计量实验室知识管理系统实践

计量实验室知识管理系统实践

北京航天计量测试技术研究所作为国防一级计量机构,承担着我国“长征”系列运载火箭、“神舟”系列飞船等型号的大量计量检测任务,且近年来面临着高密度发射的严峻挑战,在计量检测任务重、困难多、风险高、压力大的情况下,需要更多高素质专业人才尽快胜任岗位工作,与此同时需要借助数字化手段有效保存学科带头人、计量名师、技术骨干等专家的知识与宝贵经验。为提高计量检测工作效率、培养计量测试专业技术人才、搭建计量专业知识数据库,不断适应型号发展对计量测试的新需求,亟待开展知识管理系统的研究和建立工作。从上述需求出发,研究所构建了一个基于虚拟仿真技术与云技术的计量知识管理系统(KMM),提供针对各种显性与隐性知识的储存、管理及培训功能,并推进知识收集与传播的双向反馈机制。

一、系统建设

1.系统组成

KMM由组织管理、知识管理、环境管理与系统管理4个大型功能模块构成,分别实现对计量实验室人、物、法、环四大要素以及KMM自身的管理功能。

2.技术特点

KMM的建设按照千人规模进行规划,主要实现以下几个方面的功能:一是云数据库。近年来,国*其他作者:郭嘉诚、吴华阳、杨朕凯、李渊、赵兴亮、朱江际一流的软件制造商都无一例外地着眼于云技术,解决不同设备之间使用相同软件的连贯性与流畅性。KMM也顺应时展潮流,有机地结合了知识管理与云技术的特点,在设计之初就使用云技术构建数据库。KMM基于标准的B/S结构,客户端不需安装任何软件,只需使用浏览器登录即可使用系统,同时由于用户的所有个人数据都储存于KMM的云数据库中,因此可以轻松实现用户在个人计算机、手机等各种智能设备上的无缝使用体验,也可不限地域登陆KMM,完成知识资源的上传与学习,实现KMM的“无处不在”与“随身携带”。二是模拟仿真操作平台。传统的培训系统使用各种多媒体形式完成知识的传播工作,文字、图片、视频与音频等混合形式可显著提高学习效率,但对于流程复杂,技术含量高的专业知识领域,传统多媒体形式的教学缺乏互动性的弊端不断凸显。KMM创新使用专业定制开发的模拟仿真操作平台完成对复杂专业知识的培训,学员在模拟仿真操作平台上可进行模拟操作并解决实际工作中遇到的问题,大大节约了培训所需人力与物力。三是实现统一平台与分级管理。KMM能够按照各部门进行分级授权,对学习内容和课程进行有效的管理。四是能够灵活扩展功能、支持通用课件格式。KMM能覆盖培训工作的各个环节,并向课程编排人员实时反馈学员的学习时间、测试成绩等信息。实现对考核测评中使用试题、试卷资源的有效管理,支持自定义及多媒体题型,支持多种组卷方式,支持通过打乱试题及选项显示顺序等方式保障考试安全。实现对学员学习成果的汇报与考评,为员工各项能力的综合评定提供数据依据。

3.建设原则

KMM使用业界标准的程序模型进行开发,最大程度保证与其它的业务系统进行交互、对接与数据互传。提供数据库的冗余备份,并对设备进行物理隔离,以最大程度保证数据的安全性,能够第一时间对数据进行恢复。在系统内部建立角色权限划分与管理功能,施行由上至下逐级权限委派的管理模型,对系统的所有用户进行精细化控制,保证数据的保密性。预留功能与插件接口,对未来系统的功能扩展预留空间,使系统在版本更新与迭代过程中便于增强功能。系统的设计必须以工作效率为根本出发点,保证用户体验到系统稳定的性能与高速响应,还应优化对硬件和网络环境的适应性。系统用户界面应直观简单,从用户使用需求出发,推崇一键式操作,基本实现“所见即所得、所想即所见”的用户体验。

二、主要功能

1.组织管理功能

KMM的组织管理功能主要关注的是对各院所职能部门与人员的信息化管理。KMM组织管理由组织结构管理以及用户角色与权限管理2部分构成。一是组织结构管理。KMM提供的组织结构管理功能是将各职能部门映射到系统中的重要途径。KMM的织结构模型为从上至下逐级分支的树形结构,每个节点称为组织结构单元(OU)。KMM的组织结构管理功能为其它各项功能提供了基础结构,并对系统内的各种对象实体提供了逻辑划分依据。二是用户角色与权限管理。该功能可实现不同职位职能人员在KMM中的映射。系统默认提供3种用户角色,分别为“学员”“教员”与“管理员”,不同的用户角色拥有不同的操作权限。管理员可通过对各种权限的编辑与组合,创建默认的3种角色以外的新角色。每个用户可同时隶属于多个OU,在每个隶属的OU中也可同时担当多个角色,此时用户在某个OU中各个角色权限的并集就是该用户在此OU中的权限。

2.知识管理功能

KMM的知识管理功能由知识资源的存储、上传、引用与传播4个功能部分组成。

◆知识资源的存储数字化是当前信息化社会发展的趋势,任何形式的物质实体,只有经过数字化之后,才能被现代信息化设备识别、储存、传播和使用。KMM使用云数据库储存数字化形式的知识资源,资源文件可以是文档、图片、视频、音频或专业课件等多种媒体形式。KMM不限制上传的知识资源文件类型,由于KMM在设计时预留了多媒体功能插件的接口,在未来相当长的一段时间内即便出现新的媒体形式资源文件,只要编写并添加相应的解码功能插件,就可以正常浏览资源。目前,KMM已添加对TXT、DOC、XLS、PPT、PDF、BMP、JPEG、MP4、AVI、WAV、MP3等常见媒体文件形式的支持。

◆知识资源的上传在信息化行业中,任何一个软件系统的开放性与安全性永远是矛盾的统一体。系统越开放,用户越能获得更多的功能,但系统本身与用户终端却更容易暴露于恶意代码的危险中;而过于封闭的系统虽然获得了高度的安全性,却限制了系统的功能与用户的创造力,不利于系统长远的发展。与此同时,由于云数据库本身具有开放的特性,可能存在带有恶意代码的数据文件被上传到数据库来破坏系统或其它浏览了这些资源的用户终端受到影响。如何平衡软件系统的开放性与安全性是构建软件系统需要解决的首要问题。KMM在搭建之初充分考虑了开放性与安全性问题,自始至终围绕数据库与用户安全展开,在开放性与安全性之间取得了一定的平衡。

◆知识资源的引用KMM使用标签功能来完成对现有知识资源的标识。标签是表征知识资源特性的一个简短词语,拥有知识资源标签管理权限的角色,可添加、编辑或删除标签;拥有知识资源编辑权限的角色,可对任何资源文件添加一个或多个知识资源标签,对知识资源进行逻辑上的划分,并对知识资源的分类浏览提供了重要基础。

◆知识资源的传播KMM的知识资源传播通过被动和主动2种学习形式实现。主动学习即学员自发地使用KMM浏览所需知识资源完成学习,适合老员工的技能拓展;被动学习即教员通过给学员安排课程,推进学员进行某专业知识学习的过程,适合新员工的培训与新专业的开发学习。知识资源的被动传播在KMM中主要通过课程的学习来实现,课程分为课程管理、考试管理与培训成果反馈3个功能模块,并主要由教员和学员2个角色参与完成,在课程完成之后,通过对培训数据的归档处理可以提高系统的性能,也方便对学员的历史学习记录进行查询、分析。

3.环境管理功能

KMM在组织管理的基础上建立房间环境管理,通过使用传感器对各个房间进行温湿度记录与监控,保证实验室计量检定工作的正常进行。

三、应用情况

北京航天计量测试技术研究所以计量知识管理研究为基础,打造“智能化、可视化、模块化、网络化”为特点的计量知识管理系统。目前,KMM已在研究所天津实验室、昆山实验室进行了为期2个月的跨地域试运行。KMM投入使用后,在规范了各项管理工作的同时,大大提高了工作效率,对各部门的计量法规、检定规程、计量标准仪器、操作手册等技术文件,以及多位计量名师、退休专家的宝贵经验资料进行了整理、归纳与信息化存储。现在,各京外实验室的员工可以跨地域登陆系统,依据自身需求查阅各项资料,使计量工作的质量控制水平显著提高。同时,各部门组长、主任可以使用KMM方便地开展新专业、新项目的培训工作。据保守统计,使用KMM可使员工缩短50%以上的培训周期,目前KMM已完成超过5项新专业的培训工作,效果非常显著。KMM将以往枯燥的学习过程转化为亲切、直观的多媒体互动形式教学,使得员工对于新专业、新技能的学习兴趣大大提高。KMM还实现了对卡尺、温湿度表、扭矩扳子、数字多用表等各计量专业中保有量极大的计量器具的模拟仿真平台教学,实现了对部分新入职员工的远程技能培训与考核评价工作,并取得了优异的效果。在未来发展中,KMM将实现提升计量工作效率、响应型号检测需求、推动计量技术创新、共享计量数据的目标,逐步推进建立具有航天特色的计量知识共享机制,推动航天计量知识管理的持续健康发展。

作者:弯天琪 单位:北京航天计量测试技术研究所