СОЗДАНИЕ ОНТОЛОГИЧЕСКОЙ БАЗЫ ЗНАНИЙ НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫХ ДОКУМЕНТОВ ГОСУДАРСТВЕННОГО УЧРЕЖДЕНИЯ - ОТДЕЛЕНИЯ ПЕНСИОННОГО ФОНДА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО АЛТАЙСКОМУ КРАЮ
|
Введение 3
ГЛАВА 1. Онтологический инжиниринг в сфере управления знаниями: задачи, методы, инструменты 8
1.1 Обзор задач управления знаниями организаций 8
1.2. Онтологии и онтологический инжиниринг в системе решения задач
управления знаниями 11
1.3. Анализ проблем онтологического инжиниринга и способы их решения
16
1.4. Обзор существующих методов, языков и инструментов построению
онтологий 19
1.4.1 Формальное определение онтологии 19
1.4.2 Языки описания онтологий 20
1.4.2 Инструментальные средства обработки онтологий 22
1.5 Выводы по главе 26
ГЛАВА 2. Проектирование и создание онтологии предметной области 27
2.1 Характеристика предметной области 27
2.2 Основные аспекты создания и использования онтологии 31
2.3 Использование Protege для создания онтологии базы знаний 34
2.4 Создание онтологии 37
2.4.1 Концептуализация предметной области 37
2.4.2 Разработка онтологии 42
2.5 Выводы по второй главе 51
Заключение 52
Список литературы и источников 54
Приложение А 59
Приложение Б 60
Приложение В 61
ГЛАВА 1. Онтологический инжиниринг в сфере управления знаниями: задачи, методы, инструменты 8
1.1 Обзор задач управления знаниями организаций 8
1.2. Онтологии и онтологический инжиниринг в системе решения задач
управления знаниями 11
1.3. Анализ проблем онтологического инжиниринга и способы их решения
16
1.4. Обзор существующих методов, языков и инструментов построению
онтологий 19
1.4.1 Формальное определение онтологии 19
1.4.2 Языки описания онтологий 20
1.4.2 Инструментальные средства обработки онтологий 22
1.5 Выводы по главе 26
ГЛАВА 2. Проектирование и создание онтологии предметной области 27
2.1 Характеристика предметной области 27
2.2 Основные аспекты создания и использования онтологии 31
2.3 Использование Protege для создания онтологии базы знаний 34
2.4 Создание онтологии 37
2.4.1 Концептуализация предметной области 37
2.4.2 Разработка онтологии 42
2.5 Выводы по второй главе 51
Заключение 52
Список литературы и источников 54
Приложение А 59
Приложение Б 60
Приложение В 61
Актуальность исследования определяется тем, что в условиях возрастающей роли организационного знания в конкурентной борьбе организации все больше внимания уделяют внутренним процессам накопления и управления знаниями. Среди множества новейших тенденций в области государственного управления, в условиях современного ритма, в жестких установленных сроках реализации поставленных задач легко растеряться.
Каждая новая задача требует средств автоматизации, как принятия административных решений, так и автоматизации процессов контроля.
При решении вопросов оптимизации, руководители ответственных структурных подразделений на местах принимают решения об использовании новых информационных ресурсов, внедрении новых программных средств, о разработке новых алгоритмов принятия решений, о внедрении механизмов контроля. Важно определить подходы и инструменты, которые могут вывести управление компании на более эффективный уровень информационно - функциональной поддержки.
Первый аспект связан с тем принципом, согласно которому производится структурирование информации. Критериев декомпозиции и агрегирования и интегрирования информации - множество, соответственно вопрос состоит в том, насколько представление информационной структуры исполнителей (заказчиков) соответствует пониманию задачи разработчиками.
Вторая объективная проблема - отсутствие специалистов-аналитиков высокого уровня, способных разобраться в реальной системе управления и информационной инфраструктуре организации, а иногда и более широкого социального информационного пространства.
Технические и программные средства, которые работают по принципу хранения и накопления данных, являются первым шагом в создании систем управления знаниями. Как правило, в них хранятся многолетние накопления файлов и копий обычных баз данных. Когда все данные содержатся в едином хранилище, изучение и анализ связей между отдельными элементами является более продуктивным.
Идея хранилища была развита в понятие корпоративной памяти (corporate memory) ,которая по аналогии с человеческой памятью позволяет пользоваться предыдущим опытом и избегать повторения ошибок, что является пока достаточно декларативным утверждением.
Корпоративная память хранит гетерогенную информацию (документы, чертежи, базы данных, базы знаний) из различных источников и делает эту информацию доступной специалистам для решения производственных задач.
Существуют различные подходы, модели и языки, ориентированные на интегрированное описание данных и знаний. Однако все большую популярность в последнее время приобретают онтологии.
Онтология - это точная спецификация некоторой области, которая включает в себя словарь терминов предметной области и множество связей (типа «элемент-класс», «часть - целое»), которые описывают, как эти термины соотносятся между собой. Фактически это иерархический понятийный скелет предметной области.
Новая концепция «управление знаниями» или Knowledge Management помогает поменять взгляд на автоматизацию корпорации, так как акцент в ней ставится на ценность информации. Новизна концепции заключается в принципиально новой задаче - копить не разрозненную информацию, а знания, т.е. закономерности и принципы, позволяющие решать реальные производственные задачи. При этом в расчет берутся и те знания, которые «невидимы», которые хранятся не на материальных носителях, а формируются на основании накопленного опыта, как знания и навыки специалистов или генерируются технологическими возможностями онтологии.
Объектом данного исследования является предметная область деятельности Отделения Пенсионного фонда Российской федерации по Алтайскому краю.
Предметом исследования является концептуализация предметной области исполнения нормативно правовых актов, алгоритмов принятия административных решений и контролирующих технологий в Отделении Пенсионного фонда Российской федерации по Алтайскому краю.
Целью исследования является построение онтологии предметной области как инструмента структурирования, накопления выявления новых знаний об использовании действующего программного обеспечения.
Для достижения цели, в данном исследовании можно выделить следующие задачи:
1. изучение теоретической основы онтологий;
2. изучение предметной области Отделения Пенсионного фонда РФ;
3. создание онтологии предметной Отделения Пенсионного фонда РФ
4. выявление новых знаний о предметной области Отделения Пенсионного фонда РФ.
Теоретической основой данного исследования являются работы в сфере общей теории онтологии T. Gruber “A Translation Approach to Portable Ontology Specifications”, L. McGuinness “Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology” в сфере онтологического инжиниринга М. Gruninger “Ontology Applications and Design”, Т.А. Гавриловой и В.Ф. Хорошевского “Базы знаний интеллектуальных систем”, в сфере системного анализа Ф.П. Тарасенко “Прикладной системный анализ” и др.
В данном исследовании в качестве ведущего используются метод онтологического инжиниринга:
Онтологический инжиниринг это - глубокий структурный анализ предметной области. Он содержит следующие этапы:
1. выделение концептов (базовых понятий) предметной области;
2. определение глубины онтологии — количество уровней абстракции;
3. распределение концептов по уровням;
4. построение связей между концептами.
Новизна данной работы заключается в создании онтологической базы знаний задач Отделения Пенсионного фонда, закрепленными нормативно-правовыми актами и описания существующих программных инструментов для их реализации. База знаний, в свою очередь, может послужить аналитическим инструментом для принятия правильных прикладных и стратегических решений для последующей разработки программного обеспечения ориентированного на решение текущих и новых задач Пенсионного фонда РФ.
Практическая значимость исследования определяется тем, что его результаты могут быть использованы для построения перспективного плана модернизации действующего и разработке нового программного обеспечения, которое будет использоваться Отделением Пенсионного фонда на более высоком информационно-функциональном уровне.
Структура работы обусловлена логикой поставленных задач. Исследование включает в себя список терминов и сокращений, введение, две главы, заключение и приложения.
Во введении представлены актуальность выбранной проблемы, новизна, теоретическая и практическая значимость работы.
В первой главе представлен обзор онтологического инжиниринга, произведен анализ проблем, рассмотрены примеры построения и использования онтологий, выбран обоснованный подход к реализации собственной онтологической базы знаний.
Во второй главе представлено описание всех практических этапов создания онтологии. Дано подробное описание прикладной предметной области, обозначены основные направления деятельности со своими целями и задачами. Выделены аспекты деятельности для применения онтологии. Выбран инструмент создания онтологии. Произведена концептуализация и формальное представление предметной области. Реализован практический пример и представлены перспективы развития онтологии.
В заключении подводятся итоги исследования, описание пути достижения цели, достигнутые результаты. Определено направление перспективного развития данного исследования.
В приложении А представлены инструменты работы с онтологиями.
В приложении В представлена классификация нормативно-правовых. актов.
В приложении В перечень государственных услуг, предоставляемых Пенсионным фондом Российской Федерации.
Каждая новая задача требует средств автоматизации, как принятия административных решений, так и автоматизации процессов контроля.
При решении вопросов оптимизации, руководители ответственных структурных подразделений на местах принимают решения об использовании новых информационных ресурсов, внедрении новых программных средств, о разработке новых алгоритмов принятия решений, о внедрении механизмов контроля. Важно определить подходы и инструменты, которые могут вывести управление компании на более эффективный уровень информационно - функциональной поддержки.
Первый аспект связан с тем принципом, согласно которому производится структурирование информации. Критериев декомпозиции и агрегирования и интегрирования информации - множество, соответственно вопрос состоит в том, насколько представление информационной структуры исполнителей (заказчиков) соответствует пониманию задачи разработчиками.
Вторая объективная проблема - отсутствие специалистов-аналитиков высокого уровня, способных разобраться в реальной системе управления и информационной инфраструктуре организации, а иногда и более широкого социального информационного пространства.
Технические и программные средства, которые работают по принципу хранения и накопления данных, являются первым шагом в создании систем управления знаниями. Как правило, в них хранятся многолетние накопления файлов и копий обычных баз данных. Когда все данные содержатся в едином хранилище, изучение и анализ связей между отдельными элементами является более продуктивным.
Идея хранилища была развита в понятие корпоративной памяти (corporate memory) ,которая по аналогии с человеческой памятью позволяет пользоваться предыдущим опытом и избегать повторения ошибок, что является пока достаточно декларативным утверждением.
Корпоративная память хранит гетерогенную информацию (документы, чертежи, базы данных, базы знаний) из различных источников и делает эту информацию доступной специалистам для решения производственных задач.
Существуют различные подходы, модели и языки, ориентированные на интегрированное описание данных и знаний. Однако все большую популярность в последнее время приобретают онтологии.
Онтология - это точная спецификация некоторой области, которая включает в себя словарь терминов предметной области и множество связей (типа «элемент-класс», «часть - целое»), которые описывают, как эти термины соотносятся между собой. Фактически это иерархический понятийный скелет предметной области.
Новая концепция «управление знаниями» или Knowledge Management помогает поменять взгляд на автоматизацию корпорации, так как акцент в ней ставится на ценность информации. Новизна концепции заключается в принципиально новой задаче - копить не разрозненную информацию, а знания, т.е. закономерности и принципы, позволяющие решать реальные производственные задачи. При этом в расчет берутся и те знания, которые «невидимы», которые хранятся не на материальных носителях, а формируются на основании накопленного опыта, как знания и навыки специалистов или генерируются технологическими возможностями онтологии.
Объектом данного исследования является предметная область деятельности Отделения Пенсионного фонда Российской федерации по Алтайскому краю.
Предметом исследования является концептуализация предметной области исполнения нормативно правовых актов, алгоритмов принятия административных решений и контролирующих технологий в Отделении Пенсионного фонда Российской федерации по Алтайскому краю.
Целью исследования является построение онтологии предметной области как инструмента структурирования, накопления выявления новых знаний об использовании действующего программного обеспечения.
Для достижения цели, в данном исследовании можно выделить следующие задачи:
1. изучение теоретической основы онтологий;
2. изучение предметной области Отделения Пенсионного фонда РФ;
3. создание онтологии предметной Отделения Пенсионного фонда РФ
4. выявление новых знаний о предметной области Отделения Пенсионного фонда РФ.
Теоретической основой данного исследования являются работы в сфере общей теории онтологии T. Gruber “A Translation Approach to Portable Ontology Specifications”, L. McGuinness “Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology” в сфере онтологического инжиниринга М. Gruninger “Ontology Applications and Design”, Т.А. Гавриловой и В.Ф. Хорошевского “Базы знаний интеллектуальных систем”, в сфере системного анализа Ф.П. Тарасенко “Прикладной системный анализ” и др.
В данном исследовании в качестве ведущего используются метод онтологического инжиниринга:
Онтологический инжиниринг это - глубокий структурный анализ предметной области. Он содержит следующие этапы:
1. выделение концептов (базовых понятий) предметной области;
2. определение глубины онтологии — количество уровней абстракции;
3. распределение концептов по уровням;
4. построение связей между концептами.
Новизна данной работы заключается в создании онтологической базы знаний задач Отделения Пенсионного фонда, закрепленными нормативно-правовыми актами и описания существующих программных инструментов для их реализации. База знаний, в свою очередь, может послужить аналитическим инструментом для принятия правильных прикладных и стратегических решений для последующей разработки программного обеспечения ориентированного на решение текущих и новых задач Пенсионного фонда РФ.
Практическая значимость исследования определяется тем, что его результаты могут быть использованы для построения перспективного плана модернизации действующего и разработке нового программного обеспечения, которое будет использоваться Отделением Пенсионного фонда на более высоком информационно-функциональном уровне.
Структура работы обусловлена логикой поставленных задач. Исследование включает в себя список терминов и сокращений, введение, две главы, заключение и приложения.
Во введении представлены актуальность выбранной проблемы, новизна, теоретическая и практическая значимость работы.
В первой главе представлен обзор онтологического инжиниринга, произведен анализ проблем, рассмотрены примеры построения и использования онтологий, выбран обоснованный подход к реализации собственной онтологической базы знаний.
Во второй главе представлено описание всех практических этапов создания онтологии. Дано подробное описание прикладной предметной области, обозначены основные направления деятельности со своими целями и задачами. Выделены аспекты деятельности для применения онтологии. Выбран инструмент создания онтологии. Произведена концептуализация и формальное представление предметной области. Реализован практический пример и представлены перспективы развития онтологии.
В заключении подводятся итоги исследования, описание пути достижения цели, достигнутые результаты. Определено направление перспективного развития данного исследования.
В приложении А представлены инструменты работы с онтологиями.
В приложении В представлена классификация нормативно-правовых. актов.
В приложении В перечень государственных услуг, предоставляемых Пенсионным фондом Российской Федерации.
В данной работе была предпринята попытка создания онтологической базы знаний нормативно-правовых документов Государственного учреждения - Отделения Пенсионного фонда Российской Федерации по Алтайскому краю как инструмента структурирования, накопления и выявления новых знаний о предметной области для принятия правильных прикладных и стратегических решений текущих и новых задач Пенсионного фонда РФ.
Для решения поставленной задачи - получения инструмента структурирования и накопления знаний предметной области - был изучен онтологический подход, были проанализированы применяющиеся в научном сообществе и на практике методы и подходы решения задач управления знаниями, и как основной, и наиболее перспективный был выбран метод онтологического инжиниринга.
Также были изучены и проанализированы языки описания онтологий и инструментальные средства, использующиеся для построения онтологий. В качестве реализации онтологии, как инструмент был выбран свободно распространяемый редактор Protege и язык описания - OWL.
Была детально изучена область деятельности Пенсионного фонда, в работе представлены его основные социально - значимые функции и задачи, выделены и определены аспекты создания онтологии, основными из которых являются:
• Необходимость совместного использования знаний специалистами, с целью единообразного понимания структуры их организации.
• Возможность повторного использования информации и знаний предметной области.
• Для того чтобы сделать допущения в предметной области явными.
• Для отделения знаний в предметной области от оперативных знаний.
• Для анализа знаний в предметной области.
В ходе проектирования и разработки онтологии, были определены основные базовые понятия составляющие структуру знаний ПФР - произведена концептуализация предметной области, определена глубина онтологии достаточная для данного исследования, концепты наделены свойствами, распределены по уровням и выстроены связи между концептами.
Онтология наполнена данными и предоставлен первичный результат извлечения знаний.
Как правило, создание онтологии описания предметной области является трудоемкой и ресурсоемкой задачей и речь идет о длительном проекте с привлечением коллектива экспертов, знания которых должны охватывать все направления исследуемой предметной области.
Сейчас, с помощью построенной онтологии, возможно определить отклонения действующего технологического процесса от идеального представления оказания услуг. Это дает оперативную информацию о неоптимальной организации технологического процесса.
В перспективе, для того чтобы онтология была способна формировать из рабочих технологических процессов их оптимизированный эквивалент, ее структуру необходимо расширять и добавлять новые уровни концептов.
Для решения поставленной задачи - получения инструмента структурирования и накопления знаний предметной области - был изучен онтологический подход, были проанализированы применяющиеся в научном сообществе и на практике методы и подходы решения задач управления знаниями, и как основной, и наиболее перспективный был выбран метод онтологического инжиниринга.
Также были изучены и проанализированы языки описания онтологий и инструментальные средства, использующиеся для построения онтологий. В качестве реализации онтологии, как инструмент был выбран свободно распространяемый редактор Protege и язык описания - OWL.
Была детально изучена область деятельности Пенсионного фонда, в работе представлены его основные социально - значимые функции и задачи, выделены и определены аспекты создания онтологии, основными из которых являются:
• Необходимость совместного использования знаний специалистами, с целью единообразного понимания структуры их организации.
• Возможность повторного использования информации и знаний предметной области.
• Для того чтобы сделать допущения в предметной области явными.
• Для отделения знаний в предметной области от оперативных знаний.
• Для анализа знаний в предметной области.
В ходе проектирования и разработки онтологии, были определены основные базовые понятия составляющие структуру знаний ПФР - произведена концептуализация предметной области, определена глубина онтологии достаточная для данного исследования, концепты наделены свойствами, распределены по уровням и выстроены связи между концептами.
Онтология наполнена данными и предоставлен первичный результат извлечения знаний.
Как правило, создание онтологии описания предметной области является трудоемкой и ресурсоемкой задачей и речь идет о длительном проекте с привлечением коллектива экспертов, знания которых должны охватывать все направления исследуемой предметной области.
Сейчас, с помощью построенной онтологии, возможно определить отклонения действующего технологического процесса от идеального представления оказания услуг. Это дает оперативную информацию о неоптимальной организации технологического процесса.
В перспективе, для того чтобы онтология была способна формировать из рабочих технологических процессов их оптимизированный эквивалент, ее структуру необходимо расширять и добавлять новые уровни концептов.