Выбор методики построения онтологии

Можно выделить шесть этапов проекта разработки СУЗ [14]:

• 1. инициация проекта;
• 2. диагностика и анализ знаний;
• 3. разработка и реализация пилотных проектов;
• 4. проектирование и планирование;
• 5. реализация мероприятий по разработке и внедрению СУЗ;
• 6. оценка деятельности в области знаний.

Данные этапы в полной мере соответствуют проекту разработки СУЗ на основе онтологического подхода для проектной организации в области ИТ-консалтинга.

В рамках исследования рассматривается несколько пилотных проектов — вариантов онтологий, которые проверяются на предмет соответствия требованиям и вариантам использования, после чего сравниваются между собой. Это необходимо, чтобы выявить преимущества и недостатки полученных вариантов онтологий, удовлетворяющих требованиям, для осуществления финального отбора конкретного единственного варианта в качестве основы для реализации СУЗ.

Для выбора варианта онтологии используется список требований, определяемых в главе 3.1, и вариантов использования проектируемой целевой системы.

В исследовании анализируется несколько подходов к построению онтологии. Эффективная методика разработки и развития онтологии строится на основе сравнения пилотных проектов. Таким образом, суть исследования заключается в создании эффективной методики построения и развития онтологий в рамках корпоративной СУЗ для управления знаниями в сфере проектной консалтинговой ИТ-деятельности.

При построении иерархии категорий для интеграции индивидуальных онтологий возник вопрос в части представления измерений (dimensions) онтологии. Анализ показал, что возможны несколько способов моделирования многомерной онтологии:

• 1. Вертикальное представление;
• 2. Горизонтальное представление по измерениям;
• 3. Горизонтальное представление плоское;

Вертикальное представление предполагает иерархическую структуру, отражающую таксономию категорий предметной области. Пример такой онтологии имеет следующий вид:

• 1. Банковская карта
• 1. Кредитная карта
• 1. Классическая кредитная карта
• 1. Классическая зарплатная кредитная карта
• 1. Классическая зарплатная кредитная карта с грейс-периодом
• 2. Классическая зарплатная кредитная карта без грейс-периода
• 2. Классическая незарплатная кредитная карта
• 1. Классическая незарплатная кредитная карта с грейс-периодом
• 2. Классическая незарплатная кредитная карта без грейс-периода
• 2. Золотая кредитная карта
• 2. Дебетовая карта
• 1. …

Этот способ имеет недостаток, который показывает следующее рассуждение. Например, понятие «Платиновая карта» в этой онтологии остутствует. Оно существует только в привязке к кредитной или дебетовой карте, да ещё требует указания принадлежности к з/п проекту и наличие грейс-периода. Очевидно, что такое представление негативно сказывается на выразительной способности онтологии, когда требуется использование понятия в ограниченном окружении. Столь запутанное определение понятия «платиновая карта» осложняет работы в рамках регламентного процесса развития онтологии.

Другой способ представления многомерных понятий предполагает встраивание оснований классификации непосредственно в иерархическую структуру. Пример такого подхода к решению задачи моделирования многомерных понятий представлен на следующем примере:

• 1. Банковская карта
• 1. Банковская карта по типу пластика
• 1. Классическая карта
• 2. Золотая карта
• 3. Платиновая карта
• 2. Банковская карта по привязке к зарплатному проекту
• 1. Зарплатная карта
• 3. Банковская карта по наличию кредитного лимита
• 1. Кредитная карта
• 1. Кредитная карта с грейс-периодом
• 2. Дебетовая карта

У этого подхода очевиден недостаток иного рода. Иерархический тип связи в онтологии подразумевает понятия супер-класса и под-класса. Иными словами, онтологическая модель знаний должна позволять давать определения посредством деления. Например, «золотая карта это вид банковской карты». Предложенный вариант онтологии вынуждает пользователя онтологии давать бессмысленное определение вида «золотая карта это банковская карта по типу пластика, банковская карта». Это важный аспект, поскольку он нарушает логическую целостность модели знаний. Вертикальное представление, описанное выше, не имеет этого недостатка: «классическая зарплатная кредитная карта с грейс-периодом — это классическая зарплатная кредитная карта, классическая кредитная карта, кредитная карта, банковская карта». С другой стороны становится понятно, что определение классической карты дать не получится, поскольку такое понятие в вертикальном представлении отсутствует.

Третий вариант располагает категории, относящиеся к разным основаниям классификации, на одном уровне в качестве прямых потомков общего над-класса. В такой реализации на одном уровне располагаются в том числе и те категории, которые не являются взаимоисключающими. На следующем примере показана реализация данного подхода:

• 1. Банковская карта
• 1. Классическая карта
• 2. Золотая карта
• 3. Платиновая карта
• 4. Дебетовая карта
• 5. Кредитная карта
• 1. Кредитная карта с грейс-периодом
• 6. Зарплатная карта

Такой вариант кажется некорректным, поскольку платиновая карта находится на одном уровне иерархии с дебетовой картой, имея общего родителя. При этом эти понятия не взаимоисключающие, а наоборот, характеризуют разные аспекты одного объекта. Получается, что в таком виде плоское горизонтальное представления многомерного понятия нарушает логическую целостность онтологии. Но этого помогает избежать применение ограничений, которые отражаются в виде выражений дескриптивной логики, например:

Банковская_карта subClassOf (Дебетовая_карта or Кредитная_карта).

and (Золотая_карта or Платиновая_карта or Карта_Black_Edition or Классическая_карта);

Также необходимо указать несовместимость (disjoint) понятий одного измерения.

В учётом ограничений полученная модель позволяет корректно классифицировать экземпляры, поддерживая логическую целостность онтологии.

Также следует отметить, что оба «горизонтальных» варианта требуют отнесения экземпляра к нескольким классам. Если имеется экземпляр «зарплатная кредитная классическая карта», его необходимо отнести сразу к нескольким категориям.

Среди рассмотренных методов моделирования многомерных категорий был выбран подход, распологающий на одном уровне иерархии в качестве потомков одного родителя категории, относящиеся к разным основаниям классификации. Использование данного подхода позволяет давать строгие определения посредством деления, поддерживать логическую целостность концептуальной модели и выполнять задачи пользователей.