CommonKADS知識工程方法及其應(yīng)用

鈴兒響叮當 2007-09-24

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CommonKADS知識工程方法及其應(yīng)用
馬萍

（西北第二民族學(xué)院寧夏銀川 750021）

摘要 CommonKADS（Knowledge Acquisition Documentation and Structuring，知識獲取的文檔化與結(jié)構(gòu)化），是由歐美多家企業(yè)集團和大學(xué)歷經(jīng)十年開發(fā)出來的知識工程方法。本文介紹了CommonKADS知識工程方法體系，并應(yīng)用該理論方法研究了知識工程的需求分析過程和知識模型建模技術(shù)，結(jié)合某企業(yè)工廠化種苗生產(chǎn)過程的知識管理需要，建立了相關(guān)的知識管理系統(tǒng)部分模型，初步證實了整合性知識管理理論模型的可行性和有效性，為知識工程的實際應(yīng)用做出了積極的探索。

關(guān)鍵詞 知識工程； CommonKADS；知識模型

1 CommonKADS 知識工程方法介紹

知識工程是設(shè)計和實現(xiàn)知識庫系統(tǒng)及知識庫應(yīng)用系統(tǒng)的理論、方法和技術(shù)，是研究知識獲取、知識表示、知識管理和知識利用的一門學(xué)科。隨著知識經(jīng)濟時代的來臨，許多企業(yè)也都開始體會到知識資產(chǎn)對于公司的重要性。今天，知識工程已經(jīng)被認為是一種文檔化、結(jié)構(gòu)化的建?；顒?。

基于CommonKADS方法實現(xiàn)了知識工程從理論到應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，強調(diào)知識的動態(tài)屬性，明確提出了關(guān)鍵決策性知識是知識獲取的對象，把知識看作是具有良好結(jié)構(gòu)的函數(shù)模型，可以根據(jù)知識的穩(wěn)定和通用的種類、模式和結(jié)構(gòu)來進行明確的分析。在工程方法上，CommonKADS提出了知識獲取的工程技術(shù)路線和一套組織與任務(wù)分析工具，從識別組織的問題和機會入手，研究其解決方案及其可行性，以任務(wù)相關(guān)的知識的獲取對象獲取關(guān)鍵決策知識，為組織應(yīng)對變化提供了實用有效的知識系統(tǒng)需求分析模型，從而幫助組織確認知識資產(chǎn)在組織流程中的價值，幫助組織快速、正確地導(dǎo)入知識系統(tǒng)，以減少人力、時間、資源的浪費。

1.1 知識資產(chǎn)分析過程

利用CommonKADS方法分析企業(yè)知識系統(tǒng)的過程，首先是建立三類模型，即組織模型、任務(wù)模型和主體模型。在此基礎(chǔ)上分析關(guān)鍵任務(wù)，建立知識模型，明確提出主要的知識推理過程和內(nèi)容。

知識資產(chǎn)分析的第一階段，是建立組織模型和任務(wù)模型，這是整個知識系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)，這個階段的建模步驟及模型作用關(guān)系如圖1所示。

（1）組織模型

OM-1 是從訪談、頭腦激蕩和會議所洞察以及與經(jīng)理人討論的方式，簡略描述企業(yè)的組織脈絡(luò)、營運理念、目標、實施策略和外在因素等，并列出所察覺的問題癥結(jié)與改善之機會狀況并對已察覺到的問題與機會，列出可能的解決方式；

OM-2 是針對OM-1 所描述的問題與機會，進一步分析出問題癥結(jié)點在企業(yè)組織內(nèi)相關(guān)部門結(jié)構(gòu)、程序、人員、資源、知識、文化和權(quán)力等六大方面的影響；

OM-3 是依OM-2 的工作流程，分別展開每一個流程內(nèi)的工作，并分解工作所運用到的知識資產(chǎn)，再加以評估該知識的重要性；

OM-4是在OM-2 的知識資產(chǎn)下，描述出問題癥結(jié)點所運用的知識資產(chǎn)，評斷其是否正確，以作為未來改善之依據(jù)；

OM-5 是針對OM-1 提出的可能解決方式，分別對商業(yè)投資風險、成本和利益、信息科技的支持性、項目等方面進行可行性評估。

（2）任務(wù)模型

任務(wù)模型的建立，主要是明確人們意識中“任務(wù)”和組織意義上的“任務(wù)”的關(guān)系，使二者在模型中建立聯(lián)系。

任務(wù)模型是商業(yè)流程的分解。主要描述了工作的目標、資源輸入和輸出、商業(yè)邏輯的處理方式，也是分析程序資本的重要步驟。此模型又使用工作表TM-1與工作表TM-2來進行工作模型所必需完成各項要件之分析，TM-1是針對OM-3的每一工作流程，在依照工作模型所構(gòu)成要素加以細分，而TM-2則是描述TM -1所列出的知識項目。

（3）主體模型

組織模型、任務(wù)模型分別是針對企業(yè)問題癥結(jié)點加以描述，而主體模型的AM-1工作表，是描述工作下的每一執(zhí)行者所屬部門、負責事項和信息之間的傳遞、會運用到的知識資產(chǎn)及應(yīng)具備什么特殊才能來處理某種特殊工作、責任歸屬等項目。

1.2 知識模型(Knowledge Model)的構(gòu)成

一個知識模型由三個知識范疇構(gòu)成。第一個范疇稱為領(lǐng)域知識。這個范疇詳細說明特定領(lǐng)域知識應(yīng)用中需要的信息類型。一個領(lǐng)域知識的描述在某種程度上類似于軟件工程中的“數(shù)據(jù)模型”或“對象模型”。第二個范疇包含推理知識。推理知識描述了使用領(lǐng)域知識的基本推理步驟—相當于推理機構(gòu)件。第三個范疇是任務(wù)知識。任務(wù)知識描述一個應(yīng)用所要達到的目標是什么。如何分解任務(wù)和推理來實現(xiàn)這些目標，知識系統(tǒng)內(nèi)的知識結(jié)構(gòu)分布在這三個范疇中，其關(guān)系見圖2。

圖1 任務(wù)和組織分析步驟，組織模型-任務(wù)模型-主體模型三者的關(guān)系框架

圖2 知識模型（生產(chǎn)過程）

2 CommonKADS方法應(yīng)用及知識模型建模研究

本文選擇了農(nóng)業(yè)生物工程領(lǐng)域中的種苗快繁生產(chǎn)過程為應(yīng)用對象。

根據(jù)上述CommonKADS知識工程方法，在經(jīng)過對某農(nóng)業(yè)企業(yè)的分析之后，建立了組織模型、任務(wù)模型和主體模型。在此基礎(chǔ)上，分析了有關(guān)知識資產(chǎn)情況，找到了種苗生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)決策環(huán)節(jié)和有關(guān)的知識推理結(jié)構(gòu)。現(xiàn)以其中的某些環(huán)節(jié)推理情況說明CommonKADS方法在知識模型建模方面的應(yīng)用。

2.1 知識模型的建立

知識模型的核心是第二范疇的推理知識及推理過程?；谝陨蠈τ谀称髽I(yè)組織及其任務(wù)的描述與總結(jié)，就試管苗移栽任務(wù)中所要進行的煉苗過程中的領(lǐng)域知識、推理知識和任務(wù)知識構(gòu)造出以下知識推理模型。

圖3 煉苗工藝過程決策的推理知識樹（某知識片斷）

2.2 推理結(jié)構(gòu)模型

煉苗失敗的推理中存在著不同的知識角色。動態(tài)角色—運行時的推理輸入和輸出。每一個推理的調(diào)用都有不同的動態(tài)角色實例；靜態(tài)角色—相對穩(wěn)定，它指定了用于推理的領(lǐng)域知識集合。

圖4 煉苗生產(chǎn)過程技術(shù)決策知識推理結(jié)構(gòu)圖

上圖的推理結(jié)構(gòu)模型描述了推理如何通過知識角色的中介途徑綁定到領(lǐng)域知識類型。同時，我們也看到CommonKADS的結(jié)構(gòu)化方法能夠使知識推理-領(lǐng)域映射去耦，這為知識庫和推理機軟件設(shè)計提供了功能-數(shù)據(jù)去耦方法——即：知識推理也能夠像軟件工程的數(shù)據(jù)流圖那樣，用知識角色構(gòu)筑知識庫體系結(jié)構(gòu)，用推理功能和傳遞函數(shù)設(shè)計推理機軟件體系結(jié)構(gòu)。