面向型号的知识萃取系统建设

/中国运载火箭技术研究院

目前，国内外许多企业借助信息化技术手段开展了项目过程中的经验教训总结，实现了关键知识的识别及获取，为组织知识资产的清晰梳理及有效复用提供了有力保障。中国运载火箭技术研究院在60余年的科研生产实践过程中积累了大量的型号知识资源，这些是研究院竞争优势的最根本也是最主要的体现。但是，由于缺乏有效的知识管理手段、方法和规范，使得知识资源在采集、复用和集成创新中的系统化应用不强，主要体现为：知识文档普遍与型号耦合过紧，未实现通用化知识点的提取；知识文档的篇幅普遍较为冗长，核心、重点内容不够突出；知识文档大多侧重于对研究结果的描述，对研究思路、创新方法的体现较为缺乏；知识资源过于分散，缺乏有效的归纳、整合和展示手段。

为进一步提高研究院型号知识资源的共享和利用，迫切需要构建型号知识萃取系统，并应用于典型型号知识资源的梳理，以实现型号知识资源的体系化展示，为后续产品及相关型号提供参考借鉴。

一、国内外现状研究

1.事后回顾(AAR)

“事后回顾”一词最早起源于美国陆军，后来逐渐被世界上许多组织采纳并沿用至今。企业或组织通过事后回顾，可以认识到在行动或项目中“发生了什么问题或出现了什么现象”“原因是什么”“有什么方面值得借鉴”“有什么方面需要改进”等，从而对本次及后续行动或项目形成指导。

2.复盘回顾(Retrospect)

“复盘”最早是围棋中的一个术语，指在对弈结束后双方棋者将对弈过程进行重复，并在这个过程中分析对错得失，以便总结在当时情境中更好的应对招数。后来，联想集团将“复盘”思想引入了企业文化，并对其赋予了新的内涵。柳传志曾总结道，我们认为复盘是最好的学习方式。在联想，一件事情做完以后，不管是做得成功还是失败都要重新再演练一遍，想一想当初的目标是什么，我们怎么制定的战略、怎么执行的、最后的结果是什么，通过反复进行复盘慢慢总结出一些带有规律性的东西，进而分析过程中的成败，深化客观认识。

3.知识萃取

类似于“事后回顾”和“复盘回顾”的概念，“知识萃取”放开了对过程实体和时间的限制，从更广义的视角定义了知识的总结和提炼。吴庆海认为，“知识萃取”就是从大量数据、信息、文本、经验中，通过合适的方法和工具，将精华的知识抽取提炼出来的过程。知识萃取是对隐性知识的显性化表达，进而实现对显性知识的加工、提炼，以使知识更容易被固化、传承，并创造出更大的价值。

二、型号知识萃取系统架构方案

针对型号研制流程中产生的知识资源的类型特点，可以将型号知识分为关键技术、创新方法和经验教训3个类型。其中，关键技术特指对型号研制起到重要作用且不可或缺的新技术；创新方法指型号研制过程中采取的新思路、新方法、新途径等；经验教训指从故障、事故、缺陷等质量问题中获得的新认识。

型号知识萃取是贯穿型号研制全生命周期，覆盖设计、生产、试验等各生产环节，按照规范化模板对关键技术、创新方法、经验教训3类关键知识进行归纳、总结、提炼的过程。因此，在进行型号知识萃取的过程中，不仅要注重知识的精炼性，也要注重知识的新颖性，从而为后续型号的研发提供借鉴。

借助信息化技术构建型号知识萃取系统，能够实现散落在各类演示文档中的核心、关键知识点的有效萃取，持续推进型号研制各岗位中核心、关键知识的提炼，达到提升知识鉴别与获取能力，促进高价值知识资产的推广与复用的目的。

型号知识萃取系统是按照知识图谱的构型对知识萃取后的资源进行电子化存储和图形化展示，以典型型号的研制流程为维度，形成型号知识萃取系统的架构方案，如图1所示。

型号知识萃取系统主要包括型号萃取项目结构和型号知识萃取模块，以层次化的知识树结构实现型号关键技术、创新方法、经验教训3类关键知识的展示，主要涉及以下内容。

1.型号知识树构建方法

当前，型号知识资源以零散的形式存在于各型号部门，不能与研制流程进行有机结合和体系化展示。本系统以型号研制阶段为主线，以分系统为单元进行业务活动分解，从关键技术、创新方法、经验教训3个维度进行知识资源的萃取与关联，从而实现了型号知识资源的系统化梳理。

2.型号知识树的维护管理

提供型号结构的Excel导入功能，根据导入的Excel生成相应的型号知识树；支持型号知识树的在线编辑、审批、转阶段管理；能够为型号知识树设置有效的知识萃取时间，实现分型号、分阶段的知识萃取时间控制。

3.可视化的关键知识表达

图1 型号知识萃取系统架构方案

根据不同类型的项目知识进行分类管理，分别按型号、阶段、技术分类、分系统进行知识文档的管理；通过图形化展示工具，支持型号人员查看知识树节点及关键知识文档的层级结构及逻辑关系，实现知识树及知识文档的结构化、体系化表达。

4.关键知识文档的维护管理

支持知识文档的上传、关联、审批、转阶段、状态控制管理；通过NTKO解析引擎，实现知识文档的在线浏览、编辑等功能；通过Jacob/POI技术开源框架，实现关联文档内容的提取和写入。

5.模型版本管理

在进行型号知识萃取工作时，需要紧密围绕型号研制的各个阶段，同时考虑型号转阶段带来的模型版本控制问题。模型版本控制准则以型号阶段为控制粒度，当完成型号转阶段后，型号知识树将被更新，同时默认继承已有知识文档，并形成新的模型版本。

三、型号知识萃取系统流程及技术实现

1.型号知识萃取流程

型号知识萃取的流程如图2所示。

型号知识树生成。根据汇总形成的型号关键知识萃取资源列表，包括型号名称、阶段名称、知识类型、知识名称、责任人等字段，由院级知识萃取主管导入系统并生成型号知识树。

型号知识树审批。院级知识萃取主管需确定知识树的有效萃取时间；型号“两总”需完成知识树的技术审批。

型号知识萃取。知识萃取专员针对不同类型的成果选择对应的知识采集模板，完善属性信息后提交审批。

型号知识萃取审批。厂所级知识萃取主管审批通过后，成果将自动推送到型号副总师，由型号副总师进行知识技术审批。

型号转阶段处理。进行型号知识树转阶段后，通过版本控制、转阶段控制实现知识文档的版本数据复制、型号知识树和文档实体新版本数据关联复制。

2.型号知识萃取功能设计

型号知识萃取系统主要包括型号萃取项目结构和型号知识萃取两大模块，前者用于实现型号知识树的维护管理，系统根据导入的Excel模板自动生成型号知识树，管理员可进行知识树的在线维护；后者用于实现型号知识文档的维护管理，型号知识萃取功能模块采用层次化的知识树形式进行知识资源的表达与展示。

图2 型号知识萃取流程

其中，关键知识表达主要采用层次化的知识树形式，知识树分为3个层级：第一层是知识类型，包括关键技术、创新方法、经验教训3类知识资源；第二层是系统组成，包括总体、结构分系统、控制分系统等；第三层为具体技术/方法/问题名称，同时可以根据具体情况设置技术/方法/问题子项，形成第四层级。

3.型号知识萃取技术实现

存储技术。型号知识数据存储采用文件柜+关系数据库混合的分布式对数据进行存储管理，在存储之上采用安全加密存储文件柜对文件实体进行保护，其具体技术实现流程如图3所示。

首先将知识信息分为关系数据、实体数据分别进行存储；其次利用关系数据库对知识关系信息进行知识基本信息、扩展信息、知识模板关联信息的关系存储，其中知识必须包含型号、分系统、部门、创建人、密级关键分类字段；最后为实体信息存储，实体原文需进行加密存储，知识实体安全浏览采用NTKO插件进行浏览。

权限管理。型号知识萃取系统的安全架构设计遵循基于角色的访问控制（RBAC）权限管理标准、XS09数字证书标准、BMB系列涉密信息系统分级保护标准、SSL网络传输加密标准等，涵盖身份认证、授权、安全审计、数据加密解密、签名和文件处理，实现对系统人员、角色的统一配置与管理，实现不同的型号域对应不同级别的操作权限。型号知识萃取系统功能权限设计见表1。

表1 型号知识萃取系统功能权限设计

图3 知识存储技术实现流程

通过开发和应用型号知识萃取系统，能够有效解决型号知识文档中关键知识点的识别、提炼和表达问题，支撑完成典型型号的知识树梳理，提升型号知识资源获取能力，提高知识资产质量，促进型号知识的固化与传承，为后续型号产品的研制提供经过验证的知识资源。此外，本系统以型号研制阶段为维度，提出了层次化的知识树表达体系，通过型号知识资源的结构化、体系化、图形化展示，描绘了型号知识体系间的逻辑关系，实现了型号知识资源的快速定位和准确查找，为型号相关人员快速查找型号知识、掌握岗位技能提供了有力保障。