（机械电子工程专业论文）发电企业风险知识管理系统的研究.pdf

摘要 摘要 随着社会用电需求的不断增大，电力建设迅猛发展，突发、频发的重大事故 明显增多，不仅造成重大的经济损失，也造成企业员工人身安全、健康的危害及 对环境的破坏。这些问题产生的原因与发电生产过程及生产装置密切相关，各种 风险源分布广，需监管的信息量大，而目前发电企业的许多工作人员受业务素质 和知识能力的限制，加之缺乏系统有效的规范、方法和工具的辅助，使得对生产 环节中可能存在的危险和隐患，不能运用科学的方法进行全方位的识别、分析和 判断，且在对风险源的识别、分析、评价和描述的具体工作中，也普遍存在认识 不统一、内容不全面、表达不规范等问题。 面对这种实际情况，本文在总结现代质安健环管理理论的基础上，从知识管 理的角度，以发电企业风险源为研究对象，分析风险源的相关特征概念，构建出 相应的风险知识管理系统，从而实现风险源识别、风险源及预控措施等知识分类、 表达和标识，知识搜索和知识推理，以此最大限度地发挥发电企业的知识潜力， 提高决策速度与质量，进而实现基于风险的q s h e 计划、执行、检查及再评估的 p d c a 循环方法模式，使发电企业风险管理由粗放向精细转变。 本文的主要研究工作如下： 1 通过分析发电企业的实际风险管理情况和现有的风险领域信息，提出了基 于本体对发电企业风险知识进行描述的思想； 2 针对发电企业风险知识所涵盖的内容，确定出重点的概念关系，选择了相 应的本体构建语言、构建方法、构建工具对风险源本体进行构建，实现了风险知 识的表达； 3 基于所构建的风险源本体，构建出相应的风险源知识库，为语义搜索、推 理奠定了基础； 4 分析了目前几种典型的本体推理机，针对其存在的不足，并结合风险知识 的特点，提出tj , t 险源本体推理机( r o r ) ，实现了知识的推理； 5 设计开发了发电企业风险知识管理系统，实现了企业日常风险管理工作中 多种用途下的知识应用，包括风险源的知识查询及相关知识的搜索，风险问题的 广东1 ：业人学 ：学硕i j 学位论义 知识推理，为企业两票管理系统、各部门例行检查与各类专项检查工作及各部门 日常运行管理工作提供风险点及预控措施信息支持，为q 4 s a f e t y 提供危险点分 析共享信息等。 关键词：风险源；知识管理；领域本体；知识推理；发电企业 i i 摘要 a b s t r a c t a st h eg r o w i n gd e m a n df o re l e c t r i c i t y , t h ep o w e rc o n s t r u c t i o nh a sd e v e l o p e d r a p i d l y s e r i o u sa c c i d e n t sh a v e b e e no c c u r r e ds u d d e n l ya n df r e q u e n c t l ya n dt h e i r q u a n t i t yi n c r e a s e do b v i o u s l y , w h i c hn o to n l yc a u s es i g n i f i c a n te c o n o m i cl o s s e s ，b u t a l s oe m p l o y e e si np e r s o n a ls a f e t y , h e a l t hh a z a r d sa n de n v i r o n m e n t a ld a m a g e t h e r e a s o n sf o rt h e s ep r o b l e m sa r en o to n l yr e l a t e dt ot h ep o w e re n t e r p r i s ea n dt h e p r o d u c t i o np r o c e s sc l o s e l y , b u ta l s ov a r i o u sr i s k sa n dw i d e l yd i s t r i b u t e ds o u r c e s ，t h e a m o u n to fi n f o r m a t i o nr e q u i r e ds u p e r v i s i o n w h a t sm o r e ，a tp r e s e n t ，m a n ys t a f fo f p o w e rp l a n t a r ec o n s t r a i n e db yt h el a c ko fp r o f e s s i o n a lq u a l i t i e sa n dk n o w l e d g e c a p a c i t y m e a n w h i l e ，t h e ya r el a c ko fs y s t e m i ce f f e c t i v es u p p o r to fn o r m s ，m e t h o d s a n dt o o l s ，s ot h e ya r ed i f f i c u l tt oi d e n t i f y , a n a l y z ea n dj u d g et h ep o t e n t i a ld a n g e r sa n d r i s ki nt h ep r o d u c t i o np r o c e s s e sc o m p r e h e n s i v e l y , a n ds o m ep r o b l e m se x i s ti nt h er i s k s o u r c ei d e n t i f i c a t i o n , a n a l y s i s ，e v a l u a t i o na n dd e s c r i p t i o nt os p e c i a lw o r k ，s u c ha s s k i m b l e - s c a m b l eu n d e r s t a n d i n g ，u n s u f f i c i e n tc o n t e n t ，n o n s t a n d a r de x p r e s s i o n ，e r e t ot h e s ep r o b l e m s ，b a g e do nt h et h e o r yo fq s h em a n a g e m e n t ，t h i sp a p e ru s e st h e v i e wo fk n o w l e d g em a n a g e m e n t ，s t u d i e st h er i s ks o u r c eo fp o w e rp l a n t ，a n a l y z e st h e r i s k - r e l a t e dc h a r a c t e r i s t i c sa n dc o n c e p t ，b u i l d st h ec o r r e s p o n d i n gr i s kk n o w l e d g e m a n a g e m e n ts y s t e mt oa c h i e v ek n o w l e d g ec l a s s i f i c a t i o n ，i d e n t i f i c a t i o na n de x p r e s s i o n ， k n o w l e d g es e a r c ha n dk n o m e d g er e a s o n i n go nr i s ks o u r c ei d e n t i f i c a t i o n ，r i s k c o n t r o l m e a s u r e sa n ds oo n ，t h e nm a x i m i z et h e i rp o t e n t i a lk n o w l e d g eo ft h ee n t e r p r i s e ， i m p r o v et h eq u a l i t ya n ds p e e do fd e c i s i o n - m a k i n g ，s oa st or e a l i z et h ep d c ac y c l e m o d e lo nt h eb a s i so fq s h er i s kp l a n , d o ，c h e c ka n da c t ，m a k er i s km a n a g e m e n to f p o w e re n t e r p r i s ec h a n g ef r o me x t e n s i v et oi n t e n s i v e 功em a i nc o n t e n t si n c l u d e ： 1 b ya n a l y z i n gt h ea c t u a l p o w e re n t e r p r i s er i s km a n a g e m e n ta n de x i s t i n g i n f o r m a t i o na b o u tr i s ka r e a s ，t h i sp a p e rp r o p o s e st ou s eo n t o l o g yt od e s c r i b et h er i s k k n o m e d g e i i i 广东r 业人学1 ：学顺ij 学位论义 2 f o rt h ec o n t e n tc o v e r e db yr i s kk n o w l e d g ea b o u tp o w e re n t e r p r i s e ，t h ep a p e r d e f i n e st h ek e yc o n c e p t ，s e l e c t sc o r r e s p o n d i n go n t o l o g yc o n s t r u c t i o nl a n g u a g e ，m e t h o d a n dt o o lt ob u i l dr i s ks o u r c eo n t o l o g y , s oa st or e a l i z et h er i s kk n o w l e d g ee x p r e s s i o n 3 b a s e do nt h er i s ks o u r c eo n t o l o g y , t h i sp a p e rb u i l d sac o r r e s p o n d i n gr i s ks o u r c e k n o w l e d g e b a s e i tl a i daf o u n d a t i o no fs e m a n t i cs e a r c h ，r e a s o n i n g 4 w i t ha ni n - d e p t hs t u d yo fc u r r e n tm a j o ro n t o l o g yr e a s o n e r , i nv i e wo ft h el a c ko f c u r r e n tm a j o ro n t o l o g yr e a s o n e r , t h i sp a p e rr e c o n s t r u c t st h et y p i c a lo n t o l o g yr e a s o n e r , a n dh a sp u tf o r w a r dai u s ks o u r c eo n t o l o g yr e a s o n e r , n a m e l yr o rt or e a l i z e k n o w l e d g e - b a s e dr e a s o n i n g 5 i nt h ee n d t h i sp a p e rd e s i g n sa n dd e v e l o p sar i s kk n o w l e d g em a n a g e m e n t s y s t e mi np o w e re n t e r p r i s e ，w h i c hr e a l i z e sav a r i e t yo fa p p l i c a t i o n so fk n o w l e d g ei n t h ee n t e r p r i s ed a y - t o - d a yr i s km a n a g e m e n t ，i n c l u d i n gk n o w l e d g es e a r c hf o rt h er i s k s o u r c ea n dr e l m e dk n o w l e d g e ，r i s kk n o w l e d g er e a s o n i n g ，p r o v i d i n ga ni n f o r m a t i o n s u p p o r ta b o u tr i s ka n dr i s k - c o n t r o lm e a s u r e sf o rt w ov o t e sm a n a g e m e n ts y s t e m ，t h e r o u t i n ei n s p e c t i o no fe a c hd e p a r t m e n ta n ds p e c i a li n s p e c t i o no ft h ev a r i o u sd e p a r t m e n t s ， t h eq 4 - s a f e t yr i s ka n a l y s i s ，e t c k e y w o r d s ：r i s ks o u r c e ；k n o w l e d g em a n a g e m e n t ；d o m a i no n t o l o g y ；k n o w l e d g e r e a s o n i n g ；p o w e re n t e r p r i s e i v 独创性声明 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以 标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不包 含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明，并表示了谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的，论 文成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。 指导教师签字： 黟娥 l 论文作者签字：堋堤 山口乎年f 月f i j 第一章绪论 1 1 课题研究背景 第一章绪论弟一早珀下匕 随着电力市场需求及生产经营目标要求的不断增长，迫使企业生产规模不断 扩大以及各发电装置长时间高负荷运行，加之目前原煤供应紧张及质量波动等问 题的影响，使得许多的发电企业在发电质量、安全生产、员工健康及环境保护等 方面的问题及风险r 益显著，突发、频发的重大事故明显增多，不仅造成重大的 经济损失，也造成企业员工人身安全、健康的危害及对环境的破坏，这些问题集 中表现为发电企业质安健环管理的投入不足与电力生产发展之间的矛盾日益突 出。 为改善企业形象，促进企业的可持续发展，企业决策者已在质量、安全与职 业健康及环保等方面采取了一系列积极措施。然而由于发电企业的许多质量、安 全与职业健康及环保问题( 在本论文中统称为风险) 与发电生产过程及生产装置 密切相关，各种风险源( 风险源是指可能导致质量、安全、职业健康、环境破坏 问题( 风险) 发生的根源或状态) 分布广，需监管的信息量大，目前采取的人工 管理方式存在多方面的问题和困难，主要表现在：日常监控的风险源信息分散， 主要基于人工的数据采集方式对危害源监测连续性和及时性差，各类风险源指标 容易流于表象，无法体现切实的事前监控；企业风险源管理工作人员少，任务重， 各级风险源管理人员陷于信息的收集，缺乏有效的信息分析手段，难以朔本逐源， 有针对性地持续优化风险管理效益；信息被层层过滤，高层管理者难以及时获得 需要关注的信息，贻误监控和决策时机；重视检查与现场整改工作，但缺乏有效 的工具和科学的分析做指导，预防的有效性难以保证；风险管理经验和知识缺乏 有效的收集、积累和运用，难以保证风险体系管理工作的持续改进。 另外，发电企n k 质安健环一体化管理系统的建立与运行管理在全国各行业仍 处于起步阶段，面对风险管理工作存在的人员少，任务重的现实，信息化管理必 将成为发电企业q s h e ( q u a l i t y 、s a f e t y 、h e a l t h 、e n v i r o n m e n t ) 体系运行科学管理 与持续改进的有效手段。 j “东t 业人学t 学顺卜学位论义 在风险管理方面的现状如下： 1 质安健环管理工作的重点主要集中在设备、工作环境及管理制度的安全检 查及安全风险评价等方面( 基础风险评估工作) ( 表1 1 ) 。 表1 1 发电厂基础风险评估工作表 t a b l e1 1b a s i cr i s ke v a l u a t i o n 1 、自b r 再磋警饕曼蕤篓壤警凝錾鏖硼蟹1睡鼗瓣：薹2 凝蠢捌l 顼闷 、 、瓣8 、mr 、鳓、嘲甥彩”藏嘟瓣蠕铲、h 嘲甥日驴7 彤 。一翻，辫目 a h * h h 2 6 8 d3 王4 91 9 3 92 9 s3 4 2i s o7 22 42 93 02 52 86 3 4 。纛否耋鬣黢。， 1 22 0 1 623 ooo o3oo3 、专顷译估 。鬻“jl ”菱8 “ 了w 曲健脯，虹“粼l盯m m 精_ 巧 殒目、! 登 是8 2淞 鑫版急翩 l # g m 目自1 6 83 77 2 88 9 。蠢奢嚣i 器。， 1 21 62oo 2 对基础风险进行了大量评估，拥有1 0 0 0 0 多条风险源基础数据，这些风险 源知识实例一般是由各部门、各专业岗位工作人员分析总结的，由于目前发电企 业的许多工作人员受业务素质和知识能力的限制，加之缺乏系统有效的规范、方 法和工具的辅助，使得对生产环节中可能存在的危险和隐患，不能运用科学的方 法进行全方位的识别、分析和判断，且在对风险源的识别、分析、评价和描述的 具体工作中，也普遍存在认识不统一、内容不全面、表达不规范等问题，致使上 述原始风险源知识实例需要进一步的加工、处理和规范，以形成内容全面、表达 规范及实用方便的发电企业风险源知识库，实现对发电企业典型风险源及其预控 措施的全面知识管理和知识应用。 如表1 2 所示的风险源基础数据，从整个管理实施过程看，q s h e 管理经验 和知识缺乏有效的收集、积累和运用，难以保证q s h e 体系管理工作的持续改进。 表1 - 2 风险源基础数据表 1 、a b l e1 2ri s ks o u l c ei n f o r m a t i o n o h p p p 一2 。2 2 们瓤f 1 ；撩嚣2 两舯 修。 薛瞎缝戚爨 撞修2 匍员工 原雉聪齄撵舒后风险 序粤活动敢堆点 工怍雌主蔓工作t 垂s i i e 安缱拜西裳埘就号瑚事教霹伴，诫齄筑育控翻措籀鼠魁 r h t r一 一一r - -t，_，瓤vt，槛， 打印轭曩量、 s 1势登童8 棠办公托 硒盘腿葬 !废弃物管理污奥玮境 tt b2 羹中回收3t61 2 5i 复印、打印赘 s 2抒公室 日常办公 h 料 e 赍西使用诮生态环境破坏 5口6盯02节约蕾用 58 b2 4 q 2 自来水蒸t 皇 s 3 办公宣 日常办公h 水的泊耗 l壹舞使用捎生盎环境蕾坏s1 052 s o2节拘使用5 b 50l 办公用电奠设 s 4办公宣日常办公m 鲁的废拜 z 鹰弃物管理污轴环境 ，t52 9 42 塞中回收3 t 61 2 6l s 5办公室 日常办公电脑操作m 辐射枧力受按 4gg3 2 42 注蠢休且it g2 5 22 e s 6 办公宣 日常办公皂油废弃m l 座弃物管理污羹环境 ttb2 乱2 羹中回收3 7 61 2 bl 曲 第章绪论 3 目前所开发的q s h e 系统只是对现有风险源信息的收集，缺乏风险源知 识的分类、表达、搜索和推理功能，不利于风险源知识的有效运用。 4 发电企业传统的质安健环管理工作的重点主要针对设备、工作环境及管理 制度的安全检查及安全风险评价等方面，检查及风险评价项目的确定一般是根据 国家或电力行业的相关规范( 如“发电企业电力安全二十五项重点要求”及“电业 安全工作规程”等) ，检查与评价项目条款内容往往较为粗放模糊，致使实际执行 过程难以精细全面。 基于以上分析，如果在总结现代质安健环管理理论的基础上，通过建立风险 知识管理系统可以解决以上问题，从而达到风险源识别、风险源及预控措施等知 识分类、表达和标识，实现知识搜索和知识推理，对发电企业典型风险源及其预 控措施的全面知识管理和知识应用，进而实现基于风险的q s h e 计划、执行、检 查及再评估的p d c a 循环方法模式，使发电企业风险管理由粗放向精细转变。 风险知识管理系统的建立使风险知识可以脱离个体而具备专家性、综合性、 完备性和系统性，它还可以通过知识对人产生作用，达到对人的管理，为企业员 工提供创新条件和创新机制，最大限度地发挥本企业的知识潜力，实现知识发现 和知识共享，提高决策速度与质量。本课题得到了广州市科技攻关引导项目“发 电企业质安健环( q s h e ) 集成管理软件平台的开发和应用”( 2 0 0 7 2 3 d 3 0 31 ) 资助。 1 2 国内外研究现状 电力行业是应用信息技术较早的行业之一。上世纪6 0 年代初，信息技术在电 力工业就有了应用，前后大致经历了生产过程自动化、专项应用( 如电网调度、 电力负荷控制等) 直到管理信息化( o a 、p m 、电力企业e r p 、k m 等) 3 个阶 段，每一个阶段，伴随着电力工业改革，电力信息化给电力企业的管理带来了巨 大变革。 电力信息化是指电子信息技术在电力工业应用的全过程，它是电力工业在电 子信息技术的驱动下由传统工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化工业转 变的过程，也是国民经济信息化的一个重要组成部分。 从企业角度，面对激烈的市场竞争，信息化建设势在必行。电力改革、厂网 分离、五大发电集团以及两大电网公司的组建将电力企业对资源、对客户、对电 广东t 业人学t 学顺i 学位论文 网( 竞价入网) 的争夺推向了极至。面对新的竞争格局，它们无一例外地将信息 化建设列入在了企业获得竞争优势的武器之列。 文献 1 】提出一个完整的电力信息化建设规划中应该以电力企业知识库建设 为重点，知识管理是企业获得持续创新动力的源泉。文献 2 】对电力信息化平台的 构建进行了研究，提出应用电力知识管理信息技术，通过知识发现体系，形成对 系统更为有用的新知识。文献 3 】中介绍了华中区域电网公司基于知识管理理念的 信息化建设方案，通过对照电力信息化现状，提出电力企业信息化建设的发展方 向、集成框架、实施原则等。文献 4 】分析了企业对知识资源进行有效管理和利用 的作用，知识管理过程要注意把握积累、共享和创新的原则。在电力企业构建信 息化的现代企业的过程中，要树立以人为本的思想观念，要在组织管理中引入知 识总监，要建立学习型组织的模式，加强知识管理在电力企业中的应用以及电力企 业知识管理内容。 另一方面，风险源的辨识、评价方法都有相关的研究，如作业活动危害性分 析o h a ) 方法，安全检查表符合性评价( s c l ) ，故障类型与影响分析( f m e a ) 方法， 危险与可操作性研究( h a z o p ) 评价，火电施工安全性评价，作业现场危险点分析 等f 5 _ 1 1 1 。文献 1 2 】探讨了生产系统与风险源的关系，分析了生产系统风险源的五个 基本特征，讨论了风险源的五种分类方法，建立了较科学的风险源分类体系，以 便对不同风险源进行辩识、分析、评价等科学管理。 英国是最早系统地研究重大危险源控制技术的国家。早在1 9 7 4 年6 月弗利克 斯巴勒( f l i x b o r o u g h ) 爆炸事故发生后，英国卫生与安全委员会就设立了重大危险 源咨询委员会( a d v i s o r yc o m m i t t e eo nm a j o rh a z a r d s ) ，简称a c m h ，并于1 9 8 2 年 颁布了关于报告处理危害物质设施的报告规程，1 9 8 4 年颁布了重大工业事 故控制规程。由于a c m h 和其他机构的努力工作，欧共体于1 9 8 2 年6 月颁布 了工业活动中重大事故危险法令( e c c d i r e c t i v e 8 2 1 5 0 l ，简称塞维索法令) 。 1 9 8 4 年印度博帕尔事故发生后，1 9 8 5 年6 月国际劳工大会通过了关于危险物质应 用和工业过程中事故预防措施的决定。1 9 8 5 年l o 月，国际劳工组织( i l o ) 组织召 开了重大工业危险源控制方法的三方讨论会。1 9 8 8 年i l o 出版了重大危险源控制 手册。1 9 9 1 年i l o 出版了预防工业重大事故实施细则。1 9 9 2 年国际劳工大会第 7 9 届会议对预防重大工业灾害的问题进行了讨论。1 9 9 3 年通过了预防重大工业 事故公约和建议书，该公约和建议书为建立国家重大危险源控制系统奠定了基 4 第一帝绪论 础。1 9 9 6 年9 月，澳大利亚国家职业安全卫生委员会颁布了重大危险源控制国家 标准和实施重大危险源控制的规定。澳大利亚各州将使用该标准作为控制重大危 险源的立法依据【1 3 。15 i 。 综上所述，电力行业对风险源或者知识管理都有较深入的研究，但是将两者 有机结合并将其实际运用到发电企业的风险管理，国内外研究并不多。 文献 1 6 中阐述了工程风险产生的原因及其特点，提出了应该通过知识管理 实现对项目风险的管理的理念。文献 1 7 】中构造了知识模型对现代工业中质量、 职业安全、健康与环境( q s h e ) 进行管理，该知识模型包括知识组织、组织学习( 知 识发现、分类、聚类、集成) 、知识处理过程( 知识回顾、知识概念化、知识反馈、 知识利用) 和相关的信息技术。武汉理工大学许湘莲博士将本体引入电厂维护领 域的工作尚属首次，对基于本体的电厂维护领域知识表达方法进行了研究，通过 对维护领域知识的分析，提出了基于本体电厂维护知识表达s b f p 模型，建立 了维护领域本体知识的分类方法【1 8 j ，此前在欧盟共同资助的k a c t u sp r o j e c t 中“ 也包括了电力系统的本体( o n t o l o g y ) 构建工作。 可见，构造一个基于o n t o l o g y 技术的发电企业风险知识管理系统是发电企业 进行风险管理的必然发展趋势。 1 3 课题研究意义 随着电力行业“厂网分开，竞价上网”、电力改革的不断深入和电力市场的不 断完善，对于发电企业而言，将直接面临市场竞争和发展的新课题。面对日益严 峻的外部竞争环境，发电企业如何由安全生产型向安全效益型的转变，实现“低 成本运营”的战略目标，已成为众多电力企业必须认真思考的问题。 安全生产是所有企业的第一任务和第一效益，对发电企业而言，具有更加重 要和更加战略的安全意义【l 引。发电企业实际安全生产所存在的危险往往不是单一 的，常常是多项危险相关联【2 0 1 。那么就需要进行风险源分析和预控工作，分析、 预测风险源，对每个岗位的工作及所管辖的设备和即将开始工作的风险源状况进 行分析、判断和推测，有针对性地制定控制、防范措施，保证设备和工作全过程 的安全。对己查找出来的风险源要输入计算机进行管理，制定风险源分析、预控 管理制度。不完善的规章制度要立即完善或补充，能整改的应限期整改，对动态 广东j = 业人学t 学坝i 饽0 位论文 性的风险源应及时进行修改。 要做到这一点，就需要辨识可能形成的风险源及作用范围、不同风险源的相 互关系、时空关系等。但由于电厂作业的复杂性，完成上述工作仅靠人力是非常 困难的。风险知识管理系统结合信息处理和人工智能技术，把对象、作业、风险 源及预控措施结合起来，对其进行管理，知识采集、存储和智能处理。该系统的 开发，对发电企业两票的填写，操作规程的编订，还有新员工上岗后快速熟悉所 属岗位的相关程序，认识相关操作的l x l 险性，都有极大的指导意义。对发电企业 的质量、安全、健康、环境管理将起到全面的促进作用。 1 4 课题研究目标及主要内容 1 4 1 课题研究目标 建立一套发电企业风险管理典型知识库和管理标准，包括发电企业典型风险 源及预控措施知识案例库；发电企业典型风险源知识本体标准；发电企业典型风 险预控措施本体标准( 包括计划策略类库、查评项目类库、预控措施类库、执行 法规标准类库、培训类库等) ；及相关管理标准制度等，实现相关知识的分类、表 达、标识、搜索及推理的方法，建立发电企业质安健环管理体系知识信息的本体 模型，最终实现知识的共享和转化，人机知识的集成，从而为风险管理工作的持 续改进积累宝贵的知识资源。 1 4 2 课题研究主要内容 1 风险知识管理系统知识表达模型的建立 即风险知识管理库中本体的建立，知识的概念化方法，应用本体论对知识的 概念化进行形式化内涵描述，建立形式化表达方法，构建风险源知识语义空间， 实现机器对风险源知识的理解，并建立它们的体系结构。 2 基于本体的风险知识推理技术研究 根据所建立的本体，结合发电企业实际，研究知识推理机制，实现知识搜索、 推理。 6 第一章绪论 3 发电企业风险知识管理系统的实现 1 5 本文的结构安排 第一章为绪论，阐述课题研究背景、国内外研究现状、课题的研究意义及课 题研究目标、内容。第二章为知识管理系统相关知识综述，阐述、区分知识管理 相关概念，揭示各知识概念间的联系，它们对j x l 险知识管理系统的实现提供提供 了有力的理论和技术支持。第三章为风险知识管理系统本体的构建，根据现有的 本体建模方法，结合本体自身特性以及软件工程学中基于软件生命周期的建模理 论，来指导构建风险源领域本体，并利用p r o t 6 9 6 进行风险源本体构建。第四章为 基于本体的风险知识推理技术研究，分析目前典型的本体推理机，然后基于其存 在的不足，提出风险源本体推理机( r o r ) ，并对其推理结构、推理技术、推理算 法进行研究分析，并通过实例进行知识推理验证。第五章是全文思想的概念验证， 主要介绍基于风险源本体的知识管理系统的开发，其对于前几章所研究的关键技 术进行了实际应用，并给出风险知识管理系统的主要模块功能界面。最后一章为 论文总结并对今后的研究进行展望。 广东_ t ：业人学丁学倾f j 学位论文 2 1 知识管理 第二章知识管理系统相关知识 2 1 1 数据、信息与知识 数据是指关于事件的一组离散的客观的事实。它只是一种描述，是没有特定 的背景和意义的数字、图像、声音、文字或者其他有代表作用的符号。数据是构 成信息和知识的原始材料，是信息管理和知识管理的对象。 信息是一种消息，是经过加工组织的、对决策者有意义的数据，通常以文档 和视觉的交流来表现，让接受者从中领悟到某些东话，调整对事务的看法，并影 响其判断。事实上，信息的价值必须反映出数据的准确性，应及时地发送和允许 方便的访问，以便适应于用户的问题。信息可以通过与其他信息的联系、组织、 比较，形成知识。 关于知识的概念，彼得f 德鲁克指出，“知识是一种能够改变某些人或某 些事情的信息，这既包括使信息成为行动的基础方式，也包括通过对信息的使用 使某个个体( 组织) 有能力进行改变或者进行更为有效的行为方式【2 1 】，o 知识既是对 信息进行解释和评价的结果，它又以某种有目的、有意义的方式处理信息，可表 述或预测出信息之间的规律、原理性联系，并包含了确定信息真伪的评价。更确 切地说，知识只有在使用过程中，才能体现出其价值，才成为有实践意义的、真 正的知识。知识就是一种有价值的信息，它能够指导人们进行创造价值的实践活 动，而信息又是处理过的数据，图2 1 展示了三者的层次关系。 图2 - i 数据、信息、知识的层次关系 f i g 2 - 1h i e r a r c h i c a lr e l a t i o n s h i po fd a t a , i n f o r m a t i o na n dk n o w l e d g e 知识可以分为两类：显性知识和隐性知识。其中显性知识包括任何可以作为 文档进行保存编成规则、制度的东西，这些知识的处理一般都需要信息技术的辅 第二孥知识管理系统相关知识 助，其形式是结构化的；隐性知识，存在于人的头脑中的而难以显性化的知识。 对于隐性知识，挑战在于如何对其进行认知、生产、共享和保存。 隐性知识和显性知识也不是完全独立的，日本管理学家野中郁次郎提出了 s e c i 模型【2 2 1 ，指出知识是可以相互转化。 另外还有一个常见的概念：智能，它是指人们有效运用信息和知识的能力。 它通常指富有洞察力的知识，或者说了解了多方面的信息和知识以后，能够预见 一些事情的发生、发展并采取相应的行动。 从以上的定义看，数据、信息、知识、智能是相互联系的，它们的关系形成 了一条链，即数据一信息一知识一智能。数据是形成信息的基础，也是信息的组 成部分，数据只有经过处理、建立相互关系并给予明确的意义后才形成信息。 2 1 2 知识管理与信息管理 知识管理就是利用各种信息技术，对企业的知识资源进行发现，尤其是隐性 知识进行充分发掘和有效利用、知识资源的存储、共享、应用以及创造，实现知 识资本价值的同时变革组织结构，提供丌放和谐的组织环境，提高企业的创新能 力，以提高企业核心竞争力的过程。其目标是能够快速而方便地访问到所需要的 信息和知识，使最恰当的知识在最恰当的时问传递给最合适的人以实现最佳的决 策。广义的信息管理是实现组织的目标、满足组织的要求、解决组织的环境问题 而对信息资源进行开发、规划、控制、集成、利用的一种战略管理。狭义的信息 管理就是对信息加以管理，信息是被管理的对象。 知识管理是信息管理发展的新阶段，它要求把信息与信息、信息与活动、信 息与人连接起来，在人际交流的互动过程中通过信息与知识( 除显性知识外还包 括隐性知识) 的共享，运用群体的智慧进行创新，以赢得竞争优势【2 3 j ”，知识管 理与信息管理的差异见表2 1 【2 训。 9 广东丁业人学t 学颂i j 学化论义 表2 - l 信息管理与知识管理的差异 t a b l e2 1t h ed i f f e r e n c eb e t w e e ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta n dk n o w l e d g em a n a g e m e n t 信息管理知识管理 以信息整序为目的 静态对象 注重显性知识 以文献组织为核心 注重，j d ；r 与保存 外部形态整合 以知识创新为目的 动态过程 注重隐性知识 以用户需求为导向 以知识共享为核心 内容的整合 由此可见，信息管理只是知识管理的有机组成部分，企业知识管理并不等于 信息管理，信息管理是知识管理的基础，知识管理则是信息管理的延伸和发展。 2 2 知识管理系统 在企业知识管理中，最普遍的实践过程是创造和发现新知识。知识管理不是 一种技术，更多的是管理，它的实现也不能离丌技术，知识管理系统是企业实施 知识管理的一个平台。基于这种考虑，知识管理系统就是通过利用计算机技术和 其它信息技术帮助企业提高实施知识管理的工作效率，更好的实现知识管理目标 的一种管理信息系统【2 引。 知识管理系统不仅是一个基于现代技术的软件系统，还应该是一种融合了现 代先进管理思想和方法，以人和信息为基础以整合组织知识学习过程、组织竞争 力的提高和实现知识资源共享为目的，利用现代先进的信息技术构建起来的集成 化网络系统。其系统结构以及功能设计以能够实现知识发现、知识共享、促进知 识创新以及有效支持决策为主要目标，最终形成一个由计算机基础平台系统、企 业m i s 系统、知识库管理系统、知识库互动系统、知识管理人员和系统用户等组 成的人机交互计算机网络应用系统。 2 2 1 知识库 从贮存知识的角度来看，以描述型方法来存贮和管理知识的机构叫做知识库。 l o 第二常知识管理系统相关知识 知识库是事实、规则和概念的集合。事实在库中是短期信息，这种信息在与用户 交互作用中会迅速改变。规则是从专家们的经验中抽出来的知识，是长期信息， 它能指导专家系统如何由己知的或新产生的事实中推导出假设来。概念包含信念 和常识，信念会随着时间的改变而变化，所以是一种非长期的信息；常识是一种 不随时间变化的固定概念，所以是一种长期信息。从使用知识的角度来看，知识 库不单单贮存知识，还包括知识处理机构。知识库形成一个知识域，该知识域中 除了事实、规则和概念之外还包含推理、归纳、演绎等知识处理方法，逻辑查询 语言、语义查询优化和人机交互界面等。 2 2 2 知识表示方法 知识库中的知识通常用一种或几种方法来表示，建立知识库的关键在于如何 表达知识。当前知识的表示方法有以下几种：如说明性的逻辑和语义网络知识表 示方法，过程性的产生式规则表示方法，说明性与过程性结合的框架知识表示方 法【2 6 1 。表2 2 对当前知识的几种表示方法进行了比较分析。 表2 - 1 2 儿种知识表示方法的比较 t a b l e2 - 2t h ec o m p a r i s o no fs o m ek n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o nm e t h o d s 语义网络框架产生式逻辑 关系的描述一般差一般良好 阶层性良好良好差良女r 概念和实体的分离性差良好差差 x m l 的表现方式 差差差差 综合以上，传统的语义网络以图形化的表示方式，使得机器难以理解，且缺 乏继承的概念，如果用本体来表现知识，采用了基于x m l 的方式，并可以建立 更丰富的资源关系；传统的基本关系只包括最基本阶层的关系，如i s a 、h a s p a r t 、 i n s t a n c e ，难以表现较复杂的关系，如递归，交集等等。在其他的几种知识表示方 法中也具有同样的问题，这些知识的表现方式难以分享和利用，并且概念和实例 没有区分；框架在关系的描述能力上十分缺乏，法则的最大的缺点在于无法呈现 完整的知识，只能用单一的法则描述部分的知识；逻辑具有强大的描述能力和阶 层结构，但除了描述逻辑外无法将概念和实例分开。 广东t 业人学下学颀j j 学位论文 使用本体来表示知识可以在语义的表现、挖掘隐含的信息方面有很大的改善， 使得知识表示关系的丰富化，采用o w l 作为知识的表示方式，和前面几种方式 比较具有较丰富的描述词汇和阶层化的架构，可以表现完整的且具有描述逻辑的 知识库。在描述逻辑中，不但包含一阶逻辑具有的基础逻辑表示，并将推理中的 类别和实例分开，可以将类别之间的关系完整呈现，并使得不同平台之间的知识 更加容易实现共享。 2 3 本体论 2 3 1 叙词表、元数据与本体 2 3 1 1 本体与叙词表 本体( o n t o l o g y ) 最早是一个哲学的范畴，后来随着人工智能的发展，被人工智 能界给予了新的定义。其中最著名并被引用得最为广泛的定义是由g r u b e r 提出的 “本体是概念化的明确的规范说明” 2 7 】，f e n s e l 对这个定义进行分析后认为 o m o l o g y 的概念包括四个主要方面： 1 概念化( c o n c e p t u a l i z a t i o n ) ：客观世界的现象的抽象模型； 2 明确( e x p l i c i t ) ：所使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义； 3 形式化( f o r m a l ) ：o n t o l o g y 是计算机可读的； 4 共享( s h a r e ) ：o n t o l o g y 中体现的是共同认可的知识，反映的是相关领域公 认的概念集，它所针对的是团体而不是个体。 根据本体的通用性级别，本体可以分为以下四种类型：领域本体，通用本体， 应用本体，表示本体。其中领域本体指针对特定的应用领域抽象领域知识的结构 和内容，包括各种领域知识的类型、术语和概念，并对领域知识的结构和内容加 以约束，形成描述特定领域中具体知识的基础。在本文中所构建的本体就属于领 域本体。 叙词表t h es a u r u s ( 也称主题词表) 2 8 】，是一个语义词典，由术语及术语之 间的各种关系组成，能反映某学科领域的语义相关概念，主要用于检索时的后控 制和标引时的自动或辅助选择索引词，是提高查全率和查准率、实现多语种检索 的和智能化概念检索的重要途径。 1 2 第一：章知识管理系统相关知识 本体具备知识推理功能，它的结构和功能是叙词表无法实现的，但利用叙词 表可以实现的功能，利用本体全部可以实现。在语义关系上，叙词表中只包含“用、 代、属、分、参、族”这样的简单的语义关系。而本体中概念间的关系，则被描 述得更为广泛、深入、细致和全面，包括同义、包含、交叉、互不相关等。这是 二者的最主要区别，也是为什么基于本体的系统可以实现语义检索和半自然语言 乃至自然语言检索功能的奥妙所在。 本体通常包含叙词表所缺乏的概念的定义、实例和领域定理；并采用一定的 编码语言来实现机器对其理解，这也是叙词表所做不到的。由于叙词表修