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什么是 ontology?

本文介绍行业本体的概念,以及如何在 Azure 数字孪生的上下文中使用行业本体。

Azure 数字孪生解决方案的词汇是使用模型定义的,这些模型描述了环境中存在的实体类型。 本体学是一组模型,用于全面描述给定领域,例如制造、建筑结构、IoT 系统、智能城市、能源网格、Web 内容等。

从头开始创作模型集并描述域时,你将创建自己的本体。 或者,有时行业的标准建模已经存在,而依靠现有的本体学而不是从头开始创建本体学可能更有效。

本节中的文章详细介绍了如何为 Azure 数字孪生方案创建本体和使用预先存在的行业本体,包括目前可用的现有本体,以及将行业标准转换为用于 Azure 数字孪生的本体的不同策略。

Azure 数字孪生的本体策略摘要

下面是用于在 Azure 数字孪生中使用的 DTDL 本体的主要策略。 根据行业现有材料与解决方案的距离,选择最适合自己的材料。

策略 说明 资源
采用 你可以通过采用 Microsoft 的开源 DTDL 本体之一(基于广泛接受的行业标准构建)来快速启动解决方案。 如果本体包含所需的所有模型,则可以采用这些模型集作为它们,并使用现成的模型集。 采用行业标准本体
Extend 如果现有的 DTDL 本体学具有解决方案中所需的模型最多(但并非全部),则可以使用自己的附加内容来扩展本体,以创建自定义本体学。 采用行业标准本体

扩展本体
转换 如果已有以另一个标准行业格式表示的现有模型,则可以将其转换为 DTDL,以将其与 Azure 数字孪生配合使用。 转换本体
作者 可以使用任何适用的行业标准作为灵感,从头开始开发自己的自定义 DTDL 本体。 DTDL 模型

使用现有的本体

现有的行业本体为数字孪生解决方案提供了一个很好的起点。 它们包含一组特定于域的模型和实体之间的关系,用于设计、创建和分析数字孪生关系图。 行业本体使解决方案开发人员能够从经过验证的起点开始数字孪生解决方案,并专注于解决业务问题。

在解决方案中使用这些本体还可以设置它们,以便在不同的合作伙伴和供应商之间实现更无缝的集成,因为本体可以跨解决方案提供常见词汇。

下面是使用行业标准的 DTDL ontology 作为孪生体图的架构的一些其他优点:

  • 协调软件组件、文档、查询库等
  • 减少概念建模和系统开发方面的投资
  • 更方便在语义级别进行数据互操作
  • 重复使用最佳做法,而不必从头开始

Microsoft 创建了多个基于广泛使用的行业标准构建的开源 DTDL 本体。 可以在 解决方案中采用这些现成的本体 ,或者 通过你自己的附加内容扩展本体 来自定义解决方案。 由于 Azure 数字孪生中的模型以 数字孪生定义语言(DTDL)表示,因此专为 Azure 数字孪生设计的本体用 DTDL 编写。

如果你有一组以不同标准行业格式(如 RDF 或 OWL)表示的行业模型,则可以将其用作起点 ,并将模型转换为 DTDL ,以便在 Azure 数字孪生中使用它们。

创作自己的本体

如果没有满足你的需求的现有行业本体,你始终可以从头开始开发自己的自定义 DTDL 本体。 这些内容可以受到适用的行业标准或与业务相关的任何其他信息的启发。

有关设计单个模型的信息,包括它们包含的所有字段以及如何在 DTDL 中创作它们,请参阅 DTDL 模型

完整模型开发路径

无论你选择哪种策略来设计或将本体学集成到 Azure 数字孪生中,都可以按照下面的完整路径指导你创建和上传本体作为 DTDL 模型。

  1. 首先查看和了解 Azure 数字孪生中的 DTDL 建模。
  2. 继续执行所选的本体策略: 根据解决方案和行业的需求采用转换扩展创作 模型。
  3. 验证模型,以确认它们是否为有效的 DTDL 文档。
  4. 使用 API 或类似于 Azure 数字孪生模型上传工具的示例,将完成的模型上传到 Azure 数字孪生。

将模型上传到服务后,可以...

后续步骤

详细了解采用、扩展和转换现有本体的策略:

或者,了解如何使用模型来创建数字孪生体:数字孪生体和孪生体关系图