Utilizing Ontologies in Knowledge Based Engineering

Abstract

The objective for this report has been to structure and represent knowledge for Knowledge Based Engineering (KBE) applications. Well structured knowledge can help Aker Solutions KBeDesign team to represent and reuse the knowledge stored in their knowledge base. To achieve the objective a suited editing tool has been chosen among different candidates.

How knowledge should be represented depends on how it is going to be used. Humans and computers read and interpret information differently, so they have different needs for how the knowledge is represented. Ontologies are suited for describing knowledge defined as concepts, classes, attributes and relations between them. The knowledge described is confined within the specific domain, and makes an ontology a suitable framework for knowledge structuring.

How the information is represented in the ontology is a compromise between complexity and readability. For use by humans, some of the knowledge should be represented as documents, figures, illustrations, etc, linked to the current part. Keeping some of the knowledge out of the ontology ensures that the structure is kept explicit.

The concept map editor CMAP COE is a suited tool for knowledge representation. It uses graphical representation for the ontology, and links to other files in order to represent the information stored in the concept maps. Conventions for graphical ontology representation ensures the exportation to OWL, which opens for use in KBE applications.

The knowledge representation ontology, the KBeFloater ontology, is developed for the semi submersible structural hull developed by KBeDesign. The KBe- Floater ontology is made up from two views; the Concept view and the Parts view. The Concept view is customized to work as a framework for the different resources that describes the product. The Parts view holds the details in the ontology, and can be utilized by the KBE applications developed by KBeDesign.

Målet med denne rapporten har vært å strukturere og representere kunnskap som brukes av “Knowledge Bases Engineering” (KBE) applikasjoner. Godt strukturert kunnskap vil hjelpe AKer Solutions KBeDesign team med å representere og gjenbruke ekspertisen som er lagret i deres kunnskapsdatabase. For å oppnå dette målet har et egnet formateringsverktøy blitt valgt blant flere kandidater.

Hvordan kunnskap bør representeres avhenger av hvordan det skal benyttes. Mennesker og datamaskiner leser og tolker informasjon forskjellig, noe som stiller forskjellige krav til hvordan kunnskapen er representert. Ontologier egner seg til å beskrive informasjon definert som konsepter, klasser, attributter og relasjonene mellom dem. Kunnskapen som beskrives er avgrenset innenfor et spesifikt domene, og gjør ontologien til et egnet rammeverk for å strukturere kunnskapen.

Hvordan informasjonen i en ontologi blir framvist utgjør et kompromiss mellom detaljnivået og lesbarheten. For menneskelig bruk bør noe av kunnskapen bli representert i dokumenter, figurer, illustrasjoner og lignende, som er linket til den aktuelle delen. Ved å holde noe av kunnskapen utenfor ontologien sikres det at strukturen holdes oversiktlig.

CMAP COE er et verktøy for utvikling av konsept kart, “concept maps”, som egner seg for å representere kunnskap. Programmet bruker grafisk framvisning av ontologien, og linker til andre filer for å representere informasjonen som lagres i konsept kartene. Konvensjonelle grafiske framstillinger brukes for å sikre riktig eksportering til OWL, noe som åpner for bruk innen KBE applikasjoner.

Kunnskaps-representasjons ontologien, KBeFloater ontologien, er utviklet for flyterstrukturen som er utviklet av KBeDesign. KBeFloater ontologien består av to framvisninger; konsept- og del-framvisningen (Concept- and Parts view). Konsept-framvisningen er utviklet for å benyttes som et rammeverk for de forskjellige resursene som beskriver produktet. Del-framvisningen inneholder detaljene i ontologien, og er ment for å benyttes av KBE applikasjonene som utvikles av KBeDesign.