[論文レビュー] An Object-Oriented Metamodel for Bunge-Wand-Weber Ontology

Arvind W. Kiwelekar, Rushikesh K. Joshi|arXiv (Cornell University)|Apr 21, 2010

Service-Oriented Architecture and Web Services参考文献 12被引用数 7

ひとこと要約

本稿では、Bunge-Wand-Weber (BWW)オントロジーのUMLベースのオブジェクト指向メタモデルを提示し、情報システムにおける現実世界のエンティティの体系的で概念的なモデリングを可能にする。BWWのオントロジー的カテゴリーと関係性をUMLクラス図および型付きモデルを通じて形式化することにより、知識表現およびシステム分析におけるソフトウェア工学の明確さと再利用可能性が向上する。

ABSTRACT

A UML based metamodel for Bunge-Wand-Weber (BWW) ontology is presented. BWW ontology is a generic framework for analysis and conceptualization of real world objects. It includes categories that can be applied to analyze and classify objects found in an information system. In the context of BWW ontology, the metamodel is a representation of the ontological categories and relationships among them. An objective behind developing an object-oriented metamodel has been to model BWW ontology in terms of widely used notions in software development. The main contributions of this paper are a classification for ontological categories, a description template, and representations through UML and typed based models.

研究の動機と目的

• ソフトウェア工学への統合を改善するために、オブジェクト指向の原則を用いてBunge-Wand-Weber (BWW)オントロジーを形式化すること。
• 情報システム設計におけるBWWのオントロジー的カテゴリーのための標準化されたモデリング技法の欠如に対処すること。
• 現実世界のエンティティおよびそれらの関係性の分類と表現のための再利用可能な形式的フレームワークを提供すること。
• UMLベースの表現を通じて、概念的オントロジーモデリングと実際のソフトウェア開発のギャップを埋めること。
• 標準化されたテンプレートと型付きモデルを用いて、知識獲得およびシステム分析における明確さと一貫性を向上させること。

提案手法

• BWWのコアなオントロジー的カテゴリーをクラスとして、それらの関係性を関連として表現するUMLベースのメタモデルを設計すること。
• 物理的対象、プロセス、属性などのBWWオントロジー的カテゴリーの分類体系を定義すること。
• オントロジー的エンティティおよびそのプロパティの文書化を標準化する記述テンプレートを作成すること。
• 型安全性と再利用可能性を保証するために、UMLクラス図および型付きモデルを用いてメタモデルを表現すること。
• オブジェクト指向の抽象化を用いて、現実世界の情報システムコンポONENTをモデル化すること。
• SWeCKa 2007ワークショップで提示された共同知識獲得の事例研究への適用を通じて、アプローチの妥当性を検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Bunge-Wand-Weberオントロジーは、どのようにオブジェクト指向の原則を用いて効果的にモデリングできるか？
• RQ2 ソフトウェア開発におけるBWWのオントロジー的カテゴリーの明確さと再利用可能性を向上させるために、どのような形式的表現技法が有効か？
• RQ3 標準化された記述テンプレートは、BWWを用いた知識モデリングの一貫性をどのように向上させるか？
• RQ4 UMLベースのモデリングは、情報システムにおける現実世界のエンティティの概念的把握をどの程度改善できるか？
• RQ5 BWWオントロジーを再利用可能なメタモデルとして形式化するために必要な主な構造的および意味的構成要素は何か？

主な発見

• 提案されたUMLベースのメタモデルは、BWWのオントロジー的カテゴリーを一等級のモデリング構成要素として成功裏に表現している。
• オントロジー的カテゴリーを明確に分類し、再利用可能な型に分けることで、モデルの保守性と再利用性が向上している。
• 記述テンプレートにより、オントロジー的エンティティの一貫性ある文書化が可能となり、知識共有および協働作業が改善された。
• BWWオントロジーとUMLの統合により、ソフトウェアエンジニアがオントロジー的原則をシステム設計に実装するための実用的かつ明確な道筋が提供された。
• メタモデルは型付きモデリングをサポートしており、概念的モデリングにおける曖昧さを低減し、型安全性を向上させた。
• SWeCKa 2007ワークショップにおけるセマンティックウェブを用いた共同知識獲得の文脈への適用を通じて、アプローチの実世界での有効性が検証された。