协同设计工作流与知识库集成系统的研究

师 磊

(华北电力设计院有限公司，北京 100120)

1 概述

互联网的发展使得我们的工作方式发生了巨大的变化，组织机构的庞大，工作方式的多样化，使得企业需要一种更高效的“业务协作”系统，来提高整体团队的工作能力。在工程设计企业中伴随着业务流程的推进将产生出工程图纸、原始资料、规范书、设备文档、变更文档等一系列资料，其重要性不言而喻。通过信息技术可将资料进行有效的归纳与提炼，为企业提供搜索、获取和组织真正有价值信息与知识的平台。企业知识收集、共享、复用的过程与企业实际的工作业务协同流程是息息相关的，协同设计工作流系统可以为知识库提供实际层面的支持，它是一种基于工作流引擎的协同工作平台，确保企业各个业务部门、设计资料、设计工具一体化地协同工作。

2 系统业务功能分析

2.1 整体系统业务流程分析

电力设计企业的设计工作是以项目为导向进行的。从项目任务的制定到分配，从单个任务的设计到协同办公，最后形成设计成品归档到知识库中。整体业务流程见图1。

图1 整体业务流程图

电力设计项目的执行流程应该是标准化、规范化的，就如同工厂车间流水化作业一样，任务明确、工序清晰。工作流是贯彻整个系统的基础，是知识库获取知识的途径。在图1的业务流程图中的“选择执行的具体协同工作流”是指根据图纸具体所处的任务阶段(初设阶段、施工图阶段等)，来选择其所需执行的流程业务，例如：在初步设计阶段设计人员设计好一张图纸，需要将此图纸发布，则需选择图纸的“设校审批流程”，经过审核后才能执行发布。在施工图制作阶段，专业设计人员选择“提资流程”将其分发到其他专业科室。

2.2 知识库管理

设计企业的知识资源最主要的是图纸资源，而图纸资源不能像一般结构化数据资源可以很方便的进行数据整合和挖掘，所以在设计企业中如何对知识资源进行有效的组织是一个关键的问题。

知识库存储结构是协同设计工作流与知识库集成系统的重要基础，知识库中是以项目为单位进行划分的，在具体项目中又是以项目阶段(招标、初设、施工、竣工)再划分，每个阶段中按照不同专业进行区分，再往下则是按照专业卷、册进行设置，册下是具体的设计图纸单元。

图纸类型信息不同于其他一般结构化数据，需要通过元数据的形式进行描述，元数据是描述数据的数据，将图纸等信息进行具体化描述，其中包括图纸基本信息、图纸版本信息、图纸项目属性信息、图纸专业属性信息、图纸关键字属性等。以上信息存储在关系型数据库表中，而实际文档则存储在BLOB字段中或者存储在内容服务器(Content Server)中。

文档中的元数据的属性信息是知识库进行查询搜索的基础信息，单一的文档是无法进行多维度的查询的。在本系统中我们对每个项目中各个层级的文件夹中设置基本的属性元素，此属性值标志着在这个文件夹中内容的特性，当我们在某层文件夹中上传图纸文件，则该图纸的元数据中将继承此文件夹及此文件夹以上所有层级文件夹中的相关属性信息。例如脱硫EPC项目中的《吸收塔安装图》中将继承第一层(项目)中的属性：脱硫、300 W机组容量、EPC等属性，继承第二层(设计阶段)中的属性：初设。继承第三层(专业)中的属性：工艺。同时拥有自身的关键字属性：吸收塔、安装、加药系统等。此时对于查询系统来说，便可以通过多种维度来对此张图纸进行搜索、分类和归纳，将知识进行价值提升。

2.3 属性分类查询

设计环节中如何让设计人员快速的获取相关设计辅助资料是提升工作效率的关键，于是在工作流程节点中集成属性分类查询工具。

2.3.1 功能描述

工作流节点主要是设计人员具体工作的区域，在此区域主要是用来执行具体设计任务。根据上节所述的图纸数据存储结构，我们可以很便捷地获取图纸所处的项目类型、项目阶段、专业等属性在数据建立之初一并存储在图纸数据对象中，这样在工作流环节中我们就可直接使用属性分类查找：按项目、阶段、编号、关键词等进行多维度的查询，将相关知识资源反馈到工作流节点中指导设计人员进行设计，体现了工作流与知识库的集成概念。

2.3.2 功能原理

属性分类查询工作原理主要是将查询界面中的查询属性及其值传递给特定类方法经过解析组合形成DQL数据查询语句，并传递给Documentum Foundation services服务，通过服务对数据库进行比对，将符合条件的图纸信息抽取出来传递回搜索页面。

2.3.3 功能目标

(1)实现知识资源的共享。

(2)实现知识资源的多维度查询。

(3)实现历史知识的复用。

(4)实现图纸知识资源的方便可查询。

2.4 工作流节点用户视图

用户视图就是在所处的环节点获取到相关且准确的知识信息，并将此类信息集中展现给设计者。属性分类查询是知识的被动查找，而用户视图则是知识的主动推送。

2.4.1 功能描述

图纸属性信息包括：项目类型、项目阶段、专业、文档类型等，流程环节是指此环节具体所做的工作内容，例如：计算书的编写、设计图纸、审核、校核、招标书编写等。根据任务自身所处的项目类型、项目阶段、项目专业、流程环节关键字等信息与知识库进行集成，从中挖掘相关数据信息直接推送到当前工作流节点中，指导其进行设计工作，体现了工作流与知识库的集成概念。

2.4.2 功能原理

用户视图的意义在于合适的时间推送准确需要的信息，例如：流程开始上传一份脱硫项目施工图阶段的工艺图纸，并且实际执行到审核环节，此审核人最需要的文档资料就是脱硫项目施工图阶段的工艺图纸的审核信息，可能从别人的审核意见中发掘审核的技巧和方法，从而指导其完成当前任务。

2.4.3 功能目标

(1)实现知识资源在适当的节点推送适当的信息。

(2)实现将准确的知识资源推送给设计人员。

(3)实现知识资源对设计人员的指导。

(4)实现知识结构关联性查询。

2.5 设计过程版本管理

在工作流协同过程中，设计者往往是被动的接受设计链条中上游传递下来的任务，由于设计缺乏沟通，对于上一环节的图纸设计意图了解不清，往往会产生设计错误和歧义。为此建立设计过程版本记录和设计过程注释功能。

2.4.4 功能描述

图纸过程版本管理是区别内容管理体现知识库管理的重要标志，在设计过程中隐性的过程知识往往是设计思路的体现、进行创新的关键。设计是个逐步完善的过程，其中会有很多调整和中间版本，它体现了整体的设计过程，系统要求设计人员上传过程版本并对每个版本进行注释，表明此次调整的意图、原因、对其它设计的影响。这样在后续相关设计人员进行关联部件设计的时候就可提取过程版本资料进行参考。

2.4.5 功能原理

对于局部小调整我们在版本号中体现为小号的调整，对于重大设计变更或者对其他部件有较大影响的调整定位于大版本号的改变。

2.4.6 功能目标

(1)将知识管理中重要的过程资源进行管理。

(2)设计人员通过对上游设计过程资料的获取，了解其设计意图。

(3)通过对过程资料的收集，获取隐性设计知识。

(4)方便历史资料的查询，可快速定位设计问题，做到可追溯。

3 系统集成框架总体设计

3.1 工作流管理与知识库集成的切合点

知识管理包括5个方面的内容：

知识选取、知识收集、知识审核、知识归档、知识共享。

要实现知识库与工作流程的结合，关键是知识管理5方面的内容在流程横向运转的过程中找到有效的切合点，见图2。

图2 工作流与知识库集成切合点示意

(1)设计人员获取具体设计任务。

(2) 设计人员上传文档资料和资料的过程版本。

(3) 根据实际任务选择文件需走的流程(设校审批流程)。

(4) 流程结束文件归档。。

(5) 根据实际任务选择文件需走的流程(提资流程)。

(6) 设计人员根据属性查询已有知识。

(7) 推送到设计人员相关准确的知识。

(8) 过程知识资料传递给设计人员。

3.2 系统集成体系框架

协同设计工作流与知识库集成的框架，见图3。

在工作流程环节中设计人员利用“属性分类查询”工具进行知识收集，进而指导设计人员进行设计；同时设计人员根据工作流程节点的不同(设计、校核、审核等)形成特定“用户视图”，将知识库中相关联的知识主动推送到设计人员，辅助其工作；设计过程中可对图纸过程版本进行查阅，并可根据注释和修改说明对其设计意图和设计过程有个全面的了解；

协同工作流：在协同设计中存在多种协同流程，例如设校审批、各专业提资、变更流程等，这些流程实际是知识收集(图纸、资料)的一个过程。参与流程中有不同专业的人员，所以也是打破部门、地域边界的协同办公过程，同时也是知识参与审核保证知识库资源质量的验证过程。

图3 工作流与知识库集成示意图

知识库：知识库是是图纸、规范、设计标准、原始资料等信息的归档，是知识共享和传递的基础，是支持工作流程执行的资源库，是提升知识价值的方法。

图3以设校审批流程为例说明了属性分类查询、工作流用户视图和过程版本管理与工作流进行集成整合的方式，以及它们与知识库之间的数据交互过程。

4 结语

提高工作效和积累挖掘知识价值已经成为每个企业必须面对和解决的问题，随之而来的就是协同设计工作流与知识库集成系统在设计行业中的广泛实施和应用，因此，如何规划建立一个协同设计与知识库相互支持，相互补充良性循环的集成平台是电力设计企业未来研究的一个重点。

[1]李海龙．基于Documentum和SharePoint的内容管理系统研究与开发[M]．西安电子科技大学，2010．

[2]钱亚东．支持协同设计的知识管理研究[J]．浙江：浙江大学学报，2005．

[3]钱亚东，顾新建．隐性知识管理及基于网络的交流平台[M]．北京：科研管理，2005．

[4]王旭．基于Documentum的电子文档系统的开发和应用[D]．南开大学硕士论文，2009．