ProDok 4.0-Ontologie für die Wissensrepräsentation
Ontologien ermöglichen die integrierte Abbildung relevanter Wissensdomänen. Wissen wird nicht nur innerhalb einer Domäne, sondern auch domänenübergreifend verknüpft.
Innerhalb der ProDok 4.0-Ontologie wird die Maschinen- mit der Dokumentationsdomäne verknüpft. In der Ontologie sind Beziehungen zwischen Produkthierarchie und Problemmeldungen (Maschinendomäne) einerseits und Symptom, Ursache/Cause und Lösung/Solution (Dokumentationsdomäne) andererseits modelliert.
Abb. 4: ProDok 4.0-Ontologie
Transitive Abhängigkeiten ermöglichen eine natürliche Modellierung des Geltungsbereichs der modularisierten Technischen Dokumentation. So treffen die in Abb. 4 dargestellten Dokumentationskonzepte auch auf den Roboter KUKA LBR iiwa R820 zu, da zwischen dem KUKA LBR iiwa und dem KUKA LBR iiwa R820 eine isA-Beziehung besteht. Wie es Abb. 3 veranschaulicht, verbindet der rote Knoten Error die eingetretene Fehlersituation mit der passenden Fehlerdokumentation. Sollte jedoch die Maschine im Problemfall keine aussagekräftige Meldung liefern können, müssen erst aussagekräftige Meldungen erzeugt werden. Dies erfolgt fast in Echtzeit durch die Analyse der Maschinen-Prozessdaten während der semantischen Anreicherung.
Semantische Anreicherung: Methoden der Künstlichen Intelligenz zur Wissensgenerierung
Innerhalb von ProDok 4.0 wird Complex Event Processing (CEP) eingesetzt, um entsprechend aussagekräftige Meldungen (Semantic Events) zu erzeugen, falls die Maschine diese selbst noch nicht liefert. Ausgehend von standardisierten Maschinen-Rohdaten (zum Beispiel Roboter-Achsenkoordinaten, Zeitpunkt etc.) werden die Semantic Events durch die gestaffelte Ausführung von Filtern, Mustererkennung, Zeit- und Wertverlaufsanalysen fast in Echtzeit erzeugt. Die Semantic Events sind komplexe, mit Wissen angereicherte Informationselemente, die es nun erlauben, über die Ontologie die passgenaue Dokumentation zu gewinnen (Abb. 5).
Abb. 5: Methoden des Complex Event Processing in ProDok 4.0
Für das Auffinden einer passenden CEP-Regel zur semantischen Anreicherung von Maschinen-Rohdaten ist oft fachspezifisches Maschinen- und Prozesswissen notwendig, was einen erheblichen Aufwand darstellen kann. Um diesen Prozess zu unterstützten, wird auf maschinelle Lernverfahren zurückgegriffen.
Unser Vortrag stieß auf eine sehr große Resonanz, was uns sehr gefreut hat. Viele Fragen wurden anschließend gestellt, unter anderem darüber, wie ProDok 4.0 für weitere komplexe Prozessumgebungen eingesetzt werden kann. Die Zuschauer erkannten im Laufe der Diskussion, dass die Wissensrepräsentation durch eine Ontologie und Regeln für die semantische Anreicherung der Maschinenereignisse die Kernaufgabe bei der Integration des ProDok 4.0-Informations- und Dokumentationssystem in jegliche Prozessumgebung ist. Genau das Thema des Aufwands einer Systemintegration in weitere Prozessumgebungen wird im nächsten Jahr angegangen.
- Die ProDok 4.0-Präsentation „Forschungsprojekt ProDok 4.0 verbindet Künstliche Intelligenz mit Technischer Dokumentation“ zum Herunterladen
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