Representing Industrial Data Models in OWL Web Ontology Language

Abstract

Tässä diplomityössä tutkitaan semanttisen webin tarpeisiin kehitettyjen ontologiakielten soveltuvuutta tuotteiden ja tuotantolaitosten tiedonhallintaan, sekä niiden mallinnustapaa verrattuna perinteisempiin menetelmiin. Perinteisesti teollisuuden tietojärjestelmät on suunniteltu tiettyjä käyttötarkoituksia varten ja ne ovat olleet varsin suljettuja. Tällaiset järjestelmät palvelevat toki hyvin pääasiallisessa tehtävässään, mutta nykyiset integrointitarpeet ovat tuoneet mukanaan uusia vaatimuksia tiedon siirrettävyyteen, muunnettavuuteen sekä yhdistelyyn eri lähteistä. Esimerkiksi, jos tietomallit ja tallennusformaatit laitoksen eri elinkaaren vaiheissa ovat hyvin erilaisia, laitoksen suunnitteluvaiheessa syntyvän tiedon sulauttaminen käytön aikaisiin järjestelmiin voi muodostua ongelmaksi.

Nykyiset tiedonhallintaan keskittyvät teolliset standardit määrittelevät tietomalleja ja käsitteistöjä jotka muistuttavat monilta osin ontologioita. Ontologioiden mallinnus on lähellä oliokeskeistä ja tietokannoista tuttua mallinnustapaa, mutta sisältää myös paljon erikoispiirteitä. Niinpä ontologia-pohjaisen tiedonhallinnan käyttöönotto saattaa aluksi vaatia enemmän työtä kuin perinteiset menetelmät. Ontologiakielten geneerinen ja formaali tiedon esitystapa, sekä tarkoin määritelty peruskäsitteiden semantiikka mahdollistavat mm. koneellisen päättelyn, jonka avulla voidaan esimerkiksi jäsennellä dataa, varmistaa mallien johdonmukaisuus, sekä löytää niissä olevaa impiisiittistä tietoa.

Työ koostuu kirjallisuustutkimuksesta jossa vertaillaan ontologiakieliä muihin menetelmiin, sekä käytännön osasta jossa käsitellään valittujen tietomallien esittämistä ontologiakielisessä muodossa sekä mallinnuksen erikoispiirteitä käytännössä. Työssä havaittiin, että nykyisten standardien ongelmina tuntuvat olevan epäformaalit esitystavat, ilmaisuvoiman puute sekä heikko tuki koneellisesti tapahtuvalle käsittelylle. Niinpä semanttisen webin ontologiakielet voisivat hyvinkin mahdollistaa yksikäsitteisemmän mallinnuksen, helpomman tiedonsiirron eri standardien välillä, kuten myös liitynnän semanttisen webin sovelluksiin tulevaisuudessa.