对产品快速设计知识管理框架的研究
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摘要：针对设计知识管理的内涵，立足于知识管理基础理论，提出了产品设计知识管理技术框架，包括平台层、狭义知识管理层、工具层和应用层等四个层次。
中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)04-10901-02
1 引言
随着信息技术的迅猛发展和各种先进制造理念的产生，制造业正在迅速地向并行化、分布式、数字化和智能化制造方式转化，企业已由传统的小而全的企业逐步向分散的企业联盟发展，设计和制造的知识不再存在于原有的一家企业，而是由多个联盟企业分享。因此如何有效地管理分布在各个联盟企业中已有的设计知识和准确地分析并提取外界的有用信息，是提高产品设计速度的关键。不注意知识积累而导致知识资源的流失，已经成为困扰企业发展的问题，设计知识管理已成为企业关心的核心内容所在。
2 知识管理基础理论
2.1 数据、信息和知识的概念关系辨析
有关知识的定义以及数据、信息和知识之间的区别，已有很多学者从不同的侧面进行了研究。
1998年，世界银行的《知识促进发展》一文对数据、信息和知识之间的区别进行了阐述，指出：“数据是未经处理的数字、词语、声音、图像等；信息是有意义的，以某种形式加以排列和处理；而知识是有价值的信息，是能用于生产的信息。”
学者Harris认为“数据是己知知识的最低层次，数据本身没有任何意义，它必须被分类、聚集、分析和解释。数据经过处理后就变成信息，而信息有具体的主旨和目的，否则信息也没有意义。当信息和事件的来龙去脉相互结合以及经验相结合，这才变成了知识。”
Leonard-Barton认为“知识和信息细微的区别意味着前者在企业环境中包含了相关的建立在经验基础上的可以诉诸行动的信息。知识在量上远远超过信息。当人们将信息运用到某一特定的工作中时，信息就转化成知识。信息只是知识的组成部分，并非知识的全部。”
以上所示的数据、信息和知识之间的金字塔形的关系，底层是数据，最上面是知识。数据：是反映事物运动状态的一种非物质材料。信息：是己经排列成有意义的数据。知识：表示信息的应用，而信息是知识的基石。知识必须是经过加工提炼，将很多信息材料的内在联系进行综合分析而得出的系统结论。
2.2 知识分类
2.2.1 隐性知识和显性知识：从认知论和认知心理学的角度来看，波兰尼在1966年将知识划分为隐性知识和显性知识，为认识知识以及知识活动提供了基础。
所谓显性知识，是指可以表达的、有物质载体、可确知的知识。典型的显性知识主要指以专利、发明、科学发现和特殊技术等形式存在的知识，存在于书本、计算机数据库中。
所谓隐性知识，是指不易用言语表达，传播困难，不易被人所认识，不易被其他人所理解和掌握的知识。如产品设计经验类知识等个人或者组织经过长期积累而拥有的知识。
显性知识和隐性知识的划分是知识管理理论对人类知识认识的深化。它研究了人们隐含在头脑中的经验、体会、直觉、诀窍等知识的价值与转化、学习的规律，揭示出隐性知识是当今世界上个人、组织、乃至国家竞争和成功的关键。企业能否充分挖掘隐性知识就成为企业成功的关键。知识管理理论特别强调通过隐性知识显性化与编码化、协作学习和工作、头脑风暴、知识共享等多种方法使每一个组织成员的隐性知识汇集为组织的知识资本，以转化为组织的生产力。
2.2.2 OECD的知识分类
根据世界经济合作与发展组织（OECD）的报告，知识可以分为四类如下：
前两类知识属于显性知识，它们通常以数据库、技术文档等形式存在；而后两类知识属于隐性知识，它们储存于人们的脑海中，与员工的个人能力息息相关，是个人经验的一种体现。如前所述，知识管理的难点和重点就在于对构成企业核心能力的隐性知识进行开发，实现知识共享，将潜藏的隐性知识转化为企业的现实生产力，实现其价值。
2.3 知识的转化过程
知识是隐性知识和显性知识的统一体，这两种知识是不能完全地分开而独立存在的，它们之间存在相互作用并且不断地交替变换，这种作用是知识产生的源泉。从认识论角度考察知识有四种转化过程：即社会化、外在化、综合化、内在化。
社会化：是从隐性知识中获得隐性知识。这种形式主要是特定的个人或团队以共享经验的方式传授或者创造知识，通过讨论、交流、体验、观察、模仿等感性体验来共享和变换知识。
外在化：从隐性知识中获得显性知识。是对隐性知识的清楚表述，并将其转化成别人容易理解的形式，这个过程依赖于类比、隐喻、演绎、推理和假设，倾听和对话是推动隐性知识向显性知识转化的重要工具。由于显性知识可以借助通讯、网络、出版物等先进技术和媒介进行传播，因此将隐性知识显性化是促进隐性知识大量传播的关键性步骤。
综合化：从显性知识中获得显性知识。在这个过程中，个人和团队将各种零碎的显性知识加以综合并创造出新知识。利用文件、数据库、计算机等工具对零碎的显性知识进行知识创造就是一个综合化过程，这是一个利用个人的总结、归纳、提炼、整合等思维能力，对现有显性知识进行组合、使显性知识系统化并创作出新知识的过程。
内在化：从显性知识获得隐性知识，将通过社会化、外在化和综合化过程得到的显性知识转化为只能意会不可言传的隐性知识。通过内在化过程，能够产生操作性知识。内在化意味着经过前面三个过程产生的新的显性知识（组织知识）又转化为组织中其他成员的隐性知识（个人知识）。组织成员接收了这些新知识之后，可以将其运用到工作中去，并创造出新的隐性知识。
可见，企业知识的四种转化过程是一个不断螺旋上升的连续过程和统一整体。
2.4 知识管理的定义
知识管理并不是全新的概念，但由于学术界对知识管理理论研究的重点不同，角度不同，因而对其内涵也有不同理解。著名学者黄顺基在《走向知识经济时代》中认为：“知识管理是对知识进行管理和运用知识进行管理的学问”。乌家培教授在谈到知识管理时说：知识管理是信息管理的延伸与发展,经历了文献管理、计算机管理、信息资源管理、竞争性情报管理，到知识管理。知识管理同信息管理以往各阶段不一样，要求把信息与信息、信息与活动、信息与人连结起来，在人际交流的互动过程中，通过信息与知识（除显性知识外还包括隐性知识）的共享，运用群体的智慧进行创新，以赢得竞争优势。 此外，著名的安达信咨询公司（Andersen Consulting Group）也给出了知识管理定义：KM=(P＋k)S，其中KM（Knowledge Management，KM）表示知识管理，P表示员工（People），K表示知识（Knowledge），S表示共享（Share），＋表示技术。该公式形式化的表示了知识管理包括知识共享、知识应用、信息技术，有助于构建知识管理系统。
不管定义上如何的纷繁多变，从这些不同的概念中可以看出，对于知识管理主要有两个方面的理解：强调对知识的管理，即对知识的收集、整理、存储、传播和应用过程的领导、控制、指挥、协调的管理活动；强调对知识的创新活动的管理，即如何利用原有的知识开发创造新的、有价值的知识，并将之投入市场获得经济回报。
本文中将知识管理的定义为：知识管理就是对一个企业集体的知识与技能的捕获，然后将这些知识与技能分布到能够帮助企业实现最大产出的任何地方的过程；是将组织可以得到的各种来源的信息转化为知识，并将知识与人联系起来的过程；是对知识进行正式的管理，以便于知识的产生、获取和重新利用的过程。知识管理的目标就是力图将最恰当的知识在最恰当的时间传递给最恰当的人，以便使他们能够做出最好的决策。
2.5 知识管理的分类方法
2.5.1 Rose Dieng从创建组织记忆的角度将知识过程分为六个基本阶段，每个阶段有相应的技术提供支撑。
如需求分析阶段需要通过分析业务过程来确定业务过程中所用的知识，企业建模、流程重组技术等就成为该阶段的技术支撑；组织记忆建立知识生产的关键阶段，需要将不同来源的知识分类、整理、提炼并加以存储，将分散知识提升为组织记忆。知识工程技术、实例推理技术、Agent技术等提供了组织记忆建立阶段的技术支撑，其他如知识分发需要知识服务器技术，知识使用需要信息检索、群件技术等。
2.5.2 技术成熟度分类法：技术成熟度分类法主要考虑两个维度，一是技术成熟度的高低，另一是技术聚焦点的变化，这样就得到了知识管理技术的成熟度矩阵，它既能使我们认清当前的技术状况，又可以使我们看到技术的未来发展。
从中可以看出，知识管理技术将越来越从知识存储和检索层次的应用向促进知识共享和智能技术利用方向发展。而在这演变路径的每一个阶段，都有着成熟度高低不同的技术。如在存储和检索方面，文档管理、数据库管理已经得到很成熟的应用，而信息请求、搜索引擎则需要进一步的发展；在知识发送方面，Email、工作流基本上已经是成熟技术，而Netcasting以及P2P技术等则还有待成熟。
3 产品设计知识管理技术框架
3.1 支持产品快速设计目前存在的问题
目前，多数企业产品设计开发中不能充分利用已有的设计知
识，其主要原因在于对设计知识管理和运用不当，没有充分利用相关的设计知识。在企业实施设计知识管理，支持产品快速设计必须解决如下目前存在的问题：缺乏可支持基于知识的产品快速设计的系统化的理论；由于开发一个产品需要不同专业背景的人员参入，其各自的观点和处理问题的方法各有不同，因此往往对同一个产品缺乏共同理解；由于设计人员的变动，在设计过程中形成的技术诀窍不能正确完整地传递，而由于对已有的设计知识了解不透彻，因而导致设计错误的重复；目前的工程图纸和商用CAD系统仅仅记录了设计的结果而不是设计的过程，而且CAD系统通常只支持设计的详细阶段，取代图板以表达设计的最终结果，由于它丢失了大量设计意图和设计过程信息，给产品设计信息的重用带来了困难。
3.2 支持产品快速设计的知识管理体系必须满足以下的要求
(1)研究基于知识的系统化的产品快速设计理论，构建基于知识的产品快速设计模型。
(2)管理多种知识源、多种形式的设计知识。所管理的设计知识载体（存储）类型应是多种形式的。
(3)设计知识的结构化。实现设计知识的分类保存，同时保留设计知识之间的相关性。
(4)开放性。能适应不同的企业和产品，且能进行设计知识的动态维护和更新。
(5)易用性。能提供相应的工具，便于设计人员进行设计知识建模、检索、重用设计知识。
3.3 构建支持产品快速设计的知识管理框架
基于以上产品快速设计对于知识管理的需求分析，结合知识管理的基础理论，可以构建支持产品快速设计的知识管理框架，其中主要包括四个层次、六个部分，四个层次指包括平台层、狭义知识管理层、工具层、应用层等四个层次，六个部分指包括上述四层和知识库及产品设计重用技术等共六个部分。
平台层主要提供系统的基础设施，包括操作系统、数据库管理系统、网络协议等部分。
狭义知识管理层主要实现对知识本身的管理，即知识的采集、知识精炼、知识维护等功能，为其他层次提供透明的知识使用平台。
工具层提供支持产品快速设计的知识管理工具集，如设计流程导航工具、专业设计知识库建库工具、标准件建库工具等。
应用层包括通用的产品快速设计平台（如基于知识的产品概念设计、基于知识的产品配置、基于知识的产品平台构建等），并在此基础上结合特定行业的实际建立面向特定行业的专用快速设计系统。
知识库中包括了基础数据库、设计知识库，及检索知识库等几个组成部分。
产品设计重用技术主要包括基于知识重用的产品快速设计理论等，指导设计知识的重用，为设计知识的重用及实现产品的快速设计等提供支持。
4 结束语
由于篇幅有限本文只对产品快速设计知识管理的框架进行了研究。我们认为，在企业内部建立一套可服务于产品创新设计的知识管理系统，使之成为企业进行数字化、网络化、协同化、虚拟化和智能化设计与管理的平台，无论是在提高企业的产品设计质量和内在品质方面，或是在增强企业快速而持续的创新设计能力方面，均具有十分重要的意义，是一个十分值得我们去研究领域。我期待着与各位专家合作，共同开发出一个可应用于实际的产品快速设计的知识管理系统。
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