Chapitre 5 Intégration sémantique d’ontologies
5.3 Méthodologie d’intégration
Dans notre travail, nous définissons une méthode d’intégration basée sur l’alignement binaire des ontologies afin de préserver l’indépendance des ontologies intervenant dans le processus d’intégration. Ces ontologies sont supposées être homogènes au niveau syntaxique, après leur conversion en OWL, comme décrit dans la première phase de notre approche (cf. section 3.3.3). Par conséquent, l’étude menée dans ce chapitre se limite au traitement de l’intégration de l’information au niveau sémantique.
L’alignement sémantique d’ontologie consiste à établir des liens entre différentes entités, par le traitement de la sémantique formelle représentée explicitement dans une ontologie. Ceci permet donc de lever les ambiguïtés liées à l’interprétation du contenu de l’ontologie, par le bais des moteurs d’inférence. Ces derniers fournissent des capacités de raisonnement aidant à détecter automatiquement des correspondances sémantiques supplémentaires entre les entités. Ils permettent, en conséquence, de traduire les instances d’une ontologie, telles que le modèle CAO d’un produit, dans une autre ontologie. L’échange du modèle de produit est réalisé principalement par le transfert des valeurs des propriétés des instances afin de créer des instances équivalentes (comme étant des instances des concepts équivalents) dans l’autre ontologie.
L’objectif principal de la méthode d’alignement utilisée dans notre travail est de permettre l’interopérabilité sémantique des ontologies OWL DL, par l’identification des correspondances sémantiques entre les entités provenant des différentes ontologies (classes, propriétés ou instances). Cette méthode consiste, dans un premier temps, à définir explicitement des liens entre des entités des ontologies OWL DL, et ensuite à reconnaître automatiquement d’autres correspondances sémantiques entre les deux ontologies, à l’aide des services de raisonnement basés sur les logiques descriptives LDs.
5.3.1 Description de la méthodologie
Comme illustré dans la figure 29, la sémantique de chaque système CAO est décrite par sa propre ontologie OWL DL. Pour rendre ces ontologies interopérables, nous avons adopté la méthode d’échange indirect entre les ontologies d’application CAO et notre ontologie commune décrite dans le chapitre précédent. Cette ontologie commune est
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construite sur un vocabulaire partagé global. Ce vocabulaire partagé comprend les termes d’un domaine particulier, en l’occurrence les systèmes CAO à base de features. Des concepts complexes du vocabulaire partagé peuvent être définis par des opérateurs logiques basés sur les LDs.
Figure 29. Schéma d’intégration d'ontologies OWL DL
En effet, l’échange d’un modèle de produit entre deux applications nécessite l’intégration mutuelle des données entre les ontologies d’application d’une part et notre ontologie commune d’autre part. Cette mise en correspondance des entités de deux ontologies est d’autant plus naturelle que l’ontologie commune que nous avons créée est générique. Cette ontologie a été conçue tout en gardant à l’esprit qu’elle sera utilisée pour l’élaboration des règles de correspondance, et qu’elle devra ainsi représenter des informations correspondantes à celles représentées dans les systèmes CAO à base de features.
Ainsi, de nouvelles ontologies représentant d’autres applications CAO peuvent être ajoutées dans un environnement collaboratif sans nécessiter la modification du vocabulaire partagé représenté dans l’ontologie commune. L’extensibilité de l’ontologie permet l’ajout d’autres concepts, sans que ces derniers soient en conflits avec les concepts déjà existants. Les conflits sont détectables dans une ontologie grâce à la vérification de la consistance de l’ontologie au fur et à mesure de sa construction. Cependant, la gestion des conflits ne sera pas considérée dans notre travail.
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La mise en correspondance s’établit mutuellement entre une ontologie d’application et l’ontologie commune, représentées formellement avec OWL DL. Considérons l’échange d’un modèle CAO d’un système vers un autre système . Cet échange nécessite l’implémentation de deux phases d’intégration : d’abord du système vers l’ontologie CDFO, et ensuite de CDFO vers le système . Ce qui implique la mise en place d’un processus mutuel d’intégration d’ontologies respectivement entre l’ontologie du système et l’ontologie commune, ensuite entre l’ontologie commune et l’ontologie du système . Par conséquent, notre méthode d’intégration peut être réduite à la définition d’un processus d’intégration de deux ontologies d’une façon générique. Nous décrivons dans la suite le scénario défini pour le développement du processus d’intégration.
5.3.2 Scénario de la méthodologie
Rappelons que d’une façon générale, et dans les logiques de description en particulier, la représentation des connaissances s’articule autour de deux niveaux : et . Le premier désigne le niveau terminologique, où sont introduites les définitions des concepts et des propriétés. Le second désigne le niveau factuel ou le niveau des assertions, où sont introduits les individus et les faits dans lesquels ces individus interviennent. À ce niveau sont représentées les instances qui désignent, dans notre travail, les modèles de produits en CAO23. Supposons l’échange d’un modèle de produit à base de features, appelé , d’une ontologie source vers une ontologie cible , sachant que et peuvent désigner des ontologies d’application ou l’ontologie commune. Les ontologies d’application de et sont appelées respectivement et . représente une instance de l’ontologie , tandis que l’ontologie est une ontologie non instanciée. Ainsi, l’ontologie source est une base de connaissance composée des deux niveaux, terminologique et factuel puisqu’elle contient les instances représentant le modèle du produit . D’autre part, l’ontologie cible ne contient que le niveau terminologique . Le scénario d’échange de cet exemple est illustré dans la figure 30.
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Notons qu’il ne faut pas confondre un modèle d’ontologie, qui est classé au niveau , et un modèle d’un produit CAO défini comme une instance d’ontologie, représenté au niveau
107 Tbox + ABox OntoX:Source Tbox OntoY:Cible Import OntoX et OntoY + Liens de Correspondance OntoCorrespXY: Ontologie de Correspondance Processus d’inférence par recherche de correspondances Correspondances inférées
Figure 30. Scénario d’intégration
Notre méthode d’intégration consiste, dans un premier temps, à établir des liens sous forme d’axiomes et de règles de correspondance entre les entités des deux ontologies, et ensuite à les enregistrer dans une troisième ontologie appelée « ontologie de
correspondance » (mapping ontology), appelée dans la figure 30, qui importe les deux ontologies concernées. Cette ontologie sert à représenter formellement les liens de correspondance entre les entités des deux ontologies, et sert également d’entrée pour le processus d’inférence.
D’autre part, notre méthode d’intégration repose sur les services d’inférence visant à détecter automatiquement des liens supplémentaires entre les entités des ontologies. Ce processus d’inférence prend en entrée l’ontologie de correspondance en OWL DL. Ensuite, il engendre un ensemble de correspondances inférées, qui doivent être validées par des experts du domaine avant d’être ajoutées dans l’ontologie de correspondance. Leur expertise est indispensable durant la phase d’apprentissage, permettant de vérifier que les liens découverts sont valides par rapport aux connaissances représentées dans les ontologies.
Ainsi, la mise en œuvre de notre méthode d’intégration nécessite de procéder à deux étapes : l’axiomatisation des ontologies intervenant dans le système d’échange des modèles CAO et le développement d’un algorithme de reconnaissance de correspondances sémantiques. Ces deux étapes sont décrites respectivement dans les deux sections suivantes.
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