基于多层次业务流程的石油勘探开发领域本体库的构建方法的探讨

3 基于业务活动的本体模型

3.1 业务活动划分

业务活动是业务流程分解后最基本、不可再分解的最小功能单元。一般来说，一个业务流程包括若干个业务活动。业务活动的划分与业务分析的视角有关。

业务活动描述：对业务活动的文字性概要描述，描述按照“6W”的模式进行描述，即活动是由谁(Who)发起的、在什么时间(When)发起的、在哪里(Where)发起的、为什么(Why)要发起这个活动、在这个活动中都涉及到了哪些(Which)对象、这些对象的特性是什么(What)。通过这个“6W”过程，可以将某一业务活动中涉及的相关信息完全抽取出来。

6W的核心实质是“对象-活动-关联-特性”，如图3-1所示。

图3-1：APO业务活动建模框架

3.2 业务单元的原理

一个业务单元(Business Unit)是在实际勘探开发生产过程中可独立组织实施的不必再分的最小业务活动及相关环境。业务单元涉及的业务规则、活动、各种对象（活动执行者、活动作用对象、活动参与对象、活动结果对象）及其相关特性和相互间关系等称为业务要素，描述业务要素定义及业务要素之间关系的模型称为业务要素模型。在本文中，描述业务要素的类和属性都采用数据元的定义，因此业务要素模型也称为数据元素模型，即数据元之间的关系。

一个业务单元包括以下8类要素：

1.一个业务活动。

2.该活动作用的一个业务对象。

3.实施该活动的组织机构。

4.一组结果对象（输出）。

5.一组参与对象（输入）。

6.以及该业务单元的业务规则，即实施该活动的条件与约束。

7.相关对象的特性。

8.对象之间的关系。

八类要素之间的关系如图3-2所示。

图3- 2：业务单元体系结构

定义业务单元有以下两个作用：

在进行业务分析时，作为业务定义和划分的基本单元，用于对业务进行细化，是进一步定义数据元及数据元素模型的依据。概念层的业务单元描述了业务的现状，描述粒度比较粗，特别是对数据与主体对象的关系，而实际上数据可能是构成主体对象的组件对象的特性。例如，一次测井施工数据应该是与一个井筒段相关的，但在业务单元中可能只定义与井相关，而不关注井筒段这个对象。因此需要进一步的细化工作。

在设计逻辑数据模型时，逻辑层的业务单元是一组业务对象和特性的集合，给出了定义逻辑数据模型的基类，直接缩小了选择对象的范围，业务单元的约束条件使数据的语义明确清晰。

3.3 业务单元的设计

设计业务单元的基本原则是与业务模型及数据元定义保持一致。

1.从业务模型中提取一个过程的业务要素。

2.按数据元的定义对各要素进行规范化定义。

3.将业务规则按约束条件公式化。

4.按模板定义业务单元字典。

5.按模板设计关于该业务单元的类图论文服务。

业务单元模板如表3-1所示：

表3- 1：业务单元模板表

3.4业务单元的类图

业务单元的映射可以与数据元的映射统一起来，在业务规则中对约束实体及一些中间实体、纽带实体等进行描述。编写一些小的工具，可以将两者相互转换，或对两部分的成果进行校对，检验一致性和正确性。

为了比较直观地理解业务单元的内容，在完成业务单元字典的定义后，还需要绘制业务单元的类图。

类图的作用：

1.可以作为检查映射结果的工具，如果通过映射得到的数据元素及其关联关系在类图中无法表示出来，那么说明映射的结果存在问题。

2.便于理解，从类图中可以清晰、直观的看出一个业务单元里包含的所有数据元素及它们之间的关系。

3.为未来本体库应用开发提供参考。

图3- 3：业务活动基本结构类图

4 以圈闭活动本体构建为例：

4.1：微本体模型

石油勘探开发领域本体模型给出了在该领域内利用本体组织知识、表示知识、应用知识的逻辑形式。勘探和开发领域本体Pet-On可以形式化地表示为五元组Pet-On=<O，C，R，At毕业论文题目，Ac>，其中O是论域，即本体的集合，C是论域E中的领域概念或术语的集合，R是本体之间的关系，At是本体的属性，Ac是本体的活动或操作。具体的微本体模型如图4-1所示：

图4-1：业务活动本体模型图

O：论域。根据勘探开发领域知识粒度的不同，论域O中的本体分为不同的级别。一级对应领域主题，如勘探井位部署；二级对应构成一级本体的最大粒度的知识，例如烃源岩；其它级别本体划分方法依次类推。

C：概念或术语。根据勘探开发领域知识粒度的不同，概念或术语的粒度也不同。通常情况下，概念或术语也就是相应本体的名称。例如，勘探井位部署是一级本体名称，同时它也是领域概念的名称。但是，二者有着完全不同的含义。作为本体，勘探井位部署有着自己的属性、活动和与其它本体之间的关系。作为概念，勘探井位部署没有活动，也没有属性，但是有与其它概念之间的联系。

R：本体之间的关系。可以是构成关系，继承关系，也可以是作为其它本体属性的关联关系。

At：本体属性。例如圈闭的等级，烃源岩的丰度。

Ac：本体活动或者操作。例如，构造评价就是构造本体的活动。

4.2：圈闭活动的本体模型构建

一个专业领域的本体模型首先必须确定一个业务关键词汇之间的关系等，就形成了一个完整的领域本体模型。

圈闭活动微领域本体的构建模型如图4-2所示。

5 总结：

本体库的构建是一个浩大的人工智能系统工程，领域本体的构建与应用又是其中最有广阔发展前景的方面，本文提供了一种基于业务流程的多层次本体构建方案探讨。可以预见：在不久的将来领域本体库的构建与应用会对人类社会的进步作出巨大的贡献。

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