Одним из способов качественного уровня подготовки высококвалифицированных специалистов в системе образования и науки является создание, внедрение и использование современных информационных технологий, интеллектуальных систем обработки, поиска данных и знаний в различных предметных областях [8], например «Технология швейных изделий» (ТШИ).
Исследования данной направленности проведены во многих областях знаний, таких как самолетостроение [1], нанокомпозиционные материалы [2], бетоноведение [8], дизайн одежды [9].
В условиях введения санкций в отношении российской экономики очевидным становится более интенсивное и эффективное развитие промышленного производства, в том числе швейного. Появление и использование новых видов текстильных материалов, технологий обработки и оборудования, в том числе систем автоматизированного проектирования швейных изделий, сделали необходимым проведение логического анализа, структурирования и создания терминологической системы (тезауруса) предметной области «Технология швейных изделий» для целей интегрированной САПР одежды.
Современные САПР – это сложнейшие программные комплексы, освоение которых может затрудняться из-за сложного интерфейса. Для преодоления этой проблемы ведущие разработчики САПР ставят перед собой задачи, включая создание систем, способных общаться с пользователем на тривиальном языке, что позволит значительно облегчить освоение сложных САПР. Наличие в арсенале САПР тезауруса предметной области приблизит решение указанной проблемы [1].
Проектирование онтологий и связанное с ним исследование стадийности и формализмов в онтологическом пространстве предметной области ТШИ проведено для целей интегрированной САПР одежды при реализации функций интеллектуальных информационных систем «Художественное проектирование», «Материаловедение швейного производства», «Технология швейных изделий» [3–5].
Проведение данных этапов исследования осложнялось слабой формализованностью предметной области ТШИ, зависимостью от оценок авторитетных экспертов, наличием большого количества трактовок, гостированием малого числа терминов, частым появлением новых терминов, «устареванием» ранее используемых.
Онтологический анализ начинается с составления словаря терминов, который используется при исследовании характеристик объектов и процессов, составляющих рассматриваемую систему, а также создания системы точных определений этих терминов. Кроме того, документируются основные логические взаимосвязи между соответствующими введенным терминам понятиями. Результатом этого анализа является онтология системы или же совокупность словаря терминов, точных их определений и взаимосвязей между ними.
Под тезаурусом предметной области понимается набор ключевых понятий этой области, связанных между собой определенными семантическими отношениями (синонимы, антонимы). Эти понятия являются основными носителями информации в документах. К ним предъявляются определенные требования [6]:
– научная обоснованность;
– четкость;
– однозначность понимания и толкования;
– соответствие современному уровню научно-технического развития;
– полнота классификации.
От выполнения перечисленных требований будут зависеть однозначность трактовок и практическая целесообразность использования терминов.
Разработка тезауруса обеспечивает удовлетворение одного из важных требований при использовании САПР в практике проектирования – наличие полной, исчерпывающей информации о проектируемом объекте ‒ и включает в себя три основных процесса:
– изучение предметной области;
– выявление основных понятий предметной области;
– разработка точных, непротиворечивых определений.
На теоретико-множественном уровне терминологический фундамент предметной области может быть представлен как целенаправленная система S вида
S = <M, R, P>,
где М – множество элементов системы: терминов и их определений, представляющих понятия (знания) предметной области; R – множество связей между элементами системы – терминами предметной области; Р – множество свойств системы, позволяющее достичь заданной цели [8].
Термин как элемент терминологической системы должен быть:
1) свободен от субъективности жизненного опыта. Недопустимо, чтобы разные исследователи при произнесении одного термина представляли себе разные вещи;
2) однозначен. Недопустимо, чтобы один и тот же термин одной и той же науки описывал в разных случаях разные объекты;
3) должен иметь точно определенную область значений, то есть должно существовать строго определенное множество объектов, описываемых этим термином.
Важным свойством элемента терминологической системы является то, что каждый термин имеет строгое определение, и для понимания термина необходимо знать как его собственное определение, так и определения всех терминов, использованных в его определении, вплоть до базовых, неопределяемых понятий.
Связи между элементами системы отражают иерархию понятий в их соотношении друг с другом. Связи между терминами, как и сами термины, определяются отраслевыми специалистами (экспертами) совместно с логиками и лингвистами. Характер установленных связей может быть различным.
Терминология является открытой системой; происходит постоянное наполнение ее новыми элементами при угасании или полном исчезновении других элементов.
Каждое из частных свойств {p1, p2, …, pn} характеризует локальное функциональное качество (например, p1 – полнота, p2 – открытость, p3 – точность, p4 – неизбыточность словаря), а вместе они достаточно полно характеризуют систему как целое.
Цель исследования – разработка тезауруса с целью использования всеми подсистемами интегрированной САПР одежды при реализации функций интеллектуальных информационных систем «Художественное проектирование», «Материаловедение швейного производства», «Технология швейных изделий».
Методы исследования: системный подход, системный анализ, поддержка принятия решений, онтологический анализ предметной области.
Результаты исследования и их обсуждение
Терминологический словарь (тезаурус) используется в интегрированной САПР одежды при реализации процессов разработки описания проектируемого изделия, формирования конфекционной и технологической карт, выполнения конструкторских работ.
Тезаурус представляет собой систематизированную совокупность понятий определенной отрасли науки, отражающих логические связи между терминами (рис. 1). Эти связи основываются на классовой иерархии, родовидовых и ассоциативных связях.
Основными единицами тезаурусов являются термины предметной области. Термин является одним или большим числом слов, обозначающих понятие. Понятие рассматривается как единица мысли, формируемая мысленно для отражения всех или некоторых свойств конкретного или абстрактного, реально существующего или мысленного объекта. Понятия существуют как абстрактные сущности, независимо от терминов, которые их выражают. Понятие предметной области обычно имеет несколько возможных вариантов лексической интерпретации в тексте, которые рассматриваются как синонимы. Среди таких синонимов выбирается дескриптор-термин, который рассматривается как основной способ ссылки на понятие в рамках тезауруса. Другие термины из синонимичного ряда, включенные в тезаурус, называются аскрипторы. Они используются как вспомогательные элементы, помогающие найти подходящие дескрипторы.
Родовидовая связь устанавливается между двумя дескрипторами, если объём понятия нижестоящего дескриптора входит в объём понятия вышестоящего дескриптора (ГОСТ 7.25-2001). Например, «половина брюк» и «полотнище юбки» являются одним из видов «конструктивных деталей поясной одежды», в свою очередь, «конструктивные детали поясной одежды», являются одним из видов «конструктивных деталей одежды», а «конструктивные детали одежды» – одним из видов «конструкции» (рис. 2).
Рис. 1. Модель сущностей и отношений в тезаурусе
Рис. 2. Представление иерархической родовидовой связи между терминами предметной области «Технология швейных изделий»
Рис. 3. Представление ассоциативных связей принадлежности между терминами предметной области «Технология швейных изделий»
Отношение ассоциации является неиерархическим и наиболее трудно определяемым. Ассоциативное отношение является объединением отношений, не входящих в иерархические отношения или в отношения синонимии. Допускается включать в ассоциативное отношение все виды отношений, кроме синонимии и отношения «род-вид». Основное назначение установления ассоциативных отношений между дескрипторами тезауруса – указание на дополнительные дескрипторы, полезные при индексировании или поиске. Например, «одежда» – «конструкция», «одежда» – «пакет материалов», «одежда» – «методы технологической обработки» и т.д. Между этими терминами нельзя установить иерархические родо-видовые отношения (например, «конструкция» не является одним из видов «одежды») и они не являются синонимами, но состоят в отношениях принадлежности: «одежда» имеет «конструкцию», «одежда» имеет «пакет материалов», «одежда» имеет «методы технологической обработки» и т.д. В таком случае устанавливаются ассоциативные связи. В Protégé [7] отношения ассоциации отображаются пунктирными линиями, стрелки показывают направление, в котором связаны термины (рис. 3).
Ассоциативное отношение между двумя дескрипторами стоит устанавливать, если при употреблении одного термина другой термин подразумевается. Один термин может быть необходимым элементом определения другого термина, например термин «конструкция» составляет необходимую часть определения термина «одежда». Отношения ассоциации представлены в онтологии тогда, когда нет возможности установить иерархические отношения или отношения синонимии.
Выводы
Тезаурус «Одежда» создан на языке OWL, представляющем сложные связи и отношения рассматриваемой предметной области ТШИ в виде информационной модели, а также использовать тезаурус для представления сложных информационных структур.
Тезаурус дает единые, исчерпывающие данные о проектируемом объекте. Целями использования тезауруса являются: обеспечение общей терминологии для предметной области «Технология швейных изделий» с целью совместного использования всеми подсистемами и пользователями; формулирование точных и непротиворечивых определений каждого термина; получение ответов на множество вопросов о предметной области.
Помимо задач интеграции и коммуникации тезаурус может использоваться как основа для реализации голосового интерфейса.
Полученные результаты позволяют значительно сократить время на проектирование, повысить качество проектируемого объекта. Созданная терминологическая система также может стать основой для создания разговорников и словарей, позволяющих сделать профессиональную терминологию доступной и понятной в международной профессиональной среде.
Рецензенты:
Старкова Г.П., д.т.н., профессор, начальник отдела организации научно-исследовательской работы, ФГБОУ ВПО «Владивостокский государственный университет экономики и сервиса», г. Владивосток,;
Бойцова Т.М., д.т.н., профессор, директор научно-образовательного центра экологии, ФГБОУ ВПО «Владивостокский государственный университет экономики и сервиса», г. Владивосток.
Библиографическая ссылка
Королева Л.А., Панюшкина О.В. ТЕЗАУРУС КАК ОСНОВА КОММУНИКАЦИЙ В РАМКАХ ИНТЕГРИРОВАННОЙ САПР ОДЕЖДЫ // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 2-27. – С. 6018-6022;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38611 (дата обращения: 23.04.2024).