Vorlesung SemanticWeb Universität Karlsruhe 28. Januar 2008 Hans-Peter Schnurr, ontoprise GmbH ontoprise GmbH -1-

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1 Vorlesung SemanticWeb Universität Karlsruhe 28. Januar 2008 Hans-Peter Schnurr, ontoprise GmbH 2008 ontoprise GmbH -1- Copyright ontoprise GmbH, Karlsruhe

2 2008 ontoprise GmbH -2-

3 Von der Daten-Verwendung zur Wissens-Wiederverwendung Nutzen Informations Technologie Wissens Technologie Intelligenz Daten sammeln Suche Struktur & Modell Integration Suchen Komplexität managen Regeln Wissen wiederverwenden Zeit 2008 ontoprise GmbH -3-

4 knowhow to use Know-how! Profil Kunden ontoprise ist der führende Anbieter industriebewährter Semantic Web Infrastruktur, um Computer dabei zu unterstützen, Informationen einfacher, schneller und intuitiver zu verarbeiten. Gegründet: 1999 Team: 50+ Mitarbeiter Highlights: Ausgereifte, Industrie-Bewährte Produkte Stabile Referenzen in unterschiedlichen Branchen Umfassende Abdeckung der W3C Standards Partnernetzwerk 2008 ontoprise GmbH -4-

5 Hans-Peter Schnurr Geschäftsführer und Gründungsgesellschafter der ontoprise GmbH Vorher: McKinsey & Company Vorher: Uni Karlsruhe (Wi.-Ing.) Themenschwerpunkte Semantische Technologien, Wissensmanagement, Hirnforschung in praxisrelevanten Kontexten Autor, Herausgeber, Chair, Referent und Reviewer zahlreicher wissenschaftlicher Artikel, Bücher, Vorträge und Workshops. Gründungsmitglied der deutschen Gesellschaft für Wissensmanagement GfWM e.v. Vorstandsmitglied Arbeitskreis Wissensmanagement Karlsruhe e.v. Mitarbeit in VDI Fachausschuss Wissensmgmt. im Engineering Co-Initiator der Konferenzreihe WM 200X Professionelles Wissensmanagement Co-Organisator der Konferenzreihe Symposium Wissensmanagement Karlsruhe 2008 ontoprise GmbH -5-

6 90 Minuten, um zu erfahren. was Frankfurt und Hessen mit Inferencing zu tun haben 2008 ontoprise GmbH -6-

7 ... Semantic Web HISTORY 27. May 1994 Sir Tim Berners-Lee Vision of a Semantic Web Closing Key Note 1. Int. WWW Conference CERN Adding semantics to the web involves two things: -allowing documents which have information in machine-readable forms -allowing links to be created with relationship values ontoprise GmbH -7-

8 1994: Internet? Was ist das denn? 1993: CERN gibt WWW für die Öffentlichkeit frei 2008 ontoprise GmbH -8-

9 ... Semantic Web HISTORY W3C Semantic Web Standardization: Work on Web Ontology Language (OWL) Research projects on Web : Resource Description Framework (RDF) Ontologies W3C standardization of Semantic Web starts Web Ontology Language (OWL) start EU : On-To-Knowledge (01/00) Work on Resource Description Framework (RDF) become W3C recommendations and US (DARPA): DAML (07/00) Work on RDF Schema (RDFS) W3C Standardization of XML starts Web Server Number Semantic Web = Web + Data base technology + Knowledge Representation Dez 94 Jun 95 Dez 95 Web data transfer larger than FTP data transfer Kifer, Lausen, Woo, Logical foundations of object-oriented and frame-based languages A. Borgida, On the relative expressiveness of description Logics and predicate logic Jun 96 Dez 96 Jun 97 Dez 97 Jun 98 Dez 98 Jun 99 Time Dez 99 Jun 00 Dez 00 Jun 01 Dez 01 Jun 02 Dez 02 Jun 03 Dez 03 [ Source: ] 2008 ontoprise GmbH -9-

10 Positionierung im SemanticWeb OntoStudio Kernprodukte OntoBroker Quelle: ontoprise GmbH -10 -

11 Die lebende Inferenzmaschine.. Wer arbeitet in der Abteilung Motorenentwicklung? Welche Projekte werden in Hessen umgesetzt? Wen fragen Sie zum Thema Dieselmotoren-Rußfilter? 2008 ontoprise GmbH -11 -

12 Willi Granate ist Vorgesetzter von Sepp Gehtnix Fritz Müller hat den Vorgesetzten Sepp Gehtnix Fritz Müller schreibt Dokumentation über StopQualm2005 Willi Granate leitet Abteilung Motorenentwicklung StopQualm2005 ist ein Projekt zu Dieselmotoren-Rußfilter Sepp Gehtnix leitet das Projekt StopQualm2005 StopQualm2005 wird am Standort Frankfurt umgesetzt Günter Garnich lebt in Frankfurt 2008 ontoprise GmbH -12 -

13 ist Vorgesetzter von Willi Granate ist Vorgesetzter von leitet Abteilung leitet Motorenentwicklung Hessen part of Frankfurt Am Standort Am Standort Sepp Gehtnix ist ein Projekt StopQualm2005 hat den Vorgesetzten Fritz Müller schreibt Dokumentation Lebt in Zu Thema Hat Knowhow Günter Garnich Dieselmotoren-Rußfilter 2008 ontoprise GmbH -13 -

14 Menu Ontologie vs. Taxonomie, Thesaurus, Topic Map Objekt Ontologie Taxonomie Topic Thesaurus Ontologie in F-Logik Map Person kennt schreibt Thema behandelt_in Dokument Student Akademiker Semantik F-Logic Ontologie PhDStudent Doktorand Unterthema ähnlich Regeln Alter Name York Sure T behandelt_in D T zu_thema D P schreibt D zu_thema T P kennt T 31 York 2008 ontoprise GmbH -14 -

15 Breites Nutzenspektrum cwb synonym of Counterweight Balance part of Robot Hydropneumatic LeightWeight KR500 is a Heavy Weight part of Spring is a Medium Weight Gas KR500 is a 2008 ontoprise GmbH -15 -

16 90 Minuten, um zu erfahren. warum Arm = Achse ist 2008 ontoprise GmbH -16 -

17 Industry-proven Smart contents Expert knowledge Master complexity Solid customer base Share knowledge At the right place Technical compliance Complete product suite Covering all standards Mature and highly scalable enterprise-wide Acquire knowledge collaboratively Re-use socially authored knowledge At the right time In the right context Accessible to everyone Legal compliance Predictive analytics Complexity management 2008 ontoprise GmbH -17 -

18 Ziele des Wissensmanagement im Kundenservice Kundenzufriedenheit erhöhen Diagnosezeiten reduzieren Unnötige und redundante Servicedienstleistungen vermeiden Fehler und Störungen vermeiden Prozess- und Fachwissen der Mitarbeiter steigern Systeme optimieren durch Auswertungen der Fehlerursachen Ausfall- oder Stillstandzeiten vermindern Grundlage hierfür: Wissen! 2008 ontoprise GmbH -18 -

19 Wer sind die Nutzer? 2008 ontoprise GmbH -19 -

20 Herausforderung Service weltweit Wissen ist Personenspezifisch selten und problembezogen begrenzt verfügbar (Zeit, Geo) schwierig teilbar (Sprache...) Produktstandorte weltweit Expertenwissen zentral Wissensteilung global? Konsequenzen schlechter Wissensteilung Reparaturzeiten? Mehrfachgänge? Hotlinekosten? Aus- und Weiterbildungskosten? Gesamtprozesskosten? Stillstand-> Produktionsausfall? Stillstand-> Produktionsausfall? 2008 ontoprise GmbH -20 -

21 Glauben Sie nur, was Sie gesehen haben? 2008 ontoprise GmbH -21 -

22 Nutzenpotentiale wenn der Kunde entscheidet Kundensituation Wahrscheinlichkeit des erneuten Kaufs Fehlerfreies Produkt Fehlerhaftes Produkt und schlechter Kundenservice Fehlerhaftes Produkt und guter Kundenservice Quelle: Dr. Jon Anton, and Dr. Natalie L. Petouhoff, Purdue University, Center for Customer-Driven Quality, Purdue University, U.S.A 2008 ontoprise GmbH -22 -

23 Einsatzbeispiel: SemanticGuide bei KUKA Roboter 2008 ontoprise GmbH -23 -

24 Globale Bereitstellung von Fällen und Lösungen Headquarter 1. Feedback Import 2. Statistik & Ranking modifizieren XpertServer 3. Sende Update an alle Techniker 1. Checke Wissens-basis auf Laptop (Offline) 2. Finde Fälle & Lösungen Service Case Techniker 3. Checke proaktive Aufgaben 4. Sende Feedback Lösung Erfolgreich 2008 ontoprise GmbH -24 -

25 SemanticGuide: eingebettet in SAP CS & MAM 2008 ontoprise GmbH -25 -

26 Semantische Suche mit Kontext Regel 2008 ontoprise GmbH -26 -

27 Regelunterstützte Lösungsfindung 2008 ontoprise GmbH -27 -

28 Detailsicht der Vorgehensweise 2008 ontoprise GmbH -28 -

29 Feedback und Dokumentation NEUER Lösungen 2008 ontoprise GmbH -29 -

30 Einbettung der Historie in SAP CS & MAM 2008 ontoprise GmbH -30 -

31 Wissensnutzung: Suche in Lösungen und Dokumenten 2008 ontoprise GmbH -31 -

32 Breites Nutzenspektrum is a Medium Weight cwb synonym of Robot LeightWeight part of Counterweight Balance KR500 is a Heavy Weight Hydropneumatic part of KR500 is a Spring Gas Integration von Informationen Strukturiert Unstrukturiert Abbildung Fachvokabular und Fachwissen Semantische Suche: Kontextinformation Tippfehlerkorrektur Intelligente Anfrageerweiterung Navigation Regelbasierte Abbildung von fachlichen Zusammenhängen 2008 ontoprise GmbH -32 -

33 Industry-proven Smart contents Expert knowledge Master complexity Solid customer base Share knowledge At the right place Technical compliance Complete product suite Covering all standards Mature and highly scalable enterprise-wide Acquire knowledge collaboratively Re-use socially authored knowledge At the right time In the right context Accessible to everyone Legal compliance Predictive analytics Complexity management 2008 ontoprise GmbH -33 -

34 Computer Guided Expert Shell System ontoprise provides an expert system for the largest hydroelectric power plant in Southeast Asia Aufgabenstellung / Problem Bau eines Wasserkraftwerks in Malaysia Betreiber vor Ort haben nicht die Ausbildung und keinen direkten Zugriff auf Experten Ziele Unterstützung der Betreiber vor Ort mit Expertenwissen Früherkennung von Fehlern im Betrieb Vorschlag von pro-aktiven Wartungsmaßnahmen Kontinuierliches Lernen 2008 ontoprise GmbH -34 -

35 Ziele des CEXS (Computer Guided Expert Shell System) Projektes Intelligentes Monitoring Früherkennung von kritischen Systemzuständen Früherkennung von Fehlern, Vorschlag von Wartungsmaßnahmen Lernen aus Problemen Aufzeichnung von Störungen, mit Aktionen und Annotationen Erstellung von Monitoren inkl. Tests auf historischen Störungsdaten Aufzeichnung des Nutzerverhaltens Ratgeberrichtlinien Leitet den Operator zur Wiederherstellung des Systemzustands Leitet den Operator/Techniker durch komplexe Problemfälle 2008 ontoprise GmbH -35 -

36 Functional Overview Plant Signals 2008 ontoprise GmbH -36 -

37 2008 ontoprise GmbH -37 -

38 Erstellung der Alarm Regeln Zusätzliche Features: Graphische Regelmodellierung Regeln können in OntoStudio verändert und getestet werden und direkt in die Laufzeitumgebung deployed werden Regel-Wizard für das einfache Erstellen der Alarm-Regeln Mathematica Einbindung für komplexe Berechnungen 2008 ontoprise GmbH -38 -

39 Industry-proven Smart contents Expert knowledge Master complexity Solid customer base Share knowledge At the right place Technical compliance Complete product suite Covering all standards Mature and highly scalable enterprise-wide Acquire knowledge collaboratively Re-use socially authored knowledge At the right time In the right context Accessible to everyone Legal compliance Predictive analytics Complexity management 2008 ontoprise GmbH -39 -

40 2008 ontoprise GmbH -40 -

41 Fisch-Suche mit Web 1.0 Technologien: Google 2008 ontoprise GmbH -41 -

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43 2008 ontoprise GmbH -43 -

44 Fisch-Suche mit Web 2.0 Technologien: Wikipedia 2008 ontoprise GmbH -44 -

45 2008 ontoprise GmbH -45 -

46 Probleme von Wikis als Wissensbasis Ad-hoc Anfragen sind zeitraubend Wiederholte Fakten sind inkonsistent Anzahl von Listen: hoher Aufwand Faktische Fehler sind kaum auffindbar 2008 ontoprise GmbH -46 -

47 Welche Städte sind die größten der Welt? 2008 ontoprise GmbH -47 -

48 2008 ontoprise GmbH -48 -

49 Probleme von Wikis als Wissensbasis Ursache: keine Trennung von Fakten und Text! Ad-hoc Anfragen sind zeitraubend Wiederholte Fakten sind inkonsistent Anzahl von Listen: hoher Aufwand Faktische Fehler sind kaum auffindbar 2008 ontoprise GmbH -49 -

50 online/online/datum/2008/09/23/dertraum-vom-semantischen-netz.htm 2008 ontoprise GmbH -50 -

51 Fisch-Suche mit Web 3.0 Technologien: Semantic MediaWiki ontoprise GmbH -51 -

52 2008 ontoprise GmbH -52 -

53 2008 ontoprise GmbH -53 -

54 2008 ontoprise GmbH -54 -

55 2008 ontoprise GmbH -55 -

56 2008 ontoprise GmbH -56 -

57 Wiki + Semantik = auswertbare Wissensbasis MediaWiki Flexible Ablage von Informationen Verknüpfen von Informationen Gemeinsame Bearbeitung der Inhalte Volltextsuche über die Inhalte Semantic MediaWiki Benennung der Verknüpfungen (z.b. Mozart ist eine Person ) Abfrage von Inhalten (z.b. zeige mir alle Personen, die in Hamburg gelebt haben) Anreicherung der Artikel mit Properties Semantic MediaWiki+ Intuitive Benutzeroberfläche Einfache Erfassung und Bereitstellung von strukturierten Informationen Anbindung an unterschiedliche Datenquellen (z.b. WebServices, Datenbanken, ) Es entstehen auswertbare Wissensbasen 2008 ontoprise GmbH -57 -

58 Semantic MediaWiki+ Intuitive Benutzeroberfläche Einfache Erfassung und Bereitstellung von strukturierten Informationen Anbindung an unterschiedliche Datenquellen (z.b. WebServices, Datenbanken, ) 2008 ontoprise GmbH -58 -

59 Geringe Eintrittsbarrieren und verbesserte Usability Syntax Highlighting, Autocompletion Semantic Toolbar Context Sensitive Help WYSIWYG-Editor Semantic MediaWiki+ Intuitive Benutzeroberfläche Einfache Erfassung und Bereitstellung von strukturierten Informationen Anbindung an unterschiedliche Datenquellen (z.b. WebServices, Datenbanken, ) 2008 ontoprise GmbH -59 -

60 Erhöhung der Ausdrucksfähigkeit Chemische und mathematische Formeln Maßeinheiten Relationen-Typen (invers, symmetrisch) Domain und Range für Relationen Semantic MediaWiki+ Intuitive Benutzeroberfläche Einfache Erfassung und Bereitstellung von strukturierten Informationen Anbindung an unterschiedliche Datenquellen (z.b. WebServices, Datenbanken, ) 2008 ontoprise GmbH -60 -

61 Volltext-Suche über eine Vielzahl von Formaten Upload von Dokumenten in beliebigen Formaten in das SMW+ Text Konverter erstellen den Index für die Volltextsuche (built in: MS Word and PDF Semantic MediaWiki+ Intuitive Benutzeroberfläche Einfache Erfassung und Bereitstellung von strukturierten Informationen Anbindung an unterschiedliche Datenquellen (z.b. WebServices, Datenbanken, ) 2008 ontoprise GmbH -61 -

62 OntoBroker -Konnektor Erweiterung des SMW+ Datenspeicher Full Inferencing support (SPARQL and ask-syntax) Integriert eine Vielzahl heterogener Datenquellen Semantic MediaWiki+ Intuitive Benutzeroberfläche Einfache Erfassung und Bereitstellung von strukturierten Informationen Anbindung an unterschiedliche Datenquellen (z.b. WebServices, Datenbanken, ) 2008 ontoprise GmbH -62 -

63 Wiederverwenden von Excel-Inhalten VBA-client für MS-Excel verbindet zu remote SMW+ SPARQL-query oder Anfrage aus dem Query Interface kann in MS-Excel eingebettet werden. Fakten werden somit in die Tabelle kopiert und dynamisch mit SMW+ synchronisiert. Semantic MediaWiki+ Intuitive Benutzeroberfläche Einfache Erfassung und Bereitstellung von strukturierten Informationen Anbindung an unterschiedliche Datenquellen (z.b. WebServices, Datenbanken, ) 2008 ontoprise GmbH -63 -

64 Trainingsdokumente für Ozeanographie Wissen -UNESCO Open-up a heterogenous collection of resources to non-computer experts 300+ Wissenskonsumenten, 10 Editoren, 25+ Autoren Vielzahl von Dokument-Formaten integriert Flexible Annotierung von Inhalten Freigabe Workflow und Private Arbeitsbereiche 2008 ontoprise GmbH -64 -

65 SMW+: eine der erfolgreichsten SemanticWeb Anwendungen We selected a European team led by ontoprise GmbH because that's where the best expertise is in web-scale social semantics" Mark Greaves, Vulcan Inc. > Downloads des Semantic MediaWiki seit September 2005 > Downloads der Halo- Erweiterung SMW+ seit Oktober 2007 Bei mehr als Nutzern im Einsatz Mehr als semantisch annotierte, gemeinsam erstellte Artikel 2008 ontoprise GmbH -65 -

66 ontoprise Produktwelt KnowledgeArchitects KnowledgeSuppliers KnowledgeConsumers OntoStudio SMW+ SemanticMiner OB Admin Knowledge Planner KB Editors SemanticGuide OntoBroker (Knowledge Server) 2008 ontoprise GmbH -66 -

67 90 Minuten, um zu erfahren. warum SemanticWeb noch smarter wird 2008 ontoprise GmbH -67 -

68 Aktuelle Forschungsthemen Web 2.0 Web 3.0 Kollaborative Wissensakquisition Textverstehen (Tripel: SPO) Ontologie Fragebeantwortung Semantic Web Services Knowledge Grids Semantic Business Analytics Anbindung von Sensoren & Internet der Dinge Question Answering 2008 ontoprise GmbH -68 -

69 OntoBroker besteht Zulassungstest zum Chemiestudium Hintergrund Aufbau eines digitalen Aristoteles Phase 1 in 2003 erfolgreich abgeschlossen Januar 2004 hat Phase 2 begonnen Funktionen Erfassung von umfangreichem Chemie- Wissen System besteht Advanced Placement Test Anfrage wird beantwortet UND erklärt 2008 ontoprise GmbH -69 -

70 Advanced Placement Test bestanden Antworten Begründungen zu den Antworten Zulassung zum Chemiestudium Antwortzeiten CYCORP 1650 Minuten (>27 Std.) Student 240 Minuten Stanford Research 38 Minuten Ontoprise 9 Minuten 2008 ontoprise GmbH -70 -

71 Aktuelle Forschungsthemen Web 2.0 Web 3.0 Kollaborative Wissensakquisition Textverstehen (Tripel: SPO) Ontologie Fragebeantwortung Semantic Web Services Knowledge Grids Semantic Business Analytics Anbindung von Sensoren/ Internet der Dinge Question Answering und breiter Einsatz im Markt! 2008 ontoprise GmbH -71 -

72 2008 ontoprise GmbH -72 -

73 90 Minuten, um zu erfahren ontoprise GmbH -73 -

74 Lust Praxiserfahrung zu sammeln? Wir suchen: Hiwis, Praktikanten, Diplomanden Danke! Hans-Peter Schnurr 2008 ontoprise GmbH -74 -

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