知識管理與知識庫系統(tǒng)

1、知識管理與知識庫系統(tǒng)1. 知識管理隨著計算機科學技術的發(fā)展，以計算機為工具的信息處理技術經歷了數(shù)值計算階段和數(shù)據(jù)處理階段之后，已經進入了知識管理與處理的階段，也就是說，計算機可以像人類一樣具有創(chuàng)造性思維的能力，即智能。這意味著計算機信息社會進入了一個知識信息處理的新時代，而知識庫技術將使計算機應用系統(tǒng)擁有更多的智能。作為一種管理行為，知識管理歷史悠久。知識經濟將是繼農業(yè)經濟和工業(yè)經濟以后的又一種新的社會經濟形態(tài)。知識不僅是與傳統(tǒng)生產要素并列的一種資源，而且是當今唯一有意義的特殊資源，知識首次以一種無形的形式作為經濟基礎出現(xiàn)在人類發(fā)展的進程中。 1.1 知識管理的發(fā)展知識作為一種組織資產的重要性

2、在80年代中期已經被人們意識到 知識管理一詞正式出現(xiàn)于1989年，這一年為了給知識管理工作提供相應的技術支持，美國一家公司聯(lián)合會實行了一項管理資產的實驗項目，與知識管理相關的一些文章開始出現(xiàn)于一些知名雜志，如斯隆管理評論、哈佛商業(yè)評論、組織科學等 1991年野中郁次郎和組內廣隆出版了名著知識創(chuàng)造型公司：日本公司如何建立創(chuàng)新動力機制標志著知識管理的產生。1.2 知識經濟時代企業(yè)的核心競爭力 IDC研究報告顯示，員工做的90%的所謂創(chuàng)新工作都是重復的，因為這些知識已經存在。另一份報告顯示，員工的1/3時間用在了尋找某些他們永遠沒有找到的信息上 。有72%的員工認為自己所在的企業(yè)沒有把公司不同地方的

3、知識很好的相互復用，也沒有實現(xiàn)知識的整合，形成了“知識孤島”。 由此看來，如何優(yōu)化流程將員工寶貴的工作時間能夠直接運用于協(xié)作顧客或解決問題的創(chuàng)造價值的活動上，對營造企業(yè)競爭優(yōu)勢非常重要。1.3 知識管理的定義知識管理就是運用信息化技術手段將人與知識充分結合，并且創(chuàng)造知識分享的文化，以加速員工學習、創(chuàng)造及應用知識，提升組織的核心能力，核心為人、組織和技術，簡稱HOT 。1.4 為什么需要知識管理1）外部環(huán)境壓力 l 全球化、快速化、動態(tài)化的激烈市場競爭壓力 l 知識成為21世紀的主要經濟資源 2）競爭與生存的需求 l 知識利用可以產生競爭上的差異化，并使競爭對手難以模仿 l 知識會影響企業(yè)機會把

4、握、響應速度和產品上市時間等最重要的企業(yè)生存能力 3）知識的經濟價值性 1.5 知識管理的實現(xiàn)方法1）知識管理理念、方法的導入 對員工、管理者、領導者都進行管理理念的導入，明確各自的責任。2）以知識管理為核心的工作臺 依據(jù)企業(yè)的實際情況建立適合自己的平臺。3）完善的知識管理推進機制 包括運行機制、知識明確機制、參與績效機制和參與獎懲機制。2. 知識庫系統(tǒng)2.1 基本概念2.1.1 數(shù)據(jù)知識庫中的數(shù)據(jù)比數(shù)學中的數(shù)據(jù)更具有廣泛的含義，在這里將數(shù)據(jù)定義為“客觀事物的屬性、數(shù)量、位置、及其相互關系等的抽象表示”。例如可以用二元組（面粉，白的）來表示面粉具有白色這個屬性；用二元組（政策，開放）來表示政策

5、具有開放這個屬性，等等，因此它們也是一些數(shù)據(jù)。2.1.2 信息這里把信息定義為“數(shù)據(jù)所表示的含義（或語義）”，因此可以說信息是對數(shù)據(jù)的解釋；反之可稱“數(shù)據(jù)是信息的載體了”。例如“10”在一個具體場合可以解釋為“5個人”，在另一種場合又可以解釋為“5種方案”，乃至“3張表格”等等。2.1.3 知識這里所談的知識概念是知識處理的特殊對象，與日常生活中所談的知識有較大的區(qū)別，因此，有必要首先弄清在知識處理的領域中如何定義知識，為知識庫與推理機的進一步討論奠定科學基礎。為此，將“知識”定義為：“知識是以各種不同方式把多個信息關聯(lián)在一起的信息結構”或者表達為“知識是多個信息之間的關聯(lián)”。如果把“不與任何

6、其他信息關聯(lián)”即單獨的一個信息也被認為是一種特殊的關聯(lián)方式（不關聯(lián)），則單個信息也可以看作是知識的特例，我們將此稱之為“原子事實”。例如“他是軍人”、“穿軍裝”等等，都是些鼓勵的信息或稱“原子事實”。然而，如果把這兩種信息用“如果則”這種因果關系聯(lián)系起來就構成了一條知識，即“如果他是軍人，則穿軍裝”。顯然，按著這種形式定義的知識一般有三種類型，即正確的知識、錯誤的知識和不知真假的知識。2.1.4 知識的分類1. 事實事實是指人類對客觀事物屬性的值或狀態(tài)的描述。這種知識一般不包含任何變量，可以用一個值為真的命題陳述或一種狀態(tài)的描述來表達。例如今天很熱、大海是藍色等等都是一個事實。因為它們描述了客

7、觀事物在某種條件下各種屬性或狀態(tài)的真實的值。2 規(guī)則規(guī)則是指可以分為前提條件和結論兩部分，用來表達因果關系的知識，它的一般形式為：如果A則B，其中A表示前提條件，B表示為結論或應采取的動作。由于一條規(guī)則的結論很可能是另一條規(guī)則的前提條件，因此人們可以用這類知識根據(jù)三段論推理形成一條推理鏈。這種知識在人工智能技術中獲得了廣泛的應用。3. 規(guī)律上述的規(guī)則知識一般還可以分為不帶變量的規(guī)則和帶變量的規(guī)則兩種。我們把帶變量的規(guī)則稱為規(guī)律，規(guī)律中的變量一旦被實例化為一個具體的值，則規(guī)律就編程了一條具體的不帶變量的規(guī)則。因此，隨著變量實例化為各種不同的值，就可以從一條規(guī)律引出許多具體的規(guī)則，因而規(guī)律在這種意

8、義上表示了一類知識，是比一般不帶變量的規(guī)則反映現(xiàn)實更深刻的一種知識。 2.1.5 知識的屬性1. 真實性知識既是客觀事物及客觀世界的反映，它必然具有真實性，它們應該經得起實踐檢驗或用邏輯推理證明其真?zhèn)巍?. 相對性所謂知識也是行對的明知是的存在往往是有條件的和有環(huán)境要求的。一般知識不可能都無條件的真或絕對的真，或者無條件的假，而都具有相對性。在一定條件下和特定的時間為真的知識，當時間、條件或環(huán)境改變時它可能變?yōu)榧佟?. 不完全性現(xiàn)實中的知識往往是不完全的，其原因是由于客觀世界中很多事物本身往往是表露不完全的，它反映在人們頭腦中對事物的認識也就不可能完全。就因果關系而言，有時反映在對條件認識不完

9、全，有時反映在對結論認識不完全。4. 模糊性 與知識的相對性與不完全性相關聯(lián)的還有知識的“模糊性”。所謂的模糊性在某種意義上可以認為對客觀事物描述的進一步現(xiàn)實化。因為現(xiàn)實中的知識真與假，一般說來并不總是“非真即假”，而是處于某種中介狀態(tài)，模糊數(shù)學對客觀事物的這種中介狀態(tài)給予了恰當?shù)拿枋觥?. 可表示性 知識是客觀事物額定抽象與概括，但它本身并不是一種物質的東西。然而它應該可以用各種方式加以表示，即具有可表示性，它的表示方式一般包括：1）各種符號的邏輯組合；2）圖形表示各種信息和知識；3）物理表示。由知識的可表示性又可以引出知識的另外三個屬性：可存儲性、可傳遞性和可處理性。2.2 知識的表示知識

10、的表示：所謂知識表示實際上就是對知識的一種描述，即用一些約定的符號把知識編碼成一組計算機可以接受的數(shù)據(jù)結構。知識的表示方法有很多：產生式規(guī)則、語義網(wǎng)絡、一階謂詞邏輯、框架理論和面向對象等。2.2.1 產生式規(guī)則產生式(Production)一詞，是在20世紀40年代首先由美國數(shù)學家波斯特（E.Post）提出來的。波斯特根據(jù)替換規(guī)則提出了一種稱為波斯特機的計算模型，模型中的每一條規(guī)則當時被稱為一個產生式。后來，這一術語幾經修改擴充，被用到許多領域。例如，形式語言中的文法規(guī)則就稱為產生式。產生式也稱為產生式規(guī)則，或簡稱規(guī)則。產生式規(guī)則的一般形式為：前件后件（P Q）其中，前件就是前提，后件是結論或

11、動作，前件和后件可以是由邏輯運算符AND、OR、NOT組成的表達式。產生式規(guī)則的語義是：如果前提滿足，則可得結論或者執(zhí)行相應的動作，即后件由前件來觸發(fā)。所以，前件是規(guī)則的執(zhí)行條件，后件是規(guī)則體。 一條產生式規(guī)則就是一條知識。用產生式可以實現(xiàn)推理和操作，產生式規(guī)則是知識表示形式。上圖是一個與或樹，產生式規(guī)則組：B1，B2A； B3，B4，B5 A ； C1，C2 B1 ； C3 B2 ； C4，C5，C6 B3 ； C7 B4 ； C8 B4 ；C9，C10 B5；D1，D2 C5 ； D3 C5 ； D4，D5，D6 C8 ；圖中帶圓弧的分支線代表“與”的關系，不帶圓弧的分支線表示“或”的關系

12、。2.2.2 語義網(wǎng)絡表現(xiàn)人類知識的任何格式都必須具有兩種功能，一是表達事實性的知識，二是表達這些事實之間的聯(lián)系，即能夠從一些事實找到另一些事實的信息。這兩種功能可以用兩種不同的機制來實現(xiàn)，例如，用謂詞演算表達事實，用一定形式索引和分類表達事實間聯(lián)系，語義網(wǎng)絡就是用單一的機制表達這兩種內容。語義網(wǎng)絡的概念最先是由Quillian提出來的，他于1968年在他的博士論文中，把語義網(wǎng)絡作為人類聯(lián)想記憶的一個顯式心理模型。所以，語義網(wǎng)絡也稱聯(lián)想網(wǎng)絡?，F(xiàn)在，語義網(wǎng)絡的理論已經有了長足的發(fā)展。有人把它劃分為五個級別：執(zhí)行級、邏輯級、認識論級、概念級和語言學級。 語義網(wǎng)絡已成為一種重要的知識表示形式，廣泛地

13、應用于人工智能、專家系統(tǒng)，特別是自然語言理解領域中。 語義網(wǎng)絡是一種采用網(wǎng)絡的形式表示人類知識的方法。它是由節(jié)點和邊（也稱有向弧）組成的一種有向圖。其中節(jié)點表示事物、對象、概念、行為、性質、狀態(tài)等；有向弧表示節(jié)點之間的某種聯(lián)系或關系。下圖是鳥的網(wǎng)絡語義圖。語義網(wǎng)絡能較好的表示對象之間的繼承和變異等概念，很適合用來表示推理，聯(lián)想，歸納等邏輯概念，從而也就可根據(jù)語義網(wǎng)絡所表示的知識來回答各種問題，驗證各種事實，乃至模擬人腦的邏輯思維、演繹或歸納出沒有直接表示在網(wǎng)絡中的新知識。2.2.3 常用的語義聯(lián)系1）ISA關系（is-a）:A ISA B表示A是B的一個特例，B是A的一個抽象 。2）AKO關系

14、（a-kind-of）:A AKO B表示A是一種B，A與B之間有屬性繼承和屬性更改權。3）A-part-of聯(lián)系：X A-part-of Y表示X是Y的一 部分，沒有屬性繼承性。4）A-Member-of聯(lián)系：X A-Member-of Y表示X是 Y的一個成員（或元素）。5）Have聯(lián)系：A Have B表示A具有B的這個屬性值或實體。 6）Located-At（-on、-Under等）聯(lián)系：表示事物之間的位置關系。2.3 知識庫知識庫可以看作是數(shù)據(jù)庫理論研究的產物，是知識的集合。更確切的講，知識庫是人工智能（AI）和數(shù)據(jù)庫結合的產物。如果說數(shù)據(jù)庫就是把數(shù)據(jù)從應用程序中分離出來交予系統(tǒng)程序

15、處理，則知識庫就是把知識從應用程序中分離出來，交由知識系統(tǒng)程序處理。知識庫的概念是數(shù)據(jù)庫概念在知識處理領域的拓展和延伸。知識庫在知識處理中也是一個至關重要和必不可少的概念。在知識庫匯總可存放各種數(shù)據(jù)，組織、管理和維護數(shù)據(jù)庫的方法對知識庫來說可以繼續(xù)使用，至少可供參考借鑒。但是，知識庫的主要任務還是存儲大量的知識，因此嗎，可將知識庫定義為經過分類組織的“知識的一個集合”。邏輯上是人類知識的模型，物理上是存儲知識的設施。2.3.1 DSS知識庫的特點智能DSS也有自己的知識庫，它與專家系統(tǒng)在功能、知識庫內容和推理策略方面都存在很大差別，體現(xiàn)在4個方面：1）DSS不僅具有定性的知識推力能力，而且具有

16、定量的計算功能，并能將兩種功能結合起來。 2）專家系統(tǒng)的知識結構比較單一，而智能DSS的知識就更廣泛，但知識抽取和表達也就更為困難和繁瑣。 3）DSS推理機制不僅具有對不同結構特點的知識的推理，而且要與定量計算結果綜合起來以加強輔助決策的有效性，這就使得它的推理比一般專家系統(tǒng)的推理更加復雜。4）計算機的語言實現(xiàn)方面也有很大不同。專家系統(tǒng)一般用人工只能程序設計語言：如Prolog和Lisp語言,然而這些語言在計算方面效率低，不能滿足復雜計算問題的求解要求。 DSS知識庫所設計的知識廣泛，既有知識庫特定知識，又有建模知識和求解方法技術。這些知識是系統(tǒng)開發(fā)人員不熟悉且不可能在短期內學到的；特別是那些

17、領域專家長期積累起來的經驗性知識；另一方面，知識庫的實現(xiàn)又需要大量的計算機專業(yè)知識，特別是AI和知識工程方面的知識。無論讓設計人員在短期內成為領域專家，或是讓領域專家在短期內成為設計人員都是不可能的，這就決定了知識庫的建立過程必須是系統(tǒng)設計人員與有關專家密切合作共同努力的過程，這是DSS知識庫的研制特點。2.3.2 設計知識庫系統(tǒng)的原則 設計人員、領域專家以及大量的實例和問題構成了開發(fā)和改進知識庫系統(tǒng)的三個基本要素，此外，開發(fā)知識庫系統(tǒng)時要遵循以下基本原則：1）保持知識庫系統(tǒng)在DSS內部的相對獨立性，這是目前DSS的基本結構。這樣便于知識庫系統(tǒng)內部管理，為知識庫的不斷擴充與修改提供保證。2）知

18、識庫與推理機應該分開，這樣解釋功能和知識獲取功能才能實現(xiàn)。3）在一個知識庫中盡量使用一種知識表示方法，從而使系統(tǒng)中的知識易于處理、解釋和管理，這將使知識庫的實現(xiàn)工作相對簡單。由于知識來源較廣，一般情況下，可建立多個子知識庫。4）推理機應該盡量簡單，以減少解釋和知識獲取的工作量。5）利用知識的冗余，可以補充知識的不完整和不精確性。6）知識庫的開發(fā)應與DSS整個系統(tǒng)的開發(fā)相協(xié)調。2.3.3 知識庫的開發(fā)步驟知識庫是DSS實現(xiàn)智能化的關鍵部件，開發(fā)知識庫是開發(fā)DSS的高級階段，但是，目前尚缺乏開發(fā)知識庫的規(guī)范化步驟。一般說來，建立知識庫的工作應該放在DSS開發(fā)的中、后期進行，大致要經歷準備、系統(tǒng)分析

19、、建立原型、改進、擴充和維護等幾個階段。每一個階段工作都不是孤立的，必須與整個系統(tǒng)的開發(fā)相協(xié)調。大致分為以下幾個階段：1）準備階段。2）系統(tǒng)分析階段。3）建立原型階段。4）擴充和改進知識庫系統(tǒng)。5）知識庫的維護。3. 國內外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢從21世紀開始，發(fā)達國家和地區(qū)的跨國企業(yè)及中小企業(yè)在政府的資助和支持下進行知識管理。據(jù)資料顯示，國際上的先進企業(yè)每年平均用于知識資源和知識管理等知識基礎設施建設的投入約占其整個企業(yè)研發(fā)成本的10%，最高的在25%以上。2000年左右，知識管理在中國落地，進入應用階段，在軟件公司、咨詢公司等實踐企業(yè)的推動下，越來越多的企業(yè)開始關注知識管理，并投入人力、財力將其付諸實踐。但是，有調查統(tǒng)計顯示，對于大多數(shù)企業(yè)來說，目前卻僅有20的企業(yè)經驗知識被保存和文件化。換句話說，企業(yè)組織內外仍有非常多的和企業(yè)獲利及競爭力有關的知識被隱藏起來而不自知。但是，有調查統(tǒng)計顯示，對于大多數(shù)企業(yè)來說，目前卻僅有20的企業(yè)經驗知識被保存和文件化。換句話說，企業(yè)組織內外仍有非常多的和企業(yè)獲利及競爭力有關的知識被隱藏起來而不自知。我國企業(yè)知識管理的研究和事件都落后于國外，我國企業(yè)在實施企業(yè)知識管理方面的投入僅占整個企業(yè)研發(fā)成本的0.5%。令人欣慰的是，目前國內游越來越多的企業(yè)關注知識管理，近3年的知識管理調查顯示：國內2/3的企業(yè)表示對知識管理的投入在增加。比如：