- 相關(guān)推薦
面向農業(yè)領(lǐng)域的敏捷知識管理系統研究
一、引言
隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，知識資源已經(jīng)成為保持供應鏈競爭優(yōu)勢的重要支柱。尤其近年來(lái)，學(xué)術(shù)界對供應鏈知識管理的研究逐漸深入。其中，國外學(xué)者主要偏重具體實(shí)踐方面的研究，并與豐田、戴爾等知名企業(yè)展開(kāi)合作，取得了豐富的實(shí)踐成果。而國內學(xué)者則主要關(guān)注理論方法方面的創(chuàng )新，在知識管理架構、策略等方面取得了一定的理論成果。然而，隨著(zhù)市場(chǎng)競爭日趨激烈，稍縱即逝的商機要求供應鏈向敏捷化方向發(fā)展。以農產(chǎn)品供應鏈為例，近年來(lái)人民生活水平日益提高，農產(chǎn)品供應數量和質(zhì)量都有了很大變化，人們的口味也越來(lái)越挑剔。如何針對顧客日常需求的變化進(jìn)行敏捷供應鏈快速組建并在短時(shí)間內提供相應產(chǎn)品成為農產(chǎn)品供應鏈發(fā)展中的難題。傳統的供應鏈知識管理已經(jīng)無(wú)法適應新的商業(yè)環(huán)境。目前已經(jīng)有學(xué)者開(kāi)始關(guān)注敏捷供應鏈中的知識共享及知識重用，但對敏捷環(huán)境下知識管理系統的相關(guān)研究還很少。因此，本文以北京市農產(chǎn)品供應鏈為研究背景，以敏捷化為目標構建一個(gè)敏捷知識管理系統，該系統引入面向服務(wù)的思想以增強分布處理能力和可擴展性。在此基礎上采用本體、工作流管理等方法對其中的知識服務(wù)檢索、組合等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，以期進(jìn)一步提升北京市農產(chǎn)品供應鏈的敏捷性和知識管理水平，為都市型農業(yè)發(fā)展做出貢獻。
二、研究背景
北京市是農產(chǎn)品消費的大都市，據相關(guān)資料推算，全市每年消費蔬菜約40億公斤，果品約29億公斤，生豬約400萬(wàn)頭。隨著(zhù)北京市國際化程度日益增強以及2008年奧運會(huì )的臨近，中高檔蔬菜瓜果、肉食的需求與日俱增。因此，構建與之相適應的現代化農產(chǎn)品物流體系是北京市當前社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展中亟待解決的重要問(wèn)題。北京市各級農業(yè)管理部門(mén)也認識到這一點(diǎn)，在近年來(lái)實(shí)施的改革過(guò)程中，農產(chǎn)品物流體系得到了長(cháng)足發(fā)展，取得了一定成績(jì)。但是與一些發(fā)達國家相比，存在的問(wèn)題依舊比較明顯：(1)基礎設施投入不足。在農業(yè)增產(chǎn)上投入較大，但產(chǎn)品儲運技術(shù)和物流設施等方面卻明顯投入不足，加工水平低、運送方式落后、冷鏈運送比例小，致使產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，難以滿(mǎn)足奧運期間巨大的物流需求。(2)市場(chǎng)結構不完善。主要表現在物流主體不清晰，眾多小農戶(hù)、農民合作組織加上農產(chǎn)品加工企業(yè)、批發(fā)商、零售商，一起構成了農產(chǎn)品流通主體多元化的格局。(3)物流信息不暢。北京市農戶(hù)生產(chǎn)規模較小，市場(chǎng)主體分散，信息傳遞手段落后，導致產(chǎn)品流通時(shí)間拉長(cháng)，農戶(hù)在供應鏈全過(guò)程中處于被動(dòng)地位，無(wú)法及時(shí)獲得有效的供求信息，進(jìn)而導致農產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷(xiāo)售處于無(wú)序狀態(tài)，難以快速滿(mǎn)足消費者的需求。
三、面向服務(wù)的敏捷知識管理系統
本文針對上述農產(chǎn)品流通體系中知識管理存在的不足，從供應鏈管理和信息管理的角度提出了面向服務(wù)的敏捷知識管理系統(Services-Oriented Agile Knowledge Management System)。該系統基于Web服務(wù)技術(shù)，支持異構計算環(huán)境下的分布式瀏覽器/服務(wù)器模式，對系統中的所有用戶(hù)提供分布透明性、跨平臺透明性以及異構數據透明性。其總體結構如圖2所示。該系統能夠實(shí)現敏捷供應鏈中知識資源的分布式動(dòng)態(tài)集成，包括提供知識資源的動(dòng)態(tài)發(fā)現、集成和綁定等服務(wù)，從而解決了敏捷環(huán)境下知識資源集成的關(guān)鍵問(wèn)題。
(一)相關(guān)概念
面向服務(wù)的架構自提出以來(lái)一直沒(méi)有標準的形式化定義，許多學(xué)者對此方面進(jìn)行了研究。侯麗珊等提出了基于環(huán)境本體的服務(wù)描述框架并用基于?仔演算的進(jìn)程表達式表示服務(wù)的行為語(yǔ)義。饒元等在對時(shí)序邏輯語(yǔ)言XYZ/E進(jìn)行擴展的基礎上對面向服務(wù)的體系結構以及系統的核心概念進(jìn)行了形式化定義。然而，上述研究都只針對傳統服務(wù)展開(kāi)，沒(méi)有考慮到知識服務(wù)的推理性、創(chuàng )新性和語(yǔ)境相關(guān)性等特點(diǎn)。因此，本文根據知識的特性，對敏捷知識管理系統中相關(guān)概念進(jìn)行如下定義：
定義1敏捷知識管理系統：由多個(gè)服務(wù)角色通過(guò)基于標準協(xié)議的基本連接件按照特定的業(yè)務(wù)模式組合而成的一個(gè)分布式敏捷知識管理系統，能夠根據角色的請求及環(huán)境的變化迅速做出反應，提供相應的知識服務(wù)。
定義2知識服務(wù)(Knowledge Service)：由一個(gè)或多個(gè)知識模塊組合而成的具有獨立功能的、自治的軟件體，通過(guò)WSDL對外部接口進(jìn)行描述，利用SOAP消息來(lái)完成消息通信。詳細定義為：KS=，其中ID代表服務(wù)名稱(chēng)。DIS代表服務(wù)描述，主要包括服務(wù)功能描述和服務(wù)契約描述兩部分。IF代表服務(wù)接口，是服務(wù)功能特征的集合。ATTR是服務(wù)屬性的描述，包括屬性、屬性值以及之間的映射關(guān)系。
定義3知識服務(wù)組合(Compositional Knowledge Service):由多個(gè)基本知識服務(wù)根據特定需求組合而成的具有復雜功能的軟件體。其內部的消息通訊與服務(wù)調度以及與外部服務(wù)間的通訊使服務(wù)組合具有更為復雜的動(dòng)態(tài)行為，且服務(wù)的重用粒度也更大。詳細定義為：CKS=，其中KS為基本服務(wù)集合，其他定義與上述知識服務(wù)類(lèi)似。
定義4知識服務(wù)描述(Knowledge Service Distribution)是對服務(wù)功能以及調用契約的描述，定義為SD=。其中SF為功能描述，包括接口功能、參數格式等。SC為調用契約，包含調用協(xié)議、調用權限等，其中知識服務(wù)接口(Service Interface)是服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)的語(yǔ)法規范，僅提供服務(wù)名及特征，并不描述服務(wù)的實(shí)現方式。定義為：SI=，其中SIP是接口參數的集合，SLM是服務(wù)方法的集合。
定義5知識服務(wù)屬性(Service Attribute)：對服務(wù)特征的描述�？杉毞譃殪o態(tài)屬性和動(dòng)態(tài)屬性。靜態(tài)屬性值不隨時(shí)間變化而變化，只是與其他服務(wù)區分的基本依據。動(dòng)態(tài)屬性則會(huì )隨著(zhù)時(shí)間等外部條件的不同而取不同的值，刻畫(huà)了資源的變化特征，例如服務(wù)狀態(tài)、服務(wù)負載等。定義為：SA=，其中ATTR={a1,…，an}是服務(wù)屬性的集合;RAN={v1,…，vm}是服務(wù)屬性值的集合;f：ATTR->f(RAN)是資源屬性到其值域上的一個(gè)映射。
(二)體系結構
敏捷知識管理系統主要分為三層，包括交互層、應用層和數據層。其中交互層是系統面向用戶(hù)的接口，對外提供系統的公共服務(wù)，主要負責接收服務(wù)請求，并進(jìn)行服務(wù)請求的解析，將相關(guān)信息提交給系統其它模塊進(jìn)行下一步處理。而應用層是系統的核心，主要包括以下幾個(gè)模塊：
服務(wù)注冊模塊在傳統VDDI的基礎上實(shí)現并進(jìn)行語(yǔ)義擴充，除了保持UDDI基于關(guān)鍵字的服務(wù)查詢(xún)和發(fā)現功能外，還擴展了基于語(yǔ)義的服務(wù)發(fā)現功能，實(shí)現系統服務(wù)的注冊、查詢(xún)和語(yǔ)義映射工作。經(jīng)過(guò)接口封裝的各應用系統服務(wù)，除了在UDDI進(jìn)行正常注冊之外，還使用領(lǐng)域本體對其進(jìn)行語(yǔ)義描述，以支持兩種不同類(lèi)型的服務(wù)發(fā)現機制。
服務(wù)匹配模塊根據服務(wù)請求內容，對服務(wù)注冊中心的服務(wù)進(jìn)行關(guān)鍵字及語(yǔ)義匹配，并返回最優(yōu)服務(wù)。在服務(wù)運行的同時(shí)，由監控模塊根據服務(wù)匹配和運行的情況對服務(wù)進(jìn)行評估，評估結果追加到服務(wù)注冊信息中，作為今后服務(wù)匹配和選擇的參考因素。
服務(wù)組合模塊只有當一個(gè)服務(wù)請求需要一個(gè)復雜業(yè)務(wù)過(guò)程才能夠完成時(shí)發(fā)揮作用。首先該服務(wù)請求會(huì )分解為基本服務(wù)請求，每個(gè)基本服務(wù)請求都要經(jīng)過(guò)服務(wù)的匹配過(guò)程，最后所有匹配的服務(wù)按照業(yè)務(wù)定義中的邏輯順序進(jìn)行服務(wù)組合，形成可執行流程，最后解釋執行。
數據層主要對成員的基本信息和服務(wù)信息進(jìn)行存貯和分析，以建立聯(lián)盟知識庫。
(三)組建過(guò)程
以農產(chǎn)品供應鏈為例，敏捷知識管理系統組建過(guò)程描述如下：(1)首先以行業(yè)協(xié)會(huì )的形式建立農產(chǎn)品供應聯(lián)盟，并對聯(lián)盟中的企業(yè)進(jìn)行分類(lèi)，包括生產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售企業(yè)等，其中每個(gè)企業(yè)均需要進(jìn)行資格認證并進(jìn)行評級，通過(guò)認證后各成員連入聯(lián)盟內部Intrenet并在UDDI注冊;(2)當有合適的市場(chǎng)機遇出現時(shí)，聯(lián)盟統一發(fā)布市場(chǎng)信息并進(jìn)行分析，確定所需供應商類(lèi)型。有合作意向的成員向聯(lián)盟提出申請，聯(lián)盟根據市場(chǎng)情況并結合成員的各項評級及所提供服務(wù)的質(zhì)量評級進(jìn)行供應商選擇并組建供應鏈;(3)供應鏈組建完畢后，入選的注冊完畢后，敏捷知識管理系統初步形成。當有成員需要知識服務(wù)時(shí)首先到聯(lián)盟知識門(mén)戶(hù)提交進(jìn)行知識服務(wù)請求，若此服務(wù)存在則進(jìn)行共享權限確認，然后由協(xié)會(huì )作為第三方與服務(wù)提供者綁定并進(jìn)行交互。(5)當市場(chǎng)機遇消失后，敏捷供應鏈解散，各企業(yè)知識服務(wù)注銷(xiāo)，重新回到步驟(2)。組建過(guò)程如圖3所示。
(四)應用實(shí)例
這里，以農產(chǎn)品加工企業(yè)為例，對敏捷知識服務(wù)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。在對農產(chǎn)品進(jìn)行清洗加工的過(guò)程中，加工企業(yè)通常需要了解農產(chǎn)品的農藥使用量及所包含的化學(xué)成分，而作為需進(jìn)一步對農藥生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行知識查詢(xún)。在敏捷知識管理系統的支持下，農產(chǎn)品加工企業(yè)只需要向聯(lián)盟提交知識查詢(xún)即可，由系統進(jìn)行知識服務(wù)的組合調用并迅速發(fā)現結果，實(shí)現知識的敏捷重用，使原有查詢(xún)過(guò)程得到簡(jiǎn)化。
四、關(guān)鍵技術(shù)
(一)服務(wù)檢索與組合技術(shù)
知識服務(wù)作為一種語(yǔ)義密集型的高層應用，用戶(hù)通常需要具備全面知識才能正確使用，傳統UDDI基于關(guān)鍵詞和簡(jiǎn)單分類(lèi)的服務(wù)發(fā)現機制已經(jīng)不能很好滿(mǎn)足需要。因此，本文在敏捷知識管理系統中提出一種基于領(lǐng)域本體和語(yǔ)義相似度的知識服務(wù)發(fā)現方法。首先將用戶(hù)查詢(xún)需求進(jìn)行語(yǔ)義擴展，細分為功能需求、質(zhì)量需求等，然后判斷功能需求是基本服務(wù)還是組合服務(wù)，若為基本服務(wù)則直接對UDDI中已有服務(wù)進(jìn)行語(yǔ)義查詢(xún)。若為組合服務(wù)，則對該查詢(xún)進(jìn)行基本分解后進(jìn)行相似度計算，得出結果后再使用工作流技術(shù)實(shí)施服務(wù)組合，如圖4。其中，服務(wù)組合是近年來(lái)出現的一種新的服務(wù)形式。目前研究方向主要有基于流程的方法和基于人工智能的方法。前者以工作流技術(shù)為基礎，具有代表性的成果有WSFL、BPEL4WS等;后者以語(yǔ)義描述模型為基礎，具有代表性的成果是OWL-S。而本文提出的方法則將服務(wù)檢索與組合相結合、人工智能與工作流相結合，充分考慮了知識服務(wù)自身的特點(diǎn)。
(二)服務(wù)質(zhì)量描述及評價(jià)方法
傳統UDDI沒(méi)有考慮服務(wù)質(zhì)量的問(wèn)題，當請求者從UDDI上同時(shí)檢索到若干相關(guān)服務(wù)時(shí)將面臨著(zhù)選擇問(wèn)題，因此Web服務(wù)中的質(zhì)量(QoS)管理，特別是服務(wù)組合的QoS管理，成了迫切需要解決的問(wèn)題。當前，已經(jīng)有一些研究領(lǐng)域提出了基于QoS的服務(wù)評價(jià)及組合方法，但是這些方法大多數都沒(méi)有考慮Web環(huán)境的動(dòng)態(tài)性，而且只支持特定的服務(wù)類(lèi)型。針對這些問(wèn)題，本文提出一種支持QoS的服務(wù)描述及評價(jià)方法應用于敏捷知識管理系統。該方法根據農業(yè)及農產(chǎn)品流通的特點(diǎn)定義了一組描述服務(wù)的QoS屬性集，采用QoS協(xié)商和反饋評價(jià)機制，支持攜帶QoS描述信息的服務(wù)發(fā)布以及基于QoS約束的服務(wù)發(fā)現。該模型不需要改變UDDI的內部實(shí)現，而是基于WSDL直接對現有的UDDI服務(wù)進(jìn)行擴展。具體實(shí)現方法將另文詳述。
五、結束語(yǔ)
人民生活水平的快速提升給農業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的機遇，同時(shí)也給涉農企業(yè)及供應鏈提出了更高要求。本文首先簡(jiǎn)要分析了當前農產(chǎn)品市場(chǎng)需求以及北京市農產(chǎn)品流通體系的概況，在此基礎上基于Web服務(wù)技術(shù)構建了一個(gè)敏捷知識管理系統，將供應鏈中各企業(yè)成員的知識模塊打包為知識服務(wù)進(jìn)行松耦合管理，并對知識服務(wù)檢索、服務(wù)組合以及質(zhì)量評價(jià)等系統實(shí)現的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。通過(guò)該系統的實(shí)施，能夠為涉農企業(yè)及供應鏈提供完善的運作模式和可行的支持環(huán)境，對推動(dòng)農產(chǎn)品物流信息化的發(fā)展，乃至整個(gè)農產(chǎn)品物流的發(fā)展將起到積極作用。然而設計一個(gè)實(shí)用的敏捷知識管理系統是一項復雜的系統工程。在敏捷知識管理系統的基礎上，本文將進(jìn)一步關(guān)注訪(fǎng)問(wèn)控制、事務(wù)處理等技術(shù)的研究并實(shí)現一個(gè)原型系統。
【面向農業(yè)領(lǐng)域的敏捷知識管理系統研究】相關(guān)文章：
關(guān)于面向軟件測試過(guò)程的知識管理方法的研究與實(shí)現03-15
面向航空領(lǐng)域的軟件工程專(zhuān)業(yè)人才培養03-27
學(xué)科領(lǐng)域知識本體建設方法研究03-20
面向SLA的NGN業(yè)務(wù)管理質(zhì)量模糊評價(jià)03-07
論析面向客戶(hù)需求的企業(yè)集群知識傳播模型與仿真03-19
基于工作流的信息管理系統研究03-18
自我管理與知識管理12-29