АВТОМАТИЗАЦИЯ СОЗДАНИЯ ОНТОЛОГИЙ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Критерии качества
Инструментальные средства
Руководство
по онтологии
Отраслевая онтология
Многослойная
архитектура
разработки
онтологии
ЯДРО
ОНТОЛОГИИ
+

Язык описания онтологий:
Подмножество языка логики предикатов первого порядка
Утверждения о концептах, например: Предприятие – это утверждения обо всех предприятиях.
Иерархии (включения) = импликации
Классификация посредством вывода:
“B есть разновидность А” означает:
Все объекты В являются объектами А
∀x . Bx → Ax,
Объект А, который не является объектом В, является противоречием (не удовлетворяющим формуле) ¬∃x . Bx & ¬Ax.
Конструкторы
Для формирования новых концептов из имеющихся
and, or, not,
some, only (‘all’), at-least, at-most

ЧТО ТАКОЕ ОНТОЛОГИЯ НА ЯЗЫКЕ DL?
Иерархия примитивов/элементарных концептов
Определения составных концептов
- именовать новые концепты
Описание (аксиомы) для концептов
- необходимые условия истинности концептов
- элементарные или составные
Правила/ограничения=Определение+Описание
IF что-то удовлетворяет определению, THEN оно соответствует описанию/ограничению
Фрейм
да
нет
различны
нет

Формальное определение онтологии
Основная аксиома онтологии:
x ε X ≡ ∃у(yεx) ∧ ∀y,z(yεx ∧zεх → yεz) ∧ ∀y(yεx → yεX).
Определение 1. Пусть L – логический язык,
абстрактная онтология – это структура
O: = (C, ≤C ,R, σ, ≤R ,IR), где:
C и R , множества концептов отношений соответственно,
≤ с - частичный порядок на C, называемый иерархией концептов,
σ: R→ C × C - функция называемая сигнатурой,
≤R на R- частичный порядок , где r1 ≤R r2 означает σ(r1) ≤C × C σ(r2),для r1 , r2 ∈ R , называемый отношением иерархии.
множества IR правил вывода, выраженных на логическом языке L.
Функция dom: R→ C с dom (r):= π1(σ(r)) дающая значение домена r,
Функция range: R→ C с range(r):= π2(σ(r)) которая дает ранг отношения r.

Лексикон абстрактной онтологии
Определение 2. Лексикон для абстрактной онтологии
O: = (C, ≤C,R, σ, ≤R ,IR)
Lex:= (SC; SR;Ref C;Ref R),
где - SC и SR множества лексических
единиц для концептов и отношений соответственно,
Ref C ⊆SC ×C и Ref R ⊆ SR × R,
лексические референциальные присваивания
для концептов и отношений соответственно.
Мы определяем для s ∈ SC,
Ref C(s):={c∈ C| (s,c) ∈ Ref C}.
Для с ∈ C определим:
Ref -1C(c):={s∈ SC | (s,c) ∈ Ref C}.
Ref R и Ref-1 R определяются аналогично.
Определение 3. Конкретная онтология (в узком смысле) есть пара
(O, Lex), где O – абстрактная онтология и Lex – лексикон для O

Мереология.
Мереология представляет собою теорию частей, в отличие от теории множеств. В основе мереологии лежит рефлексивное отношение частичного порядка:
x есть часть х,
если x есть часть y и y есть часть x, тогда x=y,
если x есть часть y и y есть часть z, тогда x часть z,
x есть собственная часть y: x есть часть y и y не есть часть x,
x пересекается с y: существует часть x, которая является также частью y,
x и y не связаны: x и y не пересекаются.

Дерево онтологий TOVE

Архитектура системы PLIB.

Определения классов в OIL и соответствующие конструкции RDF(S).

Определение спотов в OIL и соответствующие RDFS конструкции

Пример онтологии.

Структура сервера Ontolingua

Технология работы с системой Ontolingua.

Изображение экрана просмотра информации на Сервере Онтолингва, на котором показано определение класса Автомобиль в онтологии “Транспортные средства”.

Браузер класс/слот и класс/экземпляр обеспечивает компактный просмотр множества онтологий. Отображаются только объекты в выбранных онтологиях.

Интерфейс редактирования онтологий.

3. Автоматизация создания онтологий: идентификация отношений
Сходство:
Частичное совпадение: .
Включение: если = ∅, то
B - включено в A, если = ∅, A - включено в B.
Несходство: A/B B/A.

Свойства отношений
При этом могут выполняться или не выполняться какие-либо из указанных ниже отношений:
Рефлексивность: ∀s (sws).
Симметричность: ∀s ∀t (swt ⊃ tws).
Транзитивность: ∀s ∀t ∀u (swt∧twu ⊃ swu).
Эвклидовость: ∀s ∀t ∀u (swt∧swu ⊃ twu).
Частичная функциональность: ∀s ∀t ∀u ((swt∧swu) ⊃ t=u).
Слабая связность: ∀s ∀t ∀u (swt∧swu ⊃ twu vt=u vuwt).
Иррефлексивность: ∀s ¬ (sws).
Антисимметричность: ∀s ∀t (swt∧tws ⊃ s=t).
Асимметричность: (∀s ∀t (swt ⊃¬(tws))).

Поиск отношений по данным cij
cij – число случаев, когда i и j связаны отношением минус число случаев, когда они не связаны этим же отношением.
Функция критерия:
F(Υ)= → max,
при ограничениях:
Yij+Yjk-Yik≤1 ∀(I, j, k) различных – транзитивность.
Yij-Yji=0 ∀(i≠j), симметричность.
Yij+Yji≤1 ∀(i≠j), асимметричность.
Yij+Yji≥1 ∀(i≠j) тотальность.

Производные отношения
Пересечение: ∀s ∀t sPt ⊃(sRtsQt), P=RQ.
Объединение: ∀s ∀t sPt ⊃ (sRtsQt), P=RQ.
Произведение: ∀s ∀t ∀v (sPt ⊃ (sRv∧vQt)), Р=RQ.
Разность: ∀s ∀t ∀v sPt ⊃ (sRt∧¬sQt), P=R∧¬Q
Симметрическая разность: ∀s∀t sPt=sPt ⊃ (sRt∨sQt)∧¬(sRt∧sQt)=(sRt∧¬sQt)∨ (sQt∧¬sRt). P=RΔQ=(PQ)\(PQ)=(P\Q)(Q\P).
Дополнение: ∀s ∀t st ⊃ (sEt∧¬sPt).

Онтология «Образование»
Страница 1
Course />
1

Онтология «Образование»
Страница 1
1
AI Course

Онтология «Африка»
Страница 1
ontology-container
title "African animals"
creator "Ian Horrocks"
subject "animal, food, vegetarians"
description "A didactic example ontology describing African animals"
description.release "1.01"
publisher "I. Horrocks"
type "ontology"
format "pseudo-xml"
format "pdf"
identifier "http://www.cs.vu.nl/~dieter/oil/TR/oil.pdf"
source "http://www.africa.com/nature/animals.html"
language "OIL"
language "en-uk"
relation.hasPart "http://www.ontosRus.com/animals/jungle.onto"

Онтология «Африка»
Страница 2
ontology-definitions
slot-def eats
inverse is-eaten-by
slot-def has-part
inverse is-part-of
properties transitive
class-def animal
class-def plant
subclass-of NOT animal
class-def tree
subclass-of plant
class-def branch
slot-constraint is-part-of

4. Области применения Онтологий

Применение онтологий

Онтология и e-commerce
Основанный в 1998, RosettaNet – это независимый, самофинансируемый, некоммерческий консорциум посвященный развитию:
- XML-базирующихся стандартных электронных интерфейсов торговли,
- чтобы выровнять процессы между участниками цепи поставки на глобальном основании
Консорциум RosettaNet включает такие компании как IBM, Microsoft, EDS, Netscape, Oracle, SAP, Cisco systems, Compaq и Intel

RosettaNet определяет процессы, структуру и другие критерии передачи данных по Сети
Oracle
ERP
Компания B
Технология
компании
Перевод из набора данных системы
Компании A в стандарты RosettaNet
Электронный Деловой Интерфейс
обмена данными

Несколько примеров Предпочтительных
Интернет Провайдеров (PIP)
Кластер: Управление заказом
PIP 3A2: Запрос о цене и доступности
PIP 3A3: Заказ на поставку
PIP 3A4: Управление заказом на поставку
PIP 3A6: Определение статуса заказа
PIP 3A7: Уведомление о принятии заказа на поставку
PIP 3B2: Уведомление об отгрузке
PIP 3B4: Проверка статуса отгрузки
Кластер: Управление инвентарем
PIP 4B1: Список инвентаря
Кластер: Информация об изделии
PIP 2A1: Распределение новой информации об изделии
PIP 2A2: Проверка информации об изделии
PIP 2A9: Проверка EC технической информации
Кластер: Маркетинг информационного управления
PIP 5C1: Определение списка изделий
PIP 5C2: Регистрация проекта запроса
PIP 5C3: Выполнение проекта запроса

RosettaNet PIPs
Более чем 100 PIPs сгруппированы в кластеры и затем в разделы
Например, Кластер 3 – это Управление запросом, а Раздел 3A в этом кластере – это Ввод квоты и заказа
Пример PIPs в этом разделе: PIP3A4: Управление заказом на поставку

PIP 3A4: Управление заказом на поставку
Покупатель создает Заказ на поставку и отправляет его Продавцу
Продавец получает Заказ на поставку и высылает Уведомление о принятии заказа на поставку
Покупатель принимает решение о сотрудничестве или отказе в зависимости от содержания сообщения

RosettaNet: Блок-схема бизнес-процесса для PIP3A4

Бизнес-процессы
Процесс PO
Отправка PO
Клиент
Отправка PO
Поставщик
Процесс
поставки
Клиент
Поставщик
Receive PO
Acknowledge
Send PO
Acknowledge
Send PO
Response
Close
Send PO
Receive PO
Response
Send PO
Response
Acknowledge
Receive PO
Send PO
Response
Receive PO
Response
Acknowledge
Receive PO
Check
Customer
Check
Credit
Check
Availability
Create Sales
Order
Получение
РО
сообщения
о согласии
Отправка PO
сообщения
О согласии
Отправка
ответа РО
Закрытие
Получение
запроса PO
Выбор
поставщика
Запуск
RFQ
Отправка
RFQ
Выбор
ответа RFQ
Отправка
PO
Закрытие
Отправка PO
Получение
ответа PO
Отправка
ответа
о согласии
PO
Получение
PO
Отправка
ответа PO
Получение
ответа
о согласии
РО
Получение
PO
Проверка
клиента
Проверка
кредита
Проверка
пригодности
Создание
приказа
о поставке
Частный процесс A
(для данной компании)
Общий процесс
(стандартный)
Общий процесс
(стандартный)
Частный процесс В
(Для данной компании)
PO
CRM
SCM
ERP

Пример стандартного бизнес-процесса
Уведомление о составлении
счета PIP3C5
Уведомление квитанцией
об отгрузке PIP 4B2
Уведомление о статусе
отгрузки PIP3B3
Запрос на поставку
PIP3B1
Уведомление
о счете PIP 3C3
Запрос заказа на поставку
PIP 3A4
Запрос цены и доступности
PIP 3A2
2
1
3
5
6
4
7

Пример
Рассмотрим, например, сценарий, где покупатель запрашивает цену и пригодность некоторых изделий от продавца (PIP3A2)
После получения ответа покупатель отправляет Запрос Заказа на поставку (PIP3A4)
Продавец, с другой стороны, после подтверждения Запроса Заказа на поставку, посылает уведомление (PIP3C3) в виде счета покупателю
Продавец посылает запрос транспортировки (PIP3B1) грузоотправителю (есть третье лицо в этом сценарии, которым и является грузоотправитель).

Пример
Грузоотправитель после отгрузки товаров посылает уведомление об отгрузке (PIP3B3)
Когда покупатель получает уведомление, то посылает (PIP4B2) квитанцию об отгрузке продавцу.
Наконец, продавец готовит на утверждение составленные счета и уведомляет покупателя (PIP3C5)

Классификация и распределение продуктов в RosettaNet
Классификация изделий в RosettaNet производится с помощью Технического Словаря RosettaNet (RTD)
RTD определяет классы изделий и их свойства в XML DDT
Таким образом, для каждого типа изделия существует набор определенных признаков XML
Каждый класс изделия также имеет соответствие в Универсальных Стандартных Изделиях и Классификацию Услуг (UNSPSC) - кодекс, в основном используемый, чтобы дифференцировать в каталогах те изделия, которые не попадают в домен IT

Глобальная нумерация (GTIN)
В RosettaNet детали информации об изделии могут быть получены с помощью просмотра каталога партнера по цепи поставки при использовании стандартных средств через "PIP2A5/EC Проверка Технической Информации. чтобы известить сразу несколько партнеров о продукции через GTIN
Следовательно RTD используется в соединении данных изделия с GTINs
Чтобы внедрить Технический словарь, организация должна категоризировать все продаваемые продукты на классы