◎北京宇航系統(tǒng)工程研究所 張茜 孫樹森 武園浩 聶蓉梅 趙博

針對航天型號設計資源管理分散、資源未與研制過程相結合所導致的資源利用率較低的問題，進行了設計資源統(tǒng)一管理方法論證，形成了設計資源二維分類模型，提出了資源綁定和資源推送兩種基于流程的資源共享方式，在此基礎上，開發(fā)了資源管理系統(tǒng)和協(xié)同流程平臺，并以航天型號管路系統(tǒng)設計流程為案例進行應用實踐，驗證了基于航天型號協(xié)同設計流程的資源共享模式能夠有效地提高資源的利用率，有利于型號設計經驗的積累，從而提高航天型號的研制效率和質量。

一、引言

隨著信息化技術的發(fā)展，信息資源呈現(xiàn)了爆發(fā)式的增長，國內外對于知識資源管理及其服務的研究也日益豐富，并且關注的焦點也從資源管理理念和概念的認識轉移到了具體的行業(yè)應用，解決具體的企業(yè)問題。國內外很多大型企業(yè)已經建立起了針對自己企業(yè)特點的資源管理系統(tǒng)，將資源管理理論運用到實踐中來獲得競爭優(yōu)勢，如NASA與通用電氣（GE）等公司聯(lián)合建設了NPSS軟件，其中管理了大量的發(fā)動機設計相關資源，幫助快速開展發(fā)動機方案設計[1]；西門子公司建立了資源管理平臺——ShareNet[2]，通過該平臺將公司積累的資源集合管理，形成了良性的資源共享空間，有效地增加了員工的專業(yè)能力；華為建立了資源管理平臺3MS和共享社區(qū)Hi[3]，實現(xiàn)了高效的組織內或組織間的資源管理與交換共享。當前，以航天型號為代表的復雜產品研制企業(yè)正面臨著新技術、新形勢的挑戰(zhàn)，如何更加充分有效地利用資源，從而推動航天型號設計模式向智慧研發(fā)轉型[4]，是亟需探索的問題。

本文分析了當前航天型號資源管理和利用現(xiàn)狀，論述了

設計資源統(tǒng)一管理方法以及基于型號協(xié)同設計流程的兩種資源獲取方式，提出了基于流程的資源共享應用模式，在此基礎上，研發(fā)相應的信息化平臺，實現(xiàn)了該模式的應用驗證，并與傳統(tǒng)的資源管理和利用模式進行對比，分析了基于流程的資源共享模式對航天型號研制的應用價值。

二、航天型號設計資源共享需求分析

航天型號研制是典型的系統(tǒng)工程，多專業(yè)、多單位協(xié)同的過程也是產生知識和成果的過程，經過數(shù)十年的研制經驗積累，目前航天型號已逐漸形成了一整套研制過程體系和設計資源體系，無論是設計報告、經驗、標準規(guī)范，還是型號工作流程本身，都是重要的資源財富，但這些資源并未實現(xiàn)充分利用，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

第一，信息系統(tǒng)相互割裂，資源存儲較分散。隨著信息化技術的發(fā)展，航天型號研制過程中應用的信息系統(tǒng)逐漸增多，大量的電子化設計數(shù)據(jù)、文檔、模型得以受控保存。然而，這些信息系統(tǒng)都是獨立建設的，不同類別的資源都是在各自系統(tǒng)中存儲，未按照文件體系進行統(tǒng)一資源管理，難以實現(xiàn)有針對性的資源推送、高效的資源檢索等需求。此外，開展型號研制時，設計師要在工作過程中進入不同的系統(tǒng)環(huán)境查詢相關資源，不利于資源的高效利用。

第二，設計知識與設計過程沒有緊密融合。當前研制流程隱性化[5]、設計資源存儲分散，各類設計資源不能與設計過程較為緊密地結合，航天型號設計多年積累的核心技術和經驗大多數(shù)以無形資源的形式掌握在各專業(yè)的專家的頭腦中，設計師在開展一項設計工作時，難以在短時間內找到需要的標準規(guī)范、設計準則、歷史方案等相關資源，往往需要設計師憑借經驗查找資源開展工作，導致設計過程中對已有資源的利用效率較低，甚至導致各項要求與實際工作存在脫節(jié)，影響協(xié)同的效率和質量。

因此，如何能夠對已有的設計資源進行更高效的利用，快速精準獲取航天型號設計所需的信息，使知識能夠更好的服務于設計，提高設計效率，是航天型號信息化不可回避的問題。通過對當前問題的分析，航天型號設計資源共享的需求主要為以下兩點：

第一，設計資源的統(tǒng)一規(guī)范管理。在資源存儲過程中，需要按照文件體系將各類資源建立統(tǒng)一索引，按照專業(yè)、類型等屬性進行有組織的管理和關聯(lián)，形成資源索引樹，對資源進行統(tǒng)一的有序管理，為實現(xiàn)面向專業(yè)的資源獲取和推薦提供支撐。

第二，將資源與設計過程緊密結合。資源充分利用的一個重要渠道就是將資源與設計過程緊密結合，在設計師開展工作時，能夠結合工作內容，高效地提供設計師需要的資源，使資源更好地服務于設計。

三、基于流程的資源共享模式核心功能實現(xiàn)

（一）設計資源統(tǒng)一管理

航天型號協(xié)同設計過程積累了大量的設計資源，具有種類繁多、來源廣泛、數(shù)量龐大的特點，設計資源的統(tǒng)一規(guī)范管理是實現(xiàn)基于流程的資源共享、提高資源利用率的重要前提。為了更好地實現(xiàn)設計資源的統(tǒng)一管理，需要建立設計資源分類模型，能夠覆蓋各類設計資源，為資源管理的規(guī)范化、體系化提供基礎。此外，需要實現(xiàn)不同來源的資源按照分類模型歸類導入，批量實現(xiàn)現(xiàn)有資源的規(guī)范管理。

為了實現(xiàn)設計資源的分類規(guī)范化管理，需建立設計資源二維分類模型：針對資源的數(shù)據(jù)種類多的特點，在橫向上分為文檔資源、三維模型資源、試驗數(shù)據(jù)資源等類別；針對資源產生來源多的特點，縱向上不同的資源類別可分為總體、增壓輸送系統(tǒng)、測量系統(tǒng)等大類，并在這些大類下進一步細分，以文檔類資源為例，可細分為設計任務書、方案設計報告、接口協(xié)調要求等類別。

航天型號設計資源存儲在不同的信息系統(tǒng)，為了實現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理，需要將不同來源的設計資源統(tǒng)一導入，并自動按照上述分類模型進行歸類。首先，采用數(shù)據(jù)爬蟲技術從分散的數(shù)據(jù)中心、應用軟件、數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)和抽取相應的資源數(shù)據(jù)[6]，采用數(shù)據(jù)聚類方法對采集的數(shù)據(jù)聚集和接入，從而實現(xiàn)跨平臺資源的采集。其次，按照資源的數(shù)據(jù)類型，將采集到的資源對照設計資源二維分類模型進行橫向分類。最后，結合資源的原有屬性信息（包括資源名稱、專業(yè)），通過語義匹配實現(xiàn)資源與設計資源二維分類模型的縱向分類快速關聯(lián)，從而實現(xiàn)資源的歸類管理。

在上述設計資源統(tǒng)一管理方法的基礎上，開發(fā)了資源管理系統(tǒng)，以標簽頁導航的形式實現(xiàn)資源的分類型查看，在每一大類下，以結構樹形式分級分類展示資源，實現(xiàn)資源的規(guī)范化管理，如圖1所示。

圖1 資源管理系統(tǒng)

（二）基于型號協(xié)同設計流程的資源獲取

基于型號協(xié)同設計流程的資源獲取功能是保障設計過程與設計資源緊密結合的重要手段，使已有的成果積累能夠為設計師提供更強的支撐，幫助設計師更加高質量、高效率地開展設計活動。首先面向型號協(xié)同設計需求，構建了協(xié)同流程平臺，能夠支持型號研制流程的建模，定義流程任務的輸入輸出、執(zhí)行人，實現(xiàn)流程驅動的協(xié)同設計，如圖2所示。

圖2 協(xié)同流程平臺

其次，將協(xié)同流程平臺與資源管理系統(tǒng)集成，實現(xiàn)用戶統(tǒng)一認證，協(xié)同流程平臺能夠獲取資源管理系統(tǒng)的資源模型結構樹并調用資源管理系統(tǒng)的檢索服務，并在此基礎上，實現(xiàn)兩種基于流程的資源獲取模式：

（1）基于流程任務的資源綁定

基于流程任務的資源綁定應用于流程建模階段和流程執(zhí)行階段，在該方式下，流程創(chuàng)建者（一般為專業(yè)負責人）可通過在任務下綁定資源的方式，為任務執(zhí)行者定向推送必備資源，具體實現(xiàn)過程如圖所示。首先在流程建模階段，流程創(chuàng)建者在協(xié)同流程平臺創(chuàng)建流程任務，通過調用資源管理系統(tǒng)的檢索服務查找該任務所必備的資源，資源管理系統(tǒng)利用基于語義的全文檢索技術，實現(xiàn)資源的檢索，并將檢索到的資源鏈接反饋給協(xié)同流程平臺，流程創(chuàng)建者根據(jù)需要將資源綁定在任務中；在流程執(zhí)行階段，任務執(zhí)行人執(zhí)行該任務時，能夠直接查看綁定的資源詳情。此外，對于綁定在流程任務下的資源，可以作為附件保存在流程模板中，方便后續(xù)復用。

（2）基于流程任務的資源自動推送

基于流程任務的資源自動推送方式應用于流程執(zhí)行階段，在該方式下，設計師在平臺執(zhí)行流程任務時，通過任務驅動的研發(fā)設計資源智能匹配[7]，實現(xiàn)高效的資源推送，具體實現(xiàn)過程如圖所示。首先，設計師進入到任務執(zhí)行頁面，點擊資源推送標簽頁，協(xié)同流程平臺會自動發(fā)送任務名稱給資源管理系統(tǒng)作為檢索關鍵詞，資源管理系統(tǒng)基于關鍵詞開展資源的檢索，并將檢索到的資源鏈接以及資源所屬的結構樹，反饋給協(xié)同流程平臺。設計師能夠按照結構樹分類查看資源，并通過鏈接跳轉到資源管理系統(tǒng)中獲取資源詳情。

四、基于流程的資源共享模式應用效果

為了驗證基于流程的資源共享模式的實用性和應用價值，本文以航天型號管路系統(tǒng)設計為典型案例開展應用驗證。首先按照設計資源二維分類模型，在資源管理系統(tǒng)中建立航天型號設計資源統(tǒng)一索引庫，并將文檔等資源統(tǒng)一接入到系統(tǒng)中，通過自動索引、自動分類和自動標識等，實現(xiàn)航天型號設計資源的統(tǒng)一集成管理，形成面向航天型號研制過程的研發(fā)設計資源空間。其次，管路系統(tǒng)及總裝設計專業(yè)負責人結合實際業(yè)務過程，在型號協(xié)同流程系統(tǒng)中創(chuàng)建管路系統(tǒng)設計流程模型，并在流程任務中綁定設計師完成該項任務所必備的資源，如標準規(guī)范、設計準則等。最后，在上述準備工作基礎上，管路系統(tǒng)專業(yè)設計師基于流程開展設計工作，在執(zhí)行工作任務時，能夠在系統(tǒng)中看到專業(yè)負責人綁定的必備資源，也能夠看到系統(tǒng)推送的設計師可能感興趣的資源，從而實現(xiàn)面向設計過程的設計資源共享，如圖5所示。

圖3 基于流程任務的資源綁定模式

圖5 基于管路設計流程的資源利用

通過在航天型號典型案例的應用，可見基于協(xié)同設計流程的資源共享模式與傳統(tǒng)的設計師自行查找資源的方式相比，實現(xiàn)了以下兩個方面的提升：

圖4 基于流程任務的資源自動推送

（1）基于協(xié)同設計流程的資源共享模式能夠結合設計流程，在設計師開展任務的過程中實現(xiàn)資源的精準推送，便于設計師快速獲取所需資源，顯著縮短了資源查找的時間。與設計師自己查找所需的知識這種被動服務方式相比，資源推送的方式能夠主動滿足設計師對知識資源的需求，能夠更好地為設計師開展設計工作提供規(guī)范化的指導，極大地提高了資源利用率，有助于提高設計質量；

（2）通過資源與流程的綁定，型號協(xié)同設計的流程體系和資源體系以顯性化的方式相結合，并形成流程模板，作為新的資源保存下來，實現(xiàn)了設計經驗的積累和復用，從而更有效地為后續(xù)的型號研制工作提供資源支撐。

五、結束語

本文面向航天型號設計資源共享需求，論證了基于協(xié)同設計流程的資源共享模式，以設計資源統(tǒng)一管理、基于流程的資源獲取為核心功能，建設了協(xié)同流程平臺和資源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于流程的資源推送、資源綁定，并以航天型號管路系統(tǒng)設計為典型案例驗證了該模式的應用價值。在當前建設航天強國的時代背景下，推進研發(fā)設計模式創(chuàng)新、推動形成知識型研發(fā)企業(yè)勢在必行，基于協(xié)同設計流程的資源共享模式能夠整合型號研制中大量分散在不同系統(tǒng)中的資源，使得型號設計流程和資源充分地融合，促使了設計資源的高效共享和利用，能夠有效地促進航天型號創(chuàng)新研發(fā)能力的提升，從而推動航天型號研發(fā)模式的轉型升級。