基于语义web技术的知识管理系统研究

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基于语义Web技术的知识管理系统研究［摘要］认为知识管理是各种社会组织获取竞争优势的一个极其关键的因素，而信息技术的不断发展成为知识管理创新的核心因素。首先分析用户对现有知识管理系统不满意的原因，认为搜索限制、缺乏整合和功能的不方便是用户对系统质量不满意的关键点；另一方面，知识的冗余、残缺以及虚假知识的堆积是用户对知识质量不满意的关键因素；然后，通过对语义Web的分析，提出利用语义Web的相关技术来克服目前知识管理系统的缺点，进而提高知识管理系统的质量和效率。［关键词］知识管理语义Web限制因素创新米纳［分类号］G203.■A1刖目在知识经济时代，一个社会组织的成功越来越多地依赖于其拥有的智力资本，知识管理(knowledgemanagement，KM)是各种社会组织获取竞 争优势的一个极其关键的因素。它通过对社会组织所拥有的知识资源进行管理，促进社会组织内知识的共享和重用，从而运用集体的智慧提高社会组织的应变能力和创新能力。知识管理主要解决如何让正确的知识在正确的时间到达正确的人的问题。许多社会组织设计和使用知识管理系统作为自己的专家信息系统。知识管理系统可以帮助企业提高效率和竞争力，然而由于知识管理系统在语义一体化方面的缺陷，导致其难以实现知识管理的目标。信息技术的不断发展为知识管理的创新提供了支持，语义Web是一个技术驱动的范例，它可以用来转变知识管理、支持电子商务和网络服务。语义Web作为现有Web的延伸，为提供信息确定了一个明确的方式，使得人和电脑可以合作工作。语义Web用来处理机器加工语言，其数据定义和链接方式有利于信息与知识的发现、自动处理、集成、共享和重用，从而确保机器之间的沟通没有任何人为的干预。本文的研究目的是讨论目前的知识管理系统存在的局限性，并提出利用合适的方法把语义Web应用到知识管理系统中。2现有知识管理系统的缺陷信息技术与知识管理关系的相关研究有很多。如 Tyndalet把信息技术作为一个知识管理的工具，它用来支持知识的创建、共享和传递。信息技术通过在知识管理中扮演架构者和创造者提高了商业价值。许多企业提出了将知识管理系统作为一个把信息技术应用到知识管理的系统方法。如Kulkami等人通过DeLoneandMcLeans信息系统成功模式提出了知识管理成功模式，并进行了实证研究。目前大多数的研究工作聚焦在信息系统（包括知识管理）的成功因素，而很少有研究关注信息系统的障碍或缺陷。事实上，即使商业价值往往来源于知识管理系统，但是如果创新和实践之间存在滞后或差异，这样的知识管理系统不会改善企业的业绩。这也说明了知识管理系统和商业价值之间存在着某些障碍或限制因素。一般把这些障碍归纳为两类：技术因素和社会（文化）因素。在本文的研究中，将主要分析知识管理系统内障碍的技术因素。通过分析目前的相关研究，这里把用户对知识管理系统不满意的因素分为两类：系统质量的限制因素和知识质量的限制因素，如图1所示：对图I进行分析，可以看出技术因素，如搜索限制、缺乏整合和功能的不方便影响了用户的满意度。同时，知识的冗余、残缺以及虚假知识的堆积也对用户的满意度产生影响。因此，我们需要一种新的方法 来改变或克服知识管理系统的局限，以提高用户对知识管理系统的满意度。3语义Web技术的复杂性及其构成对复杂技术的充分理解是成功建立或提高商业价值的一个关键因素。语义Web构成相当复杂，它是由若干相关技术构成。语义Web的实现依赖于三大关键技术：XML、RDF和ontology。语义Web服务的主要方法是利用ontology来描述Web服务，然后通过这些带有语义信息的描述实现Web服务，从而实现服务的自动发现、调用和组合。图2通过UML描述类之间的相互关系，显示了语义Web技术的协作关系：如图2所示，Ontology语言如DAML+OIL、OWL和RDF、RDFS一样，都是基于XML语法生成。OWL在DAML+OIL的基础上改进开发，并利用DL（Desc邱tionLogic描述逻辑）来表达知识，这是因为推理对于ontology的设计、集成和应用都是非常重要的。在OWL的基础上，继承于DAML-s的OWL-s为Web服务的自动化提供了便利性。也就是说，OWL-s作为一个桥梁，把语义Web和Web服务两大支撑技术连接起来。4利用语义Web改进知识管理系统 从前文的分析中可以看出，影响知识管理系统的因素主要有系统质量和知识质量。系统方面的缺陷是由技术的原因造成，而知识的缺陷包含人和文化的原因。因此，本文主要讨论语义Web如何支持知识管理以及基于语义Web的知识管理系统是怎样克服技术缺陷的。在本文中，将利用语义Web技术构建一个语义Web驱动的知识管理系统，该系统具备语义以及机器运算的能力。图3显示了语义Web驱动的知识管理系统与知识管理过程的关系：语义Web的语义和机器运算能力，为语义Web驱动的知识管理系统提供了语义一体化能力，同时也减少了信息过载。因此，语义Web驱动的知识管理系统就可以克服现有系统整合和知识查询的障碍。4.1利用语义Web克服知识查询的缺陷语义Web可以帮助我们在现有的知识管理系统中更有效地查询知识。这是因为在语义Web中，所有的资源都可以利用RDF表达为元数据的形式，这种资源转換方式使得用户查询和获得知识如同使用数据库—样方便。同时，语义Web的RDFS和ontology可以对查询语句进行语义分析及句法分析，这样，通过语义Web就可以为用户提供最准确的知识。语义Web还可以为用户提供背景知识，这是因为ontology语言，如OWL 支持推理功能和领域知识。这种推理功能和上下文感知能力使得语义Web驱动的知识管理系统的知识查询能力大为提高，能够为用户提供最为适合的知识。社会组织内、外的信息资源和Web信息资源都可以转换为RDF描述的资源。而无论RDF描述的资源，或知识对象，都可以作为一个独立的知识单元在文档管理系统中进行检索。此外，网页的一部分或一个句子以及文裆的一个部分都可以看作是一个知识对象。这样，语义Web驱动的知识管理系统在进行知识查询时有能力对知识对象单元进行检索，而不仅仅对文档进行检索。4.2利用语义Web克服语义整合的障碍一般而言，整合可以分为三种类型：数据整合、应用整合和过程整合。数据整合的目的是在不同的系统中进行数据的彼此交换，实现数据共享；应用整合的0标是在不同的系统之间实现互操作性。由于不同的信息系统或应用中大量存在句法和语义的异质性，这就导致了整合的障碍。直到最近，企业应用整合(enterpriseapplicationintegration,EAI)提出了利用标准化和互操作的中间件来进行减小整合的障碍。虽然这些传统的整合方法，如利用中间件和标准化可以轻松地整合异构数据库中提取的结构化数据，但是当整合非结构化数据或来源于HTML、 文字处理文件和电子表格文件中的知识时，这些传统方法就会力不从心。虽然传统方法可以在数据层面上实现句法和结构的整合应用，但是无法做到语义的整合。换句话说，传统方法允许用户共享不同系统的数据，并通过中间件提供系统之间的互操作性。然而在极端条件下，传统整合需要n个中间件在不同的系统间进行匹配和转换，此时如果没有人为干预，代理软件就无法理解不同系统中的数据，这样，整合也就无法实现。而基于语义Web的整合，如图4所示，代理软件通过利用RDF和ontology充分理解不同数据的含义，从而可以自动进行运行。语义Web使得代理软件可以访问异构系统，从不同的资源库中提取相关的知识部分，在不需人为干预的情况下自动合成，最终为用户提供合适的知识和信息。4.3利用语义Web提高SECI模型的知识质量口本著名的管理学教授Nonaka和Konno认为，知识创造流程的模型必须要对知识创造的动态特征有深入了解、必须要对流程本身进行有效管理，基于此，他们提出了SECI模型。SECI也就是知识的四种创造过程：社会化(socialization)、外化(extemalization)、组合化(combination) 、内在化(internalization)。随着网络的发展，在线社区的交流在知识交换和创造的过程中日益发挥着重要的作用。语义Web相关技术的应用可以使得在线交流有能力更直观地发展、使用和操纵新兴内容和知识结构。同时，在现有的知识管理系统中采用语义和ontology可以为在线交流提供语义互操作性。下面将讨论语义Web驱动的知识管理系统和SECI模型中知识创造流程的关系。社会化通过面对面的交流、个人经验来分享隐性知识。语义Web驱动的知识管理系统通过其语义一体化的能力有利于在线交流社区交换隐性知识。在SECI模型中，外化是指阐述和发展包含于隐性知识的概念，它是一个将隐性知识用显性化的概念和语言清晰表达的过程，这是知识创造过程的关键。具体讲，就是用语言符号把隐性的想法与诀窍表达出来，实现知识外显。这需要标准化、概念化，使隐性知识变为可重复的工业化知识。在Nonaka看来，由“比喻”到“类比”再到“模型”，是外化知识的基本途径。然而由于个人的文化、能力等方面的差异可能造成知识推理和表达结果的不同，从而对知识的外化产生偏差。因此，利用语义Web技术，包括RDF、RDFS和ontology为知识管理系统提供知识表达能力以及知识管理系统的推理能力，最大限度减少知识外化中人的 因素的干扰。这样的知识管理系统更有利于知识创造的外化。组合化是指对不同的显性知识进行组合。组合化最重要的是获取、传播、编辑和组合显性知识。例如博客作为网络上的一种显性知识，博主可以很容易地把其他博客链接到自己的博客中，并答复或添加知识。写博客就是一个创造、获取、编辑和合成显性知识的行为，一般而言，博客可以看作为语义Web的一个典型应用。这是因为写博具有语义集成和知识自动处理能力。最后，内在化是指将学习和实践紧密结合起来，从而使得外在的显性知识成为个人知识的一部分基础，同时成为社会组织资产的一部分。语义Web驱动的知识管理系统在网络检索时，使用户能够解决传统关键字检索方法所造成的信息超载问题。语义Web驱动的知识管理系统的用户可以找到更多的相关知识和准确的网络资源，同时提高学习效果和知识的质量。5结语为了查明目前的知识管理系统中存在的某些限制本文通过对使用知识管理系统的用户进行分析，结果表明目前的知识管理系统在系统的质量和知识的质量 方面确实存在不足。搜索限制、缺乏整合和功能的不方便发挥等限制了系统的质量；另一方面，知识的冗余、残缺以及虚假知识的堆积也影响了知识质量。本文研究的重点是如何通过应用语义Web驱动的知识管理系统来克服存在的这些缺点，以提高系统的质量。语义Web驱动的知识管理系统对现有知识管理系统的改进主要体现在提高检索效率和语义整合等方面。