Ontologien

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Eine Ontologie ist ein strukturiertes und gemeinsames Vokabular, das Konzepte und Beziehungen innerhalb eines bestimmten Bereichs definiert. Sie sorgt für ein gemeinsames Verständnis zwischen Systemen und Personen und gewährleistet die semantische Konsistenz von Daten. Ontologien ermöglichen eine nahtlose Datenintegration aus mehreren Quellen, unterstützen maschinelles Denken und erleichtern intelligente Suchfunktionen.

 Traditionelle Ansätze zur Entwicklung und Verwaltung von Ontologien weisen jedoch mehrere Einschränkungen auf. Dazu gehören eingeschränkte Datenzugänglichkeit und
-durchsuchbarkeit, mangelnde Standardisierung, schlechte Dateninteroperabilität, Datenfragmentierung, schwierige Versionskontrolle und ein erhöhtes Risiko von Datenverlust oder -beschädigung.

 Ontologien spielen eine entscheidende Rolle bei der Umsetzung der FAIR-Datenprinzipien (Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable). Es ist wichtig zu beachten, dass FAIR nicht gleichbedeutend mit der Veröffentlichung von Daten ist. Vielmehr handelt es sich bei FAIR um ein robustes Framework, das darauf abzielt, Daten intelligenter und nicht schwieriger nutzbar zu machen, indem es ihre Verwendbarkeit und Integration über verschiedene Systeme und Domänen hinweg verbessert.

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Vokabularerfassung und Semantikmanagement

Wir entwickeln Tools, die einen agilen Ansatz für die Ontologieentwicklung unterstützen, beginnend mit der Vokabularerfassung. Eines unserer wichtigsten Angebote ist der Semantics Manager, ein webbasiertes Tool, das die Erfassung, Organisation und Verwaltung von Begriffen und Ontologien innerhalb eines Systems erleichtert. Dieses Tool verwendet einen Bottom-up-Ansatz, um den Prozess der Ontologieerstellung und -pflege zu optimieren.

 Der Semantics Manager hilft bei der Organisation und Verwaltung von Terminologie, indem er diese in klare Kategorien gruppiert, die auf bestimmte Anwendungsfälle abgestimmt sind. Er kann Ontologien aus häufig verwendeten Standardvokabularen importieren, wie z. B. Dublin Core (für allgemeine Metadaten) und FOAF (zur Beschreibung von Personen und ihren Beziehungen). Das System unterstützt auch die regelmäßige Aktualisierung dieser Terminologien aus vertrauenswürdigen Online-Quellen, um sie korrekt und auf dem neuesten Stand zu halten. Beispielsweise kann es Fachvokabulare aus den Bereichen Materialwissenschaft und Ingenieurwesen aktualisieren. Darüber hinaus ermöglicht eine leistungsstarke Suchfunktion den Benutzern, die benötigten Begriffe schnell in allen Kategorien zu finden und anzuwenden. 

 Durch die Kombination dieser Funktionen vereinfacht der Semantics Manager die Vokabelsammlung und das Semantikmanagement und stellt sicher, dass Systeme mit organisierten, genauen und aktuellen ontologischen Ressourcen ausgestattet sind.

 

Schulungen und Workshops

Wir bieten Schulungen für Unternehmen zu semantischen Technologien und Ontologien an, wobei der Schwerpunkt auf deren Anwendung in modernen Datenmanagementkonzepten für die Materialwissenschaft und Fertigung liegt. Über die theoretischen Grundlagen hinaus umfassen unsere Programme praktische Anleitungen zur Entwicklung und Anpassung von Ontologien, um Materialien, Experimente und Fertigungsprozesse effektiv zu modellieren.

 Unser Programm richtet sich an Expert*innen aus Industrie und Wissenschaft,. Es eignet sich besonders für diejenigen, die mit der Speicherung und Analyse von Material- und Prozessdaten befasst sind und die Grundlagen moderner Datenmanagementkonzepte erforschen oder ihr vorhandenes Wissen auf den neuesten Stand bringen möchten. Vorkenntnisse im Bereich Datenmanagement sind nicht erforderlich.

 Die Teilnehmer erwerben grundlegende Kenntnisse über moderne Datenmanagementkonzepte mit Schwerpunkt auf Materialien, Experimenten und Prozessdaten. Zu den wichtigsten Themen gehören semantische Technologien (insbesondere Ontologien), Wissensgraphen, Datenräume, FAIR-Datenprinzipien (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable) und die Beschreibung von Datenverarbeitungsworkflows. Nach den Workshops werden die Teilnehmer verstehen, wie und unter welchen Bedingungen Material-, Experiment- und Prozessdaten mithilfe moderner Datenmanagementansätze effizient in Verarbeitungsabläufen und Komponentenanwendungen genutzt werden können.

Am Ende der Schulung werden die Teilnehmer in der Lage sein:

  • Wichtige Konzepte wie Ontologien, Wissensgraphen, Datenräume und FAIR-Datenprinzipien zu identifizieren und zu erklären.
  • Sich für die Einführung moderner Datenmanagementprinzipien in ihren Organisationen einzusetzen, mit Schwerpunkt auf Material- und Prozessdaten.
  • Semantische Modelle (Ontologien) zu entwickeln und anzupassen, um ihr Fachwissen effektiv zu erfassen.
  • Semantische Technologien auf einfache Beispiele anzuwenden und diese in praktische Lösungen umzusetzen.
  • Zu bewerten, welche Implementierungen für ihre spezifischen organisatorischen oder betrieblichen Anforderungen am relevantesten und vorteilhaftesten sind.

Die Schulung bietet eine umfassende Einführung in modernes Datenmanagement und befähigt die Teilnehmer, semantische Technologien für mehr Effizienz und Einblicke in ihre Arbeit zu nutzen.

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Publikationen

 

Morgado, J.F.; Ghedini, E.;  Goldbeck, G.;  Hashibon, A.; Schmitz, G.J.;  Friis, J.;  De Baas, A.F., Mechanical testing ontology for digital-twins: A roadmap based on EMMO, CEUR Workshop Proceedings Vol. 2615, Proc. of International Workshop on Semantic Digital Twins SeDiT 2020 co-located with the 17th Extended Semantic Web Conference ESWC 2020; Garcia-Castro, R.; Davies, J.; Antoniou, G.; Fortuna, C. (Eds.); CEUR-WS, Sunsite.Informatik.RWTH-Aachen, Aachen (2020) Paper 3, 10 Seiten Link

Roters, F.; Aslam, A.; Bai, Y.; Büschelberger, M.; Bulgert, K.; Butz, A.; Hickel, T.; Jogi, T.; Klitschke, S.; Martin, M.; Meyer, L.-P.; Morand, L.; Nahshon, Y.; Radtke, N.; Saikia, U.; Trondl, A.; Wessel, A.; Zierep, P.; Helm, D., StahlDigital: Ontology-Based Workflows for the Steel Industry, Advanced Engineering Materials Online first (2025) Art. 2402148, 13 Seiten Link

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