[理論] 知識工程——“最不可琢磨的工程”(AMT 袁磊)

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我們的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)越來越受到知識的驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)在說我們生活在一個(gè)信息社會(huì)里，顯然已是老生常談，快速的瀏覽一下信息社會(huì)方面的文獻(xiàn)可以充分的說明這一點(diǎn)?，F(xiàn)在，人們常常談到智能產(chǎn)品、基于知識的服務(wù)、智能系統(tǒng)、專家知識系統(tǒng)、智能企業(yè)、智能家庭、知識工作者、知識密集和學(xué)習(xí)組織、知識經(jīng)濟(jì)等，這些不僅僅是口號，在產(chǎn)品、服務(wù)和社會(huì)活動(dòng)中，知識含量總體來說正在穩(wěn)步增長。慢慢地，人們開始意識到知識本身是有價(jià)值的實(shí)體，而且，從某種意義上來說，知識似乎是“最不可琢磨的東西”。調(diào)查一致表明，高層決策者把知識看作是各個(gè)組織成功的唯一最重要的因素，但是，當(dāng)問及在他們的公司中用到多少知識時(shí)，得到的答案通常是20%（對世界500強(qiáng)企業(yè)抽樣調(diào)查所得到的結(jié)果）。因此，想象一下，如果把這個(gè)數(shù)字僅僅提高到30%，對一個(gè)公司來說，這又意味著什么？

基于對知識的使用、表示、傳播，以及衡量知識的價(jià)值多方面的需求，一些新的變革正在悄悄地進(jìn)行著。正如工業(yè)革命改變了體力勞動(dòng)一樣，信息社會(huì)正在改革智力勞動(dòng)，在這一進(jìn)程中，一種新的工程學(xué)科——知識工程悄然出現(xiàn)了。知識工程的主要任務(wù)是為分析和設(shè)計(jì)知識配備了科學(xué)的理論方法。這么說，也許有很多人會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問：知識本身就不可限定，如何再對知識進(jìn)行設(shè)計(jì)？

的確，知識從某種意義上來說，是不可限定的，但是，知識在一個(gè)項(xiàng)目或一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)作用中所起到的作用是可以來衡量的，甚至是可以利用數(shù)字來表示。因此，對于知識的設(shè)計(jì)和分析，我們就可以從一些知識載體或者說是知識情境中進(jìn)行具體分析和設(shè)計(jì)。一旦脫離具體的環(huán)境，也許知識就不能稱之為“知識”了。

知識工程的基礎(chǔ)、原理

習(xí)慣上，知識工程被視為一種從專家的頭腦中“提取”或“挖掘”出來并以可計(jì)算形式傳送到機(jī)器的過程。這已經(jīng)被證明是原始和相當(dāng)幼稚的觀點(diǎn)。今天，知識工程不是“從專家頭腦中挖掘”某種東西，而是由構(gòu)造人類知識不同方面的模型組成，更多的，知識工程被視為一種建?；顒?dòng)。模型是對現(xiàn)實(shí)的某一部分進(jìn)行的一種有目的的抽象，建模是對知識的少數(shù)幾個(gè)方面建立一種好的描述，即能清楚地表達(dá)所希望表達(dá)的事情的某些方面，而不是全部。從這個(gè)意義上，也就不能理解知識工程為什么能稱之為“最不可琢磨的工程”了。

根據(jù)這種建模觀點(diǎn)，在知識工程中，對所要表達(dá)的事物進(jìn)行構(gòu)造其某些方面的模型，這些模型將成為所提交的產(chǎn)品（知識產(chǎn)品）的一個(gè)重要部分。在對知識建模時(shí)，一個(gè)通用的知識級原則是：首先考慮知識的概念結(jié)構(gòu)，把編程等細(xì)節(jié)留在以后考慮?；谶@個(gè)原則，可以得出兩個(gè)重要的參照點(diǎn)：待建立的知識產(chǎn)品和人的因素。在知識工程中，人的因素是指具體用戶所面臨的現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境以及他們在工作場所的行為，這些因素都要嵌入到解決問題的廣泛的組織語境中。通常，這往往決定一個(gè)項(xiàng)目是否成功，所提交的知識產(chǎn)品是否真實(shí)有用。

另一個(gè)知識級原則是：知識必須具有穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由可區(qū)分的特定的知識類型和角色進(jìn)行分析。同時(shí)，知識項(xiàng)目必須根據(jù)從經(jīng)驗(yàn)中所學(xué)的，以可控的“螺旋”方式來管理。

知識可能是復(fù)雜的，但決不是雜亂無章的，知識應(yīng)當(dāng)具有相對穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中有我們看到的反復(fù)類似的模式。從概念上來說，知識級模型通過知識分類可幫助我們理解人類解決問題的世界。對于一個(gè)知識項(xiàng)目而言，如何對項(xiàng)目進(jìn)行管理是至關(guān)重要的。一些管理方法在知識管理領(lǐng)域已經(jīng)被多次提及并有了很好的實(shí)施，但是，知識工程中的管理方法與知識管理中所提及的方法區(qū)別之處在于：前者更側(cè)重于在發(fā)現(xiàn)知識中所用的管理方法，而后者是指在知識應(yīng)用中所使用的方法。簡單的講，二者的管理起點(diǎn)不同，前者的起點(diǎn)要早于后者。

知識模型中的“套件”

既然知識工程主要是進(jìn)行知識建模方面的工作，那不可避免的，就需要用到知識模型，這些模型套件應(yīng)該是對支持知識分析原則的實(shí)際表述。

對于知識工程而言，一般具有三種類型的模型套件，如圖1所示：

圖1 模型套件

之所以給出三種不同的模型套件，是因?yàn)橛腥N類型的問題必須回答：

（1）、為什么？為什么知識系統(tǒng)是潛在的幫助或解決方法？適合于什么問題？它具有什么好處、代價(jià)和組織影響？在這里，理解組織語境和環(huán)境是最重要的問題。

（2）、是什么？相關(guān)知識的形式和結(jié)構(gòu)是什么？相應(yīng)通信的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)是什么？其中，在一個(gè)任務(wù)中應(yīng)用的知識的概念描述是主要問題。

（3）、如何做？軟件系統(tǒng)里必須怎樣實(shí)現(xiàn)知識？軟件體系結(jié)構(gòu)是什么樣的？這里所考慮的主要問題是軟件的實(shí)現(xiàn)等技術(shù)方面的問題。

這些問題都可通過開發(fā)某些方面的模型來回答。對于所定義的三類不同模型套件，每一個(gè)不同的模型側(cè)重于一個(gè)限定的方面，通過這些模型的融合為用戶提供一個(gè)全面的視圖。

·組織模型：一個(gè)組織模型可以對一個(gè)組織的主要特征進(jìn)行分析，以發(fā)現(xiàn)知識系統(tǒng)的問題和機(jī)會(huì)，確定它們的可行性，并且對采用了知識活動(dòng)后的影響進(jìn)行評估。

·任務(wù)模型：任務(wù)是一個(gè)業(yè)務(wù)過程中的相關(guān)子部分。任務(wù)模型分析全局人物布局、它的輸入輸出、先決條件和性能準(zhǔn)則以及所需要的資源和能力。

·主體模型：主體是任務(wù)的執(zhí)行者。一個(gè)主體可以是人、信息系統(tǒng)，也可以是其它執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)的實(shí)體。主體模型描述了主題的特征，特別描述了它們的能力、形式的權(quán)利和相關(guān)約束，而且，列出了在執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)時(shí)主體之間的通信連接。

·知識模型：知識模型的目的是詳細(xì)解釋執(zhí)行任務(wù)時(shí)用到的知識類型和結(jié)構(gòu)，不同的知識組建在解決問題時(shí)所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧遣灰粯拥?，知識模型正是描述了這些角色的獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)，而它采取的方式是人可以理解的。這使得知識模型成為一種重要的工具，在系統(tǒng)開發(fā)和執(zhí)行期間，專家和用戶都可以用它在知識系統(tǒng)的問題求解方面進(jìn)行交流。

·通信模型：既然一個(gè)任務(wù)可以包括幾個(gè)主體，那么為相關(guān)主體之間的通信事務(wù)建模就非常重要。這是由通信模型來完成的，就像知識模型一樣，它是概念性的，而且不依賴于實(shí)現(xiàn)。

·設(shè)計(jì)模型：以上所建立的這些模型可以被看作是構(gòu)成知識系統(tǒng)的需求規(guī)范說明，不同的模型用于不同的方面，基于這些需求，設(shè)計(jì)模型要提供技術(shù)上的系統(tǒng)規(guī)范說明，包括在實(shí)現(xiàn)知識和通信模型時(shí)所需要的體系結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)平臺、軟件模塊、標(biāo)示構(gòu)造和計(jì)算限制等。

組織、任務(wù)和主體模型三者分析了組織環(huán)境和相應(yīng)知識系統(tǒng)中的關(guān)鍵的成功因素。知識和通信模型為問題求解功能以及知識系統(tǒng)要處理和提交的數(shù)據(jù)生成概念上的描述。設(shè)計(jì)模型把它轉(zhuǎn)化為一個(gè)技術(shù)規(guī)范說明，作為軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

人的因素：知識工程中人的角色

確定人在知識工程中所擔(dān)當(dāng)?shù)母鞣N角色是十分重要的。一般說來，可以將人在知識工程中所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧x為六種：知識提供者/專家、知識工程師/分析員、項(xiàng)目管理者。知識系統(tǒng)開發(fā)人員、知識用戶以及知識管理者。圖2描述了在知識工程中六個(gè)不同角色的圖形視圖。

圖2 知識工程中六個(gè)過程角色的圖形視圖

·知識提供者/專家：在知識工程中，一個(gè)重要角色就是知識的“擁有者”。傳統(tǒng)上，他是應(yīng)用領(lǐng)域的一位“專家”，但也可能是愛這個(gè)組織中具有專家地位的其他人。在知識工程中，一個(gè)重要問題是找到真正的專家，設(shè)定一個(gè)虛假的“專家”對項(xiàng)目而言是有百害而無一利。

·知識工程師/分析員：盡管嚴(yán)格意義上講，知識工程師是指開發(fā)過程中所有階段的工作人員，但它通常是指進(jìn)行系統(tǒng)分析工作的人，因此，分析員也許是個(gè)更貼切的術(shù)語。

·知識系統(tǒng)開發(fā)人員：在一個(gè)小項(xiàng)目中，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通常是由分析的人來完成的?，F(xiàn)在隨著系統(tǒng)被例程化的生成，情況就發(fā)生了變化。知識系統(tǒng)開發(fā)人員所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧哂刑厥獾奶卣鳎獙ο到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)。同時(shí)，開發(fā)人員必須具有分析方法方面的基本背景知識，這樣才可以理解由知識分析人員所提出的需求。

·知識用戶：一個(gè)知識用戶總是直接或間接的使用知識系統(tǒng)，對于一個(gè)知識系統(tǒng)而言，從一開始就有知識用戶參與其中，這是因?yàn)橹R密集型任務(wù)的自動(dòng)化處理肯定要影響到相關(guān)人員的工作。知識工程師必須能夠把經(jīng)過知識系統(tǒng)后所得到的分析結(jié)果提供給現(xiàn)存的或潛在的知識用戶，對于一個(gè)成功的知識系統(tǒng)而言，其衡量的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)是知識分析結(jié)果是否可以被該領(lǐng)域內(nèi)具有某些背景知識的知識用戶所理解。

·項(xiàng)目管理者：知識項(xiàng)目管理者要負(fù)責(zé)一個(gè)知識系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)作。典型的項(xiàng)目是小型項(xiàng)目，由4~6人參與，項(xiàng)目管理者可以利用所定義的知識模型套件為項(xiàng)目的規(guī)劃和控制提供一個(gè)功能強(qiáng)大和靈活的工具。

·知識管理者：知識管理者不直接參與知識開發(fā)項(xiàng)目，他只是從業(yè)務(wù)級別上提出知識策略。

與大多數(shù)新興的應(yīng)用熱點(diǎn)一樣，知識工程作為一個(gè)新的應(yīng)用熱點(diǎn)，也正在被人們所逐漸接受，同時(shí)，可以預(yù)計(jì)，知識工程將會(huì)形成下一輪信息系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。也許，有人會(huì)提出自己的疑問：知識管理已經(jīng)提出了很多年，但是真正成功的管理系統(tǒng)并不多，何以見得知識工程就能成為下一個(gè)發(fā)展的熱點(diǎn)，并能樂觀的預(yù)計(jì)將會(huì)成功呢？

如果說到知識管理的應(yīng)用方面，之所以現(xiàn)在的知識管理所產(chǎn)生的應(yīng)用效用沒有所預(yù)計(jì)的大，個(gè)人認(rèn)為，我們在進(jìn)行知識管理時(shí)，往往會(huì)“頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳”，沒有采用一種系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)來進(jìn)行知識管理，往往是項(xiàng)目最終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)與項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)所設(shè)想的目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)。但是，在知識工程領(lǐng)域，知識管理只能作為其中的一個(gè)組成部分，并且在知識工程的方法論指導(dǎo)下所建立的知識項(xiàng)目，能夠與企業(yè)其他的信息系統(tǒng)及用戶很好的結(jié)合起來，達(dá)到與各系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)運(yùn)作的目的。從實(shí)現(xiàn)技術(shù)上來講，現(xiàn)有的知識管理工具大多數(shù)是對一些文檔、內(nèi)容方面的知識進(jìn)行被動(dòng)性的管理，而在知識工程實(shí)現(xiàn)方面，更多的將會(huì)采用一些智能方法，由智能系統(tǒng)，如專家系統(tǒng)、人工智能體組成的推理系統(tǒng)等，進(jìn)行對知識的動(dòng)態(tài)分析、推理，使機(jī)器進(jìn)行思考，從而形成主動(dòng)的知識管理，從根本上改變被動(dòng)知識管理模式。

至于知識工程是否真的能夠成為下一輪的應(yīng)用熱點(diǎn)，也許，也只能用時(shí)間來證明一切了。