互联网 qkzz.net
全刊杂志网:首页 > 大学学报 > 文章正文
刊社推荐

工业自动化仪表领域本体的构建研究


□ 李丽亚 李春梅 薛中玉 宋 扬

  摘要 介绍本体构建的意义,指出创建本体库是实现智能检索的关键,通过简单综述国内外本体构建的现状,指出我国本体构建的不足,并总结现有的本体构建原则和本体构建方法。在此基础上,提出工业自动化仪表领域本体构建的方法,并重点详述工业自动化仪表领域本体构建的流程,阐明其先进性和易操作性,最后指出此构建方法和流程可以推广应用于其他领域。
  关键词 仪表 本体 领域本体 构建方法 OWL
  分类号 TP31
  
  1 引言
  
  大量研究表明,创建本体库是实现智能检索的关键,具体表现在:
  ·语义理解的基础。通过创建本体库,为系统提供了规范化的领域概念模型,这种形式化的模式给出了概念及概念间关系的明确定义,建立了人机对系统信息的共同认识,为智能检索提供了语义理解基础。
  ·概念匹配的检索机制。由本体所提供的领域知识体系提高了用户需求理解和资源描述的准确度,将传统的检索机制由关键字匹配转变为概念和内容的匹配,从而提高了信息检索系统的检索效率。
  ·知识表示、共享和重用。本体知识体系的表示是“机器可处理”的语义,它以RDF为基础,以XML为语法,将不同的应用集成在一起,对Web上的数据进行抽象表示,允许跨越不同应用程序、企业和团体进行知识的共享、重用和获取。
  然而,目前可供借鉴的、完善的本体库很少,这种现象在我国尤为突出。为此,本文构建了工业自动化仪表领域本体库。一方面,它为项目组数据共享系统实现智能检索奠定了基础;另一方面,它使知识在系统中规范化地表示出来,有利于相关领域实现知识复用。
  目前,国内外开发了许多智能化搜索引擎系统,如国外的大学的STASIS、ProNet、ImportNET项目、浙江大学吴朝晖教授开发的中医药本体在线编辑和维护方BFO、COSMO、PRO、SWEET等以及我国清华法以及人工智能研究所基于本体论的产品配置研究,此外,还有中国农业科学院科技文献信息中心的AOS(AgricultureOntologyService)等项目。领域本体库的构建为这些项目的顺利实施提供了保障。目前,国外已经建立了许多知名的本体库,如ontoselect、DMOZ、DAML等,部分知名的本体库和网址如表1所示:
  然而,在我国,本体研究整体上处于起步和摸索阶段,完善的、规模较大的本体库并不多,本体构建一般仍采用手工方式,这在一定程度上影响了我国本体库建没的规模和本体库的实际应用,进而阻碍了我国智能化搜索引擎的研究进程。
  
  2 工业自动化仪表领域本体的构建方法
  
  Gruber在1995年提出的本体构建5原则影响最大。尽管10多年过去了,但目前构建本体通常仍遵循这5条原则,即:明确性和客观性、完整性、一致性、最大单向可扩展性、最少约束。常见的本体构建方法有:Enterprise法、TOVE法和七步法等。其中,斯坦福大学的七步法成熟度最高,目前国内外很多领域在构建本体库时大多采用这种方法。
  然而,无论是本体构建原则还是本体构建方法都应该灵活变通。除了遵循“Gruber 5原则”以外,一个优良的本体模型还应该是“有用”的,即在面向特定的应用时,所需的领域本体最终能应用于实践。另外,随着相关技术的发展,本体构建方法也应该在一定程度上加以改进。为此,我们结合国内外现有的技术基础,对斯坦福大学的七步法进行了修改,形成了“工业自动化仪表领域本体构建七步法”(以下简称“IAIOnto七步法”),如图1所示:
  
  如图1所示,构建领域本体库首先需确定其领域和范畴,接着收集并整理大量基础资料,然后,确定领域概念的类体系结构和关系、属性以及实例,通过编程将其批量导入到本体结构中,接着在本体编辑工具中对本体结构进行修改和完善,最后对领域小体库进行更新和维护,如果发现新的概念、关系等再重复以上步骤。其中第3、4、5步是通过编程实现的,具体为调用Jena API,并通过编程将相关概念等导入本体结构,最后存储为owl文件。鉴于Prot6g6是一个免费的、功能强大的、开源的本体构建软件,所以第6步中,项目组选择Protege对编程构建的本体结构进行更加直观的修改和完善。IAIOnto构建方法通过编程实现了大规模领域本体库的构建,更新维护更加方便、易操作,且可以推广应用于其他领域。
  
  3 工业自动化仪表领域本体构建流程
  
  3.1 确定本体的专业领域和范畴
  构建IAIOnto是国际科技合作项目“基于知识管理的数据共享关键技术研究”的重要内容之一,该项目依托于国家科技基础条件平台项目“先进制造与自动化科学数据共享网”。该项目组拥有大量仪器仪表领域数据和多位仪表领域权威专家,因此,将仪器仪表领域作为本体构建的专业领域;另外,由于“共享网”侧重于机械和自动化,并且仪表领域中的工业自动化仪表资源最为丰富和成熟,因此,首先确定以工业自动化仪表为范畴构建仪表领域本体,最终归纳一会建立领域本体的模式和方法,在“共享网”的其他专业领域进行推广和应用。
分享:
 

了解更多资讯,请关注“木兰百花园”
分享:
 
精彩图文
关键字
支持中国杂志产业发展,请购买、订阅纸质杂志,欢迎杂志社提供过刊、样刊及电子版。
关于我们 | 网站声明 | 刊社管理 | 网站地图 | 联系方式 | 中图分类法 | RSS 2.0订阅 | EMS快递查询
全刊杂志赏析网 2016