Система управления знаниями предприятия – разработчика программного обеспечения для телекоммуникационной отрасли

В статье предлагается создание системы управления знаниями предприятия – разработчика программного обеспечения для телекоммуникационной отрасли на основе модели знаний инфокоммуникационной системы, описываемой в виде дополняющих друг друга онтологий.

Введение

Сегодня знания рассматриваются как наиболее ценный ресурс, как важный фактор приобретения конкурентных преимуществ. В связи с этим возникает необходимость в эффективном управлении знаниями и создании систем поддержки этого процесса на современных предприятиях.

Знания предприятия происходят (получаются, извлекаются) из ресурсов знаний. Ресурсы знаний различаются в зависимости от отраслей индустрии и приложений, но, как правило, включают различные руководства, письма, информацию о заказчиках, сведения о конкурентах и технологии, накопившиеся в процессе разработки продукции и т.д. [1]. Сами эти ресурсы рассредоточены по всему предприятию и могут находиться в различных местах, например, в электронных документах, мультимедиа файлах, базах данных, а также у специалистов.

Основным ресурсом знаний предприятия – разработчика программного обеспечения является документация на программное обеспечение (ПО). Эти знания используются во всех основных технологических процессах такого предприятия: разработке проектной документации, разработке программных продуктов, документировании, тестировании, внедрении и сопровождении. Всю совокупность разрабатываемого на предприятии ПО можно рассматривать как единую инфокоммуникационную систему, в которой информационные процессы и методы работы с информацией осуществляются с применением средств вычислительных техники и средств телекоммуникаций.

В целях поддержки и улучшения организационных процессов создания, сохранения, извлечения, перемещения и применения знаний современные предприятия разрабатывают автоматизированные системы управления знаниями (СУЗ).

В данной статье предлагается выполнять создание СУЗ на основе онтологического подхода с использованием онтологической базы знаний инфокоммуникационной системы.

Концепция и архитектура системы управления знаниями

Концепция СУЗ состоит в совмещении двух типов СУЗ, основанных на прагматических и содержательных аспектах представления знаний, их извлечения и обработки, подробно рассмотренных в работе [5]. Ключевым компонентом СУЗ является поисковая подсистема, обеспечивающая оперативный отбор и доставку адекватной информации по запросам. Поиск информации производится не в хранилище документов на ПО, а в онтологии инфокоммуникационной системы. Используется комбинация синтаксического и семантического поиска, т.е. поиск выполняется в экземплярах онтологии с учетом их семантических свойств и связей. Результатом такого поиска являются знания, обработку которых реализует эксплуатирующий систему специалист (сотрудник предприятия или сотрудник заказчика).

Обычно при разработке СУЗ выделяют следующие этапы [2]:

• накопление – стихийное и бессистемное накопление информации в организации;
• извлечение – процесс, идентичный традиционному извлечению знаний для экспертной системы (один из наиболее сложных и трудоемких этапов, от его успешности зависит дальнейшая жизнеспособность системы);
• структурирование – на этом этапе должны быть выделены основные понятия, выработана структура представления информации, обладающая максимальной наглядностью, простотой изменения и дополнения;
• формализация и программная реализация. Представление структурированной информации в форматах машинной обработки на языках описания данных и знаний и организация автоматизированной обработки и поиска информации по запросу.
• обслуживание – под процессом обслуживания понимается корректировка формализованных информации и знаний (добавление, обновление, удаление).

Для СУЗ предприятия – разработчика программного обеспечения для телекоммуникационной отрасли типовые этапы разработки претерпевают некоторые изменения. Этап накопления отсутствует, так как в качестве ресурса знаний используется документация на ПО. Этапы извлечения, структурирования и формализации сводятся к разработке онтологии инфокоммуникационной системы и ее наполнению. Дополнительным этапом СУЗ является формирование комплектов документации.

В рамках данной концепции вся документация на ПО пересматривается с точки зрения компонентной структуры, выявляются минимальные единицы учёта – модули документации (МД). Модуль документации – дискретный модуль информации в электронном формате, который может быть использован много раз.

МД является неделимый, с точки зрения хранения и использования, фрагмент документации. МД оформляется как самостоятельный документ.

Каждый вид МД представляет собой соответствующее понятие инфокоммуникационной системы, которое описывается в некотором документе на ПО. Например, настроечный параметр, назначение продукта, назначение подсистемы, описание процедуры/функции, описание таблицы базы данных, описание визуальной формы (окна) приложения и т.д. Каждые МД – это экземпляр этого понятия.

В качестве примера МД можно привести описание настроечного параметра – настройка (переключатель), включающая/выключающая некоторую функциональность или разрешающая/запрещающая что-либо и т.п. Описание настроечных параметров обычно создается в руководстве системного программиста на подсистему. На рис. 1 представлен пример описания настроечного параметра.

Рис. 1. Пример описания настроечного параметра

Очевидна невозможность мгновенного внедрения компонентной структуры на всём массиве документации. Однако представляется возможным поэтапный перевод документации на новую структуру.

Постепенно выделяются или создаются новые виды МД с участием экспертов-документаторов, а также с возможным привлечением для этого других экспертов (аналитиков, постановщиков, разработчиков и т.д.) в области соответствующего направления разработки ПО.

На первом (основном) этапе МД включаются в цельные документы. На втором (заключительном) этапе документы автоматически формируется из МД.

На рис. 2 представлен фрагмент онтологии инфокоммуникационной системы для настроечного параметра. Основными понятиями данного фрагмента являются: настроечный параметр, функциональность и подсистема, которые являются концептами (классами) онтологии.

Концепт «Настроечный параметр» имеет следующие основные атрибуты (в скобках указаны тип значения и разрешенные значения атрибута):

• название (строка);
• путь к МД (строка);
• подсистема (экземпляр класса «Подсистема»);
• функциональность (экземпляр класса «Функциональность»);
• язык (строка; возможные значения: русский, английский и т.д.).

Рис. 2. Фрагмент онтологии для настроечного параметра

Процесс создания компонентной документации может быть эффективен только при использовании на предприятии с централизованным администрированием ресурсов, когда структура и содержание всех разрабатываемых документов, в том числе и МД, определяются стандартами предприятия и тщательно тестируются.

Так как документаторы теперь не работают с полными текстами документов, а только с МД, дополнительно на заключительном этапе возникает задача формирования цельных динамических документов, когда, например, по какой-либо подсистеме вся документация переведена на компонентную структуру [3]. Динамически формируемый документ – документ, который определяет необходимый набор МД.

Часть документов строится на основе предопределенных шаблонов документов. Другая часть документов собирается на основе выборки, полученной пользователем на этапе поиска знаний, либо непосредственно им указанной.

На рис. 3 представлен пример схемы формирования динамического документа из экземпляров онтологии.

Рис. 3. Пример схемы формирования динамического документа

Основными компонентами СУЗ являются:

• Онтология инфокоммуникационной системы. Используется для описания информационных ресурсов с учетом семантики обрабатываемой информации.
• Поисковая подсистема. Обеспечивает оперативный отбор и доставку адекватной информации по запросам.
• Подсистема компоновки документов. Выполняет формирование требуемых цельных документов.
• Подсистема разграничения доступа. Обеспечивает разграничения доступа к информационным ресурсам.
• Подсистема целостности онтологии. Обеспечивает контроль целостности онтологии.

Продукт Microsoft SharePoint 2010 представляет собой технологическую платформу СУЗ.

Архитектура СУЗ и основные участники процесса управления знаниями представлены на рис. 4.

Онтология инфокоммуникационной системы разделена на функциональные составляющие: онтологию документации на программное обеспечение, лингвистическую онтологию, онтологию продукции.

Рис. 4. Архитектура СУЗ и основные участники процесса управления знаниями

В онтологию документации на ПО выделены концепты, относящиеся к документации на ПО. Для каждого концепта выделяется подмножество ключевых атрибутов, служащих для однозначной идентификации экземпляров. Онтология документации на ПО представляет собой библиотеку документов SharePoint. Для каждого концепта (вида МД) онтологии документации на ПО создан тип контента (Content Type) со своим набором столбцов (атрибутов).

Понятия онтологии, предназначенные для поддержки решения задач информационного поиска, должны быть связаны со значениями терминов предметной области. Такого рода онтологию принято называть лингвистической или словарной онтологией [7]. В основе лингвистической онтологии предметной области лежит карта бизнес-процессов модели eTOM (enhanced Telecom Operations Map), разработанной международной некоммерческой организацией TeleManagement Forum (TM Forum) [4, 6]. Концепт лингвистической онтологии инфокоммуникационной системы рассматривается как пара – сигнатура (термин – функциональная возможность) из иерархии бизнес-процессов и множество ключевых слов, синонимов и сокращений к сигнатуре. Лингвистическая онтология реализована на основе набора терминов управляемых метаданных SharePoint.

В онтологию продукции выделены концепты, относящиеся к программным продуктам (например, подсистема, продукт, группа продуктов и т.д.). Онтология продукции реализована на основе списков SharePoint.

Компоненты программного обеспечения реализованы при помощи языка JavaScript, библиотек jQuery и AJAX, веб-служб SharePoint.

Онтология инфокоммуникационной системы является динамической. Функциональность продукта Microsoft SharePoint позволяет добавлять новые или изменять существующие типы контента и столбцы (атрибуты), в том числе и их типы данных.

Заключение

Рассмотренный подход используется при разработке СУЗ компании «Петер-Сервис» (г. Санкт-Петербург), которая является ведущим разработчиком решений для телекоммуникационной отрасли, специализируясь на разработке, внедрении и обслуживании OSS/BSS систем для крупных операторов связи. Документация на ПО содержит около 90% всей информации о разрабатываемых в компании продуктах.

На сегодняшний день в онтологии документации на ПО выделено около 100 концептов и 7 типов отношений, создано около 14000 экземпляров. Объем документации на ПО, переведенный на компонентную структуру, составляет примерно 30 %. Лингвистическая онтология включает один концепт – «Функциональная возможность», иерархия строится на основе отношения типа «класс-подкласс», создано около 400 экземпляров. В онтологии продукции выделено 6 концептов, таксономия строится на основе отношения типа «часть-целое» (включения), создано около 5000 экземпляров.

Литература:

1. Гаврилова Т.А. Использование онтологий в системах управления знаниями [Электронный ресурс] / Т.А. Гаврилова // «Бизнес Инжиниринг Групп» (БИГ-СПб) , 2003. – Режим доступа: http://bigc.ru/publications/bigspb/km/use_ontology_in_suz.php, свободный.
2. Гладун А.Я. Онтологии в корпоративных системах / А.Я. Гладун, Ю.В. Рогушина // Корпоративные системы. – 2006. – № 1. – С. 41-47.
3. Дмитриев П.И. Автоматизация процесса формирования комплектов технической документации на основе онтологического подхода / П.И. Дмитриев // Информация и космос. – 2011. – № 1. – С. 90-93.
4. Дмитриев П.И. Использование модели еТОМ в системе управления знаниями инфокоммуникационной системы / П.И. Дмитриев // Сборник научных трудов IV международного научного конгресса «Нейробиотелеком 2010». – СПб.: «ТЕЛЕДОМ» ГОУВПО СПбГУТ, 2010. – С. 55-58.
5. Дмитриев П.И. Основные возможности Microsoft SharePoint 2010 для построения корпоративной системы управления знаниями / Дмитриев П.И. // Молодой ученый. – 2011. – №4. Т.1. – С. 86-88.
6. Расширенная карта процессов оператора связи (eTOM®) [Электронный ресурс] / Jet Info, 2007. – Режим доступа: http://www.jetinfo.ru/Sites/info/Uploads/ 2007_7.66B18310AEEF48B386233A330458F8F2.pdf, свободный.
7. Рубашкин В.Ш. Онтологии: от информационно-поисковых тезаурусов к инженерии знаний / В.Ш. Рубашкин // Труды ХХ национальной конференции по Искусственному Интеллекту с международным участием – КИИ-2006, т. 2 – М.: Физматлит, 2006.