0 引言

　　目前。汽車(chē)產(chǎn)品的復(fù)雜性與多樣性日益增加，單獨(dú)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)不能滿足汽車(chē)產(chǎn)品的研發(fā)。為了避免冗長(zhǎng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、高額的開(kāi)發(fā)成本及質(zhì)量問(wèn)題，合作與多學(xué)科設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。汽車(chē)是一種知識(shí)密集型產(chǎn)品.其開(kāi)發(fā)環(huán)境需要一個(gè)計(jì)算機(jī)集成框架即PLM系統(tǒng)。有效地獲取、處理、分發(fā)、檢索及重復(fù)利用產(chǎn)品知識(shí)，解決信息孤島，從而提高工作效率、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，最終贏得市場(chǎng)。

　　1 PLM與知識(shí)管理

　　CAX(CAD、CAPP、CAE、CAM等技術(shù))給汽車(chē)企業(yè)帶來(lái)了全新的設(shè)計(jì)手段，極大地提高了工程設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝編制、質(zhì)量仿真、數(shù)控編程和測(cè)試分析等領(lǐng)域的工作效率和質(zhì)量。同時(shí)，大量的電子數(shù)據(jù)文件又給汽車(chē)企業(yè)的管理工作帶來(lái)前所未有的困難。如果將電子文件打印成紙質(zhì)文檔。采用傳統(tǒng)的資料管理模式.很快就遇到了電子文檔和紙質(zhì)文檔不一致的矛盾;如果直接采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù).用傳統(tǒng)的理念管理電子文檔，首當(dāng)其沖的困難就是版本不一致。因此，PDM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。首先主要是解決大量電子數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理問(wèn)題。提供電子倉(cāng)庫(kù)的作用，使設(shè)計(jì)工程師能夠快速、容易地獲取設(shè)計(jì)過(guò)程中的有效數(shù)據(jù);其次出現(xiàn)了第二代PDM產(chǎn)品。新增更改管理、文檔管理、工作流管理和項(xiàng)目管理等功能.同時(shí)軟件的集成能力和開(kāi)放程度也有較大的提高。

　　盡管PDM技術(shù)在汽車(chē)工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域卓有成效。但在汽車(chē)企業(yè)的銷售、市場(chǎng)、供應(yīng)鏈管理等非工程領(lǐng)域卻無(wú)能為力。特別是目前汽車(chē)制造企業(yè)在其它階段廣泛應(yīng)用ERP、SCM、CRM等信息化技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化流程、改善管理體系、提高生產(chǎn)效率。ERP、SCM、CRM技術(shù)都是在汽車(chē)產(chǎn)品生命周期中每一個(gè)具體的階段起作用，如ERP主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)，SCM對(duì)供應(yīng)的有效管理，CRM在銷售和售后環(huán)節(jié)的重要作用，都是通過(guò)產(chǎn)品信息來(lái)相互聯(lián)系的。而PDM不能給ERP/SCM/CRM提供一個(gè)共享的信息平臺(tái)，給汽車(chē)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)很大困難，PLM的概念也由此產(chǎn)生。

　　產(chǎn)品生命周期管理PLM自20世紀(jì)末提出以來(lái)。便迅速成為汽車(chē)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。PLM結(jié)合電子商務(wù)技術(shù)與協(xié)同技術(shù).將產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程與SCM、CRM、ERP等系統(tǒng)進(jìn)行集成，將孤島式流程管理轉(zhuǎn)變?yōu)榧苫囊惑w管理，實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品維護(hù)到管理信息的全面數(shù)字化.實(shí)現(xiàn)企業(yè)知識(shí)價(jià)值的提升與知識(shí)共享管理、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，從而全面提升企業(yè)生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品生命周期管理的成本，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　PLM旨在為產(chǎn)品及其相關(guān)信息的產(chǎn)生、組織及分發(fā)提供一個(gè)共享平臺(tái)。PLM管理的范圍超越PDM的工程領(lǐng)域.擴(kuò)展到市場(chǎng)、生產(chǎn)、銷售及售后等全生命周期，同時(shí)將與產(chǎn)品各階段的工作人員也聯(lián)系起來(lái)。其功能包括生命周期中產(chǎn)品信息的產(chǎn)生、管理控制等。由此可以看出。PLM其實(shí)就是一個(gè)知識(shí)管理的過(guò)程。PLM的核心部分就是獲取產(chǎn)品全生命周期中產(chǎn)生的所有知識(shí)并對(duì)其進(jìn)行整理分類、管理控制及重復(fù)利用。

　　2 PLM的知識(shí)管理模型的內(nèi)涵

　　2.1 PLM的知識(shí)管理模型

　　汽車(chē)產(chǎn)品生命周期全過(guò)程大概可以分五個(gè)階段：總體規(guī)劃、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝準(zhǔn)備、生產(chǎn)制造及維護(hù)支持。每個(gè)過(guò)程都有其特定的數(shù)據(jù)信息，如圖1所示。知識(shí)在當(dāng)今的信息時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)中尤為重要。適當(dāng)權(quán)衡知識(shí).準(zhǔn)確理解知識(shí)是很有必要的。數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)是三個(gè)相互交叉的概念.盡管很難給三者劃一個(gè)明顯的界限，它們還是有些細(xì)微的區(qū)別：數(shù)據(jù)是無(wú)序且不被處理的;信息是經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)集成，能使決策更加容易;知識(shí)則是有序化的信息，能用來(lái)解決問(wèn)題，數(shù)據(jù)和信息較之知識(shí)更易于存儲(chǔ)和控制。因此，對(duì)有組織的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)管理很具有挑戰(zhàn)性的。研究表明，在企業(yè)中僅僅4%的組織化知識(shí)被利用，剩下的96%則存在人腦中。被利用的知識(shí)盡管數(shù)量少，但是容易獲取和挖掘，便于領(lǐng)導(dǎo)做出決策。在企業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。知識(shí)管理最重要的作用就是挖掘有用知識(shí)并使其外化。為企業(yè)決策所用。

　　圖1 產(chǎn)品生命周期各階段數(shù)據(jù)信息

　　知識(shí)管理是指對(duì)知識(shí)的收集、分發(fā)和利用過(guò)程的管理，產(chǎn)品生命周期的知識(shí)管理是指對(duì)在產(chǎn)品生命周期各階段產(chǎn)生的知識(shí)進(jìn)行管理閉。基于PLM的知識(shí)管理模型如圖2所示。它是一個(gè)基于PLM的知識(shí)管理模型：即ASK&TELL模型。PLM的各個(gè)階段與PLM的知識(shí)庫(kù)相互作用。PLM的知識(shí)庫(kù)不僅僅是個(gè)物理的中心存儲(chǔ)庫(kù)。PLM各階段的知識(shí)可以添加到PLM知識(shí)庫(kù)里。遇到問(wèn)題時(shí)工作人員可以通過(guò)檢索(ASK)PLM知識(shí)庫(kù)，知識(shí)庫(kù)會(huì)給出答案(TELL)。機(jī)器產(chǎn)生的知識(shí)及員工所用的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)都被存儲(chǔ)在知識(shí)庫(kù)中，通過(guò)整理后被挖掘利用。知識(shí)利用者通過(guò)知識(shí)庫(kù)中的有序知識(shí)進(jìn)行配置、更改、文檔管理等等，支持決策、指導(dǎo)生產(chǎn)。

　　圖2 基于PLM的知識(shí)管理模型

　　2.2 PLM知識(shí)管理系統(tǒng)主要研究問(wèn)題

　　面向汽車(chē)企業(yè)的PLM知識(shí)管理系統(tǒng)是將課本專業(yè)知識(shí)及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)等顯性和隱性知識(shí)以計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的形式加以概括和表現(xiàn)。此系統(tǒng)選取Microsoft Windows作為操作系統(tǒng)，Visual C++作為開(kāi)發(fā)工具。Visual C++與Microsoft Windows之間的兼容性最好。Visual C++開(kāi)發(fā)系統(tǒng)不僅可以完成各種各樣的應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。從底層軟件直到上層直接面向用戶的軟件，而且Visual C++強(qiáng)大的調(diào)試功能也為大型復(fù)雜軟件的開(kāi)發(fā)提供了有效的排錯(cuò)手段。知識(shí)表示、知識(shí)利用和知識(shí)獲取是知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

　　(1)知識(shí)表示：知識(shí)采用什么形式表示，使計(jì)算機(jī)能對(duì)之進(jìn)行處理。并以一種人類能理解的方式將處理結(jié)果告知人們。這是知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)首先要解決的關(guān)鍵。知識(shí)表示必須使人容易理解，即知識(shí)表示具有層次化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化。統(tǒng)稱為知識(shí)的結(jié)構(gòu)化。在面向?qū)ο蟮淖R(shí)庫(kù)中，知識(shí)類型包括事實(shí)、規(guī)則和過(guò)程知識(shí)三種：①事實(shí)知識(shí)表示;②規(guī)則知識(shí)表示;③過(guò)程知識(shí)表示。

　　(2)知識(shí)獲取：知識(shí)獲取是指從知識(shí)源獲得知識(shí)來(lái)建造知識(shí)庫(kù)的工作。知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)有兩個(gè)來(lái)源，一個(gè)是原始知識(shí).由外界直接進(jìn)入知識(shí)庫(kù);另一個(gè)是中間知識(shí)(再生知識(shí))，是由推理機(jī)構(gòu)生成后追加入知識(shí)庫(kù)。

　　(3)事實(shí)知識(shí)獲取：在面向?qū)ο笾R(shí)庫(kù)，事實(shí)知識(shí)可以通過(guò)人機(jī)交互、特性繼承和規(guī)則推理三種方法獲得。人機(jī)交互調(diào)用在對(duì)象類的ask過(guò)程中直接從用戶那兒獲取領(lǐng)域知識(shí)作為實(shí)例特性值。特性繼承是從超類中獲取特性值作為實(shí)例特性值。規(guī)則推理是根據(jù)現(xiàn)有條件，調(diào)用在對(duì)象類中的規(guī)則集進(jìn)行推理。把推理結(jié)果作為實(shí)例知識(shí)的特性值。三種知識(shí)獲取方法采用在相應(yīng)的特性值位置上記述“ask”、“inherit”、“deduce”等過(guò)程名來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其邏輯算法框圖如圖3所示。

　　圖3 事實(shí)知識(shí)獲取過(guò)程的邏輯算法框圖

　　(4)規(guī)則知識(shí)的獲?。阂?guī)則知識(shí)來(lái)源于專家的時(shí)間經(jīng)驗(yàn)和書(shū)本知識(shí)。在應(yīng)用時(shí)首先將經(jīng)驗(yàn)知識(shí)整理成斷言形式，然后再?gòu)臄嘌宰兂梢?guī)則。如上文規(guī)則集表示知識(shí)的前提是要把經(jīng)驗(yàn)知識(shí)整理出斷言“進(jìn)氣歧管漏氣使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難”、“噴油器異常則燃油消耗大”、“輸油泵異常則發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足”。

　　(5)知識(shí)利用：知識(shí)利用是指利用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行處理，從而得出結(jié)論的過(guò)程。推理所設(shè)計(jì)的問(wèn)題有：知識(shí)庫(kù)的搜索、目標(biāo)的控制、模式匹配的方法，推理的策略，以及對(duì)不確定性知識(shí)的評(píng)價(jià)等。知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)在解決問(wèn)題時(shí)并非只給出結(jié)論，還應(yīng)該能夠提供有關(guān)如何得出該結(jié)論的根據(jù)說(shuō)明，以及與該結(jié)論關(guān)聯(lián)的建議等。

　　3 案例運(yùn)行

　　下面以制動(dòng)踏板行程知識(shí)庫(kù)為例簡(jiǎn)單介紹其運(yùn)行情況。影響制動(dòng)踏板行程的因素有制動(dòng)主缸行程、制動(dòng)助力器剛性、制動(dòng)助力器和制動(dòng)主缸的間隙、制動(dòng)踏板剛性及制動(dòng)踏板的觸地行程等。圖4為踏板行程數(shù)據(jù)錄入框。當(dāng)用戶在主缸類型中選擇了短型(或普通型)，那么對(duì)應(yīng)程序中會(huì)利用分支選擇結(jié)構(gòu)選擇不同的公式來(lái)計(jì)算。輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，點(diǎn)擊踏板行程知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)界面的“制動(dòng)行程表格”按鈕即可輸出表格。

　　圖4 踏板行程數(shù)據(jù)錄入框

　　4 結(jié)論

　　全球化使協(xié)作成為汽車(chē)企業(yè)的一種必然趨勢(shì)，PLM技術(shù)是一種通過(guò)知識(shí)管理將人、信息和過(guò)程聯(lián)結(jié)在一起的企業(yè)戰(zhàn)略途徑。汽車(chē)企業(yè)的知識(shí)管理能力表明了該企業(yè)的合作與運(yùn)營(yíng)能力，同事也間接地反映其成敗。動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生、獲取、整理及共享知識(shí)是PLM知識(shí)管理的表現(xiàn)因素，也是其研究的主要問(wèn)題。本文從知識(shí)管理的角度研究PLM，PLM通過(guò)知識(shí)管理將汽車(chē)產(chǎn)品生命周期各階段的數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)整合起來(lái)，為汽車(chē)企業(yè)提供一個(gè)知識(shí)共享的開(kāi)放式環(huán)境。

（轉(zhuǎn)載）