本站小編為你精心準備了裝備ＭＲＯ知識管理論文參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1裝備MRO知識的特點

所謂裝備MRO知識，是指與裝備維護、維修和運行相關的維修資料、維修知識和運行狀態數據等綜合信息資源，其知識體系結構如圖1所示。裝備MRO知識主要包括2類：①基本的維修資料與知識，例如設計階段通過設計BOM組織的設計資料、技術手冊等，制造階段通過制造BOM組織的物料信息、裝配信息等，使用維護階段通過維修BOM組織的維修歷史、狀態數據等；②使用數據挖掘等技術獲得的推理性知識，例如通過數據挖掘形成的規則知識、利用知識工程獲取的專家知識和通過案例積累形成的案例知識等?；谏鲜鲋R的支持，系統提供維修計劃、健康評估、故障預測、案例檢索等多種裝備運維服務。從裝備MRO知識體系結構看，其知識特點主要體現在以下5個方面：（1）類型繁多。裝備運維服務涉及的MRO知識紛繁復雜，知識分布于全生命周期的各個階段，既包括維修規程、物料信息、維修歷史等基本的維修資料與知識，又包括使用數據挖掘等技術獲得的推理性知識。（2）結構復雜。裝備MRO知識與裝備整機及其零部件相聯系，在結構上具有層次性特點。維修計劃、健康評估等維修決策需要的狀態數據、維修歷史、維修規程等裝備、部件和零件多個層次的MRO知識相互聯系共同輔助維修決策。此外，在裝備的不同部位可能存在相同的零部件，它們存在共性的CAD模型等設計知識，但由于位置不同而擁有個性的維修歷史等維修知識。（3）周期性長。對于飛機、火車等大型復雜裝備來說，從設計制造、使用維護直至報廢整個生命周期的時間跨度很長，需要管理裝備全生命周期過程中的數據，并利用數據挖掘、統計分析等技術手段從中發現有價值的知識。（4）動態變化。裝備在其全生命周期過程中BOM結構處于從設計BOM、制造BOM到維修BOM的不斷演化過程中，并且隨著維修活動的發生，維修BOM不斷發生變化，與之相聯系的維修歷史、維修案例等知識也隨維修活動而不斷變化。另外，在裝備的運行過程中，實時狀態數據處于不斷采集的動態過程，對實時的數據流進行處理，可從中發現隱含的數據模式，同樣也需要對動態變化知識進行管理。（5）應用多樣。為裝備制造商、維修商及用戶提供的運維服務多種多樣，如裝備健康評估、故障預測、維修計劃制定等，這些服務各自涉及不同的技術、工藝和資源等相關知識，直接建立服務與知識間的聯系會出現效率低下等問題，需要建立完善的裝備MRO知識管理體系，針對不同服務建立相應的知識模型。根據上述知識特點，完善的裝備MRO知識管理體系應能夠根據維修規程、維修資源等知識的特點進行知識表示，在裝備的使用維護階段將全生命周期的知識進行組織，支持知識的演化過程，保證知識追蹤與追溯，并圍繞維修計劃制定、健康評估等的裝備運維服務，將這些知識進行綜合并建立知識模型，以滿足運維服務的可擴展性，同時應滿足知識的快速檢索要求，以提高知識應用的效率。

2裝備MRO知識管理體系

基于上述分析，本文提出圍繞裝備運維服務的MRO知識管理體系，如圖2所示。在對服務需要的維修規程、維修資源、維護歷史以及維修案例等相關知識進行分析和表示的基礎上，以裝備維修BOM結構為核心對知識進行組織管理，并圍繞裝備運維服務，建立基于本體的知識模型。整個裝備MRO知識管理體系從全局的角度系統性地提供了知識管理與應用的思路。

2．1MRO知識及其表示裝備MRO知識的準確表示是進行MRO知識管理的前提和基礎。裝備MRO知識類型繁多，對于維修過程所需要的知識，維修規程規定的維護周期是確定維修任務、編制維修計劃的重要依據；維修資源是維修計劃順利進行的重要保障；裝備維修歷史，結合狀態監測、日常檢修等可以得到變動維護周期，對其進行統計分析能夠得到零部件質量等知識；維修案例為解決維修過程中的新問題提供重要參考。因此，本節對裝備的維修規程、維修資源、維修歷史及維修案例進行分析及知識表示。

2．1．1維修規程的知識表示維修規程規定了裝備整機及其零部件的大修、中修、小修等預防性維護保養的內容和規范。以裝備的維護周期為例，維護周期在維修規程中已做出規定，但根據裝備的狀態監測、日常檢修，維護周期也會適時調整，需對變動大修、中修、小修和零部件保養周期進行管理。這些維護周期知識屬于典型的結構化知識，可用框架表示法進行知識表示，如圖3所示。裝備維護周期是產生維修預警信息、確定維修任務以及編制維修計劃的重要依據。根據上述裝備維護周期知識，可以確定裝備整機及其零部件的維護時間。對于部件C，其上次維修時間為T0，維護周期為TP（TP可為維修規程中規定的固定周期，也可以是根據裝備狀態和維修歷史等確定的變動周期），則部件C的維護時間為。

2．1．2維修資源的知識表示維修資源包括維修備件、維修人員、維修工位、維修工具等，是制定維修計劃的約束，尤其在多個裝備共用維修資源的情況下，需要通過對維修資源的有效管理，實現合理調度。以維修計劃中維修任務對維修備件的需求為例，各維修任務能夠確定需要的維修備件的需求量及需求時間等。

2．1．3維修歷史的知識表示裝備的零部件經過拆卸、修理等維修活動，產生了維修歷史信息，對其進行數據挖掘等獲取的隱含知識對于裝備的維修決策具有重要價值。裝備的維修歷史（maintenancehistory，簡稱MH）用元組表示為：MH：：＝（ID，PID，FH，MC，T，…）（3）其中，ID為裝備編號；PID為裝備維修零部件編號；FH為故障現象；MC為維修處理過程；T為維修時間。對元組進行實例化即可表示裝備的一條維修歷史記錄，由多條記錄組成一張二維表，類似于關系型數據庫中的表。對于裝備的維修歷史信息，利用統計分析方法，分析特定型號所有裝備零部件的維修次數，或者分析具體裝備零部件的維修次數，按維修次數確定裝備中頻繁出現故障的零部件，反饋到設計制造部門來提升產品質量或改進產品設計，或者反饋到采購部門要求生產廠家改進產品質量或更換生產廠家。此外，利用裝備的維修歷史記錄，結合其設計使用壽命，利用數據挖掘技術，對零部件進行維修預測取得合理的維修周期并產生維修預警信息，以輔助維修決策。

2．1．4維修案例的知識表示裝備維修案例描述故障維修的全過程，其中蘊含的經驗、技巧對于解決新問題提供了重要的參考。通過案例推理，尋找與新問題相似的歷史案例，指導新問題的解決。維修案例的知識表示是進行案例推理的前提和核心。維修案例的知識表示方法可以采用本體、框架等表示法，此外，案例知識表示法本身作為一種表示法也可以進行維修案例的知識表示。維修案例知識結構一般包括3個部分：①故障描述，即維修案例的描述，如發生故障裝備、故障部件、故障現象等；②解決方案，即故障的解決過程，如分析故障原因、處理方法等；③反饋評價，即解決方案的總結與評價，如經驗總結、效果評價等。維修案例知識結構如圖4所示。

2．2以維修BOM為核心的MRO知識組織裝備的MRO知識紛繁復雜，但就維修計劃制定、健康狀態評估等具體的運維服務來說，由于服務過程清晰、目標明確，因此需要的知識能夠預先進行組織。為組織裝備運維服務需要的知識，建立以維修BOM為核心的MRO知識組織方式，如圖5所示，其優點在于維修業務活動導致的裝備結構變化對知識結構的影響較小。從與裝備結構的關聯角度分析，運維服務需要的知識一般包括3類：①靜態知識，是同型號或同批次裝備共享的知識，如某型號裝備的維修規程、維修工藝等；②動態知識，是具體單臺裝備獨有的知識，如裝備的維修歷史、運行記錄等；③其他知識，是不與裝備結構直接關聯的知識，如制定維修計劃過程中的約束條件、維修資源等。文獻［9］提出將裝備使用維護階段的維修BOM，經優化設計成由中性BOM、位置BOM及實例BOM組成的復合式維修BOM，并提出在中性BOM和位置BOM上組織維修資料與知識，在實例BOM上組織維修業務數據。本文在此基礎上，利用具有層次性的BOM結構來表達MRO知識體系，實現運維服務需要的知識與相關零部件的關聯，構成以維修BOM為核心的MRO知識組織方式。根據運維服務需要的知識分類，靜態知識由中性BOM進行組織，動態知識由實例BOM進行組織，其他知識則依托于服務本身。

2．3基于本體的MRO知識管理本體（ontology）的概念起源于哲學領域，是共享概念模型的明確的形式化規范說明，在領域知識表示方面具有表達準確、規范和結構清晰等優點［13］。由于裝備運維服務具有復雜性、多樣化等特點，利用本體確定的概念間關系，實現服務涉及的維修規程、維修需求、資源約束等知識的整合；通過基于本體的MRO知識視圖，實現知識的快速定制與檢索。

2．3．1裝備運維服務的知識本體圍繞上述以維修BOM為核心的裝備MRO知識組織方式，本文結合OWL的基本元素和六元組本體表示方法［14］，將裝備運維服務的知識本體形式化定義如下?，F以汽車的維修計劃制定過程為例，過程如下：在維修任務確定后，需要組織維修備件、維修人員等維修資源，以及根據不同的約束條件制定裝備的維修計劃，約束條件包括備件庫存成本、人員工資、工時安排、維修成本、停機損失成本等。綜合以上考慮，以最低成本為目標，進行分派維修人員與維修備件等過程制定維修計劃。維修計劃制定的知識本體如圖6所示。

2．3．2基于本體的MRO知識視圖為滿足裝備運維服務涉及的MRO知識同步動態數據管理與快速知識追蹤檢索的需求，本文引入知識視圖的概念。視圖是計算機數據庫中的術語，是虛擬的表，其內容由查詢定義，能夠在現有的數據中根據需求篩選特定的數據，實現定制數據的需求。圍繞裝備運維服務，根據其知識本體，建立需要的MRO知識視圖，正符合裝備運維服務對MRO知識的要求?；诒倔w的MRO知識視圖建立過程如圖7所示。過程如下：①明確知識需求，根據裝備運維服務的知識本體，通過獲取概念、知識、知識屬性、知識數據屬性和知識對象屬性5個過程，逐層細化MRO知識需求；②篩選知識數據，根據MRO知識需求進行篩選，由于裝備知識是以BOM為核心進行組織的，并且裝備全生命周期過程中BOM視圖間存在轉換關系，利用這些關系可以在零散繁多的知識中篩選出需要的MRO知識；③建立知識視圖，通過查詢定義等方式，利用知識對象屬性確定的知識關聯，建立起知識視圖以及視圖間的關聯關系。MRO知識視圖中數據經過知識本體模型中定義的模型規則處理，用以支持維修計劃制定等運維服務。

3面向服務的裝備MRO知識管理系統

面向服務架構（serviceorientedarchitecture，簡稱SOA）是以服務為核心的組件模型，采用中立方式定義的接口，使得服務間具有松耦合性，能夠靈活地適應環境變化，動態響應新的需求。結合裝備MRO知識管理體系，利用面向服務架構的思想，建立面向服務的MRO知識管理系統架構。由于裝備運維服務多種多樣，裝備全生命周期過程中的知識零散繁多，而運維服務只需要特定的一些知識，直接建立服務與所需知識間關聯會導致效率低下、不易擴展等問題。為解決上述問題，以服務為核心，向外提供運維服務支持，向內建立服務的知識本體，根據知識本體確定的知識需求，從裝備全生命周期過程的知識中獲取特定的知識建立知識視圖，提高知識管理的效率并利于運維服務的擴展。因此，面向服務的裝備MRO知識管理系統架構劃分為4層，分別是知識層、本體層、服務層、應用層，如圖8所示。（1）知識層。知識層用作組織和管理裝備全生命周期過程中的MRO知識，如維修規程、維修工藝、維修歷史等，以及通過數據挖掘形成的規則知識、利用知識工程獲取的專家知識和通過案例積累形成的案例知識等。這些MRO知識以裝備全生命周期各階段BOM視圖為核心進行組織和管理，例如設計BOM管理維修規程等、維修BOM管理維修保養歷史等。（2）本體層。維修活動復雜繁多、周期長、涉及因素多，針對具體的裝備運維服務，建立相應的知識本體，如故障診斷本體、健康評估本體、維修案例本體、維修計劃本體等，這些本體確定了該運維服務中的知識需求及其模型規則處理方法。根據知識本體中確定的MRO知識需求，并從知識層中篩選知識建立各運維服務的知識視圖。（3）服務層。針對裝備生產商、維修商和用戶對運維服務的需求，提供動態可擴展的裝備運維服務，如故障診斷服務、健康評估服務、案例檢索服務、維修計劃服務等。這些服務擁有對應的知識本體，對知識本體對應的視圖中的知識經過知識推理等規則模型處理，結果以Web服務等形式對外提供服務接口支持。（4）應用層。用戶通過客戶端軟件、移動終端或者門戶網站等多種途徑向遠程服務器發出服務請求，遠程服務器獲取到請求后調用服務層中相應運維服務，并將處理結果進行反饋。這些運維服務是以服務接口形式提供，裝備生產商、維修商和用戶能夠按需使用不同的運維服務，用以支持維修決策和輔助維修業務活動等。本文基于上述系統架構，開發了車輛運維知識管理系統。該系統基于J2EE和SOA架構，通過對知識管理工具和運維服務的封裝，實現了維修規程、維修歷史、維修資源、維修案例等MRO知識管理，并在此基礎上，圍繞基于知識的應用，分別面向制造商開發了維修BOM管理工具、知識管理工具等服務應用，面向維修商開發了維修計劃制定、維修案例管理、維修資源管理等服務應用，面向用戶開發了車輛健康評估、維修案例檢索、維修保養提醒等服務應用。此外，對于運維服務的知識本體模型構建，系統采用Protégé4．0作為本體編輯工具、OWL（WebOntologyLan－guage）作為本體描述語言，以利于運維服務的擴展。目前，該系統已以某品牌型號下的汽車為應用測試對象，驗證了系統的可行性和有效性。

4結束語

本文圍繞裝備運維服務對MRO知識的需求，研究了裝備MRO知識管理體系，并提出了面向服務的裝備MRO知識管理系統架構，開發了車輛運維知識管理系統。從裝備不同MRO知識特點的研究出發，提出相應的MRO知識表示方法，以具體應用服務領域和零部件知識為基礎，構建了基于本體和維修BOM結構的MRO知識管理體系。該體系以裝備運維服務為目標，將裝備全生命周期過程中的知識進行有機地組織，面向應用服務領域構建相應的知識視圖，實現了知識應用的靈活性和開放性，體現了精益維修的理念和MRO服務過程的智能化。

作者：任明侖楊旭付杰單位：合肥工業大學管理學院合肥工業大學過程優化與智能決策教育部重點實驗室