[理论] 知识工程——“最不可琢磨的工程”(AMT 袁磊)

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我们的经济和社会越来越受到知识的驱动，现在说我们生活在一个信息社会里，显然已是老生常谈，快速的浏览一下信息社会方面的文献可以充分的说明这一点。现在，人们常常谈到智能产品、基于知识的服务、智能系统、专家知识系统、智能企业、智能家庭、知识工作者、知识密集和学习组织、知识经济等，这些不仅仅是口号，在产品、服务和社会活动中，知识含量总体来说正在稳步增长。慢慢地，人们开始意识到知识本身是有价值的实体，而且，从某种意义上来说，知识似乎是“最不可琢磨的东西”。调查一致表明，高层决策者把知识看作是各个组织成功的唯一最重要的因素，但是，当问及在他们的公司中用到多少知识时，得到的答案通常是20%（对世界500强企业抽样调查所得到的结果）。因此，想象一下，如果把这个数字仅仅提高到30%，对一个公司来说，这又意味着什么？

基于对知识的使用、表示、传播，以及衡量知识的价值多方面的需求，一些新的变革正在悄悄地进行着。正如工业革命改变了体力劳动一样，信息社会正在改革智力劳动，在这一进程中，一种新的工程学科——知识工程悄然出现了。知识工程的主要任务是为分析和设计知识配备了科学的理论方法。这么说，也许有很多人会产生这样的疑问：知识本身就不可限定，如何再对知识进行设计？

的确，知识从某种意义上来说，是不可限定的，但是，知识在一个项目或一个产品的设计开发作用中所起到的作用是可以来衡量的，甚至是可以利用数字来表示。因此，对于知识的设计和分析，我们就可以从一些知识载体或者说是知识情境中进行具体分析和设计。一旦脱离具体的环境，也许知识就不能称之为“知识”了。

知识工程的基础、原理

习惯上，知识工程被视为一种从专家的头脑中“提取”或“挖掘”出来并以可计算形式传送到机器的过程。这已经被证明是原始和相当幼稚的观点。今天，知识工程不是“从专家头脑中挖掘”某种东西，而是由构造人类知识不同方面的模型组成，更多的，知识工程被视为一种建模活动。模型是对现实的某一部分进行的一种有目的的抽象，建模是对知识的少数几个方面建立一种好的描述，即能清楚地表达所希望表达的事情的某些方面，而不是全部。从这个意义上，也就不能理解知识工程为什么能称之为“最不可琢磨的工程”了。

根据这种建模观点，在知识工程中，对所要表达的事物进行构造其某些方面的模型，这些模型将成为所提交的产品（知识产品）的一个重要部分。在对知识建模时，一个通用的知识级原则是：首先考虑知识的概念结构，把编程等细节留在以后考虑。基于这个原则，可以得出两个重要的参照点：待建立的知识产品和人的因素。在知识工程中，人的因素是指具体用户所面临的现实世界环境以及他们在工作场所的行为，这些因素都要嵌入到解决问题的广泛的组织语境中。通常，这往往决定一个项目是否成功，所提交的知识产品是否真实有用。

另一个知识级原则是：知识必须具有稳定的内部结构，由可区分的特定的知识类型和角色进行分析。同时，知识项目必须根据从经验中所学的，以可控的“螺旋”方式来管理。

知识可能是复杂的，但决不是杂乱无章的，知识应当具有相对稳定的内部结构，其中有我们看到的反复类似的模式。从概念上来说，知识级模型通过知识分类可帮助我们理解人类解决问题的世界。对于一个知识项目而言，如何对项目进行管理是至关重要的。一些管理方法在知识管理领域已经被多次提及并有了很好的实施，但是，知识工程中的管理方法与知识管理中所提及的方法区别之处在于：前者更侧重于在发现知识中所用的管理方法，而后者是指在知识应用中所使用的方法。简单的讲，二者的管理起点不同，前者的起点要早于后者。

知识模型中的“套件”

既然知识工程主要是进行知识建模方面的工作，那不可避免的，就需要用到知识模型，这些模型套件应该是对支持知识分析原则的实际表述。

对于知识工程而言，一般具有三种类型的模型套件，如图1所示：

图1 模型套件

之所以给出三种不同的模型套件，是因为有三种类型的问题必须回答：

（1）、为什么？为什么知识系统是潜在的帮助或解决方法？适合于什么问题？它具有什么好处、代价和组织影响？在这里，理解组织语境和环境是最重要的问题。

（2）、是什么？相关知识的形式和结构是什么？相应通信的性质和结构是什么？其中，在一个任务中应用的知识的概念描述是主要问题。

（3）、如何做？软件系统里必须怎样实现知识？软件体系结构是什么样的？这里所考虑的主要问题是软件的实现等技术方面的问题。

这些问题都可通过开发某些方面的模型来回答。对于所定义的三类不同模型套件，每一个不同的模型侧重于一个限定的方面，通过这些模型的融合为用户提供一个全面的视图。

·组织模型：一个组织模型可以对一个组织的主要特征进行分析，以发现知识系统的问题和机会，确定它们的可行性，并且对采用了知识活动后的影响进行评估。

·任务模型：任务是一个业务过程中的相关子部分。任务模型分析全局人物布局、它的输入输出、先决条件和性能准则以及所需要的资源和能力。

·主体模型：主体是任务的执行者。一个主体可以是人、信息系统，也可以是其它执行一项任务的实体。主体模型描述了主题的特征，特别描述了它们的能力、形式的权利和相关约束，而且，列出了在执行一项任务时主体之间的通信连接。

·知识模型：知识模型的目的是详细解释执行任务时用到的知识类型和结构，不同的知识组建在解决问题时所担当的角色是不一样的，知识模型正是描述了这些角色的独立的实现，而它采取的方式是人可以理解的。这使得知识模型成为一种重要的工具，在系统开发和执行期间，专家和用户都可以用它在知识系统的问题求解方面进行交流。

·通信模型：既然一个任务可以包括几个主体，那么为相关主体之间的通信事务建模就非常重要。这是由通信模型来完成的，就像知识模型一样，它是概念性的，而且不依赖于实现。

·设计模型：以上所建立的这些模型可以被看作是构成知识系统的需求规范说明，不同的模型用于不同的方面，基于这些需求，设计模型要提供技术上的系统规范说明，包括在实现知识和通信模型时所需要的体系结构、实现平台、软件模块、标示构造和计算限制等。

组织、任务和主体模型三者分析了组织环境和相应知识系统中的关键的成功因素。知识和通信模型为问题求解功能以及知识系统要处理和提交的数据生成概念上的描述。设计模型把它转化为一个技术规范说明，作为软件系统实现的基础。

人的因素：知识工程中人的角色

确定人在知识工程中所担当的各种角色是十分重要的。一般说来，可以将人在知识工程中所担当的角色定义为六种：知识提供者/专家、知识工程师/分析员、项目管理者。知识系统开发人员、知识用户以及知识管理者。图2描述了在知识工程中六个不同角色的图形视图。

图2 知识工程中六个过程角色的图形视图

·知识提供者/专家：在知识工程中，一个重要角色就是知识的“拥有者”。传统上，他是应用领域的一位“专家”，但也可能是爱这个组织中具有专家地位的其他人。在知识工程中，一个重要问题是找到真正的专家，设定一个虚假的“专家”对项目而言是有百害而无一利。

·知识工程师/分析员：尽管严格意义上讲，知识工程师是指开发过程中所有阶段的工作人员，但它通常是指进行系统分析工作的人，因此，分析员也许是个更贴切的术语。

·知识系统开发人员：在一个小项目中，系统实现通常是由分析的人来完成的。现在随着系统被例程化的生成，情况就发生了变化。知识系统开发人员所担当的角色具有特殊的特征，他要对系统的设计和实现负责。同时，开发人员必须具有分析方法方面的基本背景知识，这样才可以理解由知识分析人员所提出的需求。

·知识用户：一个知识用户总是直接或间接的使用知识系统，对于一个知识系统而言，从一开始就有知识用户参与其中，这是因为知识密集型任务的自动化处理肯定要影响到相关人员的工作。知识工程师必须能够把经过知识系统后所得到的分析结果提供给现存的或潜在的知识用户，对于一个成功的知识系统而言，其衡量的一个主要标准是知识分析结果是否可以被该领域内具有某些背景知识的知识用户所理解。

·项目管理者：知识项目管理者要负责一个知识系统开发项目的实际运作。典型的项目是小型项目，由4~6人参与，项目管理者可以利用所定义的知识模型套件为项目的规划和控制提供一个功能强大和灵活的工具。

·知识管理者：知识管理者不直接参与知识开发项目，他只是从业务级别上提出知识策略。

与大多数新兴的应用热点一样，知识工程作为一个新的应用热点，也正在被人们所逐渐接受，同时，可以预计，知识工程将会形成下一轮信息系统发展的主要方向。也许，有人会提出自己的疑问：知识管理已经提出了很多年，但是真正成功的管理系统并不多，何以见得知识工程就能成为下一个发展的热点，并能乐观的预计将会成功呢？

如果说到知识管理的应用方面，之所以现在的知识管理所产生的应用效用没有所预计的大，个人认为，我们在进行知识管理时，往往会“头疼医头、脚疼医脚”，没有采用一种系统工程的观点来进行知识管理，往往是项目最终实现的目标与项目立项时所设想的目标相距甚远。但是，在知识工程领域，知识管理只能作为其中的一个组成部分，并且在知识工程的方法论指导下所建立的知识项目，能够与企业其他的信息系统及用户很好的结合起来，达到与各系统相互协调运作的目的。从实现技术上来讲，现有的知识管理工具大多数是对一些文档、内容方面的知识进行被动性的管理，而在知识工程实现方面，更多的将会采用一些智能方法，由智能系统，如专家系统、人工智能体组成的推理系统等，进行对知识的动态分析、推理，使机器进行思考，从而形成主动的知识管理，从根本上改变被动知识管理模式。

至于知识工程是否真的能够成为下一轮的应用热点，也许，也只能用时间来证明一切了。