◎北京航天計量測試技術(shù)研究所 彎天琪等

計量實驗室知識管理系統(tǒng)的研究與實踐

◎北京航天計量測試技術(shù)研究所 彎天琪等＊

北京航天計量測試技術(shù)研究所作為國防一級計量機構(gòu)，承擔著我國“長征”系列運載火箭、“神舟”系列飛船等型號的大量計量檢測任務(wù)，且近年來面臨著高密度發(fā)射的嚴峻挑戰(zhàn)，在計量檢測任務(wù)重、困難多、風險高、壓力大的情況下，需要更多高素質(zhì)專業(yè)人才盡快勝任崗位工作，與此同時需要借助數(shù)字化手段有效保存學科帶頭人、計量名師、技術(shù)骨干等專家的知識與寶貴經(jīng)驗。為提高計量檢測工作效率、培養(yǎng)計量測試專業(yè)技術(shù)人才、搭建計量專業(yè)知識數(shù)據(jù)庫，不斷適應(yīng)型號發(fā)展對計量測試的新需求，亟待開展知識管理系統(tǒng)的研究和建立工作。

從上述需求出發(fā)，研究所構(gòu)建了一個基于虛擬仿真技術(shù)與云技術(shù)的計量知識管理系統(tǒng)（KMM），提供針對各種顯性與隱性知識的儲存、管理及培訓(xùn)功能，并推進知識收集與傳播的雙向反饋機制。

一、系統(tǒng)建設(shè)

1.系統(tǒng)組成

KMM由組織管理、知識管理、環(huán)境管理與系統(tǒng)管理4個大型功能模塊構(gòu)成，分別實現(xiàn)對計量實驗室人、物、法、環(huán)四大要素以及KMM自身的管理功能，如圖1所示。

2.技術(shù)特點

KMM的建設(shè)按照千人規(guī)模進行規(guī)劃，主要實現(xiàn)以下幾個方面的功能：

一是云數(shù)據(jù)庫。近年來，國際一流的軟件制造商都無一例外地著眼于云技術(shù)，解決不同設(shè)備之間使用相同軟件的連貫性與流暢性。KMM也順應(yīng)時代發(fā)展潮流，有機地結(jié)合了知識管理與云技術(shù)的特點，在設(shè)計之初就使用云技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫。KMM基于標準的B/S結(jié)構(gòu)，客戶端不需安裝任何軟件，只需使用瀏覽器登錄即可使用系統(tǒng)，同時由于用戶的所有個人數(shù)據(jù)都儲存于KMM的云數(shù)據(jù)庫中，因此可以輕松實現(xiàn)用戶在個人計算機、手機等各種智能設(shè)備上的無縫使用體驗，也可不限地域登陸KMM，完成知識資源的上傳與學習，實現(xiàn)KMM的“無處不在”與“隨身攜帶”。

二是模擬仿真操作平臺。傳統(tǒng)的培訓(xùn)系統(tǒng)使用各種多媒體形式完成知識的傳播工作，文字、圖片、視頻與音頻等混合形式可顯著提高學習效率，但對于流程復(fù)雜，技術(shù)含量高的專業(yè)知識領(lǐng)域，傳統(tǒng)多媒體形式的教學缺乏互動性的弊端不斷凸顯。KMM創(chuàng)新使用專業(yè)定制開發(fā)的模擬仿真操作平臺完成對復(fù)雜專業(yè)知識的培訓(xùn)，學員在模擬仿真操作平臺上可進行模擬操作并解決實際工作中遇到的問題，大大節(jié)約了培訓(xùn)所需人力與物力。

圖1 KMM系統(tǒng)組成示意圖

三是實現(xiàn)統(tǒng)一平臺與分級管理。KMM能夠按照各部門進行分級授權(quán)，對學習內(nèi)容和課程進行有效的管理。

四是能夠靈活擴展功能、支持通用課件格式。KMM能覆蓋培訓(xùn)工作的各個環(huán)節(jié)，并向課程編排人員實時反饋學員的學習時間、測試成績等信息。實現(xiàn)對考核測評中使用試題、試卷資源的有效管理，支持自定義及多媒體題型，支持多種組卷方式，支持通過打亂試題及選項顯示順序等方式保障考試安全。實現(xiàn)對學員學習成果的匯報與考評，為員工各項能力的綜合評定提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.建設(shè)原則

KMM使用業(yè)界標準的程序模型進行開發(fā)，最大程度保證與其它的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行交互、對接與數(shù)據(jù)互傳。提供數(shù)據(jù)庫的冗余備份，并對設(shè)備進行物理隔離，以最大程度保證數(shù)據(jù)的安全性，能夠第一時間對數(shù)據(jù)進行恢復(fù)。在系統(tǒng)內(nèi)部建立角色權(quán)限劃分與管理功能，施行由上至下逐級權(quán)限委派的管理模型，對系統(tǒng)的所有用戶進行精細化控制，保證數(shù)據(jù)的保密性。預(yù)留功能與插件接口，對未來系統(tǒng)的功能擴展預(yù)留空間，使系統(tǒng)在版本更新與迭代過程中便于增強功能。系統(tǒng)的設(shè)計必須以工作效率為根本出發(fā)點，保證用戶體驗到系統(tǒng)穩(wěn)定的性能與高速響應(yīng)，還應(yīng)優(yōu)化對硬件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的適應(yīng)性。系統(tǒng)用戶界面應(yīng)直觀簡單，從用戶使用需求出發(fā)，推崇一鍵式操作，基本實現(xiàn)“所見即所得、所想即所見”的用戶體驗。

二、主要功能

1.組織管理功能

KMM的組織管理功能主要關(guān)注的是對各院所職能部門與人員的信息化管理。KMM組織管理由組織結(jié)構(gòu)管理以及用戶角色與權(quán)限管理2部分構(gòu)成。

一是組織結(jié)構(gòu)管理。KMM提供的組織結(jié)構(gòu)管理功能是將各職能部門映射到系統(tǒng)中的重要途徑。KMM的織結(jié)構(gòu)模型為從上至下逐級分支的樹形結(jié)構(gòu)，每個節(jié)點稱為組織結(jié)構(gòu)單元（OU）。KMM的組織結(jié)構(gòu)管理功能為其它各項功能提供了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并對系統(tǒng)內(nèi)的各種對象實體提供了邏輯劃分依據(jù)。

二是用戶角色與權(quán)限管理。該功能可實現(xiàn)不同職位職能人員在KMM中的映射。系統(tǒng)默認提供3種用戶角色，分別為“學員”“教員”與“管理員”，不同的用戶角色擁有不同的操作權(quán)限。管理員可通過對各種權(quán)限的編輯與組合，創(chuàng)建默認的3種角色以外的新角色。

每個用戶可同時隸屬于多個OU，在每個隸屬的OU中也可同時擔當多個角色，此時用戶在某個OU中各個角色權(quán)限的并集就是該用戶在此OU中的權(quán)限。

2.知識管理功能

KMM的知識管理功能由知識資源的存儲、上傳、引用與傳播4個功能部分組成。

◆知識資源的存儲

數(shù)字化是當前信息化社會發(fā)展的趨勢，任何形式的物質(zhì)實體，只有經(jīng)過數(shù)字化之后，才能被現(xiàn)代信息化設(shè)備識別、儲存、傳播和使用。

KMM使用云數(shù)據(jù)庫儲存數(shù)字化形式的知識資源，資源文件可以是文檔、圖片、視頻、音頻或?qū)I(yè)課件等多種媒體形式。KMM不限制上傳的知識資源文件類型，由于KMM在設(shè)計時預(yù)留了多媒體功能插件的接口，在未來相當長的一段時間內(nèi)即便出現(xiàn)新的媒體形式資源文件，只要編寫并添加相應(yīng)的解碼功能插件，就可以正常瀏覽資源。目前，KMM已添加對TXT、DOC、XLS、PPT、PDF、BMP、JPEG、MP4、AVI、WAV、MP3等常見媒體文件形式的支持。

◆知識資源的上傳

在信息化行業(yè)中，任何一個軟件系統(tǒng)的開放性與安全性永遠是矛盾的統(tǒng)一體。系統(tǒng)越開放，用戶越能獲得更多的功能，但系統(tǒng)本身與用戶終端卻更容易暴露于惡意代碼的危險中；而過于封閉的系統(tǒng)雖然獲得了高度的安全性，卻限制了系統(tǒng)的功能與用戶的創(chuàng)造力，不利于系統(tǒng)長遠的發(fā)展。與此同時，由于云數(shù)據(jù)庫本身具有開放的特性，可能存在帶有惡意代碼的數(shù)據(jù)文件被上傳到數(shù)據(jù)庫來破壞系統(tǒng)或其它瀏覽了這些資源的用戶終端受到影響。如何平衡軟件系統(tǒng)的開放性與安全性是構(gòu)建軟件系統(tǒng)需要解決的首要問題。

KMM在搭建之初充分考慮了開放性與安全性問題，自始至終圍繞數(shù)據(jù)庫與用戶安全展開，在開放性與安全性之間取得了一定的平衡。

◆知識資源的引用

KMM使用標簽功能來完成對現(xiàn)有知識資源的標識。標簽是表征知識資源特性的一個簡短詞語，擁有知識資源標簽管理權(quán)限的角色，可添加、編輯或刪除標簽；擁有知識資源編輯權(quán)限的角色，可對任何資源文件添加一個或多個知識資源標簽，對知識資源進行邏輯上的劃分，并對知識資源的分類瀏覽提供了重要基礎(chǔ)。

◆知識資源的傳播

KMM的知識資源傳播通過被動和主動2種學習形式實現(xiàn)。主動學習即學員自發(fā)地使用KMM瀏覽所需知識資源完成學習，適合老員工的技能拓展；被動學習即教員通過給學員安排課程，推進學員進行某專業(yè)知識學習的過程，適合新員工的培訓(xùn)與新專業(yè)的開發(fā)學習。

知識資源的被動傳播在KMM中主要通過課程的學習來實現(xiàn)，課程分為課程管理、考試管理與培訓(xùn)成果反饋3個功能模塊，并主要由教員和學員2個角色參與完成，

在課程完成之后，通過對培訓(xùn)數(shù)據(jù)的歸檔處理可以提高系統(tǒng)的性能，也方便對學員的歷史學習記錄進行查詢、分析。

3.環(huán)境管理功能

KMM在組織管理的基礎(chǔ)上建立房間環(huán)境管理，通過使用傳感器對各個房間進行溫濕度記錄與監(jiān)控，保證實驗室計量檢定工作的正常進行。

三、應(yīng)用情況

北京航天計量測試技術(shù)研究所以計量知識管理研究為基礎(chǔ)，打造“智能化、可視化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化”為特點的計量知識管理系統(tǒng)。目前，KMM已在研究所天津?qū)嶒炇?、昆山實驗室進行了為期2個月的跨地域試運行。KMM投入使用后，在規(guī)范了各項管理工作的同時，大大提高了工作效率，對各部門的計量法規(guī)、檢定規(guī)程、計量標準儀器、操作手冊等技術(shù)文件，以及多位計量名師、退休專家的寶貴經(jīng)驗資料進行了整理、歸納與信息化存儲?，F(xiàn)在，各京外實驗室的員工可以跨地域登陸系統(tǒng)，依據(jù)自身需求查閱各項資料，使計量工作的質(zhì)量控制水平顯著提高。同時，各部門組長、主任可以使用KMM方便地開展新專業(yè)、新項目的培訓(xùn)工作。

據(jù)保守統(tǒng)計，使用KMM可使員工縮短50%以上的培訓(xùn)周期，目前KMM已完成超過5項新專業(yè)的培訓(xùn)工作，效果非常顯著。KMM將以往枯燥的學習過程轉(zhuǎn)化為親切、直觀的多媒體互動形式教學，使得員工對于新專業(yè)、新技能的學習興趣大大提高。KMM還實現(xiàn)了對卡尺、溫濕度表、扭矩扳子、數(shù)字多用表等各計量專業(yè)中保有量極大的計量器具的模擬仿真平臺教學，實現(xiàn)了對部分新入職員工的遠程技能培訓(xùn)與考核評價工作，并取得了優(yōu)異的效果。

在未來發(fā)展中，KMM將實現(xiàn)提升計量工作效率、響應(yīng)型號檢測需求、推動計量技術(shù)創(chuàng)新、共享計量數(shù)據(jù)的目標，逐步推進建立具有航天特色的計量知識共享機制，推動航天計量知識管理的持續(xù)健康發(fā)展。

*其他作者：郭嘉誠、吳華陽、楊朕凱、李淵、趙興亮、朱江