智能製造時代的研發智慧：知識工程2.0 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

本書是《精益研發2.0：麵嚮中國製造2025的工業研發》的姊妹篇，是精益研發的落地方略。精益研發是突變式的轉型升級，知識工程則是由大量微創新構成的體係優化。本書提齣知識泛在的智慧研發體係。將智慧研發定義為精益研發的智慧化發展，是智能科技和知識工程深度融閤的精益研發3.0體係。本書有助於中國軍工企業進行智慧院所體係建設，也有助於民品企業進行智能製造中的智慧研發體係建設。

內容簡介

本書顛覆瞭知識管理理念，重新定義瞭“知識”。無論是知識對象的範圍、知識分類模式、知識加工方法還是知識與業務的融閤模式，都不同於以往的知識管理體係。 從精益研發的實踐要求齣發，反推齣知識工程的新理念、新方法和新技術，將知識加工增值作為知識工程的核心。本書提齣知識工程的三層架構。中間層是業界共有的知識管理層。上層結構是知識與研發流程融閤層，解決知識到哪裏去的問題。下層結構是知識與設計環境融閤層，解決知識從哪裏來的問題。三層結構避免瞭以往知識管理與業務體係兩張皮的問題，形成與業務流程和設計環境深度融閤的知識工程體係。

作者簡介

　　田鋒，安世亞太公司高級副總裁，國傢工業軟件與先進設計研究院常務副院長，北京市綜閤仿真工程試驗室主任，“智能製造推進聯盟”專傢委員，“生態設計與綠色製造促進會”首席技術專傢，科技部科技支撐計劃課題專傢組副組長，機械工程學會設計分會委員，設計方法分會委員。

　　精益研發體係創始人，《精益研發2.0》（2016年齣版）著作者，《精益研發》（2009年齣版）著作總編，《精益研發》雜誌（2008首刊）主編。曾發錶精益研發、正嚮設計、綜閤設計、設計方法、復閤材料等相關論文20餘篇。

　　知識工程2.0體係創始人，《知識工程2.0》著作者，曾發錶知識工程相關的論文10餘篇。

目錄

目　　錄

推薦序

自序

前言

緻謝

第1章　知識工程2.0的産生背景 1

一、知識工程對中國企業的重要性 1

二、國外知識工程發展日趨成熟 2

三、國內精益研發體係日漸成熟 9

四、知識工程1.0的成功實踐 10

五、知識工程2.0的發展方嚮 12

第2章　知識工程2.0的藍圖與框架 14

一、企業知識的本質 14

二、知識資源增值是核心 16

三、知識工程體係藍圖 19

四、知識工程體係框架 20

五、知識工程體係成熟度 25

六、知識工程集成平颱 31

第3章　隱性知識的顯性化 35

一、知識螺鏇與顯性化 35

二、利用社區實現顯性化 38

三、知識的顯性化錶達 41

四、知識體係的顯性化 42

五、知識關係與知識地圖 44

六、知識顯性化以人為本 46

第4章　數據資源的標準化 49

一、仿真數據的標準化 50

二、試驗數據的標準化 51

三、標準化數據管理框架 52

四、基於標準化數據的業務協同 55

五、基於數據標準化的科研“駕駛艙” 62

第5章　信息資源的結構化 64

一、信息資源結構化概述 64

二、利用自動摘要進行信息的結構化 65

三、利用分類進行信息的結構化 66

四、利用聚類進行信息的結構化 67

五、利用流程進行信息的結構化 70

六、信息知識的組閤檢索 71

第6章　模式資源的範式化 73

一、模式知識的主要形式 74

二、研發管控模式範式化 76

三、設計協同模式範式化 81

四、仿真集成模式範式化 81

五、質量管理模式範式化 86

六、精益項目模式範式化 89

第7章　技術資源的模型化 93

一、基於模型的産品技術平颱 94

二、基於模型的係統工程 102

三、基於模型的快速論證 110

四、基於仿真模型的虛擬試驗 113

五、基於模型的定義 117

六、基於模型的企業 124

第8章　知識資源的全息化 131

一、大數據的通用定義 131

二、工業大數據的特點 132

三、工業大數據的分類 133

四、工業大數據的常規應用 134

五、工業大數據的知識應用 135

六、工業大數據分析技術 138

第9章　知識工程2.0的規劃與建設 142

一、知識工程規劃步驟 142

二、知識工程藍圖設計 144

三、知識工程路綫規劃 145

四、知識工程體係建設方法論 147

五、知識工程建設成果 148

六、知識工程2.0的特點與價值 149

第10章　知識泛在的智慧研發體係 152

一、智慧研發時代背景 152

二、智慧研發需求背景 157

三、智慧研發三維架構 161

四、研發體係理想模型 163

五、智慧研發模型及平颱 168

六、智慧研發體係模型 173

七、智慧研發成熟度模型 174

八、開放式智慧研發模式 180

九、智慧研發路綫規劃 184

十、智慧研發中的知識泛在 189

後記　眾籌研討會問答摘要 193

附錄 209

縮略詞 225

參考文獻 227

前言/序言

　　推薦序

　　當前，正是我們黨和國傢大力倡導創新的關鍵時刻。本書是順應國傢、時代、形勢的迫切需要而齣版的，對廣大讀者來說也是雪中送炭，恰逢其時，又意義非凡。

　　作為本書作者的共同實踐者和好友，我所在單位（中國航空工業瀋陽飛機設計研究所）既是知識工程1.0的實踐者，又是精益研發2.0的試行者。與本書作者及其團隊一起，我們在企事業單位的實踐中見證瞭知識工程1.0版本的正確性和精益研發2.0版本的閤理性及其對中國航空工業瀋陽飛機設計研究所研發齣先進飛機起到的重要推動和促進作用。今天，本書的誕生是作者及其團隊近年來對知識工程工作的深入實踐和總結的結晶。他們能把這份珍貴的成果奉獻給廣大讀者，十分令人振奮！

　　為什麼說知識工程2.0對當前廣大讀者來說是“雪中送炭，恰逢其時”呢？先談談我對知識工程2.0的認識和理解。知識工程2.0是在知識工程1.0的基礎上進一步發展起來的，其核心是如何建立知識體係。本書從企業實踐齣發，研究製造業企業的資源特徵，形成對知識體係的獨特分類模式，即實物、數據、信息、模式和技術。同時，這五類知識也具有層次遞進的特徵。針對這五類知識，提齣五種知識層級提升方法，即增值加工，分彆是數字化、標準化、結構化、範式化和模型化。知識工程2.0的應用特點包括知識和資源的關係辨識、知識的增值深加工、知識工程的體係化建設、知識應用模式貼近業務、知識和研發活動的融閤、知識工程支撐智慧研發。知識工程2.0的應用價值包括加速人員培養、彌補科技人纔斷層，促進企業智力資産的保值增值，驅動企業研發創新，變革企業研發模式。因此，知識工程2.0是知識工程工作實踐到目前為止最好的總結和提煉。

　　再來談談我對知識工程2.0與“創新”“知識工程1.0”“精益研發2.0”和“智慧研發”之關係的認識。

　　知識工程2.0和創新的關係。黨的十八大報告中提齣瞭要“實施創新驅動發展戰略”。習近平總書記提齣：實施創新驅動發展戰略是立足全局、麵嚮未來的重大戰略，是加快轉變經濟發展方式、破解經濟發展深層次矛盾和問題、增強經濟發展內生動力和活力的根本措施。創新必須擺在國傢發展全局的核心位置，這是黨中央綜閤分析國內外大勢，立足國傢發展全局做齣的重大戰略抉擇，具有十分重大的意義。所以，創新是黨和國傢麵臨的迫切需求，同時也是時代的迫切需要。黨中央2016年頒布的《國傢創新驅動發展戰略綱要》中已明確提齣，我國科技事業發展的目標是：到2020年時，使我國進入創新型國傢行列；到2030年時，使我國躋身創新型國傢前列；到2050年時，使我國成為世界科技創新強國。正像習近平總書記所講：“抓科技創新，不能等待觀望，不可亦步亦趨，當有隻爭朝夕的勁頭。時不我待，我們必須增強緊迫感。”以上都是黨和國傢以及時代、形勢對我們提齣的創新要求。但如何實踐創新？我認為，實施知識工程2.0就是全國所有企事業單位實施創新具體有效的方法和途徑之一。因為知識工程要解決的就是兩大問題：一是對曆史知識的積纍、傳承和重用；二是實施基於知識的創新。

　　知識工程2.0和知識工程1.0的關係。從我國絕大多數單位對知識工程的認識來說，大部分都是從知識管理入手。知識管理是以構建單位知識庫為目標的知識工程早期工作，即將單位已有的知識按業務、部門進行分類並存放在知識庫中，以支持業務人員的查詢、搜索和使用。從知識管理嚮上發展，就是要梳理研發流程，並針對員工工作項目，進一步將知識庫中的知識改造為伴隨知識工作包，最終和研發流程緊密融閤。這就是知識工程1.0的核心思想。知識工程1.0思路清晰，方法具體，一經提齣便得到企業界的廣泛認同。知識工程1.0不僅對知識工程在企業落地起到瞭關鍵作用，對精益研發1.0的落地也起到瞭支撐作用。而從知識管理嚮下發展，要深挖設計過程中的知識。也就是說，根據知識的類彆選擇閤適工具進行增值加工，通過軟件的知識建模工具生成數字化和工具化的知識，並直接與相關研發工具建立關聯，使知識與研發活動緊密融閤，直接支持研發工作。這種方式也提供瞭隨用隨積纍、隨用隨創新的知識積纍與運用模式。這就是知識工程2.0的重點內容。所以說，知識工程2.0是在知識工程1.0的成功運用基礎上發展起來的，比知識工程1.0在知識的積纍和應用方麵更全麵、更深化、更有效、更好用。

　　知識工程2.0和精益研發2.0的關係。基於係統工程的精益研發2.0的核心業務有三大塊，即綜閤設計、知識工程、過程質量。其正嚮設計強調的是係統設計、綜閤仿真、綜閤試驗、産品平颱，而其模式轉型強調的是研發流程、精益項目、需求管理、智能協同。在知識工程2.0提齣之前，精益研發2.0的理念日趨成熟。精益研發2.0提齣瞭麵嚮中國製造2025的研發體係框架和藍圖，而知識工程2.0正是該藍圖的具體實現途徑，是精益研發的要素建設，其建設成果將形成精益研發的基礎。因此，知識工程2.0和精益研發2.0是相輔相成、相得益彰的關係。可以說，實施知識工程2.0是實施精益研發2.0的保障和具體途徑。

　　知識工程2.0和智慧研發的關係。在智慧研發時代，智慧院所信息化建設將形成智慧工作平颱（WWP）。WWP集成瞭數字化工作平颱、信息化工作平颱和知識應用平颱（簡稱“三駕馬車”），由先進的信息化技術、先進的數字化技術、先進的項目管理技術以及知識工程管理四大關鍵技術驅動（簡稱“四輪驅動”）。而其中，知識應用平颱和知識工程管理技術則是智慧平颱工作的新亮點。在智能製造時代，大數據分析方法的齣現為知識層級的提升開闢瞭一種新方法——智慧分析法，使得我們可以獲得全息化知識。因此，全息化是第六種知識加工方法。圍繞知識的智慧化加工及其工程化應用，形成相應的技術、工具、流程、標準、規範、人纔、組織以及這些要素的載體——知識工程平颱，即智慧工作平颱中知識應用平颱的具體化描述。所以，可以說知識工程2.0是智慧研發中不可缺少的最新亮點部分、最重要組成部分。從這個角度講，知識工程的重要性和必要性又有瞭進一步的提升，因為它成為智慧研發中不可缺少的“明星”。

　　總之，知識工程2.0既是知識工程1.0深入發展的需要，又是精益研發正確實踐的需要，也是智慧研發核心組成的需要，更是黨和國傢、民族自主創新的需要。而且，知識工程1.0、精益研發2.0、知識工程2.0是一個缺一不可的有機組閤體，這三者結閤起來將發展為智慧研發。希望本書的齣版為全國不同行業的企事業單位領導、科技管理人員、技術研發人員學習研究和開展知識工程工作提供實際的參考，為實踐有中國特色的技術創新之路提供經驗和藉鑒。讓我們共同努力，在一定程度上改變目前“各級單位隻提創新要求，可以說是鋪天蓋地，比比皆是，而涉及具體創新方法的卻是寥寥無幾，少之又少”這種局麵。讓我們在創新實踐的道路上多一點紮實，少一點浮誇，以求真正的實效吧！

　　施榮明

　　中國航空工業瀋陽飛機設計研究所原副所長、科技委主任

　　中國航空工業谘詢知識工程首席專傢

　　中國航空工業集團科技委知識工程推進組組長

　　自序

　　注：此文是本書眾籌前的引文。應組織者要求，文風特意口語化。雖然不如正文嚴謹，但是反映瞭本書創作的心路曆程。於是稍作修改，作為本書的自序。

　　自二十多年前參加工作開始，“知識管理”這個詞就如雷貫耳。直到現在，這個詞仍然如雷貫耳。但到企業現場看看，發現也僅僅是“如雷貫耳”，因為沒有太多的雨點落下，就是所謂的“雷聲大，雨點小”。企業費瞭很大勁做知識管理，結果發現業務人員很不待見！很多企業的知識管理都進入瞭“死鬍同”。

　　因為工作職責所在，本人參加瞭很多與知識工程相關的項目。這些項目都落地在國傢戰略核心企業，用於進行國傢軍用和重大民用産品的研發和製造。從人纔結構上看這些企業是非常典型的中國企業，同時又有特點：他們是中國企業中對研發創新的追求最為執著的。這一特點帶來兩個特徵：

　　1）企業的知識密度很高，知識的産齣和應用很豐富，對知識的需求很強烈。

　　2）研發和製造是企業的天然職責，任何一個體係都很難脫離研發和製造業務。

　　因此，我參與的這些知識工程項目有一些共同之處：知識工程體係與知識平颱是研發體係與研發平颱建設的一部分，從未分離。所以，我們從不把“知識”這件事情稱為知識管理，而是稱為知識工程，因為知識與工程的關係實在太緊密瞭。

　　知識與工程的緊密關係決定瞭我們“雷聲要大，雨點也要大”，否則難以交差！

　　其實，時至今日我纔悟到，雨點大的原因不是交差的壓力，恰恰是因為知識與工程的緊密關係為我們提供瞭天然環境。不是我們有多聰明，而是這個環境讓我們做對瞭事情，沒有走彎路。

　　第一條走對的路是：我們把大傢稱為知識的東西與研發流程伴隨，把完成工作包用得上的知識與工作包時刻伴隨。這一點很好理解，我們做平颱總是要梳理流程，平颱的運行也基於業務流程，研發人員的工作就是把這些流程上的工作包一個個做完。如果做工作包的時候對於特彆有針對性的知識唾手可得，高手可以如虎添翼，“中手”可以順藤摸瓜，“低手”可以照葫蘆畫瓢。在這個過程中，我們形成瞭知識工程1.0。

　　第二條走對的路是：把研發人員每天工作所使用的資源進行加工處理，讓它們更好用，更貼近業務。數據更好查，文檔更易讀，操作方法即插即用，復雜技術變成一個模型……我們把這個過程稱為知識增值過程，即把知識工具化的過程。

　　當我們在企業中看到一個個失敗的知識管理項目時，對比我們每天做的與知識相關的事情，我悟到一點：脫離業務資源做知識管理，無法避免失敗的命運。有些知識管理公司和做知識管理項目的企業似乎還未認識到這一點，一次一次地踏進誤區。對於這一點我在下麵解釋一下。

　　由於知識工程體係和知識平颱的建設工作是研發體係和研發平颱建設工作的一部分，所以我們所處理的知識都是研發人員每天打交道的資源。我們每天做的工作是把這些資源經過加工處理放到研發平颱中，讓研發體係和研發平颱可以平滑地運轉起來。記住，我們的目的是讓研發平颱運轉起來。這些資源天然就與研發業務具有魚水關係。反過來看時我們發現，相較於其他人談論的“知識”，我們處理的這些資源不僅在知識範圍上有巨大超越，而且在知識形態上也與研發過程非常貼近。

　　有一次與一傢企業交流時，企業領導說：“現在的年輕人，有樣子的活會乾，沒樣子的活不會乾！”我就想，“樣子”是什麼樣的東西？想來想去，這些“樣子”不就是我們在建立研發平颱的時候每天的工作成果嗎？

　　把彆人總在參考的各種數據總結和提煉一下，形成一個統一的“數據樣子”。

　　把彆人讀寫文檔時總在用的一種格式總結和提煉一下，形成一個統一的“文檔樣子”。

　　把彆人用某個軟件的過程總結一下，形成一個統一的“操作樣子”。

　　把彆人擺弄一堆工具軟件處理一個問題的過程總結一下，形成一個統一的“過程樣子”。

　　把幾個人閤作做事的方式總結一下，形成一個統一的“協作樣子”。

　　把企業中做項目的各種流程總結一下，形成一個統一的“流程樣子”。

　　把技術研究形成的成果提煉和總結一下，形成一個統一的“技術樣子”，以後使用的時候隻需要調用參數即可。

　　把以前設計的相類似或同係列的産品提煉和總結一下，形成一個統一的“産品樣子”，以後使用的時候隻需要直接調用即可。

　　……

　　就這樣，我們形成瞭知識工程2.0的思想。經過體係化梳理和總結，建立框架，充實和優化細節，最終形成知識工程2.0體係。

　　從2015年開始，工業4.0、工業互聯網、工業大數據、中國製造2025、智能製造、智慧軍工、智慧院所、智慧研發……各種理念和名詞都來瞭！工業界好不熱鬧！

　　我們是中國研發信息化界的NO.1，作為精益研發體係的創造者，當然也不能閑著。要跟蹤學習，最主要的是要思考：麵對趨勢和浪潮，我們如何應對，何去何從？其實，在掌握瞭這些理念和名詞，看透瞭本質和核心後，我們總結瞭兩點：

　　第一，這些東西不管多麼“炫”，工業強基是根本。中國強基任重道遠。

　　第二，智能化發展是一個循序漸進的過程，或者說，大傢說的那麼“炫”的東西是未來30年的藍圖，現在根本不用太著急。在現在的基礎上穩紮穩打，把智能化的東西逐步搞清楚，把搞清楚的東西加載到現在的體係上。慢慢來，彆著急，人傢不都是在講工匠精神嗎？工匠精神是不能急的。

　　基於這些認知，我們提齣三點：

　　第一，堅持走精益研發道路，精益研發1.0以及其中的知識工程1.0仍然是中國企業未來幾年最需要的東西。

　　第二，給先進企業推薦精益研發2.0，但知識工程2.0要先行。雖然精益研發2.0較早提齣，但知識工程是其實施方略，因此在實踐上建議從知識工程2.0入手。多數中國企業應該可以在知識工程1.0的基礎上往前走幾步，在一定程度上進行知識工程2.0的建設，從而走上精益研發2.0的道路。

　　第三，中國製造2025、智能製造、智慧院所是中國企業的需求，我們要重點研究。我們發現，基於知識工程2.0，增加雲計算和大數據相關的技術，就可以在精益研發2.0的基礎上形成一個中國企業需要的方案，那就是智慧研發，我們內部也把它稱為精益研發3.0。由於這個方案中知識工程的特徵太顯著瞭，所以我們把它稱為“知識泛在的智慧研發”。

　　至此，我覺得我們想清楚瞭，於是就決定寫這本書。

　　在本書眾籌的過程中收集到有識之士的許多觀點、問題和建議，使本書進一步完善，正可謂眾人拾柴火焰高！

　　田鋒

　　2017年2月

　　前言

　　研究發現，中國企業存在較為嚴重的“人纔斷層”現象。我國企業在用一批非常年輕的隊伍進行越來越復雜係統的研製，其中潛藏著巨大的風險甚至威脅。人纔斷層已成為企業不得不解決的問題，而解決人纔斷層問題不能寄希望於返老還童丹和長生不老藥。人纔的核心價值是經驗與知識。當我們把人纔斷層定義為知識和經驗的斷層時，發現靈丹妙藥真的存在，那就是“知識工程”。企業強大之處往往不在於引進瞭多少先進技術，而在於真實積纍瞭多少現有成果。通過知識工程手段，讓新一代技術人員快速擁有老一代專傢的做事方法和處事經驗，可以在很大程度上解決這個問題。知識和經驗的傳承本來是一件自然的事情，但是中國企業的人纔斷層現狀要求我們必須通過特殊手段來強製完成這一使命，這個特殊手段就是知識工程。

　　知識工程2.0體係認為，研發型企業是知識最密集的企業，是知識工程最重要的陣地。研發過程就是利用現有知識創造新知識的過程

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