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根云-工業(yè)趨勢分析
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一、 工業(yè)知識圖譜的基本含義
（一）工業(yè)知識圖譜的基本概念
知識圖譜由是由節(jié)點和關系構成的結構化網(wǎng)絡，是與大數(shù)據(jù)、深度學習并列的三大人工智能技術之一。谷歌、微軟、百度、搜狗、美團、中國知網(wǎng)等國內外公司都在該領域投入了大量資源進行深度研究，并在搜索、社交、金融、消費和商業(yè)等領域取得了較好的應用。
工業(yè)知識圖譜是基于工業(yè)產品研發(fā)、生產、運行、保障、營銷和企業(yè)管理等運行規(guī)律建立的關系網(wǎng)絡，用于更好地組織、管理和理解工業(yè)體系的內部聯(lián)系，是知識圖譜的重點發(fā)展方向之一。知識圖譜相對深度學習等方法，無需海量數(shù)據(jù)訓練，能更加廣泛地應用到不同具體任務，正符合了工業(yè)知識總量多、細分專業(yè)知識量少、對知識應用可靠性要求高的要求，可作為工業(yè)人工智能領域優(yōu)先發(fā)展對象。
（二）工業(yè)知識圖譜的內在含義
工業(yè)知識圖譜本質是對工業(yè)知識和工業(yè)知識關系的管理。
工業(yè)知識管理是對各種工業(yè)資源的統(tǒng)一管理。隨著工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化進程的不斷推進，人們需要以知識的方式對工業(yè)實體（含工業(yè)機器、工業(yè)產品等）、工業(yè)環(huán)境（含自然環(huán)境、社會環(huán)境等）、工業(yè)組織（含企業(yè)、政府等）和人進行統(tǒng)籌管理。工業(yè)知識可以分為三種形態(tài)，即經驗、圖文知識、工業(yè)模型和工業(yè)APP（圖中以軟件二字代替）。經驗是認識工業(yè)資源的直接結果；圖文知識是經驗知識顯性化的結果；工業(yè)模型和工業(yè)APP是圖文知識模型化和軟件化的結果。工業(yè)模型和工業(yè)APP是極具有工業(yè)特征的知識形態(tài)，是工業(yè)知識圖譜重點管理對象。
工業(yè)知識圖譜是對各種工業(yè)關系的統(tǒng)一管理。工業(yè)知識圖譜記錄了各種工業(yè)實體、工業(yè)環(huán)境、工業(yè)組織和人之間的各種動態(tài)關系。具體來說，工業(yè)知識圖譜記錄著各種產品與環(huán)境的關系、設計與生產的關系、生產設備與產品的關系、產品與零部件的關系、零部件與材料的關系、供應商與采購商的關系、上游產業(yè)與下游產業(yè)的關系等。
（三）工業(yè)知識圖譜的應用價值
工業(yè)體系龐大，工業(yè)產品類型多、定制化程度高，導致工業(yè)知識關系極其復雜，遠遠超過人的思維邏輯、分類體系、目錄體系等一般管理手段的能力范疇。通過建立工業(yè)知識圖譜，可以有效表達、管理和分析工業(yè)知識體系，并為不同個性化工業(yè)場景提供精準知識服務。
工業(yè)知識圖譜具有一般知識圖譜的通用價值，包括知識融合、語義搜索、知識推薦、知識問答、大數(shù)據(jù)分析與決策等。同時借助工業(yè)知識圖譜，可以協(xié)助人們更好認識、管理、優(yōu)化、控制和和改進各種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內的龐大資源和流程。
二、工業(yè)知識圖譜的應用領域
工業(yè)知識圖譜在產品全生命周期均能發(fā)揮重要作用，并能為工業(yè)相關的金融征信、產業(yè)分析、經濟研究和教育培訓等提供多樣化支持。
（一） 在研發(fā)領域中的應用
工業(yè)知識圖譜是提高研發(fā)效率的重要工具。知識圖譜可以圍繞工業(yè)產品匯集各種相關產品的發(fā)展趨勢，為新產品市場定位提供決策支持；可以識別新產品在不同的使用場景下的使用方法和使用要求，推送其他產品的應用案例；可以提供已有的相似產品、相關產品、相關技術、領域專家和信息化工具軟件等信息；可以在研發(fā)設計、仿真和試驗流程中，主動推送與當前工作緊密相關的知識信息。工業(yè)知識圖譜有利于破除封閉式重復研發(fā)，實現(xiàn)開創(chuàng)性的創(chuàng)新。
（二）在生產過程中的應用
工業(yè)知識圖譜是提高生產效率的重要工具。現(xiàn)代智能化生產車間是一個極其復雜的系統(tǒng)，工業(yè)知識圖譜可以將車間布局、生產設備、生產工藝、生產物料、物流倉儲、質量檢測、生產計劃、能耗管理和安全防護等各種知識結構化管理，為研發(fā)高效高可靠的生產系統(tǒng)設計提供信息支撐；也可以為生產現(xiàn)場人員提供快速精準的工藝工序、設備操作、質量分析和突發(fā)情況應對等知識，實現(xiàn)及時專業(yè)的現(xiàn)場指導。
（三）在運行保障中的應用
工業(yè)知識圖譜是提高保障能力的重要工具。現(xiàn)代工業(yè)產品大量采用了機械、電子和軟件等多學科先進知識，只有掌握各種知識才能高效使用和全面維護好工業(yè)產品。工業(yè)知識圖譜可以將工業(yè)產品的原理、結構、使用手冊、拆裝方法、維護手段、故障診斷和相關資深技術專家等進行結構化管理，以信息搜索、知識推送、知識查閱等多樣化的方式，提高運行保障教學培訓效率與效果，提高工作人員的熟練程度，提高故障定位的效率，降低產品故障停機次數(shù)，減少產品維修維護成本，減輕各種廢棄物對環(huán)境和操作人員的影響。
（四）在營銷采購中的應用
工業(yè)知識圖譜是提高營銷效率的重要工具。隨著產品定制化需求越來越多，面向各種細分領域的產品和技術不斷涌現(xiàn)，產品種類越來越多，性能差異越來越大。依賴人工手段的市場宣傳和會議交流難以實現(xiàn)精準對接。工業(yè)知識圖譜可以對工業(yè)產品的結構、功能、性能和工藝等技術性信息，以及價格、物流和口碑等商業(yè)信息進行綜合管理，依托各種電商平臺、設計數(shù)據(jù)庫和產品知識庫等提供服務，從而為供應鏈中設計師提供精準技術選型服務，為采購和銷售人員提供全面可靠的商業(yè)和財務信息。
三、工業(yè)知識圖譜的建設方法
工業(yè)知識圖譜已經迎來了良好的建設時機。過去上百年人類積累的工業(yè)知識，提供了大量工業(yè)知識圖譜建設的原始素材；新一輪工業(yè)革命的到來，促使大量工業(yè)企業(yè)急需提升自身制造能力，催生了工業(yè)知識圖譜建設的產業(yè)需求；新一代信息技術，為工業(yè)知識圖譜建設提供了設計建模、大數(shù)據(jù)、云計算和區(qū)塊鏈等先進手段。對于中國而言，過去幾十年的經濟快速發(fā)展，眾多企業(yè)具備了較好的經濟積累，也為本輪知識圖譜建設提供了資金保障。建立具有工業(yè)特色的知識圖譜，具備了天時、地利和人和優(yōu)勢。
（一）工業(yè)知識圖譜的技術基礎
工業(yè)知識圖譜的技術需要在現(xiàn)有基礎上進行繼承和創(chuàng)新，也就是在已有數(shù)據(jù)獲取、圖譜繪制、可視化展現(xiàn)等通用知識圖譜技術基礎上，針對工業(yè)領域的特點，適量研發(fā)新方法、新手段。
工業(yè)知識圖譜需要適應工業(yè)數(shù)字化要求。工業(yè)知識節(jié)點的管理，需要支持系統(tǒng)模型、結構模型、仿真模型、工藝模型、交互式電子手冊（IETM）等知識類型；工業(yè)知識關系的管理，需要支持基于系統(tǒng)工程、系統(tǒng)層級、物料清單（BOM）、生命周期、供應鏈和CPS等典型關系；此外，還需要支持解析常見工業(yè)數(shù)據(jù)標準中包含的相關節(jié)點或關系，如系統(tǒng)建模語言（SysML）、產品模型數(shù)據(jù)交互規(guī)范（STEP）和開放式生命周期協(xié)作服務（OSLC）等，實現(xiàn)圖文知識與模型知識的互聯(lián)互通。
工業(yè)知識圖譜需要適用于人與機器等不同場景。當前其他領域的知識圖譜常常是用于人和計算機的環(huán)境。但是對于工業(yè)而言，未來大量智能機器的出現(xiàn)也同樣需要形成和應用知識圖譜。一方面它們需要利用知識進行自主學習、自主分析和自主決策；另一方面，各種不同工業(yè)智能體可以產生大量的數(shù)據(jù)，甚至會形成高質量的工業(yè)知識。因此工業(yè)知識圖譜的建設，需要考慮不同的使用情況，滿足不同的要求。
（二）工業(yè)知識圖譜的軟件實現(xiàn)
工業(yè)知識圖譜平臺是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中用于知識圖譜管理的子平臺。該平臺遵循工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的物理層、平臺層、應用層和業(yè)務層的架構，其功能主要體現(xiàn)在平臺層和應用層。
平臺層主要用于構建、管理和使用跨行業(yè)跨領域的底層知識圖譜，包括知識建模、關系抽取、圖存儲、關系推理、實體融合、語義搜索、智能問答、語言理解和決策分析等功能。平臺層盡量充分利用現(xiàn)有通用知識圖譜技術，快速具備強大的圖譜建模工具，如自然語言處理、本體庫管理、機器學習、圖數(shù)據(jù)庫和區(qū)塊鏈等。
在應用層，需要面向不同產業(yè)、領域、地區(qū)、企業(yè)、產品、項目、制造階段和個人等開發(fā)個性化工業(yè)APP，視情況建立個性化應用門戶，充分利用大數(shù)據(jù)等手段，做好與已有知識管理系統(tǒng)、設計平臺、生產平臺、保障平臺的集成接入，實現(xiàn)知識的互聯(lián)互通。
平臺一方面采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的安全機制，另一方面加強內部安全管理，并需建立自身的設計、接入、應用和評估標準。
（三）工業(yè)知識圖譜的內容建設
（本部分暫不公布）。
（四）工業(yè)知識圖譜的應用推廣
（本部分暫不公布）。
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