Querschnitt 21 / Februar 2007 - h_da: Hochschule Darmstadt

Querschnitt 21
kontextsensitiVe semAntische
synchronisAtion in elektronischen
mArkttrAnsAktionen
autoren •
Prof. Dr. Michael rebstock
Dipl.-Bw. (FH) Janina Fengel
Heiko Paulheim, B.Sc. Inf.
1 • Projekt orbi
eine bedeutende Herausforderung für die elektronische Geschäftsabwicklung
besteht in der Integration unternehmensübergreifender
Informationsflüsse. Ziel der einführung elektronischer
unterstützung von Zusammenarbeit im Business-
to-Business-Bereich ist die Optimierung von Prozessen. Die
Möglichkeit durchgängiger elektronischer Geschäftstransaktionen
verspricht Kostensenkungspotentiale und Prozessbeschleunigung
bei gleichzeitiger erhöhung der ergebnisqualität.
Voraussetzung ist die medienbruchfreie Abbildung und
Integration von Geschäftsprozessen und der ausgetauschten
Information. Dies gilt nicht nur unternehmensintern, sondern
in besonderem Maße für zwischenbetriebliche Prozesse.
Zur errichtung einer durchgängigen Informationskette müssen
Informationen, die anhand verschiedener im e-Business
verwendeter Standards codiert sein können, aufeinander bezogen
und abgebildet werden. Diese Standards können sowohl
normierte Formate als auch hauseigene, speziell gemäß den
internen Zwecken eines unternehmens entwickelte Formate,
sein. Dieser Zustand der „semantischen Vielfalt“ führt unter
anderem bei elektronischen Verhandlungssystemen zu einer
Herausforderung. Dies gilt insbesonders, wenn diese nicht isoliert
betrieben, sondern vollständig in die überbetrieblichen
Informationsflüsse einbezogen werden sollen. Hier kann eine
automatisierte referenzierung von Begriffen ein inhaltliches
Abgleichen und damit semantische Interoperabilität bieten.
Im vorliegenden Bericht wird ein Lösungsansatz für die dazu
zu leistende semantische Synchronisation vorgestellt. es wird
ein System beschrieben, das Methoden des Ontological engineering
nutzt, um die notwendigen referenzierungsleistungen
zu erbringen. Dieses System entsteht im rahmen des Forschungsprojekts
OrBI. Im Projekt OrBI (Ontologies-based reconciliation
for Business Integration) werden Methoden und
Werkzeuge entwickelt, die mit Hilfe einer automatisierten ontologienbasierten
referenzierung von e-Business-Standards
eine durchgängige, semantisch orientierte e-Business-Integration
in elektronische Markttransaktionen ermöglichen.
Im Oktober 2004 wurde dafür die Förderzusage des BMBF
(Bundesministerium für Bildung und Forschung) im rahmen
des FH3-Programms für drei Jahre erteilt. Im Querschnitt
2005 und 2006 wurde über das Projekt berichtet. In dem hier
vorliegenden Querschnitt wird dieser Bericht fortgeführt und
die technische Konzeption vorgestellt.
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2 • semiautomatisierte referenzierung
Im umfeld elektronischer Märkte ist der vollständig digitale
Informationsaustausch bei der Abwicklung von Markttransaktionen
ein kritischer erfolgsfaktor. In deren Verlauf stellen
Verhandlungen eine zentrale Aktivität dar. Besonders im B2B-
Bereich können Verhandlungen eine komplexe Struktur aufweisen,
denn das flexible gleichzeitige Verhandeln mehrerer
verschiedener Vertrags- und Produktattribute ist als Normalfall
zu sehen. Häufig basieren entscheidungen in der Beschaffung
nicht allein auf Preisvergleichen, sondern hängen von
Produktdetails und generellen beschaffungsstrategischen
Überlegungen ab. Die derzeitig fehlende Abbildung der Vielfältigkeit
und Komplexität von Verhandlungsprozessen in IT-Systemen
stellt ein Haupthindernis bei der Schaffung durchgängig
elektronischer Transaktionsketten dar. Neben den Anforderungen
an die technische Integration ist die Verwendung unterschiedlicher
e-Business-Standards durch die beteiligten Geschäftspartner
eine noch zu lösende Herausforderung. In
Westeuropa sind im Jahr 2005 insgesamt 1.068 Milliarden euro
umsatz im elektronischen Handel getätigt worden, und bis
2009 wird eine Verdopplung dieses umfangs angenommen
[eITO06]. Dabei wird der realisierung der Nutzung von e-Business-Standards
weiterhin zunehmende Bedeutung beigemessen
[vgl. auch Wegw03, Poer04, FGrP06]. Hierbei fällt nach
wie vor ein hoher Anteil an eigenentwickelten Standards auf
[FGrP06].
Die Auswahl eines oder mehrerer Standards durch ein unternehmen
wird nicht nur von funktionalen, sondern auch von
nichtfunktionalen Aspekten bestimmt, so beispielsweise der
Marktdurchdringung, den Nutzungskosten und der Zukunftssicherheit
des Standards [KeMu03]. Weiterhin hängt ein einsatz
von der Bekanntheit und dem Verbreitungsgrad des Standards
ab. Oft ist die Bedeutung eines Standards stark branchenabhängig.
Für unternehmen, die branchenübergreifend tätig sind
oder mit mehreren Geschäftspartnern, die verschiedene Standards
verwenden, auf elektronischem Weg kooperieren, ergibt
sich die Problematik der Mehrfachnutzung von Standards.
eine inhaltliche entsprechung von Begriffen verschiedener e-
Business-Standards kann in Form von referenzen zwischen
Begriffen verschiedener Standards ausgedrückt werden. eine
Sammlung solcher referenzen lässt sich in etwa mit einem
Wörterbuch vergleichen. Dabei ist eine referenz immer auch
eine Bedeutungserklärung, denn ein Begriff in einem unbe-
Client Application 1: Unstructured Text
• e. g. Browser Plugin
Client Application 2: Structured Documents
• e. g. Negotiation Tool
Client Application 3: Dialog System
• e. g. Booking System
Abbildung 1 • Anwendungsszenarien
Additional
Domain
Knowledge
green
the
black
in
Capacity
red
from
to
yellow
Ultra
100
ATA
Interface
Specifications
Cache
Class
kannten e-Business-Standard hat eine referenz zu einem bekannten
Standard. Auf diese Weise kann auf die Bedeutung des
Begriffes geschlossen werden. Im Bereich des Abgleichs statischer
Information, wie beispielsweise Produktklassifikationen,
existieren bereits referenzsammlungen. Diese sind allerdings
manuell redaktionell erstellt und gepflegt. Das Wissen
in OrBI hingegen wird, dem Wiki-Gedanken folgend, von den
Anwendern gesammelt und gepflegt. Dies geschieht ohne
Mehraufwand, da direkt bei der Anfrage an das System entsprechend
beobachtet und das Nutzerverhalten ausgewertet
wird. Zusätzlich werden Mechanismen der künstlichen Intelligenz
genutzt, um aus dem bereits gesammelten Wissen neues
zu erschließen.
Das OrBI-System stellt neben einer webbasierten Oberfläche,
in der Anwender wie in einer Wörterbuchapplikation Begriffe
nachschlagen können, Dienste bereit, die in unterschiedliche
Client-Applikationen integriert werden können. So kann durch
Nutzung der OrBI-Dienste einer Anwendung semantische unterstützung
hinzugefügt werden. Wie in Abbildung 1 dargestellt,
gibt es vielfältige mögliche Anwendungsszenarien:
Matching
and Mapping
Reasoning
and Infering
Abbildung 2 • Teilschritte der semiautomatisierten referenzierung
kontextsensitive semantische synchronisation in elektronischen markttransaktionen
Store
References
Economy
Airline
Coach
ATA
Flights
Booking
ATA
Travel
Request references for
term „ATA“ in a certain context
References DB
Ratings DB
ORBI System
Web Service Interface
FAchbereich wirtschAFt
• Applikationen, die auf unstrukturierten Textdokumenten
arbeiten: Denkbar ist ein Browser-Plug-In, das per
Mausmenü-Aufruf referenzen für Begriffe in einer Websei-
te abfragt und liefert;
• Applikationen, die auf strukturierten Dokumenten arbeiten:
Hier wird im Projekt insbesondere eine Verhandlungs-
applikation betrachtet, die mit Verhandlungsdokumenten
mit einer vorgegebenen Struktur arbeitet;
• Dialog-Applikationen: Auch in Standard-Anwendungs-
systemen können die Dienste des OrBI-Systems abgefragt
werden, um Hilfestellung zu Auswahlmöglichkeiten in
eingabefeldern zu geben.
Die Kernfunktion des OrBI-Systems ist die Abfrage von referenzen.
Fordert ein Anwender semantische Synchronisation für
einen Begriff an, so ermittelt das System die entsprechenden
referenzen aus der referenzsammlung. Der Anwender erhält
als Antwort auf seine Anfrage eine Vorschlagsliste möglicher
referenzen. Findet ein Anwender keine passende referenz vor,
so hat er die Möglichkeit, selbst eine anzulegen. expertennutzer
haben darüber hinaus die Möglichkeit, referenzen direkt zu
Request
Synchronization
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