以知识管理为基础建构中小型船厂研发设计知识社群系统之研究

以知识管理为基础建构中小型船厂研发设计知识社群系统之研究
发表人：刘 大 铭 ／成功大学 造船暨船舶机械工程研究所

指导教授：邵 挥 洲／成功大学造船所教授
　

论文摘要

就台湾中小型造船厂而言，其组织内部存在着许多专业的知识。要如何透过有效管理、应用与分享这些知识，进而提升船厂组织的价值，是目前国内产官学研界所该重视的议题。

本研究主要以知识管理为理论基础，结合网络社群的优势与特色，来规划建置中小型船厂知识整合与信息分享的环境-「研发设计知识社群」系统；其中并以游艇在线初步设计环境建置为例，提出如何进行船厂研发设计的知识管理；包含知识的撷取、累积、储存、应用与分享。藉由知识社群来加速船厂知识与信息的流通，且让船厂的知识能有效的管理、应用、分享、更新，而船厂内部人员也因此能快速获得所需信息，以缩短决策时间及提高工作效率，进而期望提升造船厂企业智能及获利能力，维持长久的优势。

　

与中小企业之关联性

台湾四面环海，有为数不少的中小型船厂，生产各式船舶原为供应国内市场作为运输或渔业用途。在三十年前有些船厂开始以外销为主，制造出产高级豪华的游艇，销售到世界各先进国家，数量与品质的提升让台湾有「游艇王国」的美誉。国内中小型船厂多以外销为市场导向，开启国内造船业的另一远景，要如何突破与创新，改善现有经营环境，提升竞争力是政府与业者努力的方向。台湾的中小型船厂大多为家族企业，在经营上较保守，船厂管理的重心着重于船舶生产制造，以现场生产为导向，但在企业规划、船舶研发设计、知识与信息管理方面，相对于其它的产业就显得落后许多。

自政府于民国88年开始推动产业电子化，带动了许多中小企业纷纷导入电子化系统的风潮。近几年来由于信息科技以及网络技术的快速发展，各行业导入电子化系统后，期望利用这些新科技来提高企业获利能力。此外「知识管理」为近几年来各企业提升获利与创新能力的主要策略，并藉由科技的辅助，让中小企业知识管理的目标也能透过信息系统的建置来加速实现。而目前国内大多数中小型船厂只将计算机应用于绘图或文书处理等工作，在船厂的经营管理方面、船舶研发设计、知识与信息管理等方面则较少有深入的应用。

故本研究主要以知识管理为基础运用于中小型船厂，并以游艇初步设计为例，提出如何进行船厂知识管理、规划建置中小型造船厂知识整合与分享的环境-「研发设计知识社群」系统。希望藉由此论文的研究探讨，对于中小型船厂或其它相关产业在进行知识管理活动与知识社群系统建置时能有所帮助，并期望能提升企业智能及获利能力、维持长久的优势。

　

前 言

管理大师Peter F. Drucker早在1965年即预言：「知识将取代机器设备、资金、原料与劳工，成为企业经营最重要的生产要素」。所以许多企业已从原本所注重的有形资本如设备、土地、资金的拥有，转变成现在强调企业知识资产的运用。因此现在多数企业竞争的核心优势决定在企业本身所拥有的知识，而这些知识主要存在组织内专业知识人员身上，是属于公司的知识资产。如何将这些员工所拥有的个人知识撷取出来，并作有效的分类、管理、分享、使用，将对企业的发展有直接与重要的影响。就如同比尔?盖兹(Gates?1997)曾说：「你收集、管理和使用信息的方式，决定了输赢[1]。

就中小型船厂而言，其组织内部也存在许多专业知识。例如船舶的生产过程中，需要许多的设计知识与经验。因此设计、采购、制造、业务等各部门的知识，这都可视为组织的重要资产，同时也是造船厂核心优势所在。要如何透过有效管理、应用与分享这些知识，进而提升船厂的价值，则是目前国内产官学研所该重视的议题。船厂该如何有效管理知识？简单来说，那就是：「将组织中个体所拥有的知识转化为整体组织的知识，并且能够有效率地在组织内流通，建立起一个组织知识共享的环境」。
近几年来由于信息科技以及网络技术的快速发展，各行业纷纷导入电子化系统，期望利用这些新科技来提高企业获利能力，同时也让知识管理的概念能透过信息系统的建置来实现。

在知识管理中，不仅仅牵涉到知识的撷取、储存，还包含了知识的应用与分享，因为知识被分享后才能创造更高的价值。本研究主要以知识管理为理论基础，结合网络社群的优势与特色，来规划建置中小型造船厂知识整合与信息分享的环境-「研发设计知识社群」系统；其中并以游艇在线初步设计环境建置为例，提出如何进行船厂研发设计的知识管理；包含知识的撷取、累积、储存、应用与分享。最后藉由知识社群来加速船厂知识与信息的流通，且让船厂的知识能有效的管理、应用、分享、更新，而船厂内部人员、社群成员也因此能快速获得所需信息，以缩短决策时间及提高工作效率，进而期望提升造船厂企业智能及获利能力，维持长久的优势。

研究方法与步骤

　

本研究将知识管理的概念运用于中小型船厂，其中以游艇初步设计为例，提出如何进行船厂知识管理。并以近年来快速发展的网络技术架构，作为实现该系统的主要技术。主要的研究方法如下:

一.	研读知识管理相关议题，搜集游艇设计知识与相关文献。
二.	了解规则式知识库系统(Visual Rule Studio)[2]的运作机制，并将游艇设计知识给予转化与储存。
三.	探讨现行网络虚拟社群功能，并以其优势与特色规划「研发设计知识社群系统」之整体架构环境。
四.	研究因特网、程序语言与数据库等相关技术，建置知识社群系统。

　

 

研发设计知识社群功能

在知识管理的活动中，知识分享是如此重要，透过社群的策略来传播知识其效益是最大的。所以本节将由讨论中小型船厂知识社群的目的开始，进而规划出研发设计知识社群应具备的功能模块与所需的软硬件架构。

一、知识社群目的

成功的知识管理策略，首先需考量人的因素。所以在知识管理过程中，成立「知识社群」，利用社群策略更可以将「Right People」在「Right Time」集合在「Right Place」来达到「Do Right Things」的效果。简单的说，就是利用人「物以类聚」的习性，将有相同兴趣、嗜好、专长、背景或生活习惯的人集结在一个知识社群里[3]。

二、.研发设计知识社群的功能

本研究参考知识管理与社群的定义，且对现行一般网络社群具备的功能加以分析，并以网络社群的优势与特色来规划整个知识社群系统架构，提出中小型船厂研发设计知识社群应具备的三大基本功能平台，如图1所示，分别为知识平台、分享平台、协同作业平台。

图1研发设计知识社群三大功能平台

期望透过此三大功能平台，让船厂内部人员、社群使用者能在对的时间获得正确的信息，并加速知识分享速度与达成协同作业之目标。功能简述如下：

(一)知识平台:

「知识平台」让船厂组织内部人员、或社群使用者能快速获取其所需的信息与知识，并提供下列功能：知识库系统、文件全文检索、知识地图、在线学习等功能。

(二)分享平台:

船厂组织中人员、干部、与社群使用者虽然遍布各部门，但是藉由社群「分享平台」，让组织沟通能超越时间与空间的限制。「分享平台」提供下列功能：公布栏、电子报、社群经营、在线实时传呼等功能。

(三)协同作业平台:

虚拟组织时代，船厂组织团队领袖、干部、与社群使用者虽然遍布各地，但是 藉由知识社群之社团功能，大家一样工作在一起，在网络上开会，在网络上彼 此了解。「协同工作平台」提供下列功能：社团共享文件管理、社团行事历、 项目介绍、工作进度掌控等功能。

　

 

研发设计知识社群系统架构

一、知识社群系统环境

知识社群系统采用Windows DNA分布式网络架构概念；知识社群系统架构如图2所示，与传统两层式架构最大的差异处，在于将商业逻辑层单独分离出来，以减轻放置于客户端或服务器端计算机的负担。
整个知识社群的运作过程皆可由Client端的浏览器，浏览及执行整个社群所提供之功能模块。而船厂各部门的人员或社群使用者，其所使用的计算机仅须具备Windows 95/98作业平台与任何一种可执行HTML码的浏览器，便可进行在线游艇初步设计、相 关数据查询及知识分享与知识应用等活动。

图2研发设计知识社群系统架构

二、知识社群的软件系统分析

在研发设计知识社群的操作系统上，Server端均采用Microsoft Windows 2000 Server中文版操作系统，并结合Microsoft SQL Server 2000数据库与Visual Rule Studio规则式知识库系统，Client端采用Microsoft Windows98/或Windows 2000 Professional中文操作系统。前端浏览器则为IE5.0以上，相关网页开发软件包括FrontPage 2000等。

三、程序语言发展

本研究社群系统开发采用动态服务器网页ASP(Active Server Pages)，结合了HTML以及VBScript、JavaScript等Script语言，以及ActiveX服务器组件，经由Server端的编译，可以动态送出HTML文件给客户端，或者说是一种Server-Side Script。对于Web应用程序的开发者来说，ASP程序是目前最直接且方便的工具。

　

中小型船厂研发设计知识管理

中小型船厂的知识管理活动，如图3所示。举凡与船厂有关的信息、技术、经验、客户回馈、厂内员工之意见与讨论等，都是可以纳入知识管理的范围。船厂要实行知识管理，不一定需要建置计算机化的知识管理系统。在以往船厂内部所使用的标准作业程序手册，如ISO-9000:2000品质文件、工作指导书等也都可视为知识管理系统的一种形式，而船厂导入ISO 9000:2000后，可让组织内的作业程序有一定的标准，也可避免员工因假期或离职而使作业停滞，新进员工亦可参照组织内的作业程序或标准书规范，快速投入工作，使新旧员工的交接不致于影响组织营运的正常速度[4]。此外，甚至是最传统的「师徒制」训练法，也属于广义的知识管理模式之一。

不过如果能透过当前信息科技技术与因特网的强大威力，加强知识管理系统功能，更可以让船厂组织中的知识传承、知识分享等活动更具弹性，并且可以做到不受时间空间限制的协同作业环境，让船厂中各个成员能更容易累积知识或分享知识。

图3：中小型船厂的知识管理活动示意图

 一、知识的撷取:

船厂在进行知识管理活动时，第一步是要取得知识。大致上知识可获取的来源有:(1)船东或使用者的回馈(2)市场信息的取得与分析(3)学术与研究机构(4)国内与国际政府的法规(6)制造部门的经验(7)设计者本身的经验等。

二、知识的编辑与分类:

知识的类型，可分为显性知识与隐性知识。隐性知识多属于个人知识，很难转化成语言或文字，故编辑不易。所以隐性的知识一般是透过沟通的机制，或是师徒制的方式以进行管理。至于可被显性的知识其编辑与分类，首先是将它有系统的表达出来并给予适当的文字化，如此便会产生一些文件、手册或窗体，接着再进行知识分类。知识的分类可让知识便于管理与搜寻，故可按照功能面、主题、出处、日期等来分类。而为了要达到最佳效果，知识的分类可能是综合性的，如联合船舶设计中心的游艇设计手册[5]，即是一本有系统的设计知识文件，其内容大致分为材料篇、基本性能、船体结构设计、舣装设计、轮机、电机设计……来分类。

三、知识的储存:

当知识被获取与编辑后，接着便思考应储存在何处?企业知识蓄积就储存处所而言可用二分法概分为储存在人(员工脑中)"与储存在"机器(计算机系统)"上[6]。
显性的知识不仅易被文件化，甚至能进一步被系统化。如游艇设计知识中有些具备规则(rule)的特性，可利用"若A则B(IF A Then B)"的形式"法则法(Rules Method)"[7]来表示，如大隅三彦的主机马力估算法则[5]，其所适用船型为V型中高速艇(V/√LWL(kt,m)约在3~6间(半排水型~半滑航型))，故其表示方法如下:

IF 3 <V/√LWL< 6
Then
BHP=1.45?β?Δ^1.14?Vs^1.611?/ (LWL^0.806)
End IF

(其中LWL：静止时水线长，m。Δ：排水量，ton。Vs：设计速度，knot。BHP： 制动马力，ps。β：船长修正系数。)要编写这些繁琐的规则，用规则式知识库系统会比较方便。这也是本研究在游艇在线初步设计系统建置所用的方式。

四、知识的分享:

知识管理的核心精神价值，在于船厂有价值的知识是否能完整储存，并且有效地散播给需要的人。所以说"分享"在知识管理过程中是最重要的因素。举个例子，若将正确地船舶设计或制造等相关信息与技术，有效率地传播给船厂内部员工，必能降低因错误认知所造成的不必要之成本浪费。

五、知识的更新:

知识更新的目的乃是确保船厂所累积储存的知识是最有价值、可被再利用的知识。船厂透过知识分享后所得到的讯息回馈，如员工对该知识的使用情形、意见回复等讯息，藉此了解知识的不完整与需改善之处，来促进知识的更新作业。
最后，船厂从知识的撷取、编辑、储存、分享、知识更新等流程形成一不断循环的周期，并且有系统、持续性地进行，才能加速知识管理目标的实现。

　

 

船厂知识管理实践-游艇在线初步设计系统建置实例说明

本节将以游艇在线初步设计系统建置为例，来说明船厂如何利用知识管理工具- Visual Rule Studio[2]来实践知识管理。游艇的设计流程和一般大型商船设计所使用的"设计螺旋"流程类似，但游艇的尺寸较小、结构、设备皆较大型商船少，售价也比大型船低很多，因此游艇的设计螺旋也必须比大型船的设计少一些螺旋回路，才合乎设计的成本要求。游艇初步系统建置流程如图4，大致分为五个阶段，第一阶段为确定目标阶段，本研究参考联合船舶设计中心游艇设计手册之游艇设计螺旋图，并以IDEF0来规划游艇初步设计系统的流程，如图5、图6所示。在确定各流程所欲得到之目标后，才能明确地知道我们所需要的知识是什么。

图4   游艇初步设计系统建置流程示意图

图5  游艇初步设计流程A0层IDEF0图(1)

图6游艇初步设计流程A0层IDEF0图(2)

接下来为撷取设计知识、知识储存、知识应用与分享阶段。设计知识来源如上节所述，可从各方面来获取，而本研究游艇初步设计系统的设计知识来源，大多为书籍文献、期刊论文、游艇数据库回归分析，也有部分是包含船厂设计者的实际经验。
知识撷取、知识储存等阶段简略说明如下:

一、知识撷取阶段:

(一)主要尺寸计算Major dimensions:

从游艇数据库依船长(HL)范围与游艇种类来回归得到船宽(B)、吃水(d)的近似公式并记录之，例如:
IF 用途种类=motoryacht And 长度=30~50ft
Then B=( -0.0013)*HL^2+( 0.347)*HL+( 1.71)
And d=(-0.0006)*HL^2+(0.1184)*HL+(-0.1619)

当知识被撷取后可再与其它设计知识进行整合，以增加其价值。如参考[8]得知，游艇的船宽很少有超过25呎宽，原因为受到使用港口与停船设施的限制。若船长大于85呎，吃水不随船长增加，而保持在6呎左右，则是受到海域或停船设施的限制。此点可以作为设计游艇时的重要参考。

(二)重量估算Weight Estimate:

从游艇数据库依船长(HL)范围与游艇种类来回归得到船重(Δ)half load displacement ( lb )、燃油箱(fuel tank)、淡水箱(water tank)容量的近似公式并记录之，方法如同上所述。且根据参考文献[9]，可大略估算出其它相关重量的值，如Hull Structure、Anchors & Mooring Outfit、Main Propulsion/ Equipment…等。

(三)船型选择Select Hull Form:
参考文献[10]Calkins, D.E.在1983 年使用Cv值(speed coefficient)，将船型的选择分为四类:

(四)主机马力估算BHP Estimate:

主机马力估算方法有二:

1、大隅三彦的主机马力估算法则[5]:

大隅氏于1979~1993年间，陆续统计了自低速至超高速船之实船总制动马力及裸船有效马力值计约百余艘，且提出一经验公式；其所适用船型为V型中高速 艇(V/√LWL(kt,m)约在3~6间(半排水型~半滑航型))，故其表示方法如下: IF 3 <V/√LWL< 6 Then BHP=1.45?β?Δ^1.14?Vs^1.611?/ (LWL^0.806) End IF 其中LWL：静止时水线长，m。Δ：排水量，ton。Vs：设计速度，knot。BHP：制动马力，ps。β：船长修正系数。

2、根据Angeli公式[5]来估算主机马力:

Angeli氏利用所谓的Polar Curve Method，分别由系列船模试验结果及实船数据找出适用于中高速滑航艇(Vk /√LWL(kt,ft)约在2.1~3.0) 之主机马力估算经验式，其表示方法如下: IF 2.1<V/√LWL< 3.0 Then PB =(△×Vk/765.2)+(B^2 ×Vk^3/1051.1) End IF 其中PB：制动马力(BHP)，△：排水量(kg)，Vk：船速(Knots)B：1/2 (Bpx+BT) 最大锐棱舟必宽与艉棱舟必宽平均值(m)。

(五)性能分析Performance analysis:

依据上述经验式可估算游艇所需最小主机马力，接着连结至本研究室庄添吉[11]所建立的产品电子型录库挑选符合之引擎主机，并依据该供货商所提供之该主机性能分析报告，结合大隅三彦经验式以进行游艇基本性能与耗油量分析。

(六)主要装备选择Specification and Equipment:

在初步设计阶段主要装备选择项目为，发电机、直流电池、锚机、锚链、起锚机种类的选择。本研究此部分的设计知识来源，多为统一游艇厂设计部经理所提供，藉由沟通机制将其设计经验撷取出来，并有系统地纪录成文件。锚机、锚链、起锚机种类的选择乃根据Maxwell winch system[12]制造商所提供的资料。

(七)参考报价Reference Prices Estimate:

参考报价的知识来源有二处:

1、	根据Power Boat Guide(1999 Broker's Edition)所建立之游艇数据库来回归，以得船长与船价的关系式。
2、根据世界游艇市场分析及报价系统之研究[8]来获取船价估算方法并记录之。

二、知识储存阶段:

当搜集好设计知识后，接着便是知识储存的动作。本研究利用Visual Rule Studio系统工具来存放所撷取到的显性知识法则，前提就是需将知识转化成系统所能认知的语言。该系统支持Production Rule Language(PRL)高级语言，所以知识的表达方式浅显易懂，采用IF Condition THEN Action 的形式即"法则法(Rules Method)"来表示知识，其优点就是在不影响全体架构下，即可进行新知识的添加与旧知识的修正；而知识法则中的前提(Condition)部分可以用AND,OR等逻辑运算子来连结数个子句而成，例如:
Rule 1 Engine Power Calculation
IF Power. Approach is big three
And 3<=Power.Speed_coefficient <=6
Then Power.BHP:=1.45*Power.Bata*(Power.Displacement^1.14)*
(Power.VS^1.611)/ (Power.WLL^0.806)
End

三、知识分享阶段:

根据上述模式，依照所分的知识类别陆续键入知识库系统中。当储存完后，每一个档案被称之为RuleSet对象，之后再藉由ASP语法来呼叫此对象，即可快速将知识法则应用程序与因特网相结合。此外更藉由知识社群系统来加速知识分享的速度与效率，让船厂人员、船舶设计者、社群使用者，都能快速获取所需的信息，且跨越时间、空间的限制来进行设计知识与经验的交流。

四、知识更新阶段:

知识社群与船厂智库，如学术、研究单位等充分结合，更可以协助船厂创造知识、快速分享知识、更新知识，并确保系统中所存放知识的品质。
知识管理的核心流程包含知识的撷取、累积、储存、应用、分享与更新。本节透过游艇初步设计系统的建置为例，说明知识该如何被撷取并给予文件化，再利用知识管理工具Visual Rule Studio将显性知识存入知识库中，此法不仅方便管理企业规则与设计知识，也容易被分享应用。中小型船厂可参考此模式，进行其它类别的知识管理，如业务行销、生产制造、物料管理等知识；当这些知识被妥善保储后，藉由因特网威力、与知识社群的策略，来加速知识的流通，让这些知识能被广泛应用、分享，如此才能促使知识的加值。

 

研发设计知识社群系统介绍

就造船产业而言，财团法人联合联舶设计中心规划「船舶产业电子化研发中心」，从民国90年起四年计划，期望透过因特网技术以整合船舶产业之资源，提升产业竞争力。其中建置「台湾船舶网」(www.ship.org.tw)，成为台湾区船舶产业入口网站，搜集国内外造船产业动态以提供实时信息，藉由有效地知识共享、讯息交流来提升整体优势。此外也提供网络化之船舶设计技术环境，以期能提升业界设计能力。本研究之研发设计知识社群系统，也与联合船舶设计中心合作规划，主要是纳入知识管理的概念，期望能建立船舶产业之互动网络社群，并透过社群运作进行知识分享。

在中小型船厂研发设计知识社群中，这群有相似性质的个体因而可以找到共同的话题并分享工作经验，一同学习与激发主动提供船舶设计等相关知识及知识分享的意愿。而知识社群系统的设计，让船厂员工、经营者变成真正的知识工作者、知识经营者，早日朝向智能型企业的目标前进，进而提升造船厂竞争优势。

知识社群系统如之前所述，采用Web Based(N-tier)程序开发，前端使用者可采用IE5.0以上浏览器执行应用程序。

1.	知识社群系统结构图如图7所示。
2.	知识社群系统运作模式如图8所示，其中知识社群系统可与船厂智库结合，并加入文章加载审核及评估的机制，确保系统中所存放知识的品质。

图7研发设计知识社群系统结构图

图8  研发设计知识社群运作模式

图9  研发设计知识社群系统首页画面

(http://140.116.40.128/ckm)

此外，知识社群系统提供会员注册的机制，让想要加入此社群的使用者能透过相关数据的填写，经由系统审查之后便可成为社群的一员，享有相关资源的使用。使用者依据账号与密码确认后，方可登入系统内部，登入画面如图10所示；透过左画面的树状结构，让使用者可快速浏览到所欲执行的功能模块。