基于情境感知的物流园区供应链智能信息推送服务研究

洪琼　张浩

〔摘要〕鉴于领域本体开发缺乏统一化过程，本文拟提出一种基于软件工程开发的企业本体构建标准化流程，即用结构化开发方法将企业本体构建流程划分为规划、分析、设计、实施与运行5个阶段；具体在分析阶段，又利用原型化开发方法构建初始的企业本体概念框架，以在有限的时间内提高企业本体开发的质量。另外，实验中基于该流程构建了某企业手机产品本体，并比较了与基于“骨架法”流程所构建的相同领域本体在文本过滤应用中的效果。

〔关键词〕领域本体；本体构建；企业本体；软件工程开发

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2013.05.024

〔中图分类号〕G25025〔文献标识码〕A〔文章编号〕1008-0821（2013）05-0105-07

德国学者Studer[1]在对本体进行深入研究后，提出“本体是共享的概念模型的明确的、形式化的规范描述”，这一定义受到普遍认同。从该定义中可见本体的目标是捕获相关领域知识，提供对该领域知识的共同理解，确定该领域内共同认可的词汇（术语），并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇（术语）和词汇（术语）之间相互关系的明确定义[2]。企业本体构建的目的是将本体理论应用于企业管理领域中，通过描述企业中事物或与企业相关的企业间事物的概念、及概念之间关系，来提供对企业领域知识的共同理解，消除对事物本质描述的歧义，建立知识共享和操作的语义集成平台，提高知识应用的效率[3]。因此，企业本体构建的质量直接影响了企业管理尤其是客户关系管理的质量。

目前比较常用的领域本体构建方法有“骨架法”、“评估法”、“Bernaras”、“Methonotology法”及“Sensus法”等，这些方法均是面对不同的应用目的而具有不同的构建策略和流程，还没有形成一个统一的领域本体构建标准。本文结合软件工程开发的思想与方法，提出了一种企业本体构建的标准化流程。

1基于软件工程开发的企业本体构建流程

13企业本体分析

该阶段按照原型化软件开发指导思想，由领域专家和企业员工讨论并决定企业本体概念初始框架的过程。下面以某企业3G手机为例，举出按照业务流程分解抽取概念等术语的具体步骤[4]：

（1）在领域专家的指导下，和企业相关员工的参与下，画出详尽的企业组织结构图。

因为企业业务流程处理的主体是相关组织、部门、任务小组或具体的人，画出详尽的企业组织结构图可帮助我们识别与产成品直接和间接相关的业务部门，进而全面把握其业务处理过程。

（2）以3G手机为主线，找出与其直接和间接相关的部门或任务小组，采用剧本形式对这些部门的业务处理流程进行层层分解并归纳，以找出相关的概念、概念属性、实例及概念间关系。下面列举出3G手机的生产加工部门子剧本：

①背景

主题：要求生产一批能够高速上网、专业音乐播放和方便快捷的网络应用的3G手机；

主角：生产工人、设计师、工艺师等；

配角：采购员、仓库保管员、供应商、客户服务员等；

道具：客户意见反馈单、设计图纸、工艺卡、物料清单、采购单、领料单等；

②剧情

场次1：根据客户意见反馈单对3G手机进行参数设计；

客户服务员反馈客户对3G手机性能要求意见；

设计师根据客户意见进行图纸设计；

场次2：按照设计图纸，分析企业相关物力、财力、人力资源，设置工艺卡；

工艺师根据设计图纸建立工艺卡，包括：工序加工图、加工刀具、测量量具等；

场次3：按照物料清单，采购相应原材料；

仓库保管员根据物料清单向采购员提交缺货单；

采购员根据缺货单向材料供应商提交采购单；

场次4：按照工艺单和物料清单，生成领料单，进行生产加工；

工人领取领料单；

工人按照3G手机工艺卡进行生产；

通过该业务流程子剧本我们可以发现与3G手机生产加工部门相关的术语名词（由下滑线标注），它们中隐含了将要提取的概念、概念属性、实例及概念间关系。

（3）分析完企业中所有与3G手机相关的业务活动剧本，提取出与3G手机类相关的概念类、概念属性、实例及概念间关系。

业务活动剧本中的术语名词往往是要抽取的概念、概念属性或实例；概念间的关系在剧本中往往体现在静态动词和动态动词中，其中，静态动词形如“某是某的一种或一类”体现出了概念间的分类关系即上下位关系；静态动词形如“某是某的一部分”体现出了概念间的非分类关系中的整体与部分关系；还有一些静态动词如“某的颜色是……”、“某的位置是……”等体现出了概念间的属性关系。动态动词一般表示出概念间的动宾关系，在分析中一定要辨别清楚主动概念和被动概念。

如以3G手机为子类，向上可归纳为“手机”父类；参阅企业产品手册，可找出“2G手机”、“普通手机”等兄弟类；向下可分解“G3移动定制手机”、“电信定制3G手机”子类等。另外在业务活动剧本中可抽取相关类的属性及实例，如工艺卡中有关“产品设计流程”和“产品设计参数”等，可抽取相关术语为3G手机类的属性；在业务活动剧本中抽取相应类间的关系，如上文中“设计师设计图纸”，其中“设计”动词表述了概念“设计师”与概念“图纸”之间的动宾关系。从剧本中抽取相关概念、概念属性、实例及概念间关系，是对剧本中相应的术语不断概括化的过程，需要谨慎小心，一是要避免遗漏相关概念，确保知识的完整性；二是要避免出现同名异义和同义异名的概念，确保知识的一致性；三是要避免概念过分细节化，注意区分概念、概念属性及实例之间划分的方式方法，确保知识的简洁性。

（4）建立有关3G手机类的领域知识词表，词表有3G手机相关类表、类属性表、实例表、类间关系表。

对企业每个产成品建立相应的领域知识词表，可协助我们更为方便和清晰地构建形式化的领域本体。

（5）对后续知识挖掘得出新的概念、概念属性、实例及概念间关系，可填充到领域知识词表中，并注明知识来源。

14企业本体形式化和文档化

可根据某产成品的领域知识词表，进行层次化分析与概括，形成概念分类树，并形式化表示为领域本体五元组形式，并相应地生成OWL文档。

15企业本体的评价、修改及应用

对生成的初始本体进行试运行，即发现不符合一致性、完整性及可扩展性评价标准的部分，及时修正，然后投入企业实际的运行中才能发挥有效的作用。

2基于软件工程开发的企业产品本体构建实验

21实验目的

按照上述基于软件工程开发的企业本体构建流程开发企业产品本体，验证这一过程的时间效益，即是否在较短的时间周期内获得较高质量的企业产品本体，可由领域专家和企业员工运用对比分析方法检验其是否符合一致性、完整性及可扩展性标准。

22实验工具及过程

221实验工具

（1）本体构建工具

本文在Windows操作环境下，选择由斯坦福大学开发的Protégé[5]本体开发工具，它由用户输入结构化或半结构化的实体概念和属性信息，然后输出本体化、语义化的知识模型，并基于该知识模型进行语义推理。

（2）文本过滤工具

本文选择MuseTips[6]文本过滤工具，它是一个开放、使用方便的Windows软件，并具有按照键入短语进行搜索、自动给出搜索短语、支持正则表达式、多种查询方式和多种过滤模式等功能。

222实验过程

本文以某家用电器制造企业为研究背景，该企业产品大致分为手机、电视、数码、电脑及白色家电5大类，该实验主要是构建企业手机产品本体，不考虑手机产品本体的重用，重点在于手机产品本体分析阶段。

（1）手机产品概念知识表构建

3手机产品本体性能检测

检测方式是利用对比分析法，依靠领域专家和企业员工的经验定性分析和实际应用中的定量分析，对本文所提出的方法与基于“骨架法”所构建的同领域手机产品本体的一致性、完整性及可扩展性性能的进行比较。本文利用MuseTips文本过滤工具，对基于两种不同方法所构建的同领域本体在相同文本测试集上进行准确率和召回率的对比分析，经分析可知，基于软件工程开发的手机产品本体能在较短开发周期内具有较好的性能，并满足企业用户的需求。其分析结果如表4所示：表4基于两种方法的手机本体在文本过滤应用中的实验结果比较

基于不同语义平台的文本过滤准确率召回率基于软件工程开发的手机本体

在文本过滤中的应用03270476基于“骨架法”开发的手机本

体在文本过滤中的应用061307094结束语

本文从软件工程开发角度提出一种通用的企业本体构建思路与框架，弥补了目前常用领域本体构建方法中缺乏构造标准的不足。实验验证了利用该思路所构建的企业本体质量优于利用传统本体构建方法，例如“骨架法”所生成的质量。但笔者在实验过程中仍遇到了一定的困难还没克服，如概念知识表的构建全面性和精准性、利用Protégé工具编辑企业本体的经验、企业本体构建效率及流程等多方面还需要不断地完善、简化及扩展领域本体构建的方法论体系。

参考文献

[1]Studer R.，Benjamins VR.，Fensel D..Knowledge Engineering：Principles and Methods[J].Data and Knowledge Engineering，1998，25（1-2）：161-197.

[2]冯志勇，等.本体论工程及其应用[M].北京：清华大学出版社，2007：3.

[3]林春梅，等.创建企业本体模型的研究[J].计算机应用研究，2003，（1）：57-60.

[4]倪益华.基于本体的制造企业知识集成技术的研究[D].杭州：浙江大学博士论文，2005：32-34.

[5]Knublauch H.，Musen MA.，Rector AL..Editing Description Logics Ontologies with the Protégé OWL Plugin[J].International Workshop on Description Logics，Whistler，BC，Canada，2004.

[6]Text Filter[EB].http：∥www.musetips.com/text-filter.html，2011-08-24.

[7]Horridge M.，Knublauch H.，Rector A.，Stevens R.，Wroe C..A Practical Guide to Building OWL Ontologies Using the Protégé OWL Plugin and CO-ODE Tools（Edition 31）[M].University of Manchester，2004.

（本文责任编辑：王涓）