企业知识管理中的知识共享建模技术

华南理工大学学报(自然科学版)第33卷第7期Journal of South China University of Technol ogyVol .33　No .72005年7月(Natural Science Editi on )July 2005文章编号:1000-565X (2005)07-0061-06　收稿日期:2004-10-133基金项目:国家十五科技攻关项目(2002BA104C )　作者简介:战培志(1978-),男,博士生,主要从事制造业信息化的研究.E 2mail:peizhizhan@企业知识管理中的知识共享建模技术3战培志　廖文和(南京航空航天大学江苏省数字化设计制造工程技术研究中心,江苏南京210016)摘　要:知识共享是制造企业知识管理中研究的重要内容之一.文中分析了面向企业知识管理的知识共享建模的需求,提出了一种多角度、多视图的企业知识共享建模方法.该方法建立的模型包含知识资源、组织、过程和控制视图等内容,可以对企业知识共享中涉及的知识资源、知识情境等信息进行多关联的描述.同时,文中还给出了具体的模型表示方法,讨论了基于该模型的知识共享匹配检索问题,最后介绍了为支持该建模技术而开发的建模支持系统及应用.关键词:知识管理;知识建模;知识共享中图分类号:TP391;TH 166 文献标识码:A 知识经济和大规模定制等概念的提出,使得制造企业把知识财富作为获得竞争优势的战略要素来看待,企业知识管理由此受到学术界和企业界的共同关注[1].所谓知识管理,是以知识为核心的管理,通过对企业知识及相关资源和知识运用过程的管理,实现企业知识的发现、共享与重用,从而提高企业的应变和创新能力,获得竞争优势[2～4].企业知识共享是知识管理中研究的重要内容之一,知识管理的内涵在于通过知识共享使企业每项业务的运行都建立在全企业的知识之上[5].通过共享,组织成员的知识扩散到整个组织的层面,即组织成员把好的方法和工具共享,使组织知识不断丰富,组织成员遇到问题时,便查询组织知识,快速获得解决问题的方法和工具,从而提高整个组织的效率.实现企业知识的共享需要有相应的建模技术进行支持,但长期以来,对知识共享建模的重要性认识不足,专门针对该领域的建模研究少见报道.目前研究报道的主要有Hai Zhuge [6]提出的针对全球知识资源共享的知识图模型、Toyoaki [7]研究的支持协同工作的社区知识处理模型,以及潘旭伟等[2]人研究的基于知识载体、内容和应用情境的建模技术等.这些论文在共享知识的表示形式、知识共享方法等方面提出了不少宝贵意见,但在显性知识与隐性知识统一处理,知识与共享环境及应用情境关系及知识检索匹配的方法等方面,还有许多问题需进一步研究与深化.为此,本文参考AR I S (A rchitecture of I nte 2grated I nf or mati on Syste m )等传统企业建模方法的思想并结合企业知识共享的实际情况,提出了一种多角度、多视图的企业知识共享模型(Enter p rise Knowledge SharingModel ,简称EKS M ).该模型对企业知识共享涉及的知识资源、知识所有者以及知识应用情境等内容提供了多层次、多关联的描述,给出了共享知识检索匹配的方法,为企业知识共享系统的开发和实施应用提供分析和研究的基础.1　企业知识共享的相关概念及建模需求分析1.1　企业知识共享的相关概念定义1　知识情境:知识情境是企业知识产生和应用的具体背景与环境,是企业知识得以共享和重用的基础[2].定义2　外化:从组织的内部与外部中捕获对企业现在和未来发展有用的各种知识,并将其组织、分类与存储的过程称为外化[5].定义3　内化:设法发现与特定需求相关的知识结构,从外化知识存储中提取知识并通过过滤等方法发现与知识寻求者相关内容的过程称为内化[5].定义4　中介:将知识寻求者和最佳知识资源相匹配,通过追溯个体经历和兴趣等方法,把需要知识的人和拥有知识的人联系起来的过程称为中介[5].1.2　企业知识共享建模的需求(1)全面性.指建立的知识共享模型应能较全面反应企业知识共享所涉及的内容.不仅能反应知识共享涉及的企业知识资源的相关信息,而且也应反应知识的组织、应用环境等一系列知识情境信息以及外化、内化、中介等知识共享过程的方法等.(2)统一性.根据可表示性的不同,企业的知识可分为隐性知识和显性知识.在外化知识、进行知识资源建模时,应能将显性知识和隐性知识以统一方式进行建模表示,在加强对隐性知识进行有效管理的同时,也有利于将隐性知识转化为显性知识[2].(3)明确性.知识共享建模技术应能明确表示企业知识资源,使其便于获取、存储和利用,提高解决问题的效率.(4)开放性.知识共享建模技术必须能适应各种不同类型的企业与部门,适应企业生存条件和环境的不断变化,适应知识的动态更新.(5)简单性.知识共享建模技术应简单、易于理解和便于建模及使用[2].(6)其他要求.所建的模型是计算机可实现的,可独立于具体的计算机平台和应用环境等[2].2　企业知识共享建模技术面向企业知识管理的知识共享建模技术主要从企业的知识资源、知识情境和知识检索匹配过程三个角度对企业知识共享进行建模.知识资源建模是针对知识的外化而言的,描述了企业拥有的知识资源的内容、存储形式与分类,给出了知识的最终外化形式;知识情境建模反映了知识资源所在及应用的相关环境信息,并与知识资源模型一起构成了内化、中介过程中过滤比较活动的对象基础;知识检索匹配建模描述了知识资源与知识情境的对应关系,给出了内化、中介中过滤等活动的实现思想与方法.在具体实现上,通过一系列视图对具体的内容进行表示,详细建模内容和方法模型如下.2.1　企业知识资源建模在本文所提出的EKS M模型中,具体以知识资源视图对企业的知识资源进行建模描述.知识资源视图由知识资源类(Knowledge Res ource Class,简称KRC)和知识载体类(Knowledge Carrier Class,简称KCC)等组成.知识资源类根据本体论的思想构建,包含了知识内容、载体属性、所属分类等一系列属性,可以实现对企业的显性知识资源和隐性知识资源进行统一表述.知识载体类是对具体知识所依赖的实际载体和存在地方的具体描述.知识资源类与知识载体类之间存在着一种单向关联关系,知识载体类描述了知识资源类的载体属性.根据本体论的思想,一个本体可由对某一领域概念进行规范而清晰的描述的类、描述有关类的各种特征的属性插件、属性插件的值,以及限制条件、关系等组成,其中类是本体的核心,它描述了某一领域的概念,属性插件描述了类的属性和实例等[8].知识资源类反映了企业的知识资源本体,其结构的巴科斯范式如下所示:〈KRC〉∷=〈Pr operties Classes〉=〈Values〉〈Pr operties Classes〉∈〈Values〉〈Pr operties〉=〈Values〉〈Pr operties〉∈〈Values〉其中〈Pr operties Classes〉∷=〈[Pr operty1], [Pr operty2]…[Pr operty n]〉知识资源类的主体属性分为五大类,见图1.知识资源类〈I D号〉〈内容属性〉∷=〈关键词,摘要〉〈载体属性〉∷=〈文档类载体∷=〈[创建者(作者)],[创建时间],[位置(存储位置)],[介质类型(企业的电子资料,手册、图书,文档等)]〉〉〈主体类载体∷=〈〈主体名称〉,[组织部门],[联系方式]〉〉[层次属性]∷=〈定义公理规则方法〉〈知识类别属性〉∷=〈技术类管理类……〉[时间有效性]∷=〈有效日期〉图1　知识资源类Fig.1　Knowledge res ource class (1)内容属性.内容属性是对知识包含内容的简练概要描述,在知识内容表达方面目前已形成较一致的表达方式,即通过关键词和摘要(概要)来表达知识的主要和核心内容[2],这里也采用这种方式.(2)载体属性.载体属性反应了知识资源的载体特征,采用知识载体类描述,其详细属性将在知识载体类中论述.(3)知识类别属性.知识类别属性对应于外化过程中的分类活动,它反应了知识的类别.企业知识资源大的分类有管理类知识、技术类知识等,小的分类有销售知识、设计知识等.26华南理工大学学报(自然科学版)第33卷(4)层次属性.层次属性为可选属性,主要是为知识资源的检索服务的,将知识分为定义、公理、规则、方法四层[6],提供了知识检索的层次,缩小了检索的范围.(5)时间有效性.时间有效性反应了知识的时效问题,也为可选属性.知识载体类描述了知识资源类的载体属性特征.根据知识资源载体性质的不同,知识载体类可分为文档类和主体类两个子类.文档类主要用来描述各类显性知识资源的载体,如电子文档、图书、手册资料等,其属性包含创建者(作者)、创建时间、存储位置、介质类型等;主体载体属性类则用于描述隐性知识资源的载体企业人员,其属性包括主体名称、组织部门和联系方式等.2.2　知识情境建模知识情境建模是对反映了知识资源所在及应用的相关环境信息的建模,在企业知识共享应用中,知识情境元素主要包括企业的组织环境与企业的业务过程,二者一起决定了企业知识资源的具体使用对象、使用内容和使用方式等.在EK MS模型中,采用组织视图和过程视图分别对二者进行描述.2.2.1　组织视图　在EKS M模型中,组织视图主要对知识管理发生的组织环境及知识管理活动的执行主体———组织成员进行建模描述.组织视图由组织结构图和主体类(Role Class,简称RC)组成,组织结构图描述了组织的组成单元、组织的分解方式、层次结构、隶属关系等内容,确定了知识资源应用的组织情境空间和主体类的活动空间.组织结构图与一般企业建模方法的组织图类似,因此这里不再详述.主体类是组织结构图的进一步描述与补充,它描述了具体的组织成员信息.组织成员在企业的知识管理活动中占有重要的地位:一方面组织成员拥有知识,是知识的载体;另一方面,组织成员执行知识管理活动,是知识管理活动的主体.为了便于表示以及在控制视图中描述组织成员与知识资源的关系,主体类采用了与知识资源本体相似的表示形式.主体类主要包含名称、所属组织部门、功能角色等属性,巴科斯范式描述如下:〈Role Class〉∷=〈〈I D〉,〈Na me〉,[Depart m ent],[Role],[Note]〉.2.2.2　过程视图　过程视图反应了使用知识的企业业务过程信息.过程视图由业务过程图、任务类(Task Class,简称TC)和任务表(Task Sheet Class,简称TSC)组成,业务过程图反应了组成企业业务过程的业务活动.在EKS M模型中,业务过程视图建模目的不是对业务过程进行优化,而是为反应知识的应用情境信息,描述知识资源服务的活动对象,发现任务类服务的,因而与一般企业建模方法的过程模型不同,主要说明了静态的功能结构,而没有详细描述过程的流程信息.这里借鉴了AR I S模型[9]功能视图建模的思想,通过分层次的任务树描述企业业务过程的组成与功能的分解.根据层次的不同,将任务分为任务束、子任务和基础任务三层.由任务树组成的业务过程见图2.图2　业务过程图Fig.2　Business p r ocess map 任务类是对组成业务过程的活动的具体描述,任务类包含任务名称、任务目标、任务过程和处理对象等属性.任务类的巴科斯范式描述如下:〈Task Class〉∷=〈〈I D〉,〈Task Na me〉,[Task Objective],[Task Pr ocess],[Pr ocess Object], [Note]〉任务类之间存在着累积关系,如一个任务束类由一系列子任务类组成,任务表以二元组的形式反应了这种累积关系,其巴科斯范式结构形式如下:〈Task Sheet〉∷=〈〈Father Task Class〉,〈Son Task Class〉〉任务表是一个辅助类,建立任务表的主要目的是为了便于在知识检索匹配建模中通过关系运算等方法对任务所涉及的知识进行匹配检索,同时有利于模型向关系数据库的转换等.2.3　知识检索匹配建模知识匹配模型描述了知识资源本体与知识情境之间的关系,给出了内化与中介过程的具体思想与方法.在EKS M模型中,知识资源本体与知识情境之间的关系以控制视图进行描述.2.3.1　控制视图　控制视图将独立表述的组织视图、过程视图和知识资源视图中的对象关联起来,描述了三者之间的关系.由于知识资源、主体、任务之间存在着复杂的多对多关系:一种知识资源可能被多个主体和任务使用;同时,一个主体可能执行多个36　第7期战培志等:企业知识管理中的知识共享建模技术任务,每个任务又需要多种知识资源.为了降低系统的复杂程度和便于分析,控制视图对其进行了进一步拆分,将其两两表述为三类关系:主体知识关系R rk 、主体任务关系R rt 和任务知识关系R tk .R rk ,R rt ,R tk 的具体内容为一系列由具体的主体类、任务类和知识资源类对象信息组成的元组.最简单的R rk ,R rt ,R tk 可表示为一系列二元组或三元组,存储了知识资源类、任务类和主体类的标识I D ,如(主体类1,知识资源类2)、(任务类1,知识资源类3).控制视图的巴科斯范式描述如下:〈Contr ol V ie w 〉::=〈〈RC 〉,〈KRC 〉〉〈〈TC 〉,〈RC 〉〉〈〈KRC 〉,〈TC 〉〉控制视图对象元模型如图3所示.图3　控制视图对象元模型Fig .3　Object cell model in contr ol view2.3.2　知识检索匹配方法　知识检索匹配方法描述了内化、中介过程中具体知识检索获取的主要思想方法.通常内化、中介过程中采用的主要方法有过滤、比较等,下面分别对其进行描述.(1)内化过程知识匹配检索方法.如内化的定义所示,内化过程主要是采用过滤等方法对明确固定的知识进行检索的过程.通常内化过程检索的知识主要是企业的显性知识,但在EKS M 知识资源建模中,将隐性知识资源和显性知识资源进行了统一表示,通过主体载体类对拥有隐性知识的企业成员进行了描述,使得部分隐性知识也有了明确的知识结构与载体,在检索中也可通过内化过程实现.在上文所论述的EKS M 知识资源视图、组织视图、过程视图和控制视图建模中,已对知识资源、知识应用主体、知识应用领域(企业的业务过程,任务)等的具体内容及相互关系建立了比较完整的描述.因而内化过程中采用的过滤等一系列方法在数学上可表示为对EKS M 模型相关对象及关系元素的关系运算,即通过对控制视图中描绘的关系R rk ,R rt ,R tk 和KRC 、T C 、KSC 中的属性进行一系列自然连接、选择、投影等关系运算,即可实现具体知识对象内容的查找.如查询执行B 任务所需的知识可通过对控制视图中的R tk 和KRC 、T C 执行以下运算:π知识资源类=σ任务类=‘B ’(KRC R tk TC )如结合数据库系统或X ML 技术对知识资源对象及控制视图对象进行表示存储,则上述运算可直接通过S QL 语言实现.(2)中介过程知识匹配检索方法.中介过程主要是对企业中知识结构难以明确描述,隐含在企业过程中或个人头脑中的隐性知识资源的检索匹配过程.中介过程通过追溯个体的经历和兴趣,把需要知识的人和拥有知识的人联系起来.设E 为知识共享应用中可能出现的各种元素(包含知识资源类,任务类及主体类等)的集合,R 为这些元素之间存在的各种关系的集合,则给出以下定义:路径(R d ):路径为元素集合E 中若干个元素及关系集合R 中对应这些元素之间的关系共同构成的一个有序序列.若E 中的n 个元素:e 1,e 2,…,e n ,它们之间存在的对应关系为:R 12,R 23,…,R n -1,n ,则所构成的路径为e 1R 12e 2R 23…R n -1,ne n ,表示为R d =(〈e 1,e 2,…,e n 〉;〈R 12,R 23,…,R n -1,n 〉)[2].相似度δ(A,B ):δ(A ,B )描述了两个比较事物A,B 的相似程度.δ∈[0,1],δ=0,表示A,B 完全不同,δ=1,表示A,B 完全相同,δ∈(0,1)表示A 与B 有一定的相似程度,δ值越大,二者相似程度越大.对于任意存在的两条路径,构成路径的元素及其元素之间的关系,可以确定路径之间的相似度,记路径R d 1与R d 2的相似度为δ(R d 1,R d 2).中介过程追溯个体经历等过程可视为将存在的源路径集合中的路径R d i 与目标路径R d o 进行比较,求相似度最大的源路径的过程.在需要获取和使用知识时,根据所处的背景、环境及使用要求等确定目标路径R d o 包含的元素与关系,将其与知识资源视图、组织视图、过程视图及控制视图中的元素对象进行对比,找出相似度最大的源对象,然后通过过滤等方法,找寻出相关知识及个人.例如查询执行一新任务所需知识,可通过对该任务与过程视图中已有任务属性,子任务组成等进行对比,找出相似任务,进而通过R tk ,R rt 等关系进行关系运算即可找出所需具体知识或掌握知识的个人.除可通过主动搜索方法获得δ值最大路径外,对于路径元素属性可转化为定量值的路径,相似度也46华南理工大学学报(自然科学版)第33卷可用模糊数学方法进行计算,如以公式(1)计算Ha m2 m ing距离,Ha mm ing距离最小者即为最相似路径.dw1(R do ,R di)=6k j=1w j R d oj-R d ij(1)式中Rd oj ,R dij为路径中相关元素的属性.3　EKS M建模支持系统为更好地支持EKS M模型的建立与推广使用,笔者构建了EKS M建模支持原型系统.该系统采用技术开发,主要由以下两大模块组成:(1)系统控制模块.系统控制模块主要对建模支持系统的访问进行控制与管理,包括权限分配、访问认证等功能模块.(2)模型维护模块.模型维护模块支持具体建模功能的实现,包括对EKS M模型的组织结构图、业务过程图等模型图形化实现的支持与知识资源类、任务类等相关类及其关系的建立与维护等.模型维护模块可进一步细分为知识资源、组织视图、过程视图和控制视图建模模块,其功能如下:①知识资源建模模块负责企业知识资源建模,包括知识资源类的建立、修改、删除.②组织视图建模模块负责组织结构图的绘制和主体类的建立、修改、删除维护.③过程视图建模模块负责业务过程图的绘制和任务类、任务表的建立维护.④控制视图建模模块负责主体知识关系、主体任务关系和任务知识关系的建立与维护,实现知识资源视图、组织视图、过程视图中对象关系的映射.在EKS M建模支持系统中,具体的模型对象数据以X ML格式进行存储,并支持向关系型数据库的导入导出操作.图4给出了任务知识关系的存储格式的X ML Sche ma描述,其中每个Ele ment中Na me 的值的内容分别对应于相关类巴科斯范式中所给出的描述,其他建模对象如主体知识关系、主体任务关系,以及知识资源类、任务类和主体类的存储格式都与此类似,此处不再详叙.图5描述了采用EKS M建模支持原型系统建立的企业知识资源类模型的实现结果,用户可直接通过浏览器对相关建模对象进行添加、修改、删除等维护操作,其他用户也可通过I nternet实现对其的访问.与传统建模工具相比,EKS M建模支持原型系统基于B/S的结构使用户在客户端除浏览器外基本不用安装其他工具,易于推广使用;程序及数据可统一存放,便于系统的维护和升级;另外采用X ML 进行模型数据的存储可使其具有平台无关性等特点,建立的模型可方便地传输共享,方便了用户.图4　任务知识关系X ML存储格式Fig.4　X ML sche ma of task and knowledge relation图5　EKS M建模支持原型系统建模的实现Fig.5　Realizati on of EKS M modeling support syste m4　EKS M建模的应用知识地图是目前企业知识共享中应用广且较有效的一种知识管理工具.根据功能的不同,知识地图可分为知识资源、知识资产、知识结构、知识应用地图等[10].知识资源地图用于描述“企业拥有多少知识资产”;知识资源地图用于描述“何处能找到所需知识资产”;知识结构和应用地图用于描述“运作一个项目需何种知识,知识间的关系及获取方法等”.EKS M建模可对上述各类型的企业知识地图的构建提供较好的支持.如知识资源建模提供了知识资产、知识资源地图等企业知识地图构建过程中所56　第7期战培志等:企业知识管理中的知识共享建模技术涉及知识内容的描述方法及最终表示形式;知识情境与知识检索匹配建模为知识结构和应用等地图中对应的知识资源与应用环境关系提供了描述及知识检索方法;EKS M底层数据模型描述的相关对象数据结构形式,给出了知识地图数据库关系的描述等.5　结束语从知识管理角度研究了企业知识共享,提出了一种多视图的知识共享建模技术.该技术建立的模型由知识资源视图、组织视图、过程视图和控制视图等内容组成,可对企业的显性知识和隐性知识资源进行统一表述,同时也对知识的使用环境、知识共享匹配检索方法进行了描述,为企业知识共享系统的开发和应用提供分析和研究的基础.采用 和X ML技术构建的建模支持系统有利于促进其推广与应用.目前,该技术已在某集装箱制造企业知识共享系统的开发中得到应用,取得了一定效益.参考文献:[1]　熊光楞,王昕.面向并行工程的知识管理研究[J].高技术通讯,2002(6):38-42.Xi ong Guang2leng,W ang Xin.Research of knowledgemanage ment f or concurrent engineering[J].H igh Tech2nol ogy Letters,2002(6):38-42.[2]　潘旭伟,顾新建,仇元福,等.面向知识管理的知识建模技术[J].计算机集成制造系统,2003,9(7):517-521.Pan Xu2wei,Gu Xin2jian,Q iu Yuan2fu,et al.Knowledgemodelling techniques for knowledge manage ment[J].Computer I ntegrated Manufacturing Syste m s,2003,9(7):517-521.[3]　丁蔚.企业知识管理系统实施研究[D].南京:南京大学信息管理系,2001.[4]　Peter Nels on Mes o.Knowledge manage ment infrastruc2ture,syste m s devel opment and the catalysis of knowledgemanage ment p r ocesses in W eb2based virtual organizati ons[D].Kent,B ritain:Kent State University GraduateSchool of Manage ment,2001.[5]　张润彤,朱晓敏.知识管理学[M].北京:中国铁道出版社,2002.[6]　Hai Zhu2ge.A knowledge grid model and p latfor m f orgl obal knowledge sharing[J].Expert System with App li2cati ons,2002,22(4):313-320[7]　Toyoak I.A traveling conversati on model f or dyna m 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a multi2vie w based modeling technol ogy f or enter2 p rise knowledge sharing.The p r oposed model includes f our kinds of vie ws:the knowledge res ource vie w,the or2 ganizati on vie w,the p r ocess vie w and the contr ol vie w,which can be used t o describe the knowledge res ources,the app licati on scenari o and the relati ons bet w een the m.Moreover,the detailed modeling technol ogy,the p r oble m of knowledge matching searching based on the p r oposed model and a modeling support s oft w are f or the modeling tech2 nol ogy are p resented,al ong with the app licati on of the s oft w are.Key words:knowledge manage ment;knowledge modeling;knowledge sharing66华南理工大学学报(自然科学版)第33卷。