企業級通用知識庫構建技術研究與應用

張 博，白 翱*，梁滿倉，姚玲玲

（1.中國工程物理研究院機械制造工藝研究所，綿陽 621900；2.中國工程物理研究院科技信息中心，綿陽 621900）

0 引言

缺乏有效的知識管理會導致一系列問題，例如：知識資產得不到有效地積累沉淀，知識資產隨著少數人的離職或退休而流失；知識資產得不到充分共享利用，導致重復勞動時有發生，浪費了大量的人力、物力和時間；知識過于分散，查找費時，影響工作效率；新人成長緩慢；企業產品或服務質量因人而異等。目前，我國正在建設創新型國家，從國際分工的外圍進入核心，從產業鏈的下游進入上游。為迎接這一挑戰，企業必須借助知識管理增強其核心競爭力。近年來，隨著“十三五”規劃落地，許多大型組織、行業協會陸續推動知識管理。

知識庫作為企業存儲、管理知識的重要載體，對于促進企業知識資產的積累沉淀和共享應用具有重要意義，構建知識庫通常是企業實施知識管理首先要做的事情。近年來不斷有學者對專業知識庫的構建展開研究，例如劉宏新面向聯合收獲機設計應用需求對聯合收獲機譜系圖、知識庫系統架構、農機裝備設計知識表達與分析進行了研究[1]。陳思濤對面向航空制造企業的工藝技術知識管理進行了研究，構建了工藝技術知識體系框架和知識系統[2]。張明寶認為通用知識庫的構建不面向具體應用，強調通用基礎知識基的實現[3]。唐標研究了基于知識圖譜技術的電力系統異常檢測，涉及到電力系統知識圖譜框架的構建[4]。趙昌葆以拉伸零件為例，研究了沖壓零件試制過程知識庫構建方法[5]。李瑞以支撐工裝快速設計為目標研究了工裝知識庫的構建過程[6]。劉偉杰基于制造過程數據采集實現了工序制造案例知識庫的自動構建與優化[7]。吳興杰以支撐快速工藝設計為目的對基于MBD的工藝知識庫構建和應用進行了研究[8]。通過調研發現有很多企業還沒有構建真正意義上的知識庫，更進一步的知識管理更是無從談起。由此可見構建知識庫并不容易，實際中還會遇到不少問題。構建能夠對不同類型知識進行有效管理的、適用范圍相對較廣的企業級通用知識庫對于企業知識資產的積累沉淀往往能夠起到支撐作用，但通常會面臨以下三方面具體問題：

首先，企業通常具有許多不同類型的知識，例如專利、論文、交流培訓課件、二維圖紙、三維模型文件、工藝文件、技術總結等，這些不同類型知識所具有的屬性字段和內容格式不同，對不同類型知識進行錄入、存儲、檢索和瀏覽的方式也有所差別；

其次，合理的知識分類對于知識的管理和應用均非常重要，糟糕的知識分類既不便于對知識進行管理和維護，也不便于知識的查找利用。知識管理的范圍越廣，對知識進行有效分類的難度就越大；

此外，如何避免企業重要、敏感知識資產不被非法獲取或隨意散播在企業實施知識管理的過程中不容忽視。

在知識分類方面，鄭鑫雨[9]對基于樹形知識分類的知識構建與查詢應用進行了研究。羅鵬程[10]對如何利用聚類信息構建標簽樹進行了研究。LIU C[11]面向英文信息資源高效檢索需求對基于循環神經網絡的英文文本分類方法進行了研究。王振海[12]結合設計知識使用特點提出了四維知識分類體系，并基于超圖及廣義表對其進行了表達和描述。陳華為[13]搭建了基于語義知識共現技術與反饋網絡的產品模糊知識聚類集成模型。翟文忠[14]介紹了知識分類表，并討論了知識分類表在知識管理中的應用場景和主要作用。在知識訪問控制方面，李亞芳[15]提出了針對新產品研發知識共享的訪問控制模型，在傳統RBAC模型基礎上提出了T-RBAC模型，將知識訪問控制與工作任務統籌考慮。在具體技術實現層面，韓斌[16]對知識圖譜存儲系統并發訪問控制方法進行了研究。以上研究工作對于知識管理工作的實際開展、信息系統構建過程中單點技術的實現具有一定的參考和借鑒意義。

本文針對企業級通用知識庫構建過程中涉及到的知識類型繁多、知識難以分類和維護、重要敏感信息泄露三方面問題分別提出了知識模板定義與應用框架、分層主分類與多維標簽相結合的知識分類方法、具有一定普適性的知識訪問控制方法。

1 知識模板定義與應用框架

企業通常具有較多不同類型的知識，一方面這些不同類型知識具有的屬性字段不完全相同，另一方面不同類型知識的內容格式也可能不同，以專利類知識和交流培訓類知識為例，其類型對比如表1所示。

為滿足對不同類型知識進行有效管理的需求，本文提出了知識模板定義與應用框架，支持通過定義知識模板便可實現對不同類型知識的錄入、存儲、檢索和瀏覽。知識模板定義與應用框架構成如圖1所示。

圖1 知識模板定義與應用框架

1.1 知識模板定義

通過對不同類型知識進行對比分析，抽象出知識模板的概念。知識模板由基本屬性、擴展屬性和控件三部分構成，知識模板構成如表2所示，信息系統中的知識模板如圖2所示?；緦傩允撬胁煌愋椭R都具有的屬性字段，在定義知識模板時會默認繼承。擴展屬性是不同類型知識特有的屬性，如交流培訓類知識的交流對象/主講老師、交流日期/培訓日期、交流地點/培訓地點均屬于擴展屬性?？丶糜谏蟼髦R內容主體，不同控件用于上傳和瀏覽不同類型的知識內容，例如文檔控件用于上傳文檔類知識，相冊控件用于上傳圖片類知識，三維模型控件用于上傳三維CAD模型文件。知識模板可以有一個或多個不同的控件。

圖2 信息系統中的知識模板

表2 知識模板構成

定義知識模板時需指定擴展屬性字段的名稱、類型、是否必填項、是否索引項、是否顯示等。屬性的類型可以是文本、文本域、超鏈接、下拉框、日期、單選框、多選框、對象框等。屬性的類型決定了屬性內容的錄入方式和屬性數據類型。當擴展屬性被指定為顯示項時，用戶瀏覽該類型知識內容時會看到對應的屬性內容，反之則不可見。

知識模板的基本屬性字段在數據庫中不作存儲，通過在系統中定義對象類一次性固化。知識模板的其余信息可分為知識模板、知識模板擴展屬性和模板控件關聯三部分存儲在數據庫中。知識模板記錄了具體知識模板的總體信息。知識模板擴展屬性記錄了具體類型知識的所有擴展屬性構成，每一個擴展屬性產生一條記錄。其中內容長度適用于文本和文本域類屬性，日期格式適用于日期類屬性，選項列表適用于單選框、多選框類屬性。模板控件關聯記錄了具體知識模板關聯的所有控件。知識模板模型如圖3所示。

圖3 知識模板模型

1.2 基于模板的知識創建與存儲

知識內容可分為知識基本屬性、知識擴展屬性和知識附件三部分存儲在數據庫中。用戶創建知識時需依次選擇知識模板、填寫知識基本屬性、填寫知識擴展屬性、添加知識內容主體。知識模型如圖4所示。知識基本屬性記錄了知識的名稱、關鍵詞、摘要等總體信息。知識擴展屬性記錄了不同類型知識所有擴展屬性內容。知識內容主體通常作為知識附件存在。知識附件記錄了具體知識的所有附件信息，包括作為知識內容主體的文檔、圖片、三維模型等。

圖4 知識模型

當用戶基于知識模板創建知識時，系統依據固定對象類產生知識基本屬性字段，用戶錄入基本屬性值后存儲至知識基本屬性表。系統依據知識模板擴展屬性產生知識擴展屬性字段，用戶錄入擴展屬性值后存儲至知識擴展屬性表。用戶通過知識模板提供的不同類型控件上傳不同類型的知識附件。知識附件上傳后物理文件可加密存儲至服務器特定目錄下，路徑等信息存儲在知識附件表。知識模板與知識之間的對應關系如圖5所示。信息系統中的知識上傳界面如圖6所示。

圖5 知識模板與知識對應關系

圖6 知識上傳界面

1.3 基于模板的知識檢索與瀏覽

不同類型知識基于不同的知識模板以不同的結構存儲在數據庫中，對不同類型知識進行檢索的方式也有所差別。本文提出了如圖7所示的基于模板的知識多條件檢索方法。

圖7 基于模板的知識檢索

當用戶基于知識的基本屬性檢索知識內容時僅需在基本屬性對應輸入框中輸入屬性值后執行檢索，通過匹配知識基本屬性表可獲取檢索結果；當用戶基于知識的擴展屬性檢索知識時需依次選擇知識模板、選定擴展屬性字段并輸入擴展屬性值后執行檢索，通過聯查知識擴展屬性表和知識基本屬性表可獲取檢索結果。實際應用中用戶可通過組合知識基本屬性和知識擴展屬性進行知識檢索。知識檢索界面如圖8所示。

圖8 知識高級檢索界面

不同類型知識具有不同的擴展屬性和內容主體，當用戶瀏覽知識詳情時系統對不同類型知識的呈現形式也不同。知識的基本屬性和擴展屬性區分展示。系統依據知識內容主體格式自動選擇對應的控件進行加載顯示。知識內容分區顯示對應關系如圖9所示，知識內容分區顯示效果如圖10所示。

圖9 知識內容分區顯示對應關系

圖10 知識內容分區顯示效果

2 知識分類方法

恰當的知識分類對于知識的管理和應用均非常重要。從管理方面來看，合理的知識分類有利于明確管理責任主體、分解管理任務；從應用方面來看，合理的知識分類能夠使得用戶更加方便地獲取和利用知識。

企業級通用知識庫一般覆蓋知識范圍廣，涉及用戶較多。實際在構建知識分類時會面臨以下問題：一方面從不同維度對知識進行分類其結果往往存在較大差異，另一方面知識分類規模較大時其維護難度很大。針對以上問題本文提出了分層主分類與多維標簽相結合的知識分類方法，如圖11所示。

圖11 知識分類方法

首先，結合實際需求確定構建知識主分類的維度，分類的維度可以是業務域、組織、項目、產品、階段、人員等。一級分類和二級分類可由一級管理員進行維護，三級及以下分類可由多個二級管理員進行維護。例如某制造企業從業務域維度構建知識主分類，一級主分類作為領域板塊存在，包括人事財務、生產管理等；二級主分類作為知識主題存在，例如生產管理領域板塊包括計劃管理、物料管理、工藝管理、設備管理等主題。一級知識管理員負責領域板塊和知識主題的創建與維護，確保知識主分類整體的規范性；二級知識管理員負責三級及以下分類目錄的創建，一般由對相關領域較為熟悉的人員擔任。以上方法有利于明確知識管理的責任主體和工作任務的分解。

其次，除知識主分類外還可從產品、專業、項目等多個維度構建知識標簽，用戶創建知識時可向知識添加標簽，支持用戶基于知識主分類或知識標簽導航瀏覽知識。知識標簽可依靠人工進行梳理，也可基于知識聚類方法自動產生[10]。知識標簽的加入使得知識分類從單純基于樹形的知識主分類擴展成網狀分類結構，使得知識之間的關聯關系表達更加豐富。知識主分類與知識標簽共同構成了多維知識分類體系，克服了從單一維度分類的局限性，能夠更好地促進知識的共享應用。知識庫中的領域板塊、主題展示如圖12所示。

圖12 知識庫展示

圖13 知識訪問控制

3 知識訪問控制

知識管理的主要目的之一是通過促進知識的共享應用為組織帶來價值，然而并不是所有的知識內容都適合被廣泛地共享，組織內部較為敏感的知識內容通常僅限特定范圍內人員知悉，否則可能會嚴重損害組織利益，例如企業的商業秘密等。因此，在促進知識共享利用的同時對知識的訪問控制不容忽視。以下從知識創建與發布、知識檢索與瀏覽、知識下載三個方面對知識訪問控制進行說明。

如果知識名稱包含敏感信息，在創建知識時需設定知識別名。用戶檢索知識時信息系統將檢索條件與知識的真實名稱進行匹配從而獲取檢索結果，但在檢索結果列表里僅呈現知識別名。有權限的用戶查看知識詳細信息時應能夠看到知識的真實名稱。知識別名可在不影響知識共享利用的同時避免敏感信息通過知識名稱泄露。

當用戶創建可能含有敏感信息的知識時可設定知識的可見范圍，指定哪些人可以查看當前知識內容?？芍С只诓块T、角色或個人設定知識的可見范圍，該方式相比純粹基于角色的訪問控制更加靈活。對基于角色或部門設定的可見范圍信息系統應實時獲取對應人員列表，避免當人員角色或所在部門發生變化時給知識訪問控制帶來紕漏。實際應用中可對知識分類設置可見范圍，分類下的子分類和知識默認繼承父分類的可見范圍，這能夠在很大程度上提高工作效率。不在知識可見范圍內的用戶應不能夠直接查看知識詳細信息。信息系統提供借閱功能，使得原本不在知識可見范圍內的用戶能夠通過借閱審批流程申請查看知識詳細信息。

為避免用戶通過計算機截屏的方式獲取知識詳細信息并散播，在信息系統中顯示知識詳細內容時應添加能夠標識當前用戶信息的水印，便于管控追溯。

必要時可通過審批流程對知識的發布進行控制，只有通過發布審批的知識對于其他用戶是可見的。通過發布審批流程一方面可對知識可見范圍與下載范圍設定是否合理進行審查，另一方面可對知識內容是否適合發布、知識內容是否規范完善、知識歸類是否合理等進行審查。

知識一旦被用戶下載后就脫離了信息系統的管控，可以被任意散播，因此對知識下載的控制應受到重視。與知識可見范圍類似，應設定知識的下載范圍，只有在知識下載范圍內的用戶能夠直接下載知識內容，信息系統應同時記錄下載日志便于管控追溯。不在知識下載范圍內的用戶應不能夠直接下載知識內容。信息系統可提供下載申請功能，使原本不在知識下載范圍內的用戶能夠通過申請下載知識內容。

對于知識訪問控制要求更為嚴格的企業，例如涉及國家秘密的企業，還可基于知識密級與人員涉密等級做更進一步的訪問控制，在此不再敘述。

4 結語

本文提出的知識模板定義與應用框架、分層主分類與多維標簽相結合的知識分類方法、知識訪問控制方法均應用于某機械制造企業通用知識庫構建。通過對知識模板定義與應用框架進行研究和應用，滿足了該企業對45種不同類型知識進行有效管理的需求，該方法具有較好的靈活性和可擴展性；通過對分層主分類與多維標簽相結合的知識分類方法進行研究和應用，既便于該企業對知識進行分級管理，也滿足了基于主分類導航知識和基于標簽多維度檢索知識的需求，覆蓋了10個領域板塊、90余個知識主題、近10萬條知識內容；通過對知識訪問控制方法進行研究與應用，在不影響該企業知識共享應用的同時能夠降低重要、敏感知識資產被非法獲取和散播的風險。