淀知識，構(gòu)建知識圖譜、知識問答[7]等智能應(yīng)用服務(wù)，洞察用戶關(guān)切的問題并對其進(jìn)行精準(zhǔn)的知識推送。讓知識工程真正地成為科研人員工作中的效率倍增器，不斷地為科研事業(yè)創(chuàng)造更大的價值。
4知識工程建設(shè)內(nèi)容
知識工程系統(tǒng)是為了整合科研生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，挖掘價值，將隱性知識顯性化，將顯性知識共享化，并基于知識形成智能服務(wù)及智能應(yīng)用，讓知識與科研流程、科研活動深度結(jié)合，給科研人員完備的指導(dǎo)。在建設(shè)時，重點從管理制度層、數(shù)據(jù)層、知識應(yīng)用層三個層面展開，如圖2所示。
4.1管理制度層建設(shè)內(nèi)容
頂層制度體系的設(shè)計、完備的制度規(guī)范是保證工程順利實施落地的重要條件。在制度建設(shè)上首先是規(guī)范用戶習(xí)慣的工作，通過實操、視頻演示等方式介紹知識系統(tǒng)的各項功能、各種工作流程，并定期開展線上理論考試向廣大職工深入貫徹知識工程的價值意義，讓職工真正把系統(tǒng)用起來。其次，業(yè)務(wù)部門應(yīng)對自身業(yè)務(wù)資源展開梳理，并和質(zhì)量、科辦等管理部門理清工作中各節(jié)點的輸入輸出文件，編寫工作指南、業(yè)務(wù)管理規(guī)范等各類文件，為職工后續(xù)工作的展開提供理論指導(dǎo)。管理部門應(yīng)和業(yè)務(wù)骨干、專家一起，結(jié)合業(yè)務(wù)實際編寫知識梳理指南、知識文件形成規(guī)范、知識認(rèn)定評價標(biāo)準(zhǔn)、知識獎勵辦法等文件，如表1所示，確定知識認(rèn)定考核相關(guān)流程，通過獎勵制度如物質(zhì)獎勵、職稱評定考核加分等方式激勵骨干人員分享經(jīng)驗、貢獻(xiàn)知識。保密部門應(yīng)和信息化管理部門制定知識文件使用過程中的保密規(guī)范，規(guī)定不同密級人員的權(quán)限范圍。各部門明確責(zé)任、各司其職的同時又協(xié)同管理，奠定知識工程系統(tǒng)的落地基礎(chǔ)。
4.2數(shù)據(jù)層建設(shè)內(nèi)容
數(shù)據(jù)的沉淀、知識資源的梳理和集中管理是實現(xiàn)知識應(yīng)用的基礎(chǔ)。企業(yè)應(yīng)對現(xiàn)有的資源進(jìn)行梳理整合，分類管理，按數(shù)據(jù)來源的維度可分為個人資源和系統(tǒng)資源，按資源類別可分為辦公文件、試驗數(shù)據(jù)庫、標(biāo)準(zhǔn)件庫、模型庫、算法庫，按資源性質(zhì)可以分為顯性知識和隱性知識，對來源于個人的知識文件、研究的工藝模型、設(shè)計的優(yōu)化算法按照相關(guān)制度規(guī)范化處理后歸入資源數(shù)據(jù)中心。對來源于各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，根據(jù)制度中的信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)規(guī)范設(shè)計數(shù)據(jù)交互接口，獲取各個應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，按結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化規(guī)則分類后納入資源中心，資源中心再應(yīng)用前沿的計算機(jī)數(shù)據(jù)挖掘處理技術(shù)對內(nèi)容智能處理，形成知識，最后再由專業(yè)人員審查復(fù)核這些知識是否正確按類型、專業(yè)、學(xué)科分類。通過從多個維度整合梳理知識資源的方法，可以建立層次化、結(jié)構(gòu)分明的知識資源收集管理體系，對知識資源進(jìn)行有效的挖掘處理。
4.3知識應(yīng)用層建設(shè)內(nèi)容
形成智能化、服務(wù)化的知識類應(yīng)用是知識系統(tǒng)的最終目的。利用機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理等人工智能技術(shù)，讓知識在人員和系統(tǒng)中流動利用、服務(wù)科研，這也是整個知識工程的核心意義。1）知識檢索與知識地圖。對知識系統(tǒng)所匯聚和管理的知識提供多種方式的查詢和組合查詢功能，支持題目、關(guān)鍵字、知識屬性類別、以圖搜文等方式進(jìn)行全文檢索，支持二次查詢、精準(zhǔn)查詢[8]。將梳理的專業(yè)學(xué)科知識、科研活動流程中的專業(yè)知識形象化為知識地圖，根據(jù)邏輯關(guān)系將學(xué)習(xí)路徑中每個階段所需掌握的知識形象為地圖節(jié)點，節(jié)點和學(xué)習(xí)資料關(guān)聯(lián)，科學(xué)的引導(dǎo)用戶一步步踏實地向掌握該知識的最終目標(biāo)邁進(jìn)。2）用戶畫像與智能推薦。記錄用戶的檢索行為，標(biāo)記用戶的檢索內(nèi)容，挖掘用戶的興趣和關(guān)注點，對用戶進(jìn)行畫像，根據(jù)畫像得到用戶特征，利用邏輯回歸、矩陣分解、分解機(jī)等算法模型預(yù)測用戶可能關(guān)心的內(nèi)容，通過知識關(guān)聯(lián)匹配技術(shù)將相應(yīng)的內(nèi)容推送給用戶[9⁃10]。3）知識圖譜與智能問答。知識圖譜將數(shù)據(jù)層沉淀得到的知識實體和實體、實體和概念進(jìn)行關(guān)聯(lián)，構(gòu)建實體鏈接，建立語義關(guān)系網(wǎng)[11]，彌合知識系統(tǒng)沉淀得到的事物底層特征空間和人們理解的事物語義空間之間的語義鴻溝[12]，對用戶所提出的問題智能分析，以可視化、結(jié)構(gòu)化的形式描述相關(guān)概念、實體及其之間的聯(lián)系，將信息表達(dá)為更接近人類認(rèn)知世界的形式反饋用戶的提問[13]。4）知識空間與知識更新。知識空間可用來管理科研人員在日?？蒲谢顒又惺崂怼⑹占?、總結(jié)的知識，收藏記錄專家共享知識。知識更新是由專人定期搜集導(dǎo)入，維護(hù)用戶所關(guān)心科研領(lǐng)域的最新動態(tài)知識，保障科研人員能更高效地獲得高質(zhì)量的新知識。
5結(jié)語
反應(yīng)堆科研試驗研究是一種知識密集型的系統(tǒng)工程，通過搭建知識系統(tǒng)，建設(shè)以知識驅(qū)動科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的研發(fā)體系，對院所內(nèi)的知識進(jìn)行沉淀、挖掘、整合。通過知識管理制度化、研發(fā)工作流程化、隱性知識顯性化、知識資產(chǎn)智能化、服務(wù)化的建設(shè)思路，將知識工程與具體的科研活動結(jié)合，讓科研人員能更便捷地接觸到經(jīng)驗知識、隱性知識并應(yīng)用這些知識，同時科研人員也能將創(chuàng)新的知識封裝入庫共享，實現(xiàn)知識的良性閉環(huán)循環(huán)，讓知識真正流動起來，發(fā)揮價值。知識資產(chǎn)是一個企業(yè)的核心價值、核心競爭力，在國家大力推動創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的當(dāng)下，在國防工業(yè)系統(tǒng)數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型的重要時刻，知識工程項目的建設(shè)是保證企業(yè)科研能力經(jīng)久不衰的根本之道，是轉(zhuǎn)型成果的重要體現(xiàn)，必將為國防科研事業(yè)做出重要貢獻(xiàn)。
作者:李爽 羅釗航 康喬 田甜 趙珊 單位:中國核動力研究設(shè)計院反應(yīng)堆工程研究所