的知识管理研究与应用

2.3　基于本体论(Ontology)的知识管理研究与应用

除了上述心理学派外，从企业应用和知识共享的角度，典型的是基于IT的知识管理研究，其中标志性的研究是本体论(Ontology)和人工智能等在知识管理中的应用。

本体论是哲学的最初形态，它伴随着哲学的产生而产生，是哲学发展过程中一个古老却又常新的问题。古老是因为哲学从它诞生时起，哲学家们就把探讨世界的本体作为哲学的主要内容;常新是因为各个历史时期的哲学家都要根据当时的历史条件、文化背景、思维方式对本体论问题做出新的阐释。近年来，本体论在信息科学特别是在知识工程领域受到广泛的关注，其重要性也已在许多方面表现出来并得到广泛认同。

本体论早期在人工智能领域的发展是相互独立的，在信息系统领域，几乎从头发展了本体论的思想。首先是McCarthy受到著名学者奎恩(Quine)的启发，认识到哲学本体论与人工智能的逻辑理论构建活动之间的重叠，并于1980年提出:以逻辑概念为基础的智能系统必须“列出所有存在的事物，并构建一个本体描述我们的世界”。当时大多数逻辑学者都认为对某个世界所获取的信息和人们的“常识”是一致的。因此，Sowa也提出要构建“一个可能世界的本体”，尽可能地包含世界的所有事物、它们之间的联系以及相互影响的方式。当时的绝大多数人工智能学者并没有考虑到与之相重合的哲学概念中的本体论，而直接引入“本体论”这个术语来表示他们在知识工程中对领域世界的“存在”研究。这造成了人工智能和信息系统领域中对“本体论”术语含义的误解，使其更倾向于逻辑理论，而与世界的“存在”离得更远。一些学者认为，将“本体论”看做是用来定义信息系统中的对象、属性、关系、事件和过程的一种“逻辑理论”，似乎更适合人工智能学科。因此，在信息科学领域，迫切需要对本体论的定义做进一步的辨析和规范，既要借鉴哲学本体论思想的内涵，又要考虑本体论在人工智能和信息系统领域应用的具体特点。

后来，Neches(1991)等人首先介入本体论概念的研究，指出“一个本体定义了组成主题领域的词汇的基本术语和关系，以及用于组合术语和关系以定义词汇的外延的规则”。1993年，美国斯坦福大学知识系统实验室的Gruber在此基础上又进一步研究，认为“本体是概念化的一个显式的规格说明”。Borst(1997)则认为“本体可定义为被共享的概念化的一个形式的规格说明”。许多研究者认为Gruber和Borst的定义虽然给出形式解释的可能性，但对其强调的“概念化”一词并没有做出明确的解释。Studer(1998)等人着重剖析了“概念化”一词的含义。后来Gruber在各种本体定义的基础上进行了总结，Guarino(1998)形象地将本体论表示为一个五元组:词汇，概念，词汇到概念的映射，概念之间的关系和根概念。

从这些学者的研究可以表明，不同本体之间虽然存在差别，但它们在较高的抽象层次上(upper ontology)具有一些共同的特征:世界存在着对象(object);对象具有属性(property or attribute)，属性可以赋值(value);对象之间存在着不同的关系(relation);属性和关系随着时间的推移而改变;不同的时刻会有事件(event)发生;在一定的时间段上存在着过程(process)，对象参与到过程当中;世界和对象具有不同的状态(state);事件能导致其他事件发生或状态改变，即产生影响(effect);对象可以分解成部分(part)。也就是说，一个本体就是某个技术领域的实体的存在本质，实际上指出企业知识领域的本体论研究就是一种对事物(或领域)的认识观。一是强调实体存在于与它关联的其他实体之间，存在于它本身的变化之间;二是说具体的实体与它们之间的关联一起构成了具体的存在，产生出抽象的存在;三是认为这些实体及其之间的关联构成事物(或领域)的一个概念化。

在知识管理与工程领域对本体论的研究中，按本体的主题来分，包括五种常见的类型:①知识表示本体。主要研究知识的本质特征和基本属性。如D Bobrow，R. Brachman，P. Hayes，McCarthy和V. Lifschitz等著名人工智能专家在研究过程中，提出了一种称为知识交换格式KIF的知识描述语言，其主要核心点在于研究语言的表达能力，包括对象、函数和关系的定义，它允许元知识和非单调推理规则的表示，并基于一阶谓词逻辑，具有描述意义。②通用或常识本体。主要包括CYC工程和我国学者研究提出的Agent、本体的Pangu知识库以及J. Sowa的通用本体研究。③领域本体。主要是涉及特定领域的概念定义和概念之间的关系，提供该领域中发生的活动以及该领域的主要理论和基本原理等。目前开发和涉及的领域就包括企业本体，为企业知识管理提供了理论和技术支持。④语言学本体。是指关于语言、词汇等的本体。如GUM和WordNet系统。⑤任务本体。它主要涉及的是动态知识以及可共享的问题求解方法研究。按本体开发的目的来分，主要有通信、互操作和对软件工程的帮助三个方面。

目前知识工程和人工智能已开发的本体方法有:①Mike Uschold＆King的“骨架”法，这是建立在企业本体基础之上，是相关商业企业间术语和定义的集合，该方法只提供开发本体的指导方针。目前企业本体在爱丁堡大学人工智能研究所及它的合作伙伴——IBM，Lioyd’s Register，Logica UK Limited以及Unilever已经开始应用。②Gruninger＆Fox的“评价法”，又称TOVE(Toronto Virtual Enterprise)，是加拿大多伦多大学的研究项目，其目的是构造虚拟企业本体。TOVE本体包括活动、组织、资源、产品、成本和质量等部分，它们组成了集成的企业模型。③Berneras方法。这种方法开发本体由应用开发控制，所以每一个应用都有相应的表示该应用所需的ontology。这些本体既能重用其他的ontology，也能被后继应用集成，应用于电子网络的开发。④Methontology方法。这种方法由马德里大学工艺分校开发人工智能图书馆使用。⑤SENSUS的描述。这个ontology用于自然语言程序，由ISI(信息科学研究所)自然语言组为机器翻译提供广泛的概念结构等。