РАЗРАБОТКА РЕДАКТОРА ДЛЯ КОРРЕКТИРОВКИ ОНТОЛОГИИ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА

Дорофеев Р.С.¹, Маслов А.Н.², Сосинская С.С³.

¹Аспирант, ²Студент, ³кандидат технических наук Доцент, Иркутский государственный технический университет

РАЗРАБОТКА РЕДАКТОРА ДЛЯ КОРРЕКТИРОВКИ ОНТОЛОГИИ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА

Аннотация

В работе обосновывается необходимость разработки приложения для корректировки онтологии, обсуждается программная реализация такого приложения и приводится вариант разработанной онтологии для оценки качества металлорежущего станка.

Ключевые слова: онтология, редактор, металлорежущий станок

Dorofeyev R.S.¹, Maslov A.N², ², Sosinskaya S.S.³

¹ Postgraduate student, ²Student, ³Ph.D. in Informatics, Associate Professor,

Irkutsk State Technical University

EDITOR'S DEVELOPMENT ADJUSTMENTS TO ONTOLOGY AND ITS USE FOR QUALITY ASSESSMENTMETAL MACHINE

Abstract

The need to develop an application for adjustment of ontology justifies, discusses the software implementation of such an application and a version of the ontology developed to assess the quality of the machine tool.

Keywords: ontology, editor, metal machine

Введение: Онтология — это точная спецификация некоторой области, которая включает в себя словарь терминов этой области и множество логических связей (типа «элемент-класс», «часть-целое»), которые описывают, как эти термины соотносятся между собой.

Нередко онтологии используются в качестве посредника между пользователем и информационной системой, они позволяют формализовать договоренности о терминологии между пользователями некоторого корпоративного хранилища данных.

В центре большинства онтологий находятся классы, образующие иерархию, имеющие экземпляры, которые описывают понятия предметной области. Классы и экземпляры имеют свойства, которые могут быть простыми данными или отношениями между классами.

Программный продукт OntoStudio был разработан фирмой Ontoprise GmbH в 2007 году как профессиональная среда для разработки онтологий в различных предметных областях. Она включает в себя уникальный набор средств моделирования описания онтологий. Отличительной особенностью OntoStudio является возможность включения в онтологию правил для получения новых знаний и выполнения запросов к созданной онтологии. Таким образом, онтология, разработанная с помощью OntoStudio, может рассматриваться как экспертная система.

Языки онтологий, которые  поддерживает OntoStudio – это W3C- стандарт OWL, RDFS и Object Logic для разработки правил и запросов.

Пример разработки онтологии. В качестве примера рассматривается построение онтологической системы для оценки качества изделий, в качестве понятий предметной области рассматриваются показатели для оценки качества металлорежущего станка в соответствии с ГОСТ 15467-79 «Управление качеством продукции» [4]. Показатель качества станка - это количественное выражение одного или нескольких свойств машины применительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации.

В [5] был рассмотрен предварительный вариант онтологии этой предметной области.

Классами онтологии являются: Геометрическая и кинематическая точность, Динамические качества, Надежность и долговечность, Показатели технологичности, Сохраняемость, Экономичность, Эксплуатационные показатели, Эргономические показатели.

Каждый из них содержит числовые свойства

Например, класс Экономичность имеет свойства Удельная масса металла и Удельный расход электроэнергии.

Класс Станки имеет подкласс Металлорежущие станки, который в качестве свойств имеет отношения, то есть ссылки на ранее упомянутые классы, в том числе и на класс Эксперты.

В качестве экземпляров в онтологию включены два станка одинакового типа 6P13, с названиями 6P13-1 и 6P13-2 [6, 7]. В качестве экспертов приглашены доценты Захаров В.А. и Балла О.М., которые являются экземплярами класса Эксперты.

Дерево онтологии, построенное в системе OntoStudio для рассматриваемой предметной области, показано на рис. 1.

Рис. 1 - Дерево онтологии металлорежущего станка

Экземпляры имеются также у классов, входящих в состав класса Металлорежущий станок. Они отражают оценки числовых свойств, выполненные различными экспертами (рис. 2):

Рис. 2 - Свойства класса «Динамические качества» для экземпляра станка 6Р13-1, оцененные экспертом Балла О.М.

Редактор онтологий. В  пакете OntoStudio ввод и корректировка свойств и их значений  неудобны для рядового пользователя, поэтому возникает необходимость в разработке приложения для удобной визуальной корректировки экземпляров и классов онтологии.

OntoStudio сохраняет онтологию в файле с расширением obl. Этот файл написан на языке разметки Object Logic, которым описываются классы онтологии, экземпляры, их свойства и отношения.

Онтология на языке Object Logic представляет собой плоский файл, в который можно вносить любые корректировки, изменять имена, добавлять и удалять информацию, сохраняя общую структуру онтологии.

На рис. 3 представлен вид окна разработанного приложения:

Рис. 3 - Окно редактора онтологии

В начале работы приложения считывается содержимое файла онтологии. Затем можно выполнять различные виды корректировки.

Имеется возможность, выбрав класс и его подкласс, работать либо с экземплярами, либо со свойствами, либо с отношениями. Можно добавлять новые свойства и новые отношения к выбранному объекту, удалять и изменять как названия свойств и отношений, так и их значения.

Итак, это полноценный редактор, рассчитанный на любую онтологию, в частности, и на вышеприведенный пример.

Скорректированная онтология записывается в новый файл с расширением obl.

Заключение: Таким образом, разработана онтология для оценки качества станка и редактор онтологий для пакета OntoStudio, облегчающий корректировку любой онтологии для рядового пользователя.