韓夢雪 陳偉林 段銳寧 李小蘭 陳炫宇

摘 要：為充分發(fā)揮產(chǎn)品規(guī)范在裝備訂購中的作用，輔助軍隊和軍工集團(tuán)對所訂購產(chǎn)品的性能、功能、檢驗項目、檢驗方法等進(jìn)行快速準(zhǔn)確的檢索和定位，本文針對產(chǎn)品規(guī)范類國家軍用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化應(yīng)用開展研究，結(jié)合知識本體理論方法，從標(biāo)準(zhǔn)文本維度和領(lǐng)域知識維度提出了適用于產(chǎn)品規(guī)范的本體模型，利用直升機(jī)燃油泵通用規(guī)范對本體模型進(jìn)行了實例分析，構(gòu)建了基于單份標(biāo)準(zhǔn)的知識圖譜。結(jié)合航空領(lǐng)域知識百科等開源數(shù)據(jù)，對后續(xù)基于軍用標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)域知識應(yīng)用場景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品規(guī)范，本體，知識圖譜

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.09.003

0 引 言

目前，在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字轉(zhuǎn)型的浪潮下，以紙制或PDF格式存儲的產(chǎn)品規(guī)范已不再滿足新型裝備管理體制和作戰(zhàn)模式的需要。《國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》[1]中強(qiáng)調(diào)：“發(fā)展機(jī)器可讀標(biāo)準(zhǔn)、開源標(biāo)準(zhǔn)，推動標(biāo)準(zhǔn)化工作向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型?！标P(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與建設(shè)，已有學(xué)者從標(biāo)準(zhǔn)的研制、應(yīng)用、實施監(jiān)督等維度提出了標(biāo)準(zhǔn)知識圖譜的應(yīng)用場景和通用技術(shù)做法[2-3]。知識圖譜在標(biāo)準(zhǔn)對比應(yīng)用中的研究相對較多，尤其是側(cè)重于基于詞頻的關(guān)鍵詞對比[4]。隨著2022年底大模型的出現(xiàn)，關(guān)于大模型與知識圖譜技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的融合成為研究的熱點[5]。上述研究對標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的理論研究偏多，如何結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)特點進(jìn)行技術(shù)實踐落地尚需進(jìn)一步研究與討論。

產(chǎn)品規(guī)范是軍用標(biāo)準(zhǔn)文件中的一類，主要用于服務(wù)軍事裝備的訂購。產(chǎn)品規(guī)范既是標(biāo)準(zhǔn)化文件，也是領(lǐng)域知識的固化。利用知識圖譜挖掘產(chǎn)品規(guī)范的關(guān)鍵知識的基礎(chǔ)在于構(gòu)建適用于核、兵器、電子、航天、航空、船舶等各專業(yè)的通用化本體模型。該模型既要反映標(biāo)準(zhǔn)的屬性特征，也要反映標(biāo)準(zhǔn)承載的技術(shù)特征。因此，若想提高產(chǎn)品規(guī)范在當(dāng)前裝備采購、使用、維修、退役等階段的作用，實現(xiàn)精準(zhǔn)賦能，開發(fā)一種適用于各領(lǐng)域的本體建模方法顯得尤為迫切。這既是產(chǎn)品規(guī)范數(shù)字化的當(dāng)務(wù)之急，也是提高標(biāo)準(zhǔn)知識化服務(wù)的重要基礎(chǔ)。

1 基于產(chǎn)品規(guī)范的本體構(gòu)建特點

1.1 產(chǎn)品規(guī)范結(jié)構(gòu)要素組成

產(chǎn)品規(guī)范是支持裝備訂購的一種基礎(chǔ)性文件，可以直接或間接地適用于裝備訂購，作為訂購方在招標(biāo)書和合同中表述裝備質(zhì)量要求的載體，是保證裝備質(zhì)量的基石。產(chǎn)品規(guī)范的目的是確保訂購對象的適用性，即確保訂購對象在規(guī)定條件下滿足規(guī)定用途。因此，為方便裝備采購對象使用產(chǎn)品規(guī)范進(jìn)行產(chǎn)品驗收，產(chǎn)品規(guī)范在結(jié)構(gòu)上相對固定，其典型構(gòu)成要素及排序如表1所示。

通過產(chǎn)品規(guī)范結(jié)構(gòu)要素的分析可知，關(guān)鍵的要素主要包括封面、要求、質(zhì)量保證規(guī)定、交貨準(zhǔn)備四類，而每類要素承載的信息可大致概括如下：

（1）封面要素承載了產(chǎn)品規(guī)范文件的基本信息，主要包括標(biāo)準(zhǔn)編號、標(biāo)準(zhǔn)名稱（中文和英文）、標(biāo)準(zhǔn)分類號、發(fā)布日期、實施日期、標(biāo)準(zhǔn)頒布部門。

（2）要求要素是根據(jù)訂購對象的特點、任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)環(huán)境、約束條件等對其能力的規(guī)定，包括產(chǎn)品性能、環(huán)境適應(yīng)性、保障性、可靠性、維修性、材料、理化性能、穩(wěn)定性、設(shè)計與結(jié)構(gòu)、測試性、互換性、電磁兼容性等。

（3）質(zhì)量保證規(guī)定則是為驗證訂購對象是否在質(zhì)量上滿足“要求”的規(guī)定，承載了需要做的產(chǎn)品檢驗類型、檢驗項目和檢驗方法等。

（4）交貨準(zhǔn)備主要指訂購對象的包裝，包括防護(hù)、包裝、裝修和標(biāo)志等信息。

1.2 產(chǎn)品規(guī)范的本體構(gòu)建特點

（1）內(nèi)容的規(guī)范性

產(chǎn)品規(guī)范作為一類權(quán)威的技術(shù)文件，其在文字表述的規(guī)范性上優(yōu)于百科全書、詞典、技術(shù)規(guī)格說明書、研究報告等文件，基于軍用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的本體更加規(guī)范。

（2）軍事特色凸顯性

產(chǎn)品規(guī)范大多聚焦于服務(wù)軍事活動的物品、活動、技術(shù)等，具有很強(qiáng)的軍事特色。

（3）標(biāo)準(zhǔn)知識本體的局限性

產(chǎn)品規(guī)范作為技術(shù)性文件，其軍事特色強(qiáng)的特點導(dǎo)致其中的知識無法完全反映某領(lǐng)域的全部知識，如果僅從軍用標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，那么難以構(gòu)建出某專業(yè)領(lǐng)域的全部知識。例如船舶領(lǐng)域的產(chǎn)品規(guī)范大多規(guī)定了軍方使用較多的艦船設(shè)備，而軍民通用的設(shè)備大多以國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)甚至是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的方式進(jìn)行技術(shù)固化。

2 基于產(chǎn)品規(guī)范的本體建模

2.1 實體類型

依據(jù)產(chǎn)品規(guī)范的要素特征分析，本文將產(chǎn)品規(guī)范涉及的實體類型歸納為10個類型，情況如表2所示。其中，文件實體、標(biāo)準(zhǔn)實體、機(jī)構(gòu)實體和人員實體是與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容無關(guān)，反映標(biāo)準(zhǔn)自身特征的實體；圖實體、表實體、公式實體、產(chǎn)品實體、活動實體和指標(biāo)實體則是體現(xiàn)領(lǐng)域知識的實體，也是基于產(chǎn)品規(guī)范構(gòu)建領(lǐng)域知識本體的關(guān)鍵。

廣義而言，標(biāo)準(zhǔn)是文件的一種類型。本文為強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)實體的特殊性，將標(biāo)準(zhǔn)實體作為一個獨立的實體類型進(jìn)行存儲，而文件實體則指除標(biāo)準(zhǔn)以外的其他實體來源文件類型。圖實體、表實體和公式實體與標(biāo)準(zhǔn)中的文本共同組成了完整的標(biāo)準(zhǔn)要素。為抽取標(biāo)準(zhǔn)文本中承載的關(guān)鍵技術(shù)知識，本文規(guī)劃了產(chǎn)品實體、活動實體和指標(biāo)實體3類。

2.2 關(guān)系類型

關(guān)系是不同實體之間涉及的聯(lián)系，產(chǎn)品規(guī)范主要涉及以下13個常用的關(guān)系類型，具體說明如表3所示。

2.3 實體屬性

“屬性”為一種特殊的關(guān)系類型，聯(lián)結(jié)“實體”與“屬性值”的關(guān)系，且對“屬性值”封閉，即“屬性值”不可再與其他“實體”或“屬性值”存在關(guān)系，同時“屬性值”不可脫離實體獨立存在。產(chǎn)品規(guī)范常用的實體屬性主要有9類，具體見表4。

2.4 實體與關(guān)系的匹配規(guī)則

在規(guī)定的實體類型和關(guān)系類型的基礎(chǔ)上，將實體-關(guān)系-實體的三元組組合方式進(jìn)行歸納總結(jié)，以此確定基于產(chǎn)品規(guī)范的本體模型架構(gòu)，結(jié)果如表5所示。

3 本體的實例構(gòu)建

3.1 產(chǎn)品規(guī)范的本體構(gòu)建流程

產(chǎn)品規(guī)范的本體構(gòu)建主要包括標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化、本體標(biāo)注、本體校對、本體數(shù)據(jù)入庫4個階段，每個階段的詳細(xì)步驟如圖1所示。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化

標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化是指將PDF或word文檔格式的產(chǎn)品規(guī)范，轉(zhuǎn)化成以XML格式存儲的結(jié)構(gòu)化文件，其中，標(biāo)準(zhǔn)編號、標(biāo)準(zhǔn)名稱、發(fā)布日期、主辦部門、主編單位等信息屬于標(biāo)準(zhǔn)的題錄數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)化程度較高；涉及產(chǎn)品技術(shù)要求的“正文”則以章條作為最小單元儲存。

3.3 本體標(biāo)注

標(biāo)準(zhǔn)的題錄數(shù)據(jù)因結(jié)構(gòu)化程度高，數(shù)據(jù)較為規(guī)范等特點，可依據(jù)第2章中的實體模型進(jìn)行自動構(gòu)建，涉及的實體類型和關(guān)系類型相對明確。關(guān)于題錄數(shù)據(jù)構(gòu)建的知識圖譜如圖2所示。

產(chǎn)品規(guī)范標(biāo)注的重點在于具體的技術(shù)要求，包括標(biāo)準(zhǔn)化對象、標(biāo)注章條標(biāo)題、標(biāo)注核心章條內(nèi)容3個步驟。

標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)化對象是指從標(biāo)準(zhǔn)名稱中標(biāo)注出標(biāo)準(zhǔn)化對象或標(biāo)準(zhǔn)化活動。以《直升機(jī)燃油泵通用規(guī)范》為例，標(biāo)準(zhǔn)化對象的標(biāo)注結(jié)果如表6所示。

標(biāo)注章條標(biāo)題是指從標(biāo)準(zhǔn)的章條標(biāo)題中對有價值的實體進(jìn)行標(biāo)注，并構(gòu)建標(biāo)題中實體與標(biāo)準(zhǔn)化對象的關(guān)系，章條標(biāo)題的標(biāo)注結(jié)果如表7所示。需要強(qiáng)調(diào)，產(chǎn)品規(guī)范的編寫具有簡潔性，相關(guān)的標(biāo)題均是在整個標(biāo)準(zhǔn)化對象的范圍下提出的技術(shù)要求。表7給出的“接口”實體不僅要標(biāo)注出接口這一實體類型，還需要搭建出“接口”與整個標(biāo)準(zhǔn)化對象“直升機(jī)燃油泵”的“整體-部分關(guān)系”，以便將產(chǎn)品規(guī)范的要求完整地反映在知識圖譜中。

標(biāo)注章條內(nèi)容是指從章條內(nèi)容中抽取實體，并構(gòu)建內(nèi)容中實體與標(biāo)準(zhǔn)化對象、章條中實體的關(guān)系。章條內(nèi)容的標(biāo)注結(jié)果如表8所示。

通過上述步驟，構(gòu)建的基于GJB 8075—2013《直升機(jī)燃油泵通用規(guī)范》的知識圖譜如圖3所示。

3.4 本體校對

本體校對主要包括實體融合和關(guān)系補(bǔ)全。前文提到，基于產(chǎn)品規(guī)范構(gòu)建領(lǐng)域知識本體具有一定的局限性，實體標(biāo)注后需要跳出標(biāo)準(zhǔn)視角，利用當(dāng)前領(lǐng)域中已有的知識體系對產(chǎn)品規(guī)范構(gòu)建的本體進(jìn)行校對。這里以《航空百科》作為航空領(lǐng)域知識體系架構(gòu)。直升機(jī)燃油泵在航空領(lǐng)域的知識體系中屬于航空裝備-航空機(jī)電系統(tǒng)-飛機(jī)燃油系統(tǒng)中的設(shè)備之一，其在航空裝備知識體系中的位置如圖4所示。

找出燃油泵在航空裝備中的體系位置后，利用同名實體或同義實體的規(guī)則，對實體節(jié)點進(jìn)行融合，進(jìn)而實現(xiàn)基于標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的知識本體和領(lǐng)域知識本體的連接。如圖5所示，虛線左側(cè)是通過《直升機(jī)燃油泵》產(chǎn)品規(guī)范構(gòu)建的本體，虛線右側(cè)則是基于《航空百科》構(gòu)建的“油泵”有關(guān)本體，利用“油泵”節(jié)點的融合和屬種關(guān)系的搭建，使標(biāo)準(zhǔn)中的關(guān)鍵信息嵌入到領(lǐng)域知識內(nèi)部，對領(lǐng)域知識本體進(jìn)行了補(bǔ)充和細(xì)化。

3.5 本體數(shù)據(jù)入庫

對校對后的本體數(shù)據(jù)及時入庫，此步驟既是對某單一標(biāo)準(zhǔn)實體構(gòu)建結(jié)果的階段性打結(jié)，也是方便后續(xù)在本領(lǐng)域其他標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注過程中，為同名實體提供參考，方便跨標(biāo)準(zhǔn)的實體融合及關(guān)系搭建。

4 結(jié) 語

基于產(chǎn)品規(guī)范的領(lǐng)域本體構(gòu)建是從標(biāo)準(zhǔn)的視角構(gòu)建了領(lǐng)域本體，該方法既體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)中的重要知識單元，也兼容了產(chǎn)品領(lǐng)域自身的知識體系。構(gòu)建產(chǎn)品規(guī)范的知識圖譜是軍用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)用的一次探索。實現(xiàn)軍用標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確服務(wù)、深度服務(wù)的下一步工作則是需要結(jié)合裝備采購驗收單位、軍工產(chǎn)品生產(chǎn)廠商、軍用產(chǎn)品銷售單位、產(chǎn)品規(guī)范編寫人員等各類用戶需求，在產(chǎn)品指標(biāo)問答推送、上下層級產(chǎn)品規(guī)范協(xié)調(diào)性、同類產(chǎn)品的性能對比等方面，利用本文構(gòu)建的本體模型，提高檢索推薦、問答等服務(wù)模式的精準(zhǔn)度。

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作者簡介

韓夢雪，博士研究生，工程師，研究方向為標(biāo)準(zhǔn)化原理。

陳偉林，碩士研究生，高級工程師，研究方向為信息技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化。

段銳寧，碩士研究生，研究員，研究方向為標(biāo)準(zhǔn)化原理。

李小蘭，碩士研究生，工程師，研究方向為材料領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化。

陳炫宇，碩士研究生，研究方向為信息技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化。

（責(zé)任編輯：袁文靜）