智慧院所建设的思路方法和解决方案---王可

智慧院所建设的思路方法和解决方案

王可

作者简介

王可:北京瑞风协同科技股份有限公司CTO、副总经理。从事制造业信息化领域的研究及应用推广28年。参加或主持国家多个科研项目，分别获得航天部“科技进步奖”一等奖及三等奖，北京市"科学技术"三等奖、教育部"科学技术进步奖"一等奖。参加或主持了试验数据管理平台、综合保障业务平台、设计仿真平台等软件产品的研制开发。

近年内主要方向集中在装备试验信息化、装备五性及综合保障信息化等领域。重点方向：装备综合保障业务平台及工具技术、复杂产品状态监控及维护支持技术。

1 智慧院所建设概述

智慧院所已经成为当前我国科研院所信息化能力建设的一个主旋律。

智慧院所建设在我国高技术装备研制领域备受关注。2015年国防科工局启动了“智慧院所信息化能力建设”的研究课题，旨在从国家和行业的层面上研究高技术装备领域的信息化能力建设的方向和重点，并提出在十三五及后续时期内持续推进和引导领域内企业的智慧院所和智能工厂建设的策略。在课题牵头单位中航科技委的主持下，集中了来自航空、航天、船舶、兵器、电子领域的近百家单位的专家和学者，组成十个专题小组开展智慧院所智能工厂建设的需求调研和技术研究，并在2016年完成课题评审，形成了该方面比较权威的研究成果。与此同时，业内大批的科研院所和工厂紧锣密鼓地开始了布局，纷纷投入人力物力进行智慧院所和智能工厂的论证和可行性分析，有些已经进入到实质性操作阶段。

智慧院所是什么？建设内容有哪些，建设成果是什么？

根据科工局智慧院所课题组的研究结论，智慧院所是基于知识构筑的智慧化组织，其组织、决策、运营、市场营销、管理和科研生产模式是以知识应用为基础，以创新驱动发展为目的，具有自学习、自成长、自优化、自适应的特征，是支撑我国军工科研院所未来自主创新的核心科研组织。该结论强调了在智慧院所中知识应用的重要性，以及智慧能力的主要特征：自学习、自成长、自优化、自适应。

智慧院所信息化能力建设的重要工作内容之一就是建设智慧工作平台WWP（Wisdom Working Platform）。这是课题组的一个重要结论，同时给出了智慧工作平台WWP的体系结构和主要特征描述。如下图所示：

图1-1 智慧工作平台(WWP)的层次化体系架构

智慧工作平台WWP的四层体系架构包括应用层、能力层、关键平台层和基础能力层。其中的关键平台层包括数字化工作平台、信息化管控平台和知识应用平台等三部分，它们基于基础能力层的众多技术工具，综合应用了四项关键技术，即：先进的数字化技术、先进的信息化技术、先进的项目管理技术以及知识工程应用技术。 WWP的体系结构特征又称为“三驾马车、四轮驱动”。

智慧工作平台WWP的四项关键技术中，知识工程应用具有独特的地位。进入新世纪之后知识工程应用技术才得到快速发展，并成为智慧工作平台WWP建设中的主要突破口。知识工程平台以知识的提炼和积累为前提，以知识的应用为目标，充分利用科研和管理的知识性成果（标准/规范、定义/模板、公式/模型），把数据和信息处理提升到用知识来进行表达、推导。知识工程非常好地表明了技术沿着“数字化—信息化—知识化—智慧化”的发展历程，同时为科研和管理的智慧化提供了现实途径。

2 智慧院所建设的策略、思路和方法

如何开展智慧院所建设？

智慧院所建设的目标、策略和方法是众多科研院所探索的焦点。智慧院所作为我国军工科研院所未来自主创新的科研组织形态，是研究院所的信息化能力建设的必由之路，在操作层面上的途径就可以设定为建设智慧工作平台WWP。

目前主要问题是：如何在科研院所的信息化现状基础上建成智慧工作平台WWP？经过前几个五年计划的信息化建设，很多科研院所已经有一套自己的信息化体系，大体上以PLM/CAX系统为主服务于科研工作，以ERP或类似系统为主服务于经营管理工作，以信息化门户（Portal）为入口串接各个系统。在这个基础上建立智慧工作平台WWP，既不是推倒重来，也不是简单修修补补，必须有一套有效的策略，实现实质性的改造和提升。

图2-1 如何建成智慧工作平台WWP

智慧研发的策略

智慧研发策略，就是为建设智慧院所提出的一整套的思路和方法。智慧研发简而言之就是：以型号需求为牵引，以创新驱动发展为目的，以知识工程应用为主要途径，以智慧设计/智慧试验/智慧综保工具为手段，实现科研和经营业务的全面感知、智能决策、精准执行。

智慧研发策略的主要特征可归结为“三架马车、四轮驱动、三个标志”。如下图，智慧研发策略充分吸收了科工局课题组提出的三个关键平台（数字化工作平台、知识应用平台和信息化工作平台）和四项先进技术（数字化技术、项目管理技术、知识工程技术、信息化技术），同时，提出三项能力：全面感知、智能决策、精准执行，作为智慧院所创新型工作能力的主要标志。

图2-2 智慧研发策略的主要特征

智慧院所的能力标志：全面感知、智能决策、精准执行

实现全面感知、智能决策、精准执行三项能力，既可作为智慧工作平台WWP的能力标志，又可作为在智慧院所建设中的重要工作指南。具体说明如下：

全面感知：就是要感知项目的进展情况、质量情况、成本情况、产品效费比等等情况。缺乏对决策所需情况的全面了解，是阻碍智慧型科研和生产经营的主要症结之一。全面感知就是让各个层面的领导和决策人员能够完整、方便、直观地获取自己关心的细节信息和综合性信息。

智能决策：就是采用有别于传统方法，基于知识应用平台的支撑，采用智能化的计算、分析和仿真手段，将这些融入到智慧工作平台的处理流程中，使得在设计分析、试验验证、装备保障等专

业的方案、研制、决策等工作中，让知识真正发挥作用，提升智慧水平。

精准执行：就是对进度、对质量、对精度各方面的精确控制。包括进度控制、数据采集、分析计算、资源调度等各个环节的监督。这些本就是信息化一直以来的目标，只不过是在智慧院所建设中赋予了更多的意义。

三项能力是业内众多专家相互之间交流形成的初步共识。它既可作为在智慧院所建设工作成效的一个衡量标尺，也可作为在建设智慧工作平台WWP中的具体方向指南。

智慧研发的思路、方法和技术路线

智慧研发策略的内容包括总体思路、方法和手段、以及实施的技术路线，可用如下图表示：

图2-3 智慧研发策略的思路和方法

如图所示，落实智慧研发策略的主要思路是：面向应用需求，以三种能力为指引，补足要素、强化信息综合、优化决策手段，分步改进和实质改造相结合，逐步达到智慧型科研院所的信息化能力。

面向应用补足要素是智慧研发策略的出发点。补足要素就是在现行的信息化工具体系中加入实质性提升智慧能力的要素，这里的要素包括知识工程应用平台、MBD工具、信息感知工具等一系列创新型、智慧型工具。面向应用在知识工程平台的建设中有重要的意义，在国内已实施的项目中，有些知识工程平台建成了仅仅被动接收访问的信息库，成为新的信息孤岛！这里的面向应用就是让知识工程平台能够真正嵌入到实际工程应用过程中，利用插件方式将知识的抽取和推送与应用程序结合起来。基于插件的知识工程应用模式在后面还会详细论述。

智慧研发策略中的方法主要是实现三项能力的方法，即：

实现智能感知：数据挖掘、统计分析、指标监控、可视展现。

实现智能决策：知识梳理、知识推送、数据判读、分析仿真。

实现精准执行：任务规划、流程驱动、状态监控、反馈修正。