（机械电子工程专业论文）面向服务架构的模具知识管理系统研发.pdf

摘要 摘要 模具制造业我国工业的基础产业。对于现代模具企业来说，有经验的人才资 源已经成为模具企业的核心竞争资源。模具质量的好坏很大程度上依赖于模具工 程师的个人经验。通过现代知识管理手段将模具工程师的经验沉淀下来形成模具 知识供大家学习已成为大多数模具企业的共识。本文根据模具企业的实际需求进 行了构建基于s o a 的模具知识管理系统的研究。本文所完成的主要工作如下： l 、本文首先对多家模具企业在知识管理方面的需求进行了调研，分析了模 具知识存在的若干关键环节，总结了模具知识的若干特点，在对本实验 室在模具领域多年的研究成果进行分析后提出了本文的研究内容。本文 重点分析了模具知识管理系统在系统集成性和扩展性方面的需求，指出 了系统集成和扩展的必要性及其需要在哪些方面对系统进行集成和扩 展，提出了本文需解决的关键问题。根据调研得出的需求，得出了该系 统的功能。 2 、本文对实现s o a 的技术进行了探讨，分析了基于s o a 构建柔性的模具 知识管理系统的可行性，肯定了基于s o a 构建模具知识管理系统的理 由。 3 、 本文对该系统进行了设计。首先介绍了s o a 架构中的服务设计原则和 方法。然后设计了模具知识管理系统的服务架构模型，重点研究了模具 知识管理系统在集成性和扩展性方面的解决方案。采用自顶向下的方法 对模具知识管理系统中的需求进行了服务的分析和设计，得到了本系统 需开发的服务类型。 4 、 本文采用p o w e r d e s i g n e r l l 0 对模具知识管理系统的数据库进行了概念 模型的设计。通过一个实例说明了本系统中服务的创建、发布和使用过 程。在n e t 平台下使用v s 2 0 0 5 对系统进行了开发。该系统自2 0 0 8 年 7 月开始在公司实施，效果良好。 关键词：s o a ；模具；知识管理：系统集成；系统扩展； 资助项目：机械装备行业专业应用软件及知识管理系统开发和应用，编号：2 0 0 6 b a f 0 1 a 4 3 ： 基于语义本体的模具企业知识归纳技术，编号：2 0 0 7 a a 0 4 2 1 a 8 。 广东t 业人学t 学硕i ：学位论文 a bs t r a c t m o l dm a n u f a c t u r i n gi so u rc o u n t r y sb a s i ci n d u s t r y f o rm o d e mm o l de n t e r p r i s e s ， t h ee x p e r i e n c e dt a l e n t sc o n s t i t u t et h e i rc o r ec o m p e t i t i v e n e s s t oag r e a td e g r e e ， m o l d sq u a l i t yd e p e n d so nt h em o l de n g i n e e r si n d i v i d u a le x p e r i e n c e s m o s to ft h e m o l d e n t e r p r i s e s h a v e g o tac o n s e n s u s t h a t t h e yn e e d t ou s et h em o d e m k n o w l e d g e m a n a g e m e n tm e a n st od e p o s i tm o l de n g i n e e r s e x p e r i e n c e ss ot h a tt h e s e k n o w l e d g ec o u l db el e a r n e db yo t h e rp e o p l e a c c o r d i n g t om o l de n t e r p r i s e s p r a c t i c a l n e e d ，as t u d yo nm o l d k n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e mw a sc o n d u c t e d t h i st h e s i s s m a i nt a s k sa r ea sf o l l o w s ： 1 f i r s t l yt h er e s e a r c ho nt h en e e do fk n o w l e d g e - m a n a g e m e n tf o rm a n ym o l d e n t e r p r i s e si sc a r r i e do u t t h r o u g ha n a l y z i n gs e v e r a lk e ys e c t i o n so fm o l dk n o w l e d g e ， s u m m a r i z i n gm o l dk n o w l e d g e sf e a t u r e sa n da s s a y i n gt h er e s e a r c ha c h i e v e m e n t so f t h i sl a b ，t h er e s e a r c hc o n t e n t sa r eb r o u g h tu p t h i sa r t i c l ef o c u s e so na n a l y z i n gt h e n e e d so fb o t hi n t e g r a t i o na n de x t e n s i b i l i t yo fm o l d k n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e m ， b e s i d e si ta l s os h o w sc l e a r l yi nw h i c ha s p e c t si tn e e d si n t e g r a t i o na n de x t e n s i b i l i t y a t l a s ti tb r i n g su pt h ek e yp r o b l e mw h i c ht h i st h e s i sn e e d st ow o r ko u t i nl i g h to ft h e p r a c t i c a ln e e d s ，t h es y s t e m sf u n c t i o n sh a v eb e e no b t a i n e d 2 t h er e s e a r c ho n a p p l v i n g t h es o a t e c h n o l o g y i n b u i l d i n g 。 一一， v 一一 一 f l e x i b l e - m o l d k n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e m i sc o n d u c t e d i t j u s t i f i e s t h e e s t a b l i s h i n gm o l d k n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nt h es o a a sw e l l 3 g r e a te f f o r t sw e r ed e v o t e dt ot h ed e s i g no ft h i ss y s t e m f i r s to fa l l ，i t i n t r o d u c e st h ed e s i g n i n gr u l ea n dw a y so ft h es o a t h e ni td e s i g n st h es e r v i c ep a t t e r n o f m o l d - k n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e m i t f o c u s e so nt h es o l u t i o n sf o r m o l d k n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e mo nt h ea s p e c t so fi n t e g r a t i o na n de x t e n s i b i l i t y i t a n a l y s e st h en e e d sf o rm o l d - k n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e mw i t ht h em e a n so f t o p - d o w na n df i n a l l yi tg e t sw h a tt h es y s t e mn e e d st od e v e l o p 4 b yu s i n go fp o w e r d e s i g n e r l1 0 ，t h i st h e s i sd e s i g n st h ec o n c e p t u a lm o d e lo f d a t ab a s ef o rm o l d - k n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e m i te x p l a i n st h ep r o c e s so ft h i s s y s t e m se s t a b l i s h i n g ，i s s u i n ga n du s i n g o nt h ep l a t f o r mo fn e t ，i td e v e l o p st h e i i a b s t r a c t s y s t e mb yu s i n gv s 2 0 0 5 t h i ss y s t e mh a sa l r e a d yb e e np u ti n t op r a c t i c ei nj u l y2 0 0 8 a n di tw o r k se f f e c t i v e l y k e yw o r d s ：s o a ；m o l d ；k n o w l e d g em a n a g e m e n t ；s y s t e mi n t e g r a t i o n ；s y s t e m e x t e n s i b i l i t y 1 1 1 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- - n i 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。 指删雠：蹲京狮 论文作者签名：事! | 起名年 、 7 年6 月9 日 6 6 7 第一章绪论 第一章绪论弟一早珀t 匕 1 1 课题研究背景、意义及课题来源 1 1 1 课题研究背景 模具产业是我国现代工业的基础产业，模具产业的发展程度在一定程度上象 征着我国现代工业的发展程度。我国正在也急需大力发展模具制造业【l 】。近几年 来我们的模具产业得到了飞速的发展。依靠模具成型的制品已经渗透到了生活的 方方面面。模具成型制件的日趋大型化、复杂化和高精度，对模具的设计制造水 平要求愈来愈高。生活质量的提高，要求制造业对中高档模具的需求也在不断提 高【1 】。 基于市场对中高档模具需求的迫切性，越来越多的模具企业开始注意自己的 装备水平和技术能力的提高了。随着企业规模不断扩大，标准化进程不断推进， 管理现代化也越来越被企业所重视。而人才短缺，特别是有经验的技术人才、管 理人才和各级技工的匮乏，已严重制约了我国模具工业的发展。 对人才的渴求，其本质是对知识和经验的渴求。知识及其知识资源是企业最 重要的资产，对智力密集型的中高档模具制造企业尤为如此。如何能够将企业的 知识资产与拥有知识的个体有效分离，使得企业的知识不会因为人员变动而发生 大的变化，已经是摆在模具企业面前一个很重要很现实的问题。模具知识管理系 统应运而生。 模具知识具有这样一些特点：首先，模具知识范围广。模具知识包括零部件 的设计标准、改模经验知识、会议知识等等，制造过程总结出来的经验、成功的 设计案例、改模案例等对模具企业来说也是一笔重要的知识财富。其次，针对不 同类型的知识往往有不同的知识表达模型。人们先后提出了多种模具知识的表示 方法。文献 2 】采用框架、规则、框架规则混合表示塑料注塑模具设计知识， 研究了在二次开发平台s o l i d w o r k s 环境下，三维实体模型的驱动及其实现方法。 文献 3 】提出一种采用基于本体的语义网络描述的知识特征表达模式，对模具设 l 广东t 业人学t 学硕i j 论文 计知识进行建模，并在本体的概念化基础上，利用语义网络的描述能力，对知识 进行检索和推理等处理。文献 4 】提出了一种基于贝叶斯模型的改模知识表达方 法，并在此基础上对改模知识进行推理和搜索。文献【5 针对模具设计知识表达 的特点，利用本体的概念化理论，提出了一种基于本体论的模具工程设计知识特 征表达模式，对模具设计知识进行建模。文献 6 】给出了一种基于层次模型的修 模工艺方案描述方法与工艺规则知识表达方法。有关知识表达方面的理论研究还 有很多。第三、模具知识是一种典型的经验性知识。针对模具知识的经验性特点， 本课题组j 下在研究对该类经验性知识进行推理的方法。自组织模糊规则归纳方 法，基于模糊粗糙集的规则归纳方法与增量式学习等理论研究将逐步深入。总之， 有关模具知识管理的理论正在逐步深入和完善。这些理论成果都将逐步添加到现 有的模具知识管理系统中来。 在模具制造行业，模具知识管理系统一般是在企业信息化发展的中后期才被 纳入企业信息化的范围。计算机技术的持续发展促进了现代企业的管理水平的提 升，模具企业利用计算机技术进行管理的信息管理系统如雨后春笋般出现，企业 里面各种各样的信息都被纳入了信息管理的范畴。企业信息化迅速在模具企业普 及开来，并在模具企业管理中发挥着举足轻重的作用。企业资源管理系统( e i 冲) ， 车间现场管理系统( m e s ) 、产品数据管理系统( p d m ) 、客户关系管理系统( c r m ) 等信息系统正在被大中型模具企业接受和使用。经过长时间的积累，各个系统中 都积累的大量的信息，形成了一个个的“信息孤岛 。知识，作为信息的抽象存 在形式，也可以说是信息中的信息。知识是经过加工提炼，将很多信息的内在联 系进行综合分析而得出的系统结论。知识的形成建立在大量的信息的基础之上。 模具知识管理系统必须依赖众多的信息信息系统。 现代模具知识管理系统的架构必须能够支持这些在模具知识管理方面的理 论成果，与此同时，还必须支持同企业其他信息系统之间的数据交换，充分利用 现有i t 系统成果，降低企业i t 方面的成本，提高企业核心竞争力。因此，本文 提出了基于s o a ( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ) 架构的模具知识管理系统的研 究。 2 第一章绪论 1 1 2 课题的研究意义 面向服务的架构s o a ( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ) 的提出，改变了企业 构建i t 系统的思路。基于服务的理念构建i t 系统可以在很大程度上提升企业i t 系统的敏捷性。s o a 采用公用的协议，减少了对底层技术的依赖，利用s o a 架 构的系统可以很好地解决系统间兼容性问题。s o a 的思路是将一个大的应用系 统分解为一系列小服务，通过组合服务构建大系统，同时支持循序渐进的系统开 发过程。这种思路使我们在s o a 架构的系统上进行二次开发或系统更新时非常 的方便。 1 1 3 课题来源 本课题的研究与开发得到了以下基金项联合资助：机械装备行业专业应用软 件及知识管理系统开发和应用，国家支撑计划项目，编号：2 0 0 6 b a f 0 1 a 4 3 ；基 于语义本体的模具企业知识归纳技术，国家8 6 3 c i m s 研究项目，编号： 2 0 0 7 a a 0 4 2 1 a 8 。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 模具知识管理的国内外研究现状 知识管理概念首先是在上世纪8 0 年代，在联合国国际劳工大会上被提出来， 随后经历了十几年的发展，在理论上和实践中都取得了一定发展【7 】。知识管理是 企业为适应知识经济时代而提出的新型管理模式，通过对知识进行有效的识别、 获取、使用、存储和使用以达到知识共享的目的，促进企业创新，提升企业竞争 力【8 】。 国内外学者对知识管理研究的侧重点有所不一样 9 】。国外对知识管理的研究 主要集中在知识管理的实施、知识管理与组织、知识管理与相关领域研究、知识 管理技术以及知识管理软件工具等方面。国内学者对知识管理的研究主要在知识 广东t 业人学丁学硕j ：论文 管理的基本内容、知识管理技术、知识管理软件以及知识管理体系方面。 在知识管理方面的取得了一定的成功。上世纪9 0 年代，以生产复印件而闻 名的施乐公司率先实施了知识管理系统，为企业赢得了发展和竞争的空间。i t 领域的d e l l 、h p 公司也陆续推出了自己的知识管理系统。知识管理应用渗透到 了各行各业，包括人力资源、法律事务、财务管理等。 在国内，在知识管理方面的研究也不甘示弱。各大软件公司相继推出了自己 的知识管理系统。如蓝凌公司、金河软件公司、天剑软件公司等。中国知识管理 中心( h t t p ：w w w k m c e n t e r o r g ) 是国内一个很活跃的知识管理交流中心 1 0 】。各 大高校研究机构也投入大量的人力物力研究知识管理。通过维普资讯网搜索知识 管理的文献，仅仅核心期刊上发表的文献就有3 0 0 0 多篇，涵盖的领域有图书馆、 个人知识、企业情报、石油化工领域。 在模具领域的知识管理方面研究也不少。李英杰、陈新度、陈新等在基 于本体的模具设计知识管理系统的研究一文中提出了构建基于本体技术和语义 网的模具设计知识管理系统【l l 】。沈卫华等在基于本体的模具设计知识表达、 检索与推理一文中针对模具设计知识表达的特点，利用本体的概念化理论，提 出基于特征相似度的知识检索算法和推理算法，并在系统中实现了该算法 4 。谢 雪锋、陈晨、毛宁、陈庆新等在基于o w l 在关系数据库存储模具本体的研究 一文中，沈卫华、毛宁、陈庆新、郑乃乔等在基于客户沟通与设计评审的模 具设计知识管理系统一文中，张为民、李爱平在模具设计案例知识管理系统 的研究与开发一文中，分别从不同角度研究了模具知识管理系统【1 2 】 1 3 】u 4 。 1 2 2s o a 的国内外研究现状 s o a 最早由g a r t n e r 公司于1 9 9 6 年的时候提出【1 5 】。当时提出s o a 的主要目的就 是让每个i t 系统都有自己的自主力，灵活的发展空间，同时又能够随需共享，但 由于当时的市场环境和技术水平尚不具备真正实施s o a 的条件，因此当时并未引 起人们的广泛关注，只是停留在概念阶段，尚没有形成具体的观念和技术。电子 商务的出现和蓬勃发展，人们提出了w e b h 艮务的概念，之后迅速出现了大量的基 于不同平台和语言开发的w e b h 艮务组件。从此s o a 开始从概念走向应用。 国外在s o a 的应用方面颇为成功。2 0 0 5 年1 1 月，i b m 、o r a c l e 、b e a 、s a p 等国 4 第一章绪论 际大厂商联合发布了一项服务组件架构( s e r v i c ec o m p o n e n ta r c h i t e c t u r e ) 新 规范( o 9 版) ，并于2 0 0 7 年发布了一个更新版本( 1 1 版本) 【1 6 】。之后，各大 厂商也相继推出了各自的s o a 产品。 国内在s o a 应用方面，普元s o a 应用平台e o s 是基于j 2 e e 平台、采用面向构件 技术实现企业级应用开发、运行、管理、监控、维护的中间件平台。普元s o a 流 程平台( p r i e m t o nb p s ) 面向业务人员在业务层面上可以通过基础的服务库( 包 括页面服务构件和动作服务构件、事件服务构件等) 进行环节的装配，形成环节 库，进而通过环节库来配置与调整业务流程，可以让业务人员更多的参与到“流 程梳理、流程编制、流程测试”中来。普元s o a 流程平台( p r i m e t o nb p s ) 使得 业务人员可以自由配置组装实现流程的优化、重组，极大提升了对流程类应用产 品化的能力，并大大缩短用户新流程上线和调整的周期，大大降低了实施的成本。 除普元之外，浪潮、用友、软通动力及金蝶也先后推出了各种的s o a 解决方案。 各大科研机构及高校也纷纷投入到了s o a 的研究。北京航空航天大学的姚逵、 梅中义在s o a 技术下的制造执行系统建设一文中针对于制造执行系统集成以 及信息交互的复杂性以及高成本，提出一种面向服务的信息系统架构。该文分析 了传统m e s 与基于s o a 的m e s 系统的区别，提供了多渠道的服务接口【l7 】。 华南理工大学的徐黎明、姚耀文在s o a 开发框架的研究和实现一文中针 对当前企业供应链管理系统中存在的业务适应能力差等问题，提出了采用面向服 务架构( s o a ) 的开发框架 1 8 1 。 清华大学、电子科技大学、西安交通大学等国内知名学府都有大量学者在s o a 应用方面从事相关的应用研究工作，并取得了大量的研究成果。 s r i r a mk r i s h n a n 、k a r a nb h a t i a 经过实验，提出了构建科学的基础服务的 一些指导原则，并在此指导下，为美国国家生物医药计算资源中心设计了它们的 面向服务的架构 1 9 1 。 d i a c o n i t a 等提出了在股票在线交易平台和两大股票交易市场利用s o a 架构 的集成解决方案 2 0 1 。 经查阅国内外文献，尚没有针对模具知识采用s o a 技术进行架构的研究。 广东t 业人学t 学硕十：论文 1 3 主要研究内容和章节安排 1 3 1 主要研究内容 本文的主要研究内容有： 1 、深入企业调研，了解模具企业在知识管理方面的需求，初步明确知识管 理的需求范围，在此基础上设计模具知识管理系统功能模块； 2 、研究了模具知识管理系统在系统集成性和扩展性方面的需求，提出问题； 3 、分析了采用s o a 构建模具知识管理系统的可行性； 4 、研究了利用s o a 的架构解决模具知识管理系统在系统集成性和扩展性方 面所面临的问题的解决方法； 5 、利用s o a 架构对模具知识管理系统中的服务进行了设计； 6 、利用n e t 平台开发了模具知识管理系统的服务，对系统进行了开发。 1 3 2 章节安排 本文的最终目的在于构建一个“敏捷 的模具知识管理系统，以适应企业在 知识管理方面的需要。全文的内容概要如下： 第一章为绪论部分。该部分分析了本课题的研究背景、研究意义及课题的来 源，综述了国内外在模具知识管理及s o a 应用方面的现状；提出了基于s o a 构 建模具知识管理的设想，并简要介绍了本文的主要研究内容和章节安排。 第二章为模具知识管理系统需求分析部分。该部分分析了模具企业的知识密 集环节，以及模具知识管理系统在集成性和扩展性方面的需求，对模具知识管理 系统的功能进行了设计和简要说明。 第三章为基于s o a 的服务设计。该部分首先对s o a 的技术进行了简要的介 绍，然后介绍了基于s o a 进行服务设计的常用原则和方法，提出了基于s o a 的 模具知识管理系统的架构，针对模具知识管理系统的集成性和扩展性问题分别提 出了相应的解决方案，采用自顶向下的方法对模具知识管理系统中的服务进行了 设计。 6 第一章绪论 第四章为系统及服务的实现部分。该部分内容阐述了在n e t 平台上构建基 于s o a 的模具知识管理系统的实现方法，对模具知识管理系统的数据库进行了 设计，通过实例说明了如何通过w e bs e r v i c e 来创建服务的方法及其在系统中如 何使用服务。最后，对系统进行了开发和实施。 最后为结论与展望。该部分对本文的研究工作进行了总结和展望。 本论文结构如图1 1 所示： l 第三章基于s 。a 的系统模型设计 第四章系统开发及实现 图卜l 论文结构图 f i g 1 - 1t h es t r u c t u r ed i a g r a mo fd i s s e r t a t i o n 7 第二章模具知识管理系统需求分析及功能设计 第二章模具知识管理系统需求分析及功能设计 2 1 系统目标 模具知识管理系统将针对某模具公司的特征和应用需求，用现代企业知识管 理模式和信息技术手段，设计开发一套适合企业的知识管理系统，通过对企业知 识、部门知识、精益生产改善提案，以及轮胎模具设计和生产过程中的各类技术 标准、典型案例、作业指导书等技术资料，模具的改模过程和技术研讨会议进行 管理，建立企业知识库，实现知识搜索，从而形成基于隐性知识到显性知识的知 识产生积累机制，以及促进从显性知识到隐性知识的知识应用过程。 2 2 知识密集环节分析 在对多家模具企业的制造过程进行调研的基础上，我们分析总结出了模具制 造过程中知识密集的环节如图2 1 所示。 强辩lh 溅l 霁毳妻异b l 签定合同或确认i 计要求l 开模资料l l 皿 匕口| 叫 霁零p i 藿引净( 葬霉p l 嘉寝i 袋斧p ( 窨零 簧莘 剖冀羿 确定模架l 进行非标i 外购外协 规格型 _ l 模架设计i 模架 园铝匝 f i t 、装配 l三兰兰兰 弱确 竹 制件i q 主君i 编制修改模方毒 图示说明： o 知识密集环节 图2 - 1 模具制造过程中的知识密集环节 f i g 2 1t h ek n o w l e d g e - i n t e n s i v ep r o c e s si nt h ep r o c e s so fm o u l dm a n u f a c t u r i n g 模具企业的知识种类多、范围广、涉及的领域很多，模具知识存在于模具制 造的整个生命周期之中，从接受客户订货意向到最终交付的整个过程中都蕴含着 9 广东丁业人学t 学硕 论文 丰富的模具知识。模具企业的知识可以分为设计标准类知识、修改模知识、会议 知识及案例知识。 设计标准类知识包含了企业的各类设计标准、工艺标准、作业指导书及其各 类标准件的设计图纸等。设计标准又分为国家标准、企业标准、客户标准。设计 类知识是企业使用最频繁的知识类型，贯穿于模具生产制造的整个过程。提高设 计质量、缩短设计周期是提升企业核心竞争力的关键环节。通过对设计类知识的 合理有效的使用可以帮助企业提升对设计类知识的使用效率，提高使用质量，从 而达到帮助企业提高核心竞争力作出贡献。 修改模对现在的模具企业来说是无法避免的一个过程。改模的频繁使得其已 经成为每个模具制造企业的日常运作事务之一。改模知识一般以“问题一原因一 对策”的方式存在。改模方案的制定很大程度上依赖于改模工程师的个人经验， 历史改模案例对于新改模方案的制定具有重要的借鉴和参考价值 2 l 】。建立改模 知识之间的内在联系，将可以在很大程度上帮助改模工程师制定改模方案。归纳 改模知识之间的内在关系，也可以帮助改模工程师发现新的改模方法。成功的改 模案例可以供新来的改模工程师学习，也可以为新改模方案的制定提供依据。失 败的改模案例可以供企业总结失败的经验教训。对改模原因的分析和统计可以有 效地帮助企业制定防范措施，防止企业在以后的过程中重复同样错误。 会议知识存在于模具制造生命周期的多个阶段。在企业接受客户的订货意向 之后，企业会组织一批工程师进行合同评审。在模具的生产过程中还伴随有开模 评审、排位评审、分型评审、设计评审和工艺评审等。每一次评审会议都是由多 位模具专家集中在一起讨论，讨论的过程及最终结果便是集体智慧的结晶，而这 对于公司来说是一笔难得的宝贵经验 2 2 1 。 案例知识是模具企业积累经验过程中最重要的知识。案例包括设计案例、加 工案例、装配案例等。一个成功的设计案例是一个建立在设计专家丰富的经验与 知识基础上创造性思维的过程，其设计成果实际上一个包含了对知识的继承、集 成、创新和管理的过程【1 3 】。一个经典的加工案例实际上是一个经验丰富的加工 工程师多年经验总结的精华。装配案例则是一个个装配工人在装配过程中摸索出 来的技巧。将这些成功的案例积累下来让公司的所有员工学习借鉴，可以很大程 度上促进公司员工整体水平的提高，从而促进公司整体效益的提高。 l o 第一章模具知识管理系统需求分析挺功能设计 23 系统集成性需求分析 2 3 1 知识来源于数据 为了有效地说明知识管理系统同其他系统在集成性方面的需求，我们有必要 简要说明下知识的来源。从人类智慧的发展历程来看，知识的形成经历了从数据 到信息，然后到知识的过程，最后向智慧发展。对数据、信息、知识、智慧的含 义由于人们站在不同的角度也会存在不同的认识和理解。一般认为，数据是一系 列关于事件的离散的客观事实，在企业中，数据通常指关于事项的结构化的记录； 信息是赋予了背景和目的的数据；知识是经过加工提炼，将很多信息的内在联系 进行综合分析而得出的系统结论；智慧是激活了的知识，也有人认为是知识中最 精华的部分。数据、信息、知识与智慧之间的关系可以用图2 - 2 来简要说明【纠。 4 知识 信息 数据 图2 - 2 数据、信息、知识与智慧的关系 f i g , 2 - 2 r v l a t i o n s h i p b e l n v v c n d a t a , i n f o r m a t i o n , k n o w l e d g ea n d w i s d o m 由此可见知识来源于数据，建立在信息之上。因此，企业的知识管理系统 也不可避免与其他的信息管理系统发生联系。 2 3 2k m 系统与其他系统的关系 从企业的发展历程来看，几乎所有的大企业都经历了一个有小到大，有不完 善到逐步完善的过程。由于受到企业人力、物力、财力等各方面的限制，企业的 广东t 业人学t 学顾十论文 信息化也不可能是一蹴而就的事情，随着企业对信息化认识的逐步深入，各种信 息化系统才接二连三地在企业得到实施，知识管理系统作为各种信息管理系统发 展的高级阶段，一般都是在企业信息化发展的中后期才在企业得到实施。这就难 免会给企业带来这样一个问题：k m 系统必须与其他系统进行集成。 本课题所调研的企业目前已经实施了多个信息管理系统，有产品数据管理系 统( p d m ) 、深圳伟博思模具信息综合管理系统( i m 3 ) 、c a d c a m 等。计划 开发的有企业资源管理系统( e i 冲) 、车间调度系统( m e s ) 、项目计划与控制系 统( p p c ) 、办公自动化系统( o a ) 等。将要实施的还可能会有质量管理系统( o s ) 等。各系统与k m 系统之间的关系可以用图2 3 简要描述。 图2 - 3k m 系统与其他信息系统的关系 f i g 2 - 3r e l a t i o n s h i pb e t w e e nk m s a n dt h eo t h e ri n f o r m a t i o ns y s t e m 各系统之间存在以下的一些联系： 1 、各系统之间存在大量的公共数据。如所有的系统之间都共享模具的基本 信息、员工的基本信息等。为了避免在开发企业i t 系统过程中的重复投资，有 必要在各系统之间共享这些基础数据。 2 、各系统之间存在共同的业务处理流程。如审核审批流程等。 3 、各系统之间存在共同的功能模块。如用户登录验证、用户权限管理、用 户使用同志管理、用户消息管理、邮件管理、系统安全等。 由于模具企业的知识管理系统同企业的其他信息化系统也存在以上的一些 复杂联系，为了降低企业实施i t 系统的成本、增强企业的核心竞争力，有必要 最大限度地共享基础数据以减少基础数据录入方面的投资，有必要最大限度地提 高模块的重用程度以减少企业在同样的功能上的反复投入。这就要求我们必须尽 1 2 第二：章模具知识管理系统需求分析及功能设计 可能地将模具知识管理系统同现有的系统及以后即将部署的系统进行有效的集 成。 该系统在同其他系统的集成性的需求方面有以下两个方面：一是同已有i t 系统的集成；二是同即将开发的信息化系统的集成。同已有i t 系统的集成需要 充分利用已有的i t 资源，将已有系统中的一些基础数据通过公开的接口向模具 知识管理系统同其他的信息化系统公开，实现数据共享。由于企业在进行信息化 建设的初期一般没有考虑到各信息化系统之间的集成问题，各个系统之间一般又 采用了不同的开发平台和开发语言，因此要对重用已有系统的业务流程和功能模 块将很不容易。因此，为了避免此类不便的反复出现，我们在构建模具知识管理 系统时，有必要对模具知识管理系统同企业其他i t 系统的集成问题进行详细的 分析和设计。 2 4 系统扩展性需求分析 目前，国内的知识管理系统发展还不成熟。针对模具企业的模具知识管理系 统由于在理论和实践中都尚不成熟，很多的方法和理论尚处于研究的阶段，如图 2 4 所示。模具知识管理系统的不成熟性主要表现在以下的几个方面： 系统管理的知识范围尚处于不断的完善当中。对于不同类型的知识往往有不 一样的表达方法和知识表达模型。在知识的表达上，一般采用主题和关键词的表 达方法，也可以采用主题、关键词和属性进行表达的方法，也可以采用本体语义 片段对模具设计知识进行表达 4 】，对经验性知识则可以采用贝叶斯网络来表达知 识之间联系【5 】，对不确定性知识则可以采用层次表达模型来表达知识【6 】等等。对 模具知识的表达方法仍处于不断的研究当中。随着研究的不断深入，将会不断有 新的知识表达理论和方法被提出，并被要求用在以后的模具知识管理系统当中。 对已有知识进行归纳总结的方法尚处于不断发展的过程中。模具知识是典型 的经验性知识，对经验性知识进行归纳推理的理论和方法很多，如贝叶斯网络、 粗集理论、自组织理论等等。关于这方面的研究仍在不断进行，新的理论和新的 方法也一定会被不断地提出并在实践中得到应用。 随着人们对知识管理系统认识的不断深化，对知识搜索的需求也会不断提 高，人们会不断提出对知识的新的应用。从初期的简单查找知识到复杂查询、用 广东t 业人学t 学硕l ：论文 户订阅、辅助决策等等，新的应用需求也会要求相应的系统实现。 在不同的终端设备上访问k m 系统。目前，我们可以方便地使用w e b 使用 k m 系统中的服务。以后，我们也许需要使用手机终端设备都可以使用k m 系统 中的服务。 倒 烈 艄 巾r 时间 图2 - 4 k m 系统扩展性需求 f i g 2 - 4t h ee x p a n s i b i l i t yd e m a n do ft h ek m s 因此，现有的模具知识管理系统必将处于不断完善的过程当中，系统的功能 将会随着研究的发展而不断得到扩展。设计具有良好系统扩展性的模具知识管理 系统将对模具企业进行业务更改和系统扩展时节省大量的成本。 1 4 第二二章模具知识管理系统需求分析及功能设计 2 5 系统功能设计及说明 模具标准知识管理修改模知识管理 标准知识发布 上传 审核 审批 发布 标准知识维护 标准件 设计标准 工艺标准 作业指导书 标准搜索 建议管理 修模知识发布 上传 审核 审批 发布 修模知识维护 试模一l j 艺 修模经验 修模原因 修模案例 编制修模方案 问题描述 原凼分析 方案推荐 归纳修模经验 修模知识搜索 建议管理 会议知识管理 会议知识发布 j 二传 审核 审批 发布 会议知识维护 技术研讨 模具评审 进度协调 会议过程管理 会前准备 会中记录 会后总结 会议知识发现 会议知识搜索 建议管理 案例知识管理 案例知识发布 上传 审核 审批 发布 案例知识维护 设计案例 加t 案例 装配案例 案例知识归纳 案例知识搜索 建议管理 图2 5 模具知识管理系统功能图 系统配置与管理 本体语义维护 输入 编辑 棚关相似分析 知识库定义 分类 标识 版本 方法库管理 定义添加 查询 维护 发布流程定义 权限配置 系统备份，恢复 系统日志 知识订阅 知识搜索r j | 擎 厂、岛级控盂 ( 一j 鼓菇 圜 f i g 2 5t h ef u n c t i o ns t r u c t u r eo ft h em o u l dk n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e m 根据以上对模具企业知识密集环节进行分析，站在企业实际应用的角度，考 虑了不同知识所特有的特点，我们设计了系统的功能结构如图2 5 所示。整个系 统从功能上来分共有五个模块，分别是模具标准知识管理模块、修改模知识管理 模块、会议知识管理模块、案例知识管理模块及其系统配置与管理模块。系统模 块的划分主要考虑了企业用户群实际应用环境，模具企业知识表示和使用的需 求，并针对企业模具知识的特点，同时还考虑了系统中各类知识( 标准知识、案 例知识、改模知识、会议知识等) 自身所具有的特殊性，以及考虑了在系统的操 作性上满足不同用户( 改模工艺人员、工程师、会议人员等等) 的需求，为其提 供一个良好、方便快捷的模具知识管理平台。 2 5 1 模具标准知识管理模块 该模块管理的标准是一种广义的标准，即经过了一个协商的过程，并经一个 1 5 广东t 业人学t 学硕i j 论文 公认的机构批准和审核，由相关人员共同遵守的一个约定，它包括公司在设计模 具时所要参考的国家标准、行业标准、客户标准等传统意义上真正的标准，也可 以形成公司自身所需要的设计标准，也包括公司在发展过程中形成的操作规范 ( 如作业指导书等) ，还包括公司的章程、规章制度、员工守则等企业知识。该 模块主要提供这类广义标准的查询和管理( 包括上传、编辑、删除、建议等) 功 能，为系统用户提供企业在设计和制造过程中所需要的标准知识，并能够将不同 的标准进行版本的更新，保证企业中标准的正常使用。主要的功能有以下： 1 、标准知识的发布：根据系统配置的发布流程对各种标准知识( 设计标准、 工艺标准等) 进行发布，系统通过多级的审核以保证标准知识的准确性。 2 、标准知识的搜索：提供一般的标准知识搜索和高级的搜索，方便用户找 到他们所需要的标准。 3 、标准知识的维护：对已录入到数据库中的标准知识进行必要的维护，包 括对设计标准、作业指导书等，通过系统设定的版本对以上的标准知识进行维护， 方便用户及时使用最新版本的知识。 4 、标准知识的导出：系统支持将标准知识导出到办公软件当中，为后续的 处理标准知识提供必要的功能。 2 5 2 修改模知识管理模块 修改模知识是模具企业的一种十分重要的经验性知识。该模块提供了跟这类 经验性知识相关的一些功能。修改模知识常以“问题一原因一解决方案”的形式 存在，因此该模块提供的功能除包括常用的查询和管理功能之外，还包括针对该 类知识所特有的一些功能，主要有： 改模案例知识的查询和使用功能：针对企业在修改模过程中的改模问题，系 统提供案例和知识的录入接口，为改模知识的记录提供一个平台。基于修改模的 知识存在形式，通过对问题特征、问题原因、解决方案等进行录入和查询，为改 模知识的使用提供了必要的条件。而且系统能够对改模工艺方案进行管理( 新增、 修改等) ，为工艺人员提供改模工艺的参考。 统计分析功能：根据修改模过程中出现的问题的类型、问题的原因以及改模 次数等在改模中需要的数据进行统计，辅助改模工程师找出问题和原因的焦点， 1 6 第一二章模具知识管理系统需求分析及功能设计 一方面可用于公司对员工进行考核，另一方面公司可据此对症下药，制定相应的 预防措施，以减少修改模所耗费的时问和成本，以对企业改模状况有个整体的了 解。 知识归纳功能：利用贝叶斯网络和粗集理论等方法对修改模经验性知识进行 归纳，从而帮助用户形成新的修改模知识。 辅助制定修改模方案、为用户推荐合适的改模方案、辅助工程师对改模出现 的问题进行一定的原因分析，为模具设计人员针对历史出现过的改模问题进行一 定的预测，在设计过程中进行一些必要的预防措施。 2 5 3 会议知识管理模块 该模块主要用来管理公司的各类评审会议。针对会议知识的过程性特点，对 会议知识进行过程管理，为会议知识发现，追溯会议决议形成过程提供基础数据 的积累。会议知识管理模块主要的功能如下： 1 、会议信息的发布 通过系统能够新增会议的发布信息，并通过邮件等手段向相关的用户发送会 议的信息，通知相应的会议人员参与企业内部的会议和技术研讨等。 2 、会议信息的管理 1 ) 会前准备的管理：针对会前的一些准备，会议时间和地点的确定、会议 人员的确定，新增相应的会议信息，为发布会议通知作好必要的准备。 2 ) 会中的管理：对于会议举行期间发布的文件和信息的处理及记录，及时 记录必要的会议信息，查询会议过程中的情况，针对会议中的情况进行 管理。 3 ) 会后的管理：主要通过整理会议中的会议记录，维护相关的会议文件， 并及时地对会议记录信息和会议各个方面的情况向会议的相关领导进行 汇报，总结会议中的信息和知识，为日后会议知识的积累提供条件。 会议信息的管理能够为企业在会议的整个过程中监控信息的流向，记录整个 会议流程所发布的信息和会