将知识管理融入制造业产品生命周期

作者：张善辉 杨超英

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 1 前言 21世纪是知识经济的时代，企业产品生命周期内包含了越来越多的知识，知识已成为创造价值的主要手段。由于目前企业的核心竞争要素已经从过去的成本、质量、交货期、服务、环境变为21世纪的知识创新。以产品为核心的企业，其主要的知识资产存在于产品和开发产品的流程中；同时，产品的研发设计并非仅仅是产品设计和工程小组的责任，相反，成功的产品应该被看成是营销、工程、采购、制造、销售和维护人员共同协作的结果。因此，将知识管理融入产品生命周期，实现产品生命周期数据、信息、知识的获取和管理，对企业的发展和进步起着举足轻重的作用，具有重要的理论意义和实用价值。 2 知识管理 知识管理是对一个企业集体的知识与技能的捕获，然后将这些知识与技能分布到能够帮助企业实现最大产出的任何地方的过程，具体包括知识的识别、获取、开发、分解、储存、传递、共享以及评价[1]。它的目标就是力图将最恰当的知识在最恰当的时间传递给最恰当的人，以便使他们能够做出最好的决策[2, 3]。知识管理作为一种新的管理模式正在迅速发展。实践表明，有效的知识管理能够最大程度地将知识转化为效益，转化为价值，也能够极大地促进企业核心竞争力的提高，从而使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。 根据近几年GartenrGroup的企业调查，在北美和欧洲的811个大型企业中，90％知道知识管理，并且在1999-2000年就开始了知识管理的活动。由于知识被认为是21世纪的首要战略资源，大批学者和企业都对如何有效的积累、管理知识资源以获取强大的竞争优势进行了广泛的研究[4, 5]。 经过多年的发展，国内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，许多著名的国际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 。典型代表为国外的LOTUS知识管理系统、西门子公司知识管理系统，国内蓝凌公司知识管理系统、惠普公司的知识管理系统。它们更多的追求基于Intranet实现知识的传递与交流，通过知识搜索、知识地图方便知识的匹配的管理方式。近期，许多CRM、SCM、EPM和ERP系统厂商开始将知识管理功能融入到它们的解决方案中，以提高软件对企业知识的管理力度，更加适应客户需求和市场发展。 3 产品生命周期管理 在市场竞争日益激烈的今天，越来越多的制造商部意识到，一流产品不仅是成功的源泉，而且是持久成功的基础。要达到产品开发的多目标，必须将整个产品生命周期视为一个完整过程加以全面考虑，从而实现产品生命周期多目标、全性能的优化。因此强调产品创新，加强产品开发的科学管理引起了人们的充分重视，从而推进了产品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM)思想的推广应用[6]。 20世纪九十年代以来，国内外学者均对产品生命周期管理进行了大量理论研究[7-10]。他们阐述了PLM的内涵、核心特征和功能，以及与其它软件工具的关系和相关数据模型，Farhad Ameri和Debasish Dutta还提出PLM具有知识管理系统作用的独特见解，并认为它应该支持产品生命周期知识的捕捉、组织和重用。 同时，国内外的许多软件供应商相继提出了PLM解决方案，典型代表为UGS的PLM Solution--Teamcenter，它针对特定的产品开发与生产的商业环境和需求，集成各种相关应用系统，共同构成制造业企业信息化建设的总体解决方案，而且可以方便地实现与ERP、SCM 和CRM 等其他企业管理系统的集成，并在多种大型企业中获得实施和应用。 4 产品生命周期中的知识管理 就目前制造业的发展情况来看，无论是从技术层面上，还是从企业员工的思想上，实现大范围、全面性的产品生命周期管理和深度的知识管理并不可行，因此，从实用性和可实现性的角度考虑，我们将产品生命周期范围内的产品关键特征（Key Characteristics，KCs）引入知识管理的范畴，以减少大范围和大批量的数据信息，同时，基于产品的结构树组织信息特征，实现基于此知识单元的知识重用和知识发现，这样更有利于面向基于产品的制造行业知识管理的实现。 将知识管理融入产品生命周期，重新对产品信息进行管理，在信息中提炼知识，不可避免的需要重新对产品信息进行建模，将知识重用和知识发现的理念融入其中，使软件在建模初期就考虑知识管理的需求。由于，以产品为核心的制造业来说，产品的任何知识都与产品的一定组成部分相关，即故障是零部件的故障，信息是零部件的信息，所有零部件知识的集合构成产品的知识总体，因此，基于产品结构分解描述知识具有合理性。 产品系统可按树状结构分解为子系统、部件等不同层次，直到最小的、独立的信息单元，每个分解单元对应一个节点。每个节点对应一个知识单元。树状分解结构将整个产品系统的各个元素关联在一起，每个节点作为一个知识单元，通过对每个节点的知识描述，将不同水平、不同层次的知识组织起来[11]，这就要求对知识单元进行建模。 知识单元的建模主要对知识单元在整个树中所处的位置及其相关的主要特征信息进行描述，以便根据需求和知识单元特征信息获取所需的知识。由于产品生命周期的知识都能影响产品的结构和功能，因此应该从不同的产品生命周期的阶段（需求分析、设计、制造、销售、使用与维护、报废与回收六个阶段）来建立产品的特征矩阵，其中还包括产品的结构、功能矩阵，同时，知识建模应包括部门、角色、人员和时间等信息。此结构的建立方便了各特征矩阵的知识挖掘，同时为知识的统计和搜索提供了方便。 由于各个阶段的特征较多，因此引入产品关键特征（Key Characteristics，KCs）这个概念。产品关键特征能够将离散、互不联系的知识结合起来。特征有利于知识的获取，KCs体现了企业的核心竞争能力或拥有的垄断性知识。从某种程度上说，对产品知识的管理其实是对其KCs的管理。KCs是产品生命周期各阶段联系和对应的基础，它可以实现对用户信息和专家意见进行分门别类的捕捉和管理，加快产品研制进程中各部门间的信息交流与合作。 通过对各知识单元产品关键特征的分析，可以建立相应的知识情景，即知识重用的具体背景和环境。在一个复杂产品中，常常采用许多功能相同或相似的部件或子系统。通过发现不同知识单元在相同知识情景下的相似性可以实现知识的重用，并依据相似性的大小决定知识的完全或部分重用[11]。而知识发现则是通过研究知识单元在不同知识情景下的相互关系来实现，具体可应用当前的神经网络学习或数据挖掘等技术。 在产品生命周期的知识管理过程中，通过基于产品关键特征的知识情景的建立，可以实现特征之间的关联及知识的发现和重用，将过程、人、知识紧密的联系在一起，保证了将最恰当的知识在最恰当的时间传递给最恰当的人，以便使他们能够做出最好的决策，同时将最恰当的人的最恰当的知识传递给系统，加快企业产品的开发速度，提高企业的创新能力和竞争能力。 5 结论 基于产品关键特征，组织产品生命周期知识，并实现知识的发现和重用，构建产品生命周期的知识管理系统，建立一个支持从需求分析、设计、生产到报废/回收整个产品生命周期的知识运营体系，既有利于在当前现状下的制造业的实现，又可以为更高标准的知识管理提供可靠的数据和知识基础，因此，其研究具有重要的理论意义和实用价值。。 [参考文献] [1] OLeary, D.E. Enterprise Knowledge Management. Computer. 1998, 31(3):54~61 [2] 武玫, 杨德华. 知识管理的实质和知识管理系统的发展. 计算机应用研究. 2004, (3):1~5 [3] Zhang Lei, Ren Shouju, Jiang Xiaodan, Liu Zuzhao. Knowledge management and its application model in enterprise information systems. Technology and Society. 2000,(9):287~292 [4] K M Wiig. Integrating Intellectual Capital and Knowledge Management. Long Range Planning. 1997, 30(3):399~405 [5] Jang-Hwan Lee, Young-Gul Kim, Sung-Ho Yu. Stage model for knowledge management. System Sciences, 2001. Proceedings of the 34th Annual Hawaii International Conference, 2001:1~10 [6] 汤军社, 秦现生, 彭炎午. 产品生命周期集成技术研究现状及发展趋势. 制造业自动化. 2001,23(8): 1~4, 11 [7] Farhad Ameri, Debasish Dutta. Product Lifecycle Management: Closing the knowledge loops. Computer-Aided Design and Applications. 2005, 2(5):577~590 [8] Mostefai S, Batouche M, Bouras A. Mechanical Product Data Exchange and Integration for PLM. Industrial Technology. 2004, 2(4):775~780 [9] Sudarsan R, Fenves S.J, Sriram R.D, Wang F. A product information modeling framework for product lifecycle management. Computer-Aided Design. 2005, 37(13):1399~1411 [10] 周康渠, 徐宗俊, 郭钢. 制造业新的管理理念——产品全生命周期管理. 中国机械工程. 2002, 13 (15): 1343~1346 [11] 张晓阳, 孙宇, 王胜红, 陆宝春. 产品研发过程中的诊断维护知识管理与建模. 计算机集成制造系统. 2005, 11(3):347~351 张善辉，女，山大华天软件有限公司，电话：0531－88879091，email：zsh@hoteamsoft.com，地址：山东省济南市高新区颖秀路山大科技园华天大厦，邮编：250101 杨超英，男，山大华天软件有限公司，电话：0531－88879091，email：zsh@hoteamsoft.com，地址：山东省济南市高新区颖秀路山大科技园华天大厦，邮编：250101(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/2/2006)