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一、立论依据

1、 课题来源：当今已进入知识经济和信息经济的时代，现代企业之间的竞争更多的是知识与信息获取或使用能力的竞争[1]。所以对企业的知识资源进行有效的管理，是一个企业能否在激烈的市场竞争中立于不败之地的关键。在当前的航空修理企业中，基本上所有的工艺文件都是依靠手工管理，这种工艺管理方法存在很多的问题。例如，飞机修理日常所需查找的图纸数量繁多(尤其是航空修理企业，拥有多种机型的图纸)，如果不用计算机把他们管理起来，查找起来特别繁琐，浪费了大量的时间，有时甚至根本就找不到;产品图纸、技术条件或工艺规程每经历一次修改，都必然拥有重要的原因，或是产品性能的改进，或是外观、成本等方面的改进，但修改以后，特别是多年后，若想重新查看修改的目的，则很难找到;因此建立可以提供快速、准确、高效检索的知识管理系统是航空修理企业急需解决的重要问题之一。

名称：航空修理企业工艺知识管理与检索技术研究

2、 选题的目的：本文主要针对航空修理企业工艺知识组成特点，研究开发适应航空修理企业工艺知识管理体系，从而达到为企业提供工艺知识检索、交流、继承、应用和创新的平台。同时也是为工厂即将实施的数字工卡工作进行前期试验性的研究。

选题的意义：对于企业来说，知识管理的作用主要体现在以下几个方面：

1.采用知识管理技术可以方便、快速地检索到用户所需要的知识，降低检索时间，提高检索效率。

2.通过知识管理能够减少员工培训费用，增强培训效果。

3.知识管理机制能够激励员工贡献出自己的知识，发挥每一个员工的最大潜能，促进隐性知识的显性化。

4.知识管理能够促进企业实现知识的共享，运用集体的智慧提高企业的应变和创新能力使企业能够对外部需求做出快速反应，并利用所掌握的知识资源预测外部市场的发展方向及其变化。

航空修理企业在多年的发展过程中，积累了大量的工艺知识。这些工艺知识就是在产品的设计、生产准备、制造和经营管理活动中，贯穿产品全生命周期的与工艺有关的知识。在航空修理企业中，每一项工作都离不开工艺知识的支撑。工艺知识具有决策作用、反馈控制作用和积累共享作用。它是保证产品质量以及企业经济技术效益的重要条件之一。目前，由于航空修理企业对工艺资源缺乏管理，日常生产中，资料检索、共享、维护、继承等方面均存在诸多不便。浪费了大量的人力、物力。因此，急需工艺知识管理软件能将企业的工艺资源有效地管理起来。本文从工艺知识的分类、工艺知识的表达和工艺知识检索技术等三方面为切入点，吸取国内外先进经验理论，结合航空修理企业实际情况进行创新，开发适用于航空修理企业的知识管理软件。此项工作对航空修理企业的发展具有一定推动作用。具有发展前景较广，实用性强的特点。

3、 国内外研究现状：

工艺知识管理系统的诞生可以追溯到60年代末，传统的CAPP系统的出现，其研究开发工作一直在国内外蓬勃发展，逐渐引起越来越多的人们的重视[2]，并已经突破原有的工艺规程编制的概念，朝着工艺信息集成系统的方向发展。

1969年挪威发表的第一个CAPP系统AUTOPROS，它是根据成组技术原理，利用零件的相似性去检索和修改标准工艺过程的形式，形成相应零件的工艺规程。AUTOPROS系统的出现，引起世界各国的普遍重视。接着于1976年，美国CAM-I公司也研制出自己的CAPP系统。这是一种可在微机上运行的结构简单的小型程序系统，其工作原理也是基于成组技术原理[2][12][13]。

80年代之后，人工智能(AI)、专家系统(ES)技术的普遍应用，使智能化CAPP系统的开发成为本领域的研究热点。尤其是1981年法国的Y.DesCotte等发表GARI系统[14]以来，国内外发表了大量的基于知识或CAPP专家系统的等方面的研究成果。AI和ES技术的引入，增加了CAPP系统适应环境的能力。CAPP研究开始受到工业界的重视。美国国家关键技术委员会在1991、1995年年度美国国家关键技术报告中，两次将CAPP技术列举为对美国经济繁荣和国家安全至关重要的专项技术之一。

九十年代中后期，国外推出一些商品化CAPP系统，如CS/CAPP、HMS-CAPP、MetCAPP、IntelliCAPP等[15]。从总体来看，以交互式设计和数据化、模型化、集成化为基础，并集成数据库技术、网络技术等是这些商品化CAPP软件的共同特点。

国内在知识管理方面也已经做了大量的研究工作，但与国外不同的是，这些研究工作较早起源于高等院校和科研机构，而不是起源于企业或公司。而且研究人员多为经济学或管理学方面的学者，研究重点放在企业知识管理策略、机制、人力资源方面，也有一些软件系统相继问世。从检索资料以及调研情况来看[3]-[11]，国内在工艺知识管理方面进行研究的高校主要有上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、清华大学、大连交通大学等;研究内容包括:应用神经网络检索基于实例的工艺设计知识、模具曲面抛光工艺知识的获取、数控加工工艺知识的组织与管理、基于人工神经网络的工艺知识表示方法的研究、基于信息元的工艺知识表达及其推理机制等，主要研究了设计工艺知识的获取模型、算法，加工精度工艺知识的获取，数控加工工艺知识的表达与推理，CAPP系统中工艺知识的表达方法等。

目前国内外在工艺知识管理研究方面较为笼统，虽覆盖范围较广，但不够专业。对于工艺知识管理方面的研究目前主要还局限在CAPP领域，主要用于CAPP系统的知识库和推理机上。而随着企业信息化建设的进一步发展，单纯这一范围的工艺知识管理已经远远不能满足企业知识共享，甚至企业间知识共享的问题。工艺知识贯穿于产品全生命周期之中，从产品调研、工艺规划、产品制造，直到拆卸、维修，都离不开工艺知识。而工艺知识涉及范围广泛，表现形式多样(既有显性知识，又有隐性知识;既有数据，又有图形、图表等)，所以无论是工艺知识的搜集、整理、组织，还是存储、检索、管理、维护，都存在很大困难。而工艺知识中有很大一部分是企业内部各个工艺人员、各个车间之间应该共享的，甚至有些知识是各个企业之间应该共享的。而现有航空修理企业对工艺知识的管理已不能满足企业快速发展的实际需要，在日常工作中浪费了大量的人力、物力。

二、课题研究目标、研究内容和拟解决的关键问题

课题研究的目标：航空修理企业在多年的发展过程中，积累了大量的工艺知识。这些工艺知识就是在产品的设计、生产准备、制造和经营管理活动中，贯穿产品全生命周期的与工艺有关的知识。在航空修理企业中，每一项工 作都离不开工艺知识的支撑。工艺知识具有决策作用、反馈控制作用和积累共享作用。它是保证产品质量以及企业经济技术效益的重要条件之一。本文针对航空本文主要针对航空修理企业工艺知识组成特点，研究开发适应航空修理企业工艺知识管理体系，期望达到为企业提供工艺知识检索、共享、维护、继承和创新的平台。

研究内容和拟解决的关键问题：

1、工艺知识自动分类技术。企业在实施工艺知识管理的过程中，为了便于知识的分类查找，

往往会将工艺知识按照内容、部门、运作过程和地区等因素进行分类。但是工艺知识本身具有复杂多样性这一特性，要对知识进行有效管理是一件困难的事情，没有一种模式或者方法能够完整地管理起所有的知识。基本的分类方法有两种:线分类法和面分类法。线分类法是根据若干个特征把初始的分类对象(事物集合)划分成若干个类目，而后把每个类目进一步划分成子类目、子子类目等。这种划分方法可以用分类树来表示。由于事物发展的不平衡，复杂程度不一样，所以每一个类目继续划分的深度可以不一样。每一个类目所依据的特征也可以不一样。线分类法也称为层级分类法，也就是逐级逐层划分的意思。这种分类方法符合人们的思维习惯。线分类法的缺点是:

(l)揭示主题或事物特征的能力差，往往无法满足确切分类的需要，不能充分提示目前大量存在的细小分类问题。

(2)分类表具有一定的凝固性，不便于根据需要随时改变，也不适合进行多角度的知识检索。

(3)无法根据现代科学的发展自动生成新类，难以与科学的发展保持同步。

(4)大型分类表一般类目详尽、篇幅较大，对分类表管理的要求较高。

面分类法:面分类法是一种为了克服线分类法的不足，适应知识管理的需要而发展起来的分类方法。它是将所选定的分类对象的若干个特征视为若干个“面”，每个“面”中又可分成彼此独立的若干个类目。使用时，根据需要将这些“面”中的类目组合在一起，形成一个复合类目。面分类法不太符合人们的思维习惯。人们对分类的一般认识是:分类是把一个大的事物集合分成几个小的子集合，而后把一个子集合分解成更小的子集，也就是线分类法。面分类法没有明显的集合划分效果，不太好理解。

本文该部分拟解决的关键问题是结合航空修理企业工艺知识的特点，基于现有先进分类技术基础上，完成知识分类部分的技术要求。

2、工艺知识的表达设计。工艺知识表达是建立工艺知识管理系统的关键技术之一，也是智能环境建模的关键技术之一。如何把自然语言表达的工艺知识翻译成计算机能够识别的形式，成为工艺知识管理系统研究的关键问题[16]。20世纪70年代以来，围绕“知识是陈述性的”和“知识是过程性的”两种看法产生了许多知识表达方法，如逻辑表达、产生式规则、语义网络、框架、过程表达等，以及结合多种知识表示的混合知识表达方法[17]。这些知识表示方法各有特点，而且适用的领域也不同，如：谓词逻辑方法只适用于确定性、陈述性、静态性知识，而对动态、变化、模糊性的知识则很难表示。产生式规则推理方法太单一，如果前提条件太多，或规则数太多，则推理的速度将会慢得惊人。框架方法表示方式有点死板，而且槽的个数难以扩充。语义网络方法，表达的知识面比较窄。通常谓词逻辑与产生式规则方法用得比较多。然而，对于复杂的知识，深层次的知识，就很难用一种知识表示法来解决问题。

本文在该部分拟解决的关键问题有：a)对现有知识表达方式进行综合或改进，寻找能够满足航空修理企业工艺知识的工艺知识表达方式。

b)构建工艺知识语意本体模型。

C)工艺语意特征向量的表示。

d)工艺语意相似度算法。

3、工艺知识检索技术。工艺知识所涉及的范围非常广泛,并且具有多学科交叉的特点,有很多工艺知识是动态变化的,需要不断进行更新,更重要的是,很多工艺知识并不是显性的,而是隐含的。基于工艺知识管理的这种复杂性、多样性和交叉性,检索必须满足如下指标。

a)从用户检索的角度:支持多视角,并且要操作方便,有核心提示。

b)从知识角度:支持基本的知识过程,如知识的产生、存储和使用等。

c)从集成的角度:检索模型应该支持整个系统内工艺知识的集成。

d)从安全控制的角度:应该有完善的检索权限体系,能满足精细访问控制的需要和保障工艺数据的安全。

e)从系统的角度:检索模型应该具有高性能、响应速度快的特点。