1 數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的并行化模式

數(shù)據(jù)模型化的必要性

傳統(tǒng)系統(tǒng)工程依賴繁瑣的文檔流程，缺乏對(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)一配置控制的機(jī)制，導(dǎo)致同一信息在不同文檔多次出現(xiàn)，對(duì)變革的響應(yīng)“心有余而力不足”。

圖 1 傳統(tǒng)系統(tǒng)工程與基于模型的系統(tǒng)工程對(duì)比圖

如圖1所示，通常業(yè)務(wù)模型是以文字描述或是流程圖形式存在，但在組織工程具體實(shí)施的連接相對(duì)模糊，導(dǎo)致各文檔間導(dǎo)航困難，無法跟蹤變化。傳統(tǒng)系統(tǒng)工程中需求信息的提取尤其困難，同一信息可能多次出現(xiàn)，且在需求基線確定過程中存在信息丟失的問題。傳統(tǒng)系統(tǒng)工程只有對(duì)原始需求記錄的非正式鏈接文檔，割裂的文檔信息難以整合到環(huán)境中，需求難以被追蹤到設(shè)計(jì)和驗(yàn)證層面。

資源信息在環(huán)節(jié)傳輸和跟蹤中的不對(duì)稱，以及數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理不善等問題會(huì)導(dǎo)致研究人員對(duì)需求信息理解出現(xiàn)差異，大幅增加不必要的工作量，從而使產(chǎn)品開發(fā)周期延長(zhǎng)、成本增加，難以適應(yīng)激烈競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。為解決以文檔為中心的傳統(tǒng)系統(tǒng)工程的難點(diǎn)，采取基于模型的方法進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。通過MBSE提供一種更清晰、一致且易于理解的方式來管理信息，全覆蓋地將業(yè)務(wù)與模型相對(duì)應(yīng)，確保數(shù)字化轉(zhuǎn)型的各類信息反映在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。通過MBSE對(duì)領(lǐng)域知識(shí)與領(lǐng)域需求升維凝練以形式化建模的方式將其整合，提供導(dǎo)航和跟蹤機(jī)制實(shí)現(xiàn)信息的配置控制，避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)，減少了手動(dòng)操作，提高了工作效率。

1.2 并行化轉(zhuǎn)型模式研究

企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不是一蹴而就的，牽涉到企業(yè)結(jié)構(gòu)、流程優(yōu)化、文化轉(zhuǎn)變等多個(gè)方面。即使管理層充分認(rèn)識(shí)到數(shù)字化轉(zhuǎn)型的迫切，但推動(dòng)數(shù)字化戰(zhàn)略的同時(shí)，確保過渡期間的企業(yè)業(yè)務(wù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)卻十分復(fù)雜。在變革的過程中，企業(yè)仍需不間斷地提供服務(wù)滿足客戶需求，并在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)力。并行化轉(zhuǎn)型模式將風(fēng)險(xiǎn)管理納入考量，注重業(yè)務(wù)創(chuàng)新和現(xiàn)有業(yè)務(wù)的平衡，旨在讓企業(yè)在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的同時(shí)保持業(yè)務(wù)的穩(wěn)定狀態(tài)。用進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域的用語來講，基于模型的數(shù)字化轉(zhuǎn)型更適用于“共生協(xié)同主義”的并行化研制模式，即建立緊密相互依賴的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)更大的合作和協(xié)同效應(yīng)。

圖 2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的并行化模式

如圖2所示，基于模型的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要專業(yè)的數(shù)字化團(tuán)隊(duì)作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的中繼站，由數(shù)字化團(tuán)隊(duì)與領(lǐng)域?qū)＜覉F(tuán)隊(duì)共同承擔(dān)。在跨領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，企業(yè)多個(gè)部門委托專業(yè)的數(shù)字化團(tuán)隊(duì)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，各部門提供領(lǐng)域數(shù)據(jù)、領(lǐng)域?qū)＜遗c財(cái)政支持。領(lǐng)域?qū)＜覉F(tuán)隊(duì)整合跨部門的專業(yè)知識(shí)，專注于與數(shù)字化團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作，尤其是文檔數(shù)據(jù)到模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變工作上，明確領(lǐng)域術(shù)語的統(tǒng)一認(rèn)知，形成通用領(lǐng)域知識(shí)，包括模型數(shù)據(jù)庫(kù)和使用說明文檔。

這一整體集中的協(xié)同模式有助于資源的集中利用，避免了重復(fù)投入，使數(shù)字化團(tuán)隊(duì)更專注于制定和實(shí)施數(shù)字化策略。單領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，部分組織可能難以靠自身推動(dòng)變革或者對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求不明確。這種情況下，可以采取在內(nèi)部對(duì)個(gè)別業(yè)務(wù)進(jìn)行小范圍試點(diǎn)的方式。數(shù)字化團(tuán)隊(duì)派遣專家到企業(yè)部門內(nèi)部協(xié)同工作。這種模式注重提升部門內(nèi)部部分成員數(shù)字化思維和培養(yǎng)數(shù)字化能力。通過試點(diǎn)項(xiàng)目快速取得成效，證明數(shù)字化能實(shí)現(xiàn)降本增效效果，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)且逐步推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的模型數(shù)據(jù)庫(kù)

2.1 構(gòu)建領(lǐng)域模型數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型首要目標(biāo)是構(gòu)建完備的領(lǐng)域模型數(shù)據(jù)庫(kù)以實(shí)現(xiàn)文檔信息的數(shù)字化和模型化，涵蓋數(shù)據(jù)的提煉、編輯、共享、存儲(chǔ)、檢索以及最終的歸檔。通過精細(xì)的生命周期管理，能夠追蹤和記錄數(shù)據(jù)的變化，確保數(shù)據(jù)的可追溯性和完整性。模型數(shù)據(jù)是通過領(lǐng)域?qū)＜遗c數(shù)字化專家共同協(xié)作從文檔中提取凝練的、符合數(shù)據(jù)—信息—知識(shí)—智慧的轉(zhuǎn)化DIKW金字塔的理念。這種協(xié)同工作方式來搭建領(lǐng)域模型數(shù)據(jù)庫(kù)有助于提高準(zhǔn)確度，防止信息孤島的產(chǎn)生，從而促進(jìn)提取的數(shù)據(jù)綜合且完善，使得相關(guān)人員對(duì)模型數(shù)據(jù)的使用能達(dá)到統(tǒng)一的認(rèn)知。

圖 3 領(lǐng)域模型數(shù)據(jù)庫(kù)

如圖3所示，通過領(lǐng)域?qū)＜遗c建模專家的合作，根據(jù)MOF標(biāo)準(zhǔn)從文檔數(shù)據(jù)中提取凝練出模型數(shù)據(jù)，形成領(lǐng)域模型數(shù)據(jù)庫(kù)，從底層的數(shù)據(jù)逐漸升華到最高層的智慧，從抽象的通用定義到具體定制實(shí)例化。本體的作用在于描述某個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，通過構(gòu)建與模型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)不同層面的知識(shí)的跨領(lǐng)域集成，逐步建立完善的領(lǐng)域模型庫(kù)。在各個(gè)領(lǐng)域能夠定制化構(gòu)建領(lǐng)域建模語言，為建模語言使用人員提供指導(dǎo)。

2.2 基于語義的領(lǐng)域模型數(shù)據(jù)

根據(jù)領(lǐng)域的要求可以構(gòu)建不同的領(lǐng)域元模型，如需求元模型、功能元模型和系統(tǒng)架構(gòu)元模型等。在通用模型基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，結(jié)合領(lǐng)域特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不改變概念定義的同時(shí)定制實(shí)例的可行性，確保了在不同階段和不同活動(dòng)之間協(xié)同工作的一致性。數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成功實(shí)施不僅需要關(guān)注模型數(shù)據(jù)格式，還需要注重對(duì)模型數(shù)據(jù)語義的建立和維護(hù)，引入語義數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、對(duì)比和協(xié)調(diào)管理，來保障數(shù)據(jù)的一致性、完整性和質(zhì)量。通過語義級(jí)別的管理更準(zhǔn)確地表達(dá)和解釋模型數(shù)據(jù)的含義，確保不同模型之間能夠正確理解和映射所有不同模型數(shù)據(jù)。同時(shí)，還應(yīng)建立形式化的語義知識(shí)基石，為整個(gè)系統(tǒng)提供了可靠的知識(shí)支持。

為了實(shí)現(xiàn)這種互操作性，需要在交換格式之外定義交換的語義。只有通過建立共同語義，不同模型之間的信息交換才能正確進(jìn)行，避免數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和語言語法的差異導(dǎo)致的信息偏差。語義層作為中間層次，通過設(shè)計(jì)模型與本體模型的語義轉(zhuǎn)化算法，制定轉(zhuǎn)化規(guī)則能使設(shè)計(jì)模型自動(dòng)生成本體文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)領(lǐng)域知識(shí)的本體構(gòu)建和MBSE模型的語義轉(zhuǎn)化。這種基于語義的一體化本體生成不僅在數(shù)據(jù)一致性方面有良好的優(yōu)勢(shì)，還為不同領(lǐng)域協(xié)同和知識(shí)集成提供了可能。

結(jié)語

本文提出基于模型的數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式，分別從并行化轉(zhuǎn)型模式和領(lǐng)域模型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行研究，強(qiáng)調(diào)數(shù)字化轉(zhuǎn)型團(tuán)隊(duì)與領(lǐng)域?qū)＜覉F(tuán)隊(duì)協(xié)同合作的重要性，并構(gòu)建領(lǐng)域模型數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)信息的精細(xì)化管理。

未來，還需要對(duì)其他方面進(jìn)一步研究：

(1)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的風(fēng)險(xiǎn)管理與應(yīng)對(duì)策略。通過深入研究風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)估和管理，幫助組織更好地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，制定應(yīng)對(duì)策略，確保數(shù)字化轉(zhuǎn)型的可持續(xù)性和成功性。

(2)模型凝練的顆粒度研究。從文本到模型提取的過程中，不同領(lǐng)域?qū)δＰ蛿?shù)據(jù)的要求的精細(xì)程度不同，所需要的元素、關(guān)系和層次結(jié)構(gòu)不同，應(yīng)因地制宜建立更具表達(dá)力和適應(yīng)性的模型數(shù)據(jù)。

(3)模型—語義—本體的轉(zhuǎn)換生成的標(biāo)準(zhǔn)化研究，制定通用的規(guī)范和方法實(shí)現(xiàn)各部分映射的規(guī)則，促進(jìn)知識(shí)共享和信息交流。