Design and evaluation of ontologies for advanced knowledge infrastructure

Abstract

The key factor in successful concurrent engineering is the knowledge sharing. Without proper means of sharing the knowledge, the information flow in the manufacturing environment is slow and the organizations ability to respond to changes is not optimal. The problem of knowledge sharing is the differences in the conceptual models of different operators. Each operator has its own knowledge model. Knowledge transfer between these models using different mediums is difficult and causes the loss of information. This thesis approaches the problem by introducing the ontologies as a modern solution for cross-domain knowledge transfer. This thesis introduces several models to develop ontologies and to capture the relevant information into an ontology. The focus in the ontology development is in the conceptual model, as it captures all the required information to the ontology and maps the information available for all the knowledge users. The ontology development can success or fail in two places: during the conceptual design and during the technological implementation. The Technical side in developing an ontology is often highlighted too much. Management and conceptual design should be focused on. /Kir10

Globaalisti hajautuneissa toimintoprosesseissa menestymisen avain on reagointinopeus ja -tehokkuus. Yhtenä tekijänä reagointinopeuden ylläpitämiseen on tehokas tiedon jakaminen. Ongelmana tiedon jakamisessa on tiedon monistuminen ja tulkintaerot, kun samaa tietoa kopioidaan tai käsitellään eri ajatusmallien omaavien tahojen toimesta. Nykyaikana informaatiota hyödyntävät niin koneet kuin ihmiset. Siksi semantiikan lisääminen jokaiselle tasolle on tarpeen. Semantiikassa jokaiselle tietoalkiolle lisätään merkitys tai tieto sen merkityksestä. Käyttämällä ontologioita tiedon jakamisen ja mallintamisen välineenä, saadaan tietokuvauksen päälle luotua tarvittava semantiikkakerros. Ontologian kehitysprosessin tarkoituksena on saada kaapattua tutkittavan alueen tietoalkiot ja niiden merkityssuhteet formaaliksi malliksi. Tämä prosessi koostuu esiselvityksen tekemisestä, konseptuaalisesta suunnittelusta, teknisestä toteutuksesta ja jatkuvasta kehittämisestä. Ontologian kehitysprosessi voi epäonnistua erityisesti kahdesta syystä: puutteellisesta tehdystä konseptuaalisesta suunnittelusta tai teknisen toteutuksen monimutkaisuudesta. Kehitysprosessin teknistä toteutusta on usein korostettu liikaa, vaikka konseptuaalisella suunnittelulla ja ontologian perustan luomisella on suurempi merkitys työn onnistumiselle.