供应链知识建模及信息协调控制研究

第10章　集成过程情境的供应链知识建模

10.1　目前知识管理存在的问题

知识管理在现代制造企业的运营中开始发挥越来越重要的作用。但是实现企业知识管理并非一蹴而就。国外的调查表明，至少1/3有关知识管理的项目是不成功的，这充分说明实施知识管理并非易事。目前知识管理存在如下问题和困难：

（1）知识管理与业务过程的分离。实施知识管理需要进行大量的知识活动，如文档的编码化和数字化、知识的组织存储、知识的检索获取等。但是目前的知识管理，将这些知识活动与业务过程分离，使知识管理独立于业务过程，导致将知识管理是一项额外的工作和负担，而这是目前大量知识管理系统不能成功运行的一个关键因素。

（2）缺乏对知识的有效分类组织模式。企业所涉及的知识包括产品设计文档、工艺文件、员工经验技巧等，具有内容广泛、分布分散、类型多样等特点，很难进行分类和组织。目前企业以单视图对知识进行分类组织的方式，使人们不能从多视角观察知识，不能揭示不同知识在过程、产品等方面存在的内在联系。而目前知识管理系统在知识分类组织方面的不足，也增加了知识检索获取的难度，降低了知识共享和重用的效率。

（3）缺乏知识情境信息，知识难以理解。知识的共享需要知识的提供者和知识的接受者有一个公共的心智框架，但是拥有不同兴趣、来自不同背景的人有着不同的知识结构和观察视角，即缺乏公共的过程情境，以此为基础的知识沟通交流效果也自然有限。目前的知识管理系统设计只关注对知识载体和知识内容的存储，即知识项的存储，而对这些知识项相关的情境信息则考虑的很少，如在执行什么任务时创建的、为什么创建、知识项的适用范围等，但缺乏这些相关的情境信息，要从最终知识项中理解其知识内容是困难的。

（4）不知道哪些知识有助于解决现有问题。知识管理系统中的知识由于缺乏知识产生的背景、环境和知识的应用情形等信息，使得员工从知识管理系统中获得知识时，不知道这些知识是否适用于当前情形，是否能解决当前所遇到的问题，从而影响对遇到问题的解决和业务任务的完成。而又由于情境是解决现代制造企业在知识管理实施过程中所遇到的这些问题和困难的有效手段，所以有必要把情境明确地引入到知识管理中。

10.2　知识过程情境及其作用

10.2.1　知识过程情境

我们把与知识紧密相关的条件、背景和环境称之为知识情境，它是与知识、知识活动等相关的条件、背景和环境等，既包括相关的物理、社会、业务等外部环境、背景因素，也包括知识主体的认知、经验、心理等内部因素，刻画了与知识、知识活动相关的情形特征[1] 。情境具有如下特点：情

境是客观、普遍存在的现象，它可能已经被人们认识，也可能还没有得到充分认识；情

境独立于知识和知识过程而存在，但知识和知识过程与情境紧密相关；情

境刻画知识、知识活动等相关的情形特征，这些情形特征是区分、识别不同知识、知识活动的

因素，对知识主体而言，这些情形则刻画了他在从事知识活动时的个性化特征。

从时空角度来看，情境包括涉及空间范围广、时间范围长的宏观情境以及涉及空间范围相对较小、时间范围相对较短的微观情境：宏观情境是作为知识管理主体—企业所不能轻易改变的情境因素；微观情境是指在企业范围内与知识活动紧密关联的各种情境因素。从表现的外在性和可描述性来看，情境可分为外显情境和内隐情境：外显情境是指与知识、知识活动相关的物理、社会、业务过程等，它们以显式的方式出现，比较容易被人们识别、发现，是可表示和描述的；内隐情境是指与知识、知识活动相关的知识主体的内部心理、精神状态、认知能力等，它一般不以显式的方式出现，难以识别和获取的，也很难进行表示和描述，它更多地依赖于人们的经验、直觉和洞察力[2]。

知识过程情境主要是指供应链业务过程（流程）中与知识活动紧密关联的情境信息。通过理论研究和实践证明，知识管理相关任务必须与日常工作任务结合在一起并融入到日常业务流程中。在这种与业务流程紧密结合并以业务流程驱动的知识管理模式中，业务流程为知识管理提供了应用环境，在具体运作中使用和产生的知识也形成一种集中式的、以流程用户为中心的知识管理结构。

10.2.2　知识情境的作用与目标

10.2.2.1情境在知识管理中的作用

根据情境的特点及其与知识和知识管理的关系，情境在知识管理中发挥的作用主要有：

（1）情境有利于知识管理与业务之间的集成。知识、知识活动与情境紧密相关，而业务环境又是构成情境的一个重要要素，所以在知识管理中集成情境的同时，也实现了知识管理与业务之间的集成。

（2）情境有利于知识的组织。情境是独立于知识而客观存在的，人们可以提取出情境的一些主要特性，根据这些特性把各种知识进行分类、组织，实现显性化程度差异大、分散、异构的制造企业知识的统一管理。

（3）情境有利于人们对知识的理解。与知识相关的情境有助于回答在理解知识时所遇到的一些重要问题，如为什么（why）、如何（how）、在哪里（where）、在何时（when）等，帮助人们更好地理解知识。

（4）情境有利于知识的共享与重用。当人们在一定的情境下需要应用知识时，可以根据情境的相似性，找到与其相同或类似情境下所产生、应用的知识，从而共享和重用这些知识。情境的相似性为人们检索并获取知识提供了一个新途径。

集成情境的知识管理之所以不同于一般的知识管理就在于它明确、系统地提出并集成知识情境要素。集成情境知识管理是建立在知识管理基础之上，知识管理的成果也可以应用到相关情境中去。

10.2.2.2知识情境管理的目标

根据情境和知识管理的关系，以及情境在知识管理中的作用，针对目前供应链在实施知识管理过程中所遇到的困难，集成情境知识管理的主要目标包括以下几个方面：

（1）知识管理与业务过程的集成。业务过程不仅是应用知识解决问题的过程，同时也是知识产生创造、组织存储和获取应用的过程。当目前业务过程管理侧重于过程中的事件、活动、资源、数据和信息等，缺少知识管理方面的考虑，使得业务过程执行中缺少有效的知识支持环境。而知识管理一旦独立于业务过程，往往被看作是额外的工作负担，不易取得良好效果。因此，不论从业务过程角度，还是从知识管理角度，都应当将知识管理与业务过程集成，使业务过程与知识的产生创造、组织存储和获取应用等知识过程有机结合（如图10.1所示），为业务活动提供一个知识支持环境，支持业务过程中的推理、决策，提升业务效果，使知识管理真正地服务于业务过程。

（2）知识的统一组织和管理。供应链知识具有分散、异构、多样等特点，很难进行统一地组织和管理。而知识的有效分类和组织是知识共享和重用的重要基础，是提升知识价值的重要途径。目前以单视图（如以学科领域视图）对知识进行分类组织的方式，一方面不能体现供应链知识的多样性特点，另一方面也丢失了知识与知识之间在过程、产品、时间等其它诸方面存在的内在联系。因此，需要综合知识的情境特性与其它特性，多视图、多层次地对制造企业的各种知识进行分类组织，在为供应链的知识管理提供一个完整的知识分类组织结构的同时，保留分散、异构知识之间存在的内在联系，提高知识的使用价值。

图10.1　集成过程情境的知识管理

（3）通过知识与过程情境的相互导航促进知识理解。人们获得知识的同时，也得到与知识相关的情境，而通过这些情境可以讲一步导航获取其它相关知识。通过知识与情境之间的相互导航，获得的知识不再是孤立的，人们可以把知识与相关的情境，知识与其它知识相互关联起来，理解它们之间的关系，从更大的视野来理解知识。

（4）基于情境的知识获取和推送。人们在从事业务活动时，如何快速有效地获取与业务相对应的知识是高效完成业务活动的关键。情境反映了人们从事业务活动时对知识需求的个性化特征，通过情境的相似性比较，寻找与当前情境最相似的历史情境，从而获取与这些情境关联的知识。

10.3　集成情境的知识建模

知识建模是对知识进行形式化描述，它是知识组织存储、获取应用的前提，是集成情境知识管理的一项基础技术，在知识管理的整个生命周期中发挥着重要作用。

10.3.1　集成情境的知识模型

知识可以看作是由所依赖的知识载体和所包含的知识内容构成[3-5]。知识载体是知识所依赖的实际载体，是知识赖以存在的媒介，包括各种文档、计算机程序、人和产品等。知识内容是知识所表达、包含的具体内容、含义、内涵等。集成情境的知识模型需要把知识和情境结合在一起，所以知识模型由知识载体、知识内容和知识情境三者构成，而且要表达出三者之间以及三者内部构成要素之间的相互关系。图10.2是集成情境知识模型的结构示意图。形式化表示为：KM=（KCarrier, KContent,KContext, KRelation），其中KCarrier表示知识载体； KContent表示知识内容；KContext表示知识情境；KRelation表示三者及其构成要素之间的相互关系。

图10.2　集成情境的知识管理模型[7]

10.3.1.1知识项模型

知识（项）可以看作是由其所依赖的载体以及其所包含的内容构成，如某文档知识（项）由存储该文档的物理介质载体和该文档所包含的内容构成，可用二元组表示：

知识项之间有"Í","U ","I "," "-等基本运算。

对于知识项

和知识项

（1），当且仅当

（2）

（3）

（4）

10.3.1.2知识载体模型

知识载体建模主要是对载体的类型、所处的位置、可用性以及其它与知识载体有关的主要特征信息进行表达，以便于人们通过这些信息访问或获得知识载体，知识载体可表示为：

其中KCarrID为知识载体的标识；CarrierType为知识载体类别；CarrierLctn为载体位置；CarrierUsbl为载体可用性。

10.3.1.3知识内容模型

知识内容可表示成：KContent={KnowCtgry, KnowLevel, KnowSmry}，其中KnowCtgry为知识类别；KnowLevel为知识层次；KnowSmry为知识简要内容。对知识按照领域进行分类是实现知识有序化管理的重要方法。每个知识类别可以包含若干子类别，各个知识类别与它的子类别之间构成了树状层次结构。知识层次是从知识性质作用角度对知识内容的描述。我们考虑到用户的可接受性，把知识层次分为基本理论层、方法学层、实现技术层以及应用实践层等四个层次。

10.3.2　知识情境模型的主要内容

情境模型是对情境的一种显性描述，它的目标是建立一个可扩展的框架，并在与知识和知识过程集成应用于知识管理，以提升知识管理的效果。情境模型涉及的情境要素是多方面的，为更好地描述各方面的情境要素，本章采用多维情境模型，即由多个情境维度对情境进行描述，每个情境维度由该维度下若干的情境要素和属性构成。因此，情境模型可形式化表示为：

式中：Di(i=1~N)表示第i个情境维度。在情境建模原则的指导下，结合供应链企业知识管理的特点，我们认为在一般情况下，知识情境模型包括的主要情境维度有：目标、过程、资源、产品、组织、人员、领域、时间和地点等（但不限于这些维度）。(www.chuimin.cn)

（1）目标（Goal）建模。目标表示了知识过程和业务过程的目的、愿景或方向。一个目标可以分解为若干个子目标，而一个目标的实现可以支持其他目标的实现，即目标与目标之间存在多种关系。通过对目标所针对的问题、实现的关键因素等的注释，可以更好地说明目标。

（2）过程（Process）建模。过程实现一定的目标是由一系列子过程（也称为活动）及驱动这些子过程的事件构成，它是组织中特定的角色在特定的时间、地点，通过调用或消耗资源来完成的，并通过过程创造或提供一定的产品获服务。过程与过程之间也存在着一定的关系，如一个过程续接着另一个过程等。

（3）组织（Organization）建模。一个组织由不同部门（组织单元）和角色构成，组织与组织、角色与角色之间存在一定关系，一定的角色对应于一定的组织。

（4）人员（Person）建模。人员应该有标识或名称。在企业中，人员与特定的角色或岗位联系在一起，在具体职位上从事工作，完成一定的任务，具备有一定的技能和经验，还有某些方面的专长。人员的角色和职位与组织结构紧密相关，人员的技能、经验和专长隶属于特定的领域，人员所承担的任务与业务过程联系在一起。

（5）领域（Domain）建模。领域特性描述领域内概念和实体的不同方面，对这些概念和实体进行分类，是领域类别的基础。而领域类别描述特定的类别层次结构，提供这些概念和实体的分类方式，并把这些概念和实体根据相似性进行组合。每一类别都有一个名称，并可能进一步划分出若干子类别。

（6）时间（Time）建模。时间建模不仅要表示其绝对的时间值，还要找出存在于绝对时间之后的一些重复特性，如星期特性、月份特性等。

（7）地点（Location）建模。地点建模除表示它的标识外，也要对它的特性进行表示。地点的主要特性包括地点的类型、地点所处的区域和地点之间的关系等。

从对情境模型各维度建模的讨论中可以看到，构成各维度的情境要素和属性之间是相互作用、紧密关联的：业务过程实现目标，并由子过程（活动）和事件组成；时间和地点则限制过程的执行，过程使用或者消耗资源来创造或者提供产品或服务，并且它由组织中特定角色负责；组织又由部门和角色组成，角色对应于部门；而人员隶属于组织中的特定部门，在组织中担任一定的角色，他们在某些领域有一定的经验、技能和专长。需要强调的是，供应链企业在实施知识管理过程中建立情境模型时，应在情境建模原则的指导下，根据企业利用情境所要实现的目标和企业的具体特点，确定所需的情境维度及各维度的构成要素和属性，它可以是上述情境维度集合的一个子集，也可以包括其它的情境维度。

10.4　供应链业务过程情境

10.4.1　业务过程情境的内容

供应链过程情境知识是一种组合性知识，其内容包括了与业务流程相关的各个方面的知识：

（1）组织机构方面的知识。供应链管理离不开组织机构，因为业务过程的实现是由不同企业、不同部门、不同岗位的人员完成的，每个成员都有自己的权利和相应的责任。因此，供应链过程情境必须包括活动主体这一属性，有时可能活动的执行者与活动的责任承担者不是同一个主体，那么还要分清谁是执行主体，谁是责任主体。

（2）活动过程方面的知识。供应链业务过程的活动一般会涉及到特定的对象，“对象”也是供应链过程情境包含的内容。而且由于供应链成员之间是一种松散耦合的关系，业务过程中有些活动的时间不是唯一确定的，因此还要考虑活动的最早开始时间、最晚开始时间、最早结束时间和最晚结束时间。此外，业务过程的活动也必须满足一定的前提条件才能执行，执行过程中还要受一定约束条件的限制，某些业务过程需要把前提条件和约束条件作为关键因素进行考虑。同时，一般活动的执行都要消耗一定的资源，这些资源在活动结束后不存在了，当然还会使用一些资源，这些资源在活动结束后还存在，活动结束后有新的事物产生，这种新的事物就叫做产出物。供应链业务过程的活动也具有这些性质，只是具体的消耗资源、使用资源和产出物与生产制造工作中的不同。

综上所述，供应链过程情境应该包含如下内容：活动的执行主体、责任主体、动作对象、最早开始时间、最晚开始时间、最早结束时间、最晚结束时间、前提条件、约束条件、消耗资源、使用资源、产出物、方法、技术、工具、目标、评价指标、涉及的规章制度、知情人和参与者等，过程情境知识对供应链的正常运行具有重要作用，其主要意义在于对供应链无序的知识进行系统化管理，实现知识在业务过程中共享和再利用，以提高供应链管理水平和创新能力。

10.4.2　供应链业务过程分析

系统是一切事物的存在方式之一，因而可以用系统观点来考察，用系统方法来描述。从系统科学的角度可以把供应链业务过程看作一个过程系统，主要包括两个条目：活动和活动之间的关系，每个条目都有各自的属性[6]：

（1）活动。每个业务过程都由若干活动组成，活动是过程的基本元素，是指有一定目的的行动，由主体、动作、时间三个基本属性构成。根据业务过程的特点，每个活动还有一些扩展属性，包括前提条件、约束条件、消耗资源、使用资源、产出物、方法、技术、工具、目标、评价指标、参与者等。业务过程中的活动可能涉及不同种类的对象，比如物质、信息、能源、资金等。因为业务过程是以业务工作的主体过程为主线，而不是以对象的流转顺序为主线，故可以涉及多种对象。简单的业务过程，可以由活动直接组成。但对于复杂的流程，应该根据流程的复杂度，先由活动组成子流程，再由低级子流程组成高级子流程，最后形成总业务流程。而子流程的划分要以时间的先后顺序为主线，将为完成同一子目标的相近活动划归为同一子流程。子流程还具有阶段性和局部完整性。子流程的划分使流程具有层次性，不同层次的流程适应于组织中不同层次的需要，供应链的业务过程可以分为决策层、管理层、操作层。

（2）活动之间的关系。活动之间的基本关系为顺序关系，除了这个基本关系外，活动之间还可能存在其他逻辑关系，如“前与”关系、“前或”关系、“前异或”关系、“后与”关系、“后或”关系、“后异或”关系。“

前与”关系是指一个活动完成之后，两个或两个以上的活动才能启动，这几个活动之间没有先后的顺序关系，但是必须全部执行。“

前或”关系是指一个活动完成之后，两个或两个以上的活动可以执行、也可以不执行，但至少要有一个活动被执行。“

前异或”关系是指一个活动完成之后，两个或两个以上的活动可供执行，但只能执行其中的一个活动。“

后与”关系是指一个活动执行之前，与之直接相邻的两个或两个以上的活动必须全部完成。“

后或”关系是指一个活动执行之前，与之直接相邻的两个或两个以上的活动至少有一个已经完成。“

后异或”关系是指一个活动执行之前，与之直接相邻的两个或两个以上的活动有一个且只能有一个己经完成。

供应链知识处于一定的组织情境中，离开了一定的知识情境，知识就失去了存在的必要和可能，知识只有在情境中才有实际意义。

10.4.3　业务过程情境知识的描述

在长期的管理实践中，基于不同目的从不同角度开发了多种业务过程表示方法，这些表示方法各有优缺点，在各自的应用领域发挥了一定作用，也为供应链过程情境的描述奠定了理论与实践基础。过程情境知识的描述需达到的基本要求是能够把业务过程本身表达清楚，同时满足知识管理的需要[1]。供应链业务过程情境知识可以形式化表示成：SCFK=(V , E , M, T )，其中：表示SCFK所包含的活动集，由n个活动组成；表示SCFK所包含的关系集，由m个关系组成。使用BV()函数可以求得关系的前活动，使用函数EV()可以求得关系ei的后活动。表示SCFK中的主体集（一般情况下指的是责任主体），由l个主体组成。主体的数量l与活动的数量n之间存在如下关系：l£n。主体 mi所执行的活动集表示成：

同一个活动只能对应一个主体，即不同主体对应的活动集交集为空，可如下表示：表示SCFK中的时间集，其中表示SCFK中所有活动的最早开始时间集，由n个时间点组成；表示SCFK中所有活动的最晚开始时间集，由n个时间点组成；表示SCFK中所有活动的最早结束时间集，由n个时间点组成；表示SCFK中所有活动的最晚结束时间集，由n个时间点组成。活动vi与时间点存在如下关系：

可以使用EBT()、LBT()、EOT()、LOT()四个函数分别求得活动vi的最早开始时间ebti、最晚开始时间lbti、最早结束时间eoti、最晚结束时间loti。同一活动的各个时间点间又存在如下关系：

最早开始时间ebti不能晚于最晚开始时间lbti；最晚开始时间lbti不能晚于最晚结束时间loti；最早结束时间eoti不能晚于最晚结束时间loti；最早开始时间ebti不能晚于最早结束时间eoti。同一关系的前活动和后活动的时间点之间存在如下关系：EBT( BV( ei ))﹤EBT( EV( ei ))，表示关系ei的前活动的最早开始时间要早于后活动的最早开始时间。

本章小结

本章研究了面向过程情境的供应链知识建模，现有知识建模方法大都面向特定的问题，在供应链协同中存在大量复杂非结构化且与业务过程相关的知识需要管理，本章通过供应链业务过程的分析，给出了业务过程知识的三个层次及其形式化描述；对业务过程情境在供应链知识管理中的作用和目标进行探讨，建立了面向过程情境的知识模型。

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