Фаза проектирования онтологии

На стадии проектирования разрабатывается проект онтологии на основании результатов этапов формирования требований и онтологического анализа. В частности, выбираются языки построения онтологии и язык запросов (они могут быть одинаковыми). Далее проектируется структура онтологии. Структура определяет разбиение онтологии на модули и то, как эти модули будут взаимодействовать между собой. Имеющиеся онтологии могут быть использованы в структуре в качестве модулей новой онтологии. Поведение модулей может быть описано по ответам на вопросы компетенции. Эти вопросы, специфичные для конкретных модулей, как правило, получают из вопросов для целой онтологии.

Фаза проектирования включает определение принципов организации онтологии и выделение классов верхнего уровня. Классы верхнего уровня – классы высшего уровня иерархии. (В случае с OWL, эти классы - прямые наследники owl:thing.) Эти классы определяют основные онтологические категории онтологии. Принципы организации и классы верхнего уровня вместе определяют, какие базовые аспекты реальности (например, изменение со временем) отражает онтология и как она это делает. Принципы организации могут ограничивать описательные возможности онтологии (например, разрешать только один дочерний концепт).

Одним из способа выбора принципов организации является использование онтологии верхнего уровня. Онтологии верхнего уровня, или базовые онтологии (например, DOLCE, BFO, SUMO), это пригодные к повторному использованию онтологии разной степени сложности, которые определяют базовые онтологические категории, отношения между ними и некоторые методические решения о том, как представлять реальность. Другие подходы, такие как OntoClean, полагаются на систематическое представление логических и философских свойств классов и отношений. Существуют попытки (например, NeOn) алгоритмизации конструкторских решений в форме схем с целью их дальнейшего распространения.

Результаты некоторых проектировочных решений этой фазы приводят к появлению дополнительных требований к онтологии. Некоторые из этих требований касаются исключительно внутренних параметров онтологии (например, единственность класса-наследника или разделение между жесткими, анти-жесткими и нежесткими классами). Многие из этих требований могут быть поняты и оценены при помощи технического, онтологического понимания, без необходимости использования специфической для предметной области или задачи информации.

Отметим, что требования к выразительности и производительности онтологии могут вступать в конфликт. Данное противоречие можно разрешить путем создания отдельных справочных и операционных онтологий. Справочная онтология описывает предметную область во всей полноте, необходимой для решения задачи. Операционная онтология создается на её основе с возможным введением некоторых упрощений с целью увеличения производительности. Эти два типа онтологий будут описаны позже в разделе развития и повторного использования онтологий.

Оценка результатов фазы проектирования онтологий:

· Достаточны ли описательные возможности языка онтологии для удовлетворения требований к онтологии?

· Достаточно ли выразителен язык запросов для формализации вопросов компетентности?

· Поддерживает ли выбранный язык все необходимые возможности онтологии (например, если онтология оперирует вероятностями, язык должен описывать вероятностную информацию)?

· Является ли каждый добавленный в онтологию класс или концепт подклассом или экземпляром класса верхнего уровня?

· Определены ли правила именования концептов и соблюдаются ли они?

· Требует ли проект создания нескольких отдельных онтологических модулей? Если да, то описывают ли модули в совокупности потребную предметную область.

· Описано ли в проекте, будут ли повторно использоваться созданные онтологии и как?

· Все ли модули онтологии имеют определенные (неформально) вопросы компетенции?

· Определено ли для каждого модуля, какие типы сущностей в нем представлены?

· Определено ли для каждого модуля, как он будет оцениваться и кто за это будет отвечать?

· Позволяет ли структура (конструкция) онтологии избегать добавления возможностей или содержимого, не относящегося к удовлетворению требований к онтологии?