1 MRO簡介
MRO(Maintenance，Repair and Overhaul/Operation)是產(chǎn)品在使用和維護階段所進行的各種維護、維修和大修等工業(yè)產(chǎn)品服務活動的總稱，是產(chǎn)品全生命周期的重要組成部分。其中，Maintenance為例行維護保養(yǎng)，目的是使產(chǎn)品處于正常工作狀態(tài)；Repair為故障恢復，目的是在產(chǎn)品發(fā)生故障后使其恢復正常狀態(tài)；Overhaul為產(chǎn)品大修，是為保持產(chǎn)品性能和延長產(chǎn)品壽命所作的翻新與革新，是一個再制造的過程；Operation為產(chǎn)品運行管理，目的是監(jiān)控產(chǎn)品運行情況，以評估產(chǎn)品健康狀況和預防產(chǎn)品故障。
產(chǎn)品全生命周期可以分成初期、中期和末期三個階段。初期以設計和制造為主，中期以使用和維修為主，末期則以回收和再利用為主。對非消耗性產(chǎn)品的全生命周期，特別是復雜產(chǎn)品的全生命周期而言，中期階段的時間跨度要遠大于初期和末期。產(chǎn)品中期階段的各種運行和維修服務數(shù)據(jù)不但能為初期階段的產(chǎn)品改進和創(chuàng)新提供反饋信息，而且能為末期階段的產(chǎn)品拆解和回收提供數(shù)據(jù)支持。只有把產(chǎn)品生命中期階段的使用和維修服務的信息化做好，才能真正做到有效的產(chǎn)品全生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM)。
歐盟在20世紀90年代中期提出了一個大的理念，即產(chǎn)品服務系統(tǒng)(Physical product，Product life cycle，Services，PPS)。在2002—2004年歐盟研發(fā)出可持續(xù)的產(chǎn)品服務設計網(wǎng)絡(SusProNet)，該網(wǎng)絡屬于歐盟第五框架，是歐盟一系列PPS研究項目中的一個小項目，其使命如下。
1)共享、分析和應用產(chǎn)品服務系統(tǒng)工程實踐中產(chǎn)生的服務數(shù)據(jù)。
2)確定產(chǎn)品服務系統(tǒng)在歐洲發(fā)展的優(yōu)先方向。
3)創(chuàng)建一個持久的網(wǎng)絡系統(tǒng)，使所有工業(yè)界、學術界，以及其他領域的PPS專家能互聯(lián)互通。
4)為歐盟的產(chǎn)品集成、可持續(xù)發(fā)展和有競爭力的增長等各項相關政策的制定提供大力支持。
2004-2008年，歐盟開發(fā)了基于敏捷嵌入式系統(tǒng)的PLM和信息追蹤系統(tǒng)(PROMISE)，屬于歐盟第六框架。該項目明確提出要把PLM的初期、中期和末期三個階段完整地、全面地整合在一起。整合的核心技術之一就是知識管理；之二就是無所不在的感知。
2009年中國國家科技部提出了一個“制造即服務”的口號。國家863計劃先進制造技術領域在“十一五”末期啟動了“大型裝備MRO支持系統(tǒng)”的重點項目，項目的研究目標是：針對大型裝備的MRO業(yè)務需求，綜合運用現(xiàn)代設備維護、信息和企業(yè)管理等先進技術成果，突破制約我國MRO軟件開發(fā)及應用的技術瓶頸，研制面向產(chǎn)品全生命周期、覆蓋完整MRO業(yè)務的大型裝備維護、維修和大修支持系統(tǒng)，在軌道交通、發(fā)電設備、航空運輸和軍用飛機等重點行業(yè)進行工程應用，推動我國制造服務業(yè)的跨越式發(fā)展。
2 MRO知識本體的分析與建模
根據(jù)MRO知識本體的特點和對現(xiàn)有構(gòu)建本體方法的分析，提出了一種適合MRO知識本體的開發(fā)方法，該方法分為以下幾個階段。
2.1 確定本體應用的領域、目的和范圍
確定本體范圍的一個有效方法就是列舉能力問題，這些問題可以反映對本體的需求，進而確定對本體要求的層次，同時也可以作為本體建成后評價其有效性的標準。例如，本體是否包含能夠回答這些問題的足夠信息，這些問題的答案對于一個特殊區(qū)域是否需要一個特殊的細節(jié)和表示水平等。但這些能力問題只是構(gòu)成該領域問題的一些骨架，并不需要窮盡其所有問題。本文研究的應用于MRO知識本體的部分能力問題如下。
1)一個組織是否有一些過剩的任務需要完成？
2)該任務屬于MRO領域的哪個層次？
3)該任務需要用到什么技能？
4)誰有能力、有時間完成該項任務？
5)如何聯(lián)系滿足工作條件的人？
6)能完成該任務的人屬于哪個組織，該組織的主要產(chǎn)品是什么？
2.2 分析建立MRO知識本體之間的基本特性和關系
1)基本特性包括：對稱性(symmetric)、傳遞性(transitive)和逆轉(zhuǎn)性(inverse)。
2)基本關系包括：表達概念之間的繼承關系(Is-a)、表達概念之間部分與整體的關系(Part-of)、表達概念的實例與概念之間的關系(Instance-of)、表達概念之間具有相似關系(Similar-of)和屬性關系(Prop-of)。
公理1：Is-a關系具有傳遞性。
公理2：Is-a關系不具有對稱性。
公理3：Part-of關系具有傳遞性。
公理4：Part-of關系不具有對稱性。
2.3 創(chuàng)建MRO知識本體的概念分類
創(chuàng)建MRO知識本體概念分類的主要目的是確定MRO知識本體的主要相關概念，對其進行匯總分類并建立一定的層次結(jié)構(gòu)。
創(chuàng)建MRO知識本體概念分類的第一步就是建立MRO知識本體領域詞典，它是MRO知識本體領域的專用術語詞典，創(chuàng)建該詞典的目的是為了對MRO知識本體領域的術語進行定義，確定其具有唯一的形式和語義。而術語定義所需知識的來源可以為專家、書籍、手冊、表格和網(wǎng)絡等。統(tǒng)一的領域詞典可以解決術語理解歧義的問題，并能為領域知識的形式化奠定基礎。
創(chuàng)建MRO知識本體概念分類的第二步就是將這些術語歸納為幾個主要的超類，并確定其合適的類層次結(jié)構(gòu)。本文將MRO知識本體領域總結(jié)為六個超類：人員、技能、項目、組織、過程和個人，其超類圖如圖1所示。
圖1 MRO知識本體的超類圖
1)組織(organization)。組織本體用來描述人力資源或任務所屬的組織。它包括組織編號、組織名稱、稅號、行業(yè)編號、法人編號、組織單位類型、地點、所屬層次、組織規(guī)模和其他描述等屬性，組織本體概念類結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 組織本體概念類結(jié)構(gòu)
2)人員(employee)。人員本體用來描述人力資源的基本分類及其屬性。人員可分為市場人員、維修人員、管理人員和其他人員。人員本體概念類結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3 人員本體概念類結(jié)構(gòu)
3)技能(skill)。技能本體用來定義人力資源所能夠擁有的各種不同技能的層次結(jié)構(gòu)及其屬性。技能可以以不同的方式獲得，例如經(jīng)過認證的培訓、常規(guī)教育和以往的經(jīng)驗。技能本體概念類結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4 技能本體概念類結(jié)構(gòu)
4)過程(process)。過程本體主要描述MRO知識管理系統(tǒng)中的各種管理過程，主要包括人力資源計劃過程、培訓開發(fā)過程、人力資源調(diào)度過程、績效管理過程、薪酬管理過程、項目管理過程和項目開發(fā)過程等。過程本體概念類結(jié)構(gòu)如圖5所示。
圖5 過程本體概念類結(jié)構(gòu)
5)項目(project)。項目本體用來描述汽修行業(yè)各種不同項目的層次結(jié)構(gòu)，包括維護類、總成維修類和連接部分維修類。每一大類又可以進一步劃分為小類，如維護類又可分為常規(guī)維護、一級保養(yǎng)和二級保養(yǎng)。項目本體概念類結(jié)構(gòu)如圖6所示。
圖6 項目本體概念類結(jié)構(gòu)
6)個人(personal information)。個人本體描述人力資源最基本的概念和屬性，包括人力資源的名字、身份證號碼、狀態(tài)、歷史、信用信息、隸屬組織、語言、籍貫屬性、家庭住址、國籍、興趣愛好、出生日期和婚姻狀態(tài)等。個人本體概念類結(jié)構(gòu)如圖7所示。
圖7 個人本體概念類結(jié)構(gòu)
2.4 創(chuàng)建MRO知識本體的基本公理
在建立領域詞匯概念分類、概念的基本關系和特性之后，就可以對MRO知識本體的公理進行定義。
MRO知識本體的公理除了本文第2.2節(jié)介紹的基本關系中的一些公理外，還包括頂層類之間的公理和各個類在子領域的公理。
1)集合公理。項目狀態(tài)（σPJ）是過程狀態(tài)（σPR）和人員狀態(tài)（σEM）的集合，即：
式中：m為過程狀態(tài)個數(shù)；n為人員狀態(tài)個數(shù)。
2)子領域公理。在創(chuàng)建了頂層類公理之后就可以定義各個子領域的公理。
例如，技能本體的公理為：如果一個人員p參加過一個項目P，而這個項目又用到過技能S，則該人員擁有技能S，即：
式中：Project為項目域；Skill為技能域；Employee為人員或員工；required for (S，P)為一個項目P的實施需要某項技能S；works for(p，P)為一個員工p參與了某個項目P；has (S，p)為該員工p具有某項技能S。
汽車MRO知識本體構(gòu)建與應用研究（下）
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