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硕士论文n p m 项目管理系统及知识管理研究 摘要 现代社会中，项目管理已成为经济发展的重要构成要素。在激烈竞争的环境下，各 种复杂项目具有大量的信息需要管理，为实现信息的动态管理，提高项目的完成质量和 管理效率，必须依赖于项目管理系统。 本文对项目管理系统的功能和模型进行了研究，根据实际需求设计了个项目管理 系统n p m 的总体框架及各模块组成，重点分析了进度管理模块和资源管理模块，详细 研究了扩充网络计划中的各种约束、它们之间的关系以及资源分配对进度管理的影响， 并提出了扩充网络计划中考虑资源分配的项目排定算法n p m s a ，包括项目排定的流程、 任务各种时间参数的计算、关键路径的计算等。以上述算法为基础，本文基于c o m 技 术实现了n p m 项目管理系统。 在项目管理系统的长期运行实践中积累了大量各式各样的知识，为提高这些知识资 源的利用率，本文研究了项目中的知识管理。首先提出了项目中知识管理的总体框架和 实施流程，然后针对项目中的人员技能与人员分配方面的知识构建了本体p m o ，并分别 利用o w l 和r d f 来描述p m o 和项目管理领域知识，在此基础上初步研究了其语义相 似度及这些领域知识的表示、存储、解析、推理和查询，最后利用j e n a 开发包实现了基 于人员技能和技能相似度的人员查询功能，初步验证了该知识管理能为项目中的人员分 配提供辅助决策 关键词：项目管理，进度管理，项目排定算法，关键路径，知识管理，语义相似度， 知识推理，语义查询 p r o j c c tm a n a g e m e n tp l a y sav e r yi m p o r t a n tr o l ei nt h ed e v e l o p m e n to f t h ee c o n o m yi n m o d e ms o c i e t y i nt h ec j i 文n s t 锄w i t hi m p e t u o u sc o m p e t i t i o n , p r o j e c t s 雠c o m p l e xa n d d i v e r s ea n dt h e r ei sal o to f i n f o r m a t i o nt oi l l , l a g e i f sw e l l - k n o w nt h a tp r o j e c tm l t l n a g e l l l c n t s y s t e m sc a l li m p r o v et h eq u a l i t yo f p r o j e c t sa n d i n c r e a s em a n a g e m e n te t t i e i e n e y t l a i s t h e s i s d i s e t m e s t h e f l l 枷o n a n d m o d e l o f t l a e p r o j e c t m a n a g e m e n t s y s t e m a e c o z d i n g t op r a c t i c a lr e q u i r e m e n t s , al , r o j e c tm a n a g e m e n ts y s t e mn z a n e dn p mi sd e s i g n e , tt h et h e s i si s m a i n l yc o n c c n l e dw i t hs c h e d u l em a n a g e m e n ta n dl e s o t l r c 2m a n a g e m e n ts u b s y s t e m s i t r e s e 龇h e sa l lk i n d so f c o n s t r a i n t sa n dt h e i rr e l a t i o n s h i p so i lf i l le x p a n d e dn e t w o r kp l a na sw e l l 勰t h ei m p a c to np r o j 鳅s c h e d u l i n gb yr e 憾a s s i g m a e n t s t h et h e s i sp r o p o s e sap r o j e a s c h e d u l i n ga l g o r i t h m n a m e dn p m s ai nf i l le x p a n d e dn e t w o r kp l a n i ti n c l u d e st h ep r o c e s so f s c h e d u l i r i g ，e o m p u t a l i o nm e t h o d so ft i m ep a r a m e t e r so ft a s k sa n dt h ec o m p 删o o f t h e c r i t i c a lp t h b a s e do nt h en p m s a , n p mi sj n l p l 既嘟m e d 啦c o mt e e l m o l o g y l o t so fk n o w l e d g ei sa c c u m u l a t e dd u r i n gt h el o n gt e r mr u n n i n gp r o c e s so fp r o j 鳅 m a n a g e m e n ts y s t e m s i n o r d e r i o i m p r o v e t h e u t i l i z a t i o n e f f i c i e n c y o f k n o w l e d g e , i t s l 躺s a z y t o s t u d yk n o w l e d g em , m a g e m e n ti np r o j e c t s t h et h e s i sd e s c r i b e sam a i nf r a m e w o r ka n d a 曲1 a i j z 蕊o nf l o w r e f e r r i n gt op e r s o n a ls k i l l sa n dp e r s o t m e | a s s i 印舶肋敏a n o n t o l o g yn a m e d p m oi sc r e a t e d , a n d 弛d e s c r i b e db yo w lw h i c hi sal a n g t l a g ei n v e n t e db yw 3 ct or e p r e s e n t o n t o l o g y k n o w l e d g ei nr , r o j e c tm a n a g e m e n ts y s t e m i sd e s c r i b e db yr d eb a s e do nt h e s e , t h e t h e s i ss t u d i e sc o n c e p ts c m a 面cs i m i l a r i t y , k n o w l e d g ez e p r e s e n t a f i m z , k n o w l e d g es t o l l t g l o , k n o w l e d g er e a s o n i n ga n ds c m a l ：l l i ( ：佗- t r i e v a l i nt h ee n d , as u b s y s t e mo fp e 稻0 n n c lq u e r y 9 a c c o r d i n g t o p e r s o n a ls l d l l s i s i m p l e m e 缸x l a n d i t s h e l p f u l t o a s s i s t i n d e c i s i o n - m a k i n g k e y w o r d s ：p r o j e am a n a g e m e n t , s c h e d u l em a n a g e m e n t , p r o j e c ts c h e d u l i n ga l g o r i t h m , c r i t i c a l 弘曲，k n o w l e d g em a n a g e m e n t , s 舢t i cs m a i l a r i t y , k n o w l e d g er e a s o n i n g s e n l a l r l t i c 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 己在论文中作了明确的说明。 研究生签名： j 噩：；圭2 “年曰 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名： 沿! 三童 印。占年6 月一目 硕士论文 n p m 项目管理系统及知识管理研究 l 绪论 1 1 课题研究的目的和意义 项目管理是一种科学的管理方式，项目管理贯穿于项目实施的全过程，项目管 理的关键内容是进度、费用和质量的相互协调、相互制约、相互适应，同时项目管理 的组织与领导又是项目成败的关键。目前越来越多的企业逐步认识到项目管理的重要 性，相信工业界中的各个领域都将会采用项目管理，这样产生的高效率和高效益是 可观的。 项目管理首先被应用于建筑行业和美国的军工企业，取得了很大的成功，并逐 步得到推广。国际上世界银行贷款项目也要求投标企业的项目管理资质，因此我国项 目管理的培训和认证也在紧锣密鼓地进行，同时越来越多的企业也逐步认识到项目 管理的重要性【1 1 。 知识管理是适应知识经济时代发展的需求而产生的，是管理学科的思想与理念向 纵深发展的结果，是随着人们对资源认识的不断深化和企业管理能力的不断提高而发 展起来的。知识管理是以知识为中心的管理，旨在通过知识共享，获取和利用知识来 提升企业竞争力和反应能力，以迎接经济全球化竞争的挑战。因此，知识管理是企业 在知识经济时代构造新的管理机制的指导思想和理念，是企业赢取竞争优势的重要手 段与工具企业知识管理的实质就是对知识链进行管理，使企业的知识在运动中不 断增值。一个企业要进行有效的知识管理，关键在于建立起一个适合的知识管理体系 国外对知识管理理论的研究日臻成熟，关注的焦点从理念的认识转移到应用研究 方面，企业知识管理体系研究已成为国外知识管理研究的发展趋势之一。许多著名的 公司已经建立了自己的知识管理体系，利用“知识资源”来获得竞争优势，巩固其行 业领袖地位。 1 2 国内外研究现状 所谓项目管理，就是围绕着建设项目而进行的规划、组织、控制与协调工作。计 算机化项目管理作为- - f 应用学科已有3 0 多年的发展历程，经过各国科技工作者的 研究和实践，已使这门学科具有了完整的理论体系和方法体系。计算机在项目管理中 的应用，主要开始于2 0 世纪7 0 年代，美国的一些公司首先开发研制出以网络计划技 术c p m ( 关键路线法) 和p e r t ( 计划评审技术) 为基础的项目管理软件 2 1 。实际上，网 络计划技术是项目管理软件的核心技术。通过网络计划模型，在项目的各个工程( 或 工序) 之间、工序所需的资源及费用之间建立起有机的联系，从而为利用计算机优化 l 硕士论文n p m 项目管理系统及知识管理研究 项目的进度计划、投资计划、资源计划等提供了基础。早期的项目管理软件的性能受 到当时计算机软硬件技术的限制，使用起来比较复杂，功能也不够完善。自2 0 世纪 8 0 年代以来，微机技术的发展促进了方法灵活、界面友好、使用方便的微机版本项 目管理软件的发展特别是在2 0 世纪9 0 年代初，以美国m i c r o s o f t 公司为首推出了 w m d o w s 版本的项目管理软件，标志着项目管理软件进入了新的发展时期。项目管理 软件市场也出现了大发展局面，通用的商业项目管理软件也越来越多。目前知名的项 目管理软件主要有m i c r o s o f tp r o j e c t l 3 1 、p r i m a v e r ap r o j c c tp l a n n e r ( p 3 ) t 4 1 、s u r et r a k p r o j e c t m a n a g e r 、t e x i m p r o j e c t 、t h n e l i n e 等。这些软件都是由美国的计算机公司开发 的。 知识管理作为一个新的学科，它是管理学、认知科学以及信息科学的交叉学科， 主要是对企业的各种知识进行管理，这些知识可能存在于数据库、知识库、文件柜或 者人的头脑中，遍布在整个企业中知识管理能够提高企业的竞争优势，提高市场价 值，提高顾客满意程度，提高雇员的能力，促进产品创新，增加企业收益，使决策者 能够做出高质量的决策，对市场能够有快的反应速度，提高顾客的服务水平。目前， 由于知识管理处在发展的较低水平，虽然知识管理己经取得了一些成功，但仍存在很 多问题，需要在今后的发展中进行解决。 1 3 论文主要工作 本论文对项目管理系统的功能和模型进行了研究和讨论，根据实际需求设计出了 一个项目管理系统的总体框架和各模块组成。本文重点分析介绍进度管理模块和资源 管理模块，详细的研究分析了扩充网络计划下的各种约束以及它们之间的关系，提出 了扩充网络计划中考虑资源分配的项目排定算法n p m s a ，包括项目排定的步骤、任 务各种时间参数的计算、关键路径的计算。进度管理是项目管理系统的重要组成部分， 以此算法为基础，本文基于c o m 技术实现了n p m 项目管理系统。 为了更大程度的利用项目管理系统长期积累下来的知识，并在此基础上进行进一 步的检索、共享、创造、应用，提高知识资源利用率，本文接着研究了项目管理系统 中的知识管理问题。首先提出了项目中知识管理的总体框架和实施流程，然后针对项 目中的人员技能与人员分配方面的知识构建了本体p m o ，并分别利用o w l 和r d f 来描述p m o 和项且管理领域知识，在此基础上初步研究了其语义相似度及这些领域 知识的表示，存储、解析、推理和查询，最后利用j e n a 开发包实现了基于人员技能 和技能相似度的人员查询功能，初步验证了该知识管理能为项耳中的人员分配提供辅 助决策。 2 硕士论文n p m 项目管理系统及知识管理研究 1 4 论文的组织 本论文共分为五章： 第一章：绪论。简述了项目管理和知识管理的研究现状，课题的研究目的和意义， 提出了本论文所做的工作，并列出了论文的组织结构。 第二章：项目管理和知识管理的相关概念阐述了项目管理的基本概念，介绍了 相关的传统的一些概念和方法，如a o e 网及其关键路径求法、网络计划、甘特图等。 接着说明了知识管理方面的一些基本知识，包括知识管理中需要的相关技术、本体的 概念和相关研究、o w lw e b 本体语言等。 第三章：项目管理系统的设计与实现。介绍了本文实现的项目管理系统的框架及 各子模块接着分析了扩充网络计划下的各种约束关系，包括任务的链接关系、类型 限制、摘要任务与子任务以及任务上的资源分配。文中提出了扩充网络计划中考虑资 源分配的项目排定算法n p m s a ，逐步分析得出任务的时间参数的计算方法、项目排 定算法的流程、关键路径的计算方法等。最后通过系统的截图以及功能的说明介绍了 n p m 项目管理系统的实现。 第四章：项目中的知识管理研究。介绍了本文在项目管理系统中进行知识管理的 探索研究。文中介绍了项目中知识管理的框架以及实施流程。包括本体的创建和开发， 概念语义相似度的研究，知识的表示，知识的存储与解析，知识推理和语义查询。最 后文中基于j e n a 开发包实现了基于人员技能和技能相似度的人员查询功能。 第五章：结论与展望。 硕士论文n p m 项目管理系统及知识管理研究 2 项目管理和知识管理的相关概念 现代社会中，项目管理己成为经济发展的重要构成要素。在激烈竞争的环境下， 面对各种复杂的项目有大量的信息、数据需要动态管理，要提高管理水平和工作效率， 就必须使用先进的方法和工具。有数据表明，在美国项目管理人员中有9 0 左右的人 已在不同程度上使用了项目管理软件，项目管理软件把项目管理的基础理论、方法和 工具能够有效地结合起来，从而直观地说明项目的主要组成部分、方便建起各个环节 的有效链接，从而计算出整个项目的进程、费用等，并指明关键路径在何处，以便在 项目实施的过程中能够有效地压缩某个环节，从而大大提高项目的进度【5 】。 2 1 进度管理的相关概念 2 1 1 活动网络( a c t i v i t yn e t w o r k ) 活动网络分为用顶点表示活动的网络( a c t i v i t yo f fv e r t i c e s ) 和用边表示活动的网 络( a c t i v i t yo ne d g e s ) ，通常我们简记为a o v 网络和a o e 网络 6 1 下面是一些相关的 概念 d a g 图：一个无环的有向图称做有向无环图( d i r e c t e d a e y e l i n e g r a p h ) 。 a o e 网：如果在有向无环图( d a g 图) 中用有向边表示一个工程中的各项活动 ( a c t i v i t y ) ，用有向边上的权值表示活动的持续时间( d u r a t i o n ) ，用顶点表示事件( e v e n t ) 则这样的有向图叫做用边表示活动的网络，简称a o e 网络 图2 1 1 1 一个a o e 网络示例 例如，图2 1 1 1 中是一个有1 1 个活动的a o e 网络。其中有9 个事件v 0 ，v 1 ， v 8 。事件v o 发生表示整个工程的开始，事件v 8 发生表示整个工程的结束。其他每一 个事件v i 发生都表示在它之前的活动都已完成，在它之后的活动可以开始。例如， 4 硕士论文 n p m 项目管理系统及知识管理研究 事件u 发生表示活动a 和a ，已经完成，活动a ，和a 。可以开始 整个工程只有一个开始点和一个完成点，我们称开始点( 即入度为0 的顶点) 为源 点( s o u r c e ) ，称结束点( 即出度为o 的顶点) 为汇点( s i n k ) 。 a o e 网络在某些工程估算方面非常有用，例如，可以使人们了解： ( 1 ) 完成整个工程至少需要多少时间? ( 2 ) 为了缩短完成工程需要的时间，应该加快哪些活动? 2 1 2a o e 网络关键路径的求法 关键路径的定义：在a o e 网络中，有些活动可以并行的进行从源点到各个顶 点，以至从源点到汇点的有向路径可能不止一条，这些路径的长度也可能不同。完成 不同路径的活动所需的时间虽然不同，但只有各条路径上所有活动都完成了，整个工 程才算完成。因此，完成整个工程所需的时间取决于从源点到汇点的最长路径长度， 即在这条路径上所有活动的持续时间之和。这条路径长度最长的路径就叫做关键路径 ( c r i t i c a lp a t h ) 【7 】 要找出关键路径，必须找到关键活动，即不按期完成就会影响整个工程完成的活 动。关键路径上的所有活动都是关键活动，因此，只要找到了关键活动，就可以找到 关键路径。 下面先定义几个与计算关键活动有关的量： ( 1 ) 事件v l 的最早开始时间r e i 是从源点v o 到顶点v l 的最长路径长度 ( 2 ) 事件、的最晚开始时间v l 【i 】是在保证汇点v - 。在v c n - h 时刻完成的前提下， 事件的允许的最迟开始时间。它等于v e i n - 1 】减去从v i 到v i - i 的最长路径长度。 ( 3 ) 活动a 。的最早开始时间e 哟：设活动a k 在有向边 上，则e 哟是从源 点v o 到顶点v i 的最长路径长度。因此，e 哟= v t 【i 】。 ( 4 ) 活动a k 的最晚开始时间l 哟：设活动a 。在有向边 上，则l 圈是在不 会引起时间延误的前提下，该活动允许的最晚开始时问。l 哟= | d 】- 州j ) 。其中， d u “( i j ) 是完成a 。所需的时间。 l 哟- e 陶表示活动a k 的最早开始时间和最晚开始时间的时间余量，也叫松弛时间 ( s l a c k t i m e ) 。l 冈= = e 图表示活动a k 是没有时间余量的的关键活动 为了找出关键活动，就要求得各个活动的e 啕与l 冈，以判别是否1 n - 气 k ：而 为了求得e 嘲与l 哟，就要先求得从源点v 0 到各个顶点v 的最早开始时间v c i 和最 晚开始时间v l 【i 】。下面给出求r e e l 的递推公式： 从v q 0 = 0 开始，向前递推 v e d l = m a x - ( v e i 】+ d m - ( ) ， s 2 ，j = 1 , 2 ，n 1 硕士论文 n p m 项目管理系统及知识管理研究 其中，s 2 是所有指向顶点的有向边 的集合。 从v l n - l 】= v e i n - 1 1 开始，反向递推 v i e i = m i n i v t j 】- d u r ( ) ) ， e s l ，i = n - 2 ，n - 3 ，0 其中，s 1 是所有从顶点发出的有向边 的集合。 这两个递推公式的计算必须分别在拓扑有序及逆拓扑有序的前提下进行，也就是 说，计算v e i 时，的所有前驱顶点的v e j 都已求出。反之，在计算v l 【i 】时， 也必须在v i 的所有后继顶点v j 的v i i i 都己求出的条件下才能计算。所以，可以在 拓扑排序算法的基础上计算v e j 和v l 【i 】。 设活动a k = l ，2 ，e ) 用带权有向2 t 表示，它的持续时间用d u r ( ) 表示，则有e l k = v c 【i 】；l 嘲= v l j 】- d m ( ) tk = 1 , 2 ，e 。这样就得到计算关键 路径的算法。 ( 1 ) 输入e 条带权的有向边，建立邻接表结构； ( 2 ) 从源点v 0 出发，令v c o 】；0 ，按拓扑有序的顺序计算每个顶点的v e i ， i = l ，2 ，1 1 1 。若拓扑排序的循环次数小于顶点数n ，则说明网络中存在有向环，不能 继续求关键路径。 ( 3 ) 从汇点v n - i 出发，令v l 【n - 1 】= v e n - 1 ，按逆拓扑有序顺序求各顶点的v l i l ， i - - n - 2 , n - 3 ，o 。 ( 4 ) 根据各顶点的v e 【i 】和v l i 值，求各有向边的c 啕和l 哟 ( 5 ) e 啕= = l 啕即为关键活动，输出关键活动。 在拓扑有序求v e e i 和逆拓扑有序求v l i 时，所需时间为0 ( i l + e ) ，求各个活动的 e 嘲和l 啕时所需时间为0 ( c ) ，所以，a o e 网络求关键路径的总的时间复杂度仍为 o ( n + e ) 2 1 3 网络计划技术 随着科学技术和社会化大生产的发展、现代的工程技术、生产组织、经营管理问 题具有规模大、工艺复杂、影响因素多、时间观念强等特点。在产品开发领域，新产 品开发项目也日益复杂。为使这些项目取得成功，对项目进行有效计划、组织、协调 与控制，显得更加重要，这就对项目管理提出了更高要求。 网络计划技术【s 】是一种解决上述问题的有效系统分析和优化技术。它通过较为形 象的事件关系图一网络图，来表示预定计划任务的进度安排以及各个环节间的相互关 系，并在此基础上，进行系统分析和工期、资源、成本等的优化。 网络计划技术是一种科学的计划管理方法，它是随着现代科学技术和工业生产的 发展而产生的。1 9 5 6 年，美国杜邦公司研究创立了网络计划技术的关键线路方法( 缩 6 硕士论文 n p m 项目管理系统及知识管理研究 写为c p m ) ，并试用于一个化学工程上，取得了良好的经济效果1 9 5 8 年美国海军武 器部在研制“北极星”导弹计划时，应用了计划评审方法( 缩写为p e r t ) 进行项目的计 划安排、评价、审查和控制，获得了巨大成功。2 0 世纪6 0 年代初期，网络计划技术 在美国得到了推广，一切新建工程全面采用这种计划管理新方法，并开始将该方法引 入日本和西欧其他国家。随着现代科学技术的迅猛发展，管理水平的不断提高，网络 计划技术也在不断发展和完善。目前，它已广泛的应用于世界各国的工业、国防、建 筑、运输和科研等领域，已成为发达国家盛行的一种现代生产管理的科学方法。 目前多数项目管理软件中的网络计划主要有双代号网络和单代号网络【2 l 。搭接网 络计划在这些网络计划的基础上引入了任务搭接关系，该网络计划中用任务搭接关系 来描述任务的开始日期和完成日期之间的相关性，这种相关性是由任务本质所决定 的。搭接网络计划将任务的搭接关系分为四种类型：完成开始( f s ) 、开始开始( s s ) 、 完成完成( f f ) 、开始完成( s f ) ，如图2 1 3 1 所示 搭接关系类型示意图 完成- 开始( f i n i s h t o s w r t ) l 气f s il 完成一完成( f h t i s h t o f n i s h ) 型却职 垛 状 鲻 姆h s s 开始- 开始( s t a r t t o s t a r t ) 后 s f h 开始完成( s t a r t t o f i n i s h ) 一 图2 1 3 1 搭接网络计划中任务的搭接关系 图中箭头表示任务之间的链接关系。例如，任务a 与任务b 之间是f s 型链接关 系，表示当任务a 完成之后，任务b 才能开始。 然而实际项目中，各项任务之间的约束条件更复杂，这些网络计划已经无法满足 需求，为此本文对网络计划进行了扩充( 见下文3 3 1 节) 。 7 硕士论文n p m 项目管理系统及知识管理研究 2 1 4 工作分解结构的定义与作用 在项目管理中，w b s o v o r kb r e a k d o w ns t r u c t u r e ，工作分解结构) 是一个详尽的， 层次的( 从全面到细节) 的树形结构，由可提交物与为了完成项目需要执行的任务组 成。w b s 的目的是识别终端元素( 项目中实际需要完成的事项) 。因此w b s 是项目策 划的基础。 工作分解结构6 v a s ) 是现代项目管理中不可缺少的过程，是项目计划和实施控制 的基础。w b s 是以进度管理为导向的系统功能模型，它有更丰富的内涵和外延，随 着现代项目管理技术的不断发展和完善，w b s 已成为一种项目管理的核心工具项 目的计划、进度、成本、技术状态、资源配置、合同等方面的管理都离不开项目的 w b s ，它的建立必须注意体现项目本身的特点和项目组织管理方式的特色，并注意 其整体性、系统性、层次性和可追溯性原则。w b s 技术有力地支持了信息系统建设 中的项目管理，是项目团队中管理人员必须具备的基本工具。 w b s 不仅将细化了的所有项目要素统一编码，使其代码化，而且w b s 还可以充 当一个共同的信息交换语言，为项目的所有信息建立一个共同的定义。这样，所有信 息在一个共同的基础上相关联，从而在此基础上建立信息系统之间信息的沟通渠道 应用w b s 作为信息的共同基础的最大优点是：在监控和预测费用、进度等方面不同 的项目信息时给所有的项目管理人员提供了一个均可以与之作对比的一致基准，并且 在大型项且中，由于参加者众多及人员可能发生的变化，使所用的全部名词对所有的 参加者都具有相同意义是很重要的，而w b s 通过代码和代码字典的编制可保证这一 点。 2 1 5 甘特图 甘特图( q 嘣c h a n ) 也叫横道图或条形图。它是由亨利甘特于1 9 1 0 年开发出 来的，并在2 0 世纪初期就开始流行，主要应用于工作计划和工作进度的安排。甘特 图是条状图的一种流行类型，它能显示项目、进度、和其他时间相关的系统进展的 图2 1 5 1 一个甘特图示例 8 鲰； 硕士论文 n f m 项目管理系统及知识管理研究 内在关系。如图2 1 5 1 是一个甘特图示例。 本文中使用甘特图来表示网络计划中的任务的关系，以及扩充的网络计划中的一 些关系。 2 2 知识管理的相关概念 知识经济是2 l 世纪企业面临的新环境，企业的自身发展能力和竞争能力将从原 来有形的物的形态，转向无形的知识形态。知识正逐渐成为和人力、资金同等重要的 企业生产资源要素。知识不像其他资源呈现收益递减规律，相反，知识在使用过程中， 会适应企业发展的需要而生存积累下来，其能量会里几何级数增长。因此，知识管理 成了知识经济时代企业发展的第一推动力有效地挖掘、储存、共享知识即知识 管t 里( k n o w l e d g em a n a g e m e n t ，旧也就成了提高企业能力的关键网。 2 2 1 知识管理 2 2 11 知识管理的定义 根据美国生产力与品质中心( a p q c ) 的定义，“知识管理是一种使适当的人在适当 的时间取得适当知识的策略，并藉由成员间知识的分享，来发挥集体智慧，进而提高组 织的创新能力”0 0 。h a n l e y 更进一步指出。知识管理是一组能够展现组织设计与经 营原则、流程、组织架构、应用技术的集合，它能帮助知识工作者以惊人的效率展现 他们的创新能力，为企业创造价值”。 知识管理的目标是识别、获取、发展、分解、存储、传递、创新知识，使每个员 工在最大程度上分享知识和贡献知识，从而提高企业知识资源的利用率。 2 2 1 2 知识管理中的关键技术 知识管理中得关键技术包括知识的获取、知识的建模与表示、知识的推理、知识 的重用掣1 1 】 ( 1 ) 知识的获取 知识的获取主要指对非形式化的源知识的获取，包括介质知识、专家知识等。知 识获取技术主要包括以下3 类技术： a ) 知识分类技术包括自动对知识型文本创建全文索引。 ”知识抽取技术一主要通过与产品设计制造专家进行交流，获取相应的设计制造 知识。知识抽取技术又包括协议分析、阶梯法和概念分类等技术。 c ) 知识发现技术一通过机器学习或数据挖掘方式获得新的产品设计制造知识，有 助于解决各种产品设计制造数据爆炸或产品设计制造知识贫乏的问题。 9 硕士论文n p m 项目管理系统及知识管理研究 ( 2 ) 知识建模和表示 知识建模技术是知识管理的关键，是对实际应用所需的知识及其结构的规范化描 述。知识表示即知识的数字化。采用计算机表示常规知识的传统方法主要有一阶谓词 逻辑、语义网络、产生式规则及框架和脚本；表示知识的新方法有面向对象的表示、 关系知识表示模式、本体论表示模式、基于x m l 的知识表示模式、知识的树状表示 以及基于知识载体、知识内容信息和知识情境的知识表示与建模技术；较复杂的知识 模型，如成熟案例，则以c a s e 库中c a s e 的形式表示；人工神经网络( a r e f i c i a ln e u r a l n e t w o r k , a n n ) 是表示某些无法直接量化的知识的有效形式；另外，难以直接用于推理 但可以启发设计者思维的知识，可以用可视化文本或图像的形式表示【1 2 1 3 1 。 知识模型与知识表示相互转换技术，是指产品设计知识模型建立后，能够支持向知 识表示( 计算机语言) 的转换，同时还可以对知识表示进行逆向转换。这就要求统一表 示不同类型的设计制造知识，信息交换的协议，知识的存储、增删、修改，调用权限设定、 加密以及并行作业等。只要解决了已有设计制造知识的建模问题，以后的新知识就可 以按照同样的原则处理。如果在不同的设计环境中进行，还要解决信息传输的网络问 题，这样才能将当前所有知识经过处理后存储进去。 ( 3 ) 知识推理 人工智能领域有很多知识推理技术，但在设计制造中能有效运用的推理技术主要 有5 类：基于规则的推理( r u l eb a s e dr e a s o n i n g , r b r ) 技术、基于案例的推理( c a s e b a s e dr e a s o n i n g ，c b r ) 技术、基于模型的推理( m o d e lb a s e d r e a s o n i n g , m a r ) 技术、混 合推理( h y b r i dr e a s o n i n g , 卸轴技术和基于人工神经网络的推理( a n nb a s e dr e a s o n i n g ) 技术u 4 1 。 ( 4 ) 知识重用 知识重用技术的核心是设计、制造知识的模块化，知识的模块化与知识重用密切相 关。在制造企业中实施知识管理的目的不是为了获取知识，而是为了应用知识，而知识 的应用主要指应用模块化的知识进行模块化的产品设计。 2 2 2 本体( o n t o l o g y ) 2 2 2 1o n t o l o g y 的定义 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 了新的定义然后最初人们对o n t o l o g y 的理解并不完善，这些定义也出在不断的发 展变化中，比较有代表性的定义列表如下l l s , 1 6 j ： 1 0 范畴 提出时间提出人定义 哲学 客观存在的个系统的解释和说明，客观现实的一个 抽象本质 1 9 9 1 ，n h 豁等 给出构成相关领域词汇的基本术语和关系，以及利用 这些术语和关系构成的规审谈骂词汇外延的规则的常譬 计算机1 9 9 3 g t u b e r 概念模型的明确的规范说明 1 9 9 7 b o r s t 共享概念模型的形式化规范说明 1 9 9 8 s t u d e r 共享概念模型的明确的形式化规范说明 关于最后一个定义的说明体现了o n t o l o g y 的四层含义： 概念模型( c e r p m a l i z a t i o n ) 通过抽象出客观世界中一些现象( p h e n o m c n o n ) l 臼相关概念而得到的模型，其表示 的含义独立于具体的环境状态 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 形式化( f o r m a l l o n t o l o g y 是计算机可读的。 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，反映的是相关领域中公认的概念集，它所 针对的是团体而不是个体。 o n t o l o g y 的目标是捕获相关的领域的知识，提供对该领域知识的共同理解，确定 该领域内共同认可的词汇，并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇( 术语) 和词汇 之间相互关系的明确定义。 2 2 2 2 o n t o l o g y 的建模元语 p e r e z 等人用分类法组织了o n t o l o g y ，归纳出5 个基本的建模元语( m o d e l i n g p r i m i t i v e s ) 1 1 7 】： 类( c l a s s e s ) 或概念( c o n c e p t s ) 指任何事务，如工作描述、功能、行为、策略和推理过程。从语义上讲，它表 示的是对象的集合，其定义一般采用框架( f r a m e ) 结构，包括概念的名称，与其 他概念之间的关系的集合，以及用自然语言对概念的描述。 关系( r e l a t i o n s l 在领域中概念之间的交互作用，形式上定义为n 维笛卡儿积的子集：r ：c lx c 2 x c n 。如子类关g ( s u b c l a s s o f ) 。在语义上关系对应于对象元组的集合。 函数( f u n c t i o n s l 硕士论文n p m 项目管理系统及知识管理研究 一类特殊的关系。该关系的前n _ 1 个元素可以唯一决定第n 个元素。形式化的定 义为f ：c l c 2 c + l q 。如m o t h e r - o f 就是一个函数，m o t h e r - o f f x , y ) 表示 y 是x 的母亲 公理( a x i o m s ) 代表永真断言，如概念乙属于概念甲的范围。 实例( i n s t a n c e s ) 代表元素。从语义上讲实例表示的就是对象。 另外，从语义上讲，基本的关系共有4 种： 表2 2 2 2 1 概念问的四种关系 关系名关系描述 p a r t - o f表达概念之间部分与整体的关系。 k i n d - o f表达概念之间的继承关系，类似于面向对象中 的父类与子类之间的关系。 i l l s 咖e o f表达概念的实例与概念之间的关系，类似于面 向对象中的对象和类之间的关系 a m i b u t e 加f 表达某个概念是另一个概念的属性。如“价格” 是桌子的一个属性。 在实际建模过程中，概念之间的关系不限于上面列出的4 种基本关系，可以根据 领域的具体情况定义相应的关系。 2 2 2 3 已有的o n t o l o g y 及其分类 目前广泛使用的o n t o l o g y 列表如下【1 8 】： 表2 2 2 3 1 目前广泛使用的o n t o l o g y 名称描述 w o r d n e t 基于心理语言规则的英文词典，以s y n s e ! s ( 在特定的上下文环境中 可互换的同义词的集合) 为单位组织信息。 f r a m e n e t 英文词典，采用称为f r a m es e m a n t i c s 的描述框架，提供很强的语 义分析能力，目前发展为f r a m e n e t i i 。 g u m 面向自然语言处理。支持多语种处理。包括基本概念及独立于各种 具体语言的概念组织方式。 s e n s u s 面向自然语言处理，为机器翻译提供概念结构，包括7 万多概念。 m i k r o k m o s 面向自然语言处理，支持多语种处理，采用一种语言中间的中问语 言t m r 表示知识。 g u a r i n o 提出以详细程度和领域依赖度两个维度对o n t o l o g y 进行划分。具体说明 如下【1 9 l ： 1 2 硕士论文n p m 项目管理系统及知识管理研究 表2 2 2 3 2o n t o l o g y 的划分 维度说明分类级别 描述或刻画建模对高的称作参考( r e f e r e n c e ) o n t o l o g i 详细程度 象的程度 低的称作共享( s h a r e ) o n t o l o g i e s 顶级( t o p - l e v e l ) o n t o l o g i e s 描述的是最普遍的概念及概念 之间的关系，如空间、时间、事件、行为等，与具体的应 用无关，其他o n t o l o g i c s 均为其特例。 领域依赖 领域( d o m a i n ) o n t o l o g i e s 描述的是特定领域中的概念和 概念之间的关系。 程度 任务( t a s k ) o n t o l o g i e s 描述的是特定任务或行为中的概念 及概念之问的关系。 应用( a p p l i c a t i o n ) o n t o l o g i 描述的是依赖于特定领域和 任务的概念和概念之间的关系。 2 2 3o n t o l o g y 的研究和应用 o n t o l o g y 的研究和应用主要包括以下3 方面； 理论上的研究，主要研究概念及其分类，o n t o l o g y 上的代数； 信息系统中的应用，主要包括处理信息组织、信息检索和异构信息系统互操作问 题； o n t o l o g y 作为一种能在知识层提供知识共享和重用的工具在语义w e b 中的应用。 2 2 3 1o n t o l o g y 的理论研究 o n t o l o g y 的理论研究包括概念和概念分类、o n t o l o g y 上的代数。最有代表性的是 g u s t o 等人对概念的分类所做的深入和细致的研究，他们从一般的意义上分析了什 么是概念、概念的特性、概念之间的关系以及概念的分类，提出了一套用于指导概念 分类的可行理论。基于这个理论，他又提出了o n t o l o g y 驱动的建模方法，在理论上 为建模提供了一个通用的模式。 c c t l a r i n o 认为概念之间的差别不仅体现在概念的定义上，同时也体现在概念的某 些特性上从这些特性出发，归纳出概念的元特性( 最基本的特性) ，从而用公式给出 元特性的严格的形式定义。在此基础上，他们又讨论了元特性之间的关系和约束，最 终把研究结果作为概念分类的基本理论工具并提出一套完成的概念分类体系结构。 a 】a 】抽。的理论可以归纳如下： 概念分类理论的基础是概念的元特性。以概念的元特性为出发点，按照一定的规 则，把具有相同元特性组合的概念归为一类，进而给出一般意义上的概念分类体系。 概念的基本元特性包括：持久特性、非持久特性、反持久特性、半持久特性、载体标 硕士论文n p m 项目管理系统及知识管理研究 识特性、支持标识特性、