型态管理之变更管制电脑辅助系统之建构.doc

型態管理之變更管制電腦輔助系統之建構1型態管理之變更管制電腦輔助系統之建構The Constructing of Computer-Aided Change Control System on Configuration Management王河星Her-Shing Wang國立臺北科技大學工業工程系摘要型態管理乃指應用技術與行政的指導及監督方式，建立一有效率的制度來管理型態項目（Configuration Item）及相關文件，其主要的工作包括：型態認定、變更管制、現況反應與型態稽核。在國內重大工程，如：核能發電廠、大眾捷運系統、高速鐵路等系統的研發過程中皆已或將應用型態管理模式，其系統愈來愈龐大且複雜化，這些發展過程中潛藏著許多不確定性因素。如設計及施工變更，技術要求、顧客需求、供應商能力都可能因時間與情況而改變。因此，在國內重大工程的開發過程中，由於上述之改變而需做規格之調整，設計之改變及作業修正，以使系統之發展維持整體性，進而達到原設計之目標。因此，建立一套型態管理模式之變更管制自動化輔助系統是不可或缺的。本研究係以查詢系統SQL（System of Query Language）、人工智慧之專家系統及DCV(Database Constraints Violations)法來執行型態管理模式中之重要工作：變更管制。一般傳統型態管理之變更管制皆由工作人員或委員會來裁決，藉由本研究發展出一套電腦輔助變更管制之分級及對初級變更之自動修正。此項變更管制電腦輔助系統之建構，不僅能大量減低工作人員或委員會之工作負荷，且能使電腦化型態管理逐步完成自動化。關鍵詞：型態管理、變更管制、查詢系統、專家系統、DCV。投稿受理時間：90年3月19日審查通過時間：91年5月27日ABSTRACTConfiguration management is defined as a discipline applying technical , administrative direction and surveillance to identify the document functional and physical characteristics of configuration items. It includes the following：Configuration Identification , Configuration Control , Configuration Status Accounting and Configuration Audits . The domestic major engineering constructions have been or will be used configuration management modular , such as : Nuclear Power Plant，Rapid-Transit System，High-Speed Train System . When the processes of R&D are getting bigger and more complicated，many uncertain factors are hidden in the process . The changes for design、construction、technical demand、customers needs and the ability of suppliers may change by time and situation . To meet the final goal of original design , it needs modify the scale，change designs and revise operation to maintain the completed system . Therefore，it is necessary to build a set of computer-aided change control system on configuration management.The study uses SQL(System of Query Language)、the expert system of artificial intelligence and DVC(Database Constraints Violations) to perform the major work in configuration control. The traditional configuration control is decided by designers、producers or committees. By implementing this project，we are able to develop a computerized assistant for configuration control not only reduce the work of staff or the committee，but also achieve the automated configuration management in the near future.Keywords : Configuration Management, Configuration Control, SQL(System of Query Language ), The expert system of artificial Intelligence, DCV(Database Constraints Violations)1452壹、前言國內各項重大建設工程，正如火如荼的展開，在管理上面臨相當大的考驗，於是型態管理（Configuration Management）逐漸被重視1，2，3，4，8但是緊接而來的問題，便是對於型態管理知識及人才需求。基於上述緣由，本人於八十八年度國科會專題研究，計畫名稱：型態管理模式應用在國內重大工程建設之可行性探討，計畫編號：NSC 88-2213-E-027-026，以模糊理論來解決型態管理首要工作：型態認定（Configuration Identification;CI），成功地將核能電廠及捷運工程系統由三十一、五十四個次系統，簡化成25及41個型態項目5，6，由於這項重大突破，更深覺型態管理之雛型架構建立更是刻不容緩，於是在於八十九年度再度提出國科會專題研究，計畫名稱：型態管理之雛型建構-以國內重大建設工程為例，計畫編號：NSC 89-2213-E-027-007，藉由此研究之成果7以利學界之學術探討及業界之引進應用。由於這二年來專題之執行，與各單位之管理階層接觸，大家皆有引進及落實型態管理之迫切需要，且變更管制更是其中最為繁瑣及需要性，因此本研究係以電腦化再加上人工智慧專家系統及作業研究之方法，來解決變更管制之複雜問題並以理論配合實務將其結果提供業界參考，以建構一較為完整之電腦化型態管理模式。貳、變更管制電腦輔助系統之建構有感於目前電腦化普及，自動化代替人工是未來管理的趨勢，因此建立一套型態管理模式之變更電腦輔助系統，以輔助型態管理之日趨自動化是未來在管理上提高效之首要目標。一、本研究之工作內容及研究方法本輔助系統所採用之手法是建立一套變更限制條件之資料庫，先利用SQL（System of Query Language）建立一套查詢系統，判別是否須做變更。若已知須做變更時，則以人工智慧為基礎之專家系統來做變更種類之判別，一般變更種類可分為一級變更和二級變更。查詢系統判斷變更與否不接受變更變更管制電腦輔助系統變更等級型態管理委員會DCV電腦自動完成變更人工完成變更（一）一級變更：變更等級之定義以美規為參考標準，凡影響到功能、性能、可靠度、維修度、年限、重量、平衡杜、慣性矩、介面特性等規範需求以及支援裝配、訓練裝配之配合、經費成本、時程等因素者皆為一級變更件。（二）二級變更：不列於一級變更之變更申請皆為二級變更件，原則上以書面方式處理。 如符合專家系統可解決之限制條件，則立即採用DCV手法（Database Constraints Violations）做變更；如有重大變更，再送至型態管理委員會（Configuration Control Board）做處理，以減少委員會之大量工作負荷。其執行過程參考圖2.1如下：人工智慧-專家系統(Expert System)專家系統是由專業知識與電腦科技兩者結合發展而成，實用性相當高，近年來備受矚目，已成為電腦科技主要一環，一般人認為專家系統可以解決很多問題，也可從以下對專家系統描述看出端倪：專家系統是一種可提供建議、分析、分類、溝通、諮詢、設計、診斷、說明、勘查、預測、概念形成、解釋、證明、學習、管理、監督、規劃、排程、檢索、教學等功能的電腦程式。專家系統幾乎是無所不在，也無所不能，故本研究是採用專家系統來建立變更管制輔助系統，其主要的工作是進行變更等級分類，其架構圖2.2如下：3NOYES以人工智慧架構專家系統二級變更一級變更專家系統專家知識庫變更等級二級變更一級變更 圖2.24二、變更等級確認後之問題解決：(一)對於一級變更由型態管理委員會（Coniguration Control Board；CCB）決議。工程變更偏異申請所影響之層面除設計之外，還包括諸如計畫管理（預算、時程）、物料管理等等，良好的CCB正式集合不同領域之專業，藉由定期不定期會議審核、評估裁決型態項目各項工程變更建議與偏異申請。由於重大工程之變更太多，本文發展了一套模式來簡化CCB之工作，但經查詢系統判定後，如是相當嚴重之變更，還是得裁請CCB做決策。此模式最大之目的，乃於判別變更項目之層級，再由系統自行解決或交由CCB定案。(二)對於二級變更我們採用DCV（Database Constraints Violations）方法，其架構以飛機系統為例參照下圖2.39：Databases(D)Violations(V)CivilElectricalControlConfigurationMechanicalConstraints(C)圖2.3我們針對DVC加以說明如下：資料庫（Database）乃永久儲存於設備中之資訊，如資料庫管理系統（DBMS），可供查詢及更新資訊，在型態模式中，每一規則都須符合其設計資訊之資料庫。如：機電資料庫必須儲存有關線管和纜線之資訊。限制（constraints）乃是將設計物件間之關係做一限制。其可解釋成必須存在於物件設計中之關係。物件則存於不同性質之資料庫中，而限制則起因於不同設計之需求時，物件之屬性及限制條件會因專案之不同和期限之不同而有所差異。不相容性（violations）及起因於限制評估超過所設計之資料庫。不相容性包含了那些目前不能滿足型態設計限制之資訊。顧名思義，不相容性就是不能滿足型態之限制及設計物件所違反的限制。在型態模式中，我們將會建立一個不相容性之資庫，以便往後有不相容之狀況產生時，能做一諮詢。變更管制電腦輔助在系統模組中，如有任何變更時，應將變更紀錄於此模式中，本文將系統之架構組成要素大致分為：總體之限制管理者、區域性之限制管理者及監測系統等三類。(一)總體之限制管理者（Global constraints manager）GCM主要是負責解析及維護系統中所有的限制條件。本文將單一系統介面定義成GCM，負責將各輸入之變更做一整合與協調。(二)對一個限制間之不相容性，本文推論出限制與設計變更之間關係會導致限制裏之不相容。許多之變更也會產生於資料庫中，但只有少數會有此種不相容性產生。所以本文藉由限制語言來對變更項目做一查詢，並確認其變更之重要性。(三)區域性之限制管理者（Local constraints manager）區域性之限制管理者是由整個系統劃分出來的，本文將土木、機電兩大子系統定義成LCM。而LCM之主要功能為，當區域性之確認不充份時，能加強區域性限制的認定，或者能加強與GCM之溝通協調。(四)監測系統（Monitors）監測系統能監測區域性資料庫之運作，如加入、消除及更新資料時。在監測時，資料庫中不論新、舊之值都會送到LCM進行測試，最後判斷其限制條件是否會影響運作之情形。（ 參考下圖2.49 ）三、本研究之目的國內各重大建設工程中，如核電廠及捷運系統等，確實有實行型態管理之必要性，但由於對型態管理知識及人才之缺乏，再加上執行變更管制流程複雜且無效率，故本研究藉由建立一套變更管制自動化輔助系統，藉以達到以下的目的：(一)利用SQL建立一套變更查詢知識庫，藉以判別是否可以進行變更。(二)架構一套以人工智慧為基礎之專家系統藉以判別變更等級。(三)架構DCV方法，來處理二級變更。(四)發展完整之型態管理委員會組織與功能。參、結論5在龐大且複雜之型態管理模式中，其最具困難之所在；管制變更。假設一零組件之變更，有可能牽一髮而動全身，倘以人工方式予以逐一解決其變更所帶來的必須調整，必然是花費巨量之時間及人力、物力。因此，本變更管制電腦輔助系統之建構，必有助於型態管理之便利性，亦能有效地達成電腦化的主要功能。本研究之探討對象，雖為國內重大建設工程如：核能發電廠、大眾捷運系統、高速鐵路等，但資料庫之資料雖經多方請益及交涉，很遺憾地由於資料庫龐大且涉及智慧財產權而未能獲得。因此，自行發展一套自建式軟體（如附錄），以利教學及虛擬建設工程等之應用。型態管理之學術探討，經由這些年來業界的鼓勵，政府的獎助，方得有少許成績，除了可提供教學外亦期能提供業者參考，並帶動國內各重大建設引用型態管理模式。LEGENDGCM:Global Constraint ManagerLCM:Local Constraint ManagerMo:Change MonitorsDB1DB2LCMLCMConstraint CnstraintParser RepositoryDB3LCMViolationsDBLCMApplicationApplicationMOGCM6圖2.4參考文獻1 王河