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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。

从头开始创作完整的模型集来描述域时,你将创建自己的本体。 或者,有时行业的建模标准已经存在,相比从头开始创建本体,依靠现有的本体可能更有效。

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

下面是有关创建在 Azure 数字孪生中使用的 DTDL 本体的主要策略。 根据所在行业的现有材料与解决方案的匹配程度,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 本体之一来快速启动解决方案,这些本体是基于广泛接受的行业标准构建的。 如果本体包含所需的所有模型,则可以采用这些模型集,并使用现成的模型集。 采用行业标准本体
Extend 如果现有的 DTDL 本体具有解决方案所需的大部分模型(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。 采用行业标准本体

扩展本体
转换 如果目前已有以其他标准行业格式表示的模型,则可以将它们转换为 DTDL,以便将它们用于 Azure 数字孪生。 转换本体
作者 你可以使用任何适用的行业标准作为灵感,从头开发自己的自定义 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良好的起点。 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。 通过行业本体,解决方案开发人员可以从已经验证的起点开始制定数字孪生解决方案,并专注于解决业务问题。

在解决方案中使用这些本体还有利于在不同合作伙伴和供应商之间实现更无缝的集成,因为本体可以提供跨解决方案的通用词汇。

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 创建了几个基于广泛使用的行业标准构建的开源 DTDL 本体。 你可以在解决方案中采用这些现成的本体,或者使用自己的附加内容来扩展本体以自定义解决方案。 由于 Azure 数字孪生中的模型以数字孪生定义语言 (DTDL) 表示,因此为 Azure 数字孪生设计的本体也将用 DTDL 编写。

如果你有一组以不同的标准行业格式(如 RDF 或 OWL)表示的行业模型,则可以将其用作起点,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

如果没有现有的行业本体可以满足你的需求,你随时可以从头开始开发自己的自定义 DTDL 本体。 开发这些本体可从适用的行业标准或与业务相关的任何其他信息中受到启发。

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

无论选用哪种策略来设计本体或将其集成到 Azure 数字孪生中,都可以遵循以下完整路径来指导创建本体,并将其上传为 DTDL 模型。

  1. 首先,查看并了解 Azure 数字孪生中的 DTDL 建模
  2. 继续执行所选的本体策略:采用转换扩展模型,或根据解决方案和行业的需求创作模型。
  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...

  • 使用 Azure Digital Twins Explorer 中的模型图在本体中直观呈现这些模型。
  • 使用管理 DTDL 模型中的说明持续管理模型,包括检索代码中的模型、更新模型和删除模型。
  • 使用模型来创建数字孪生和孪生图

后续步骤

阅读有关采用、扩展和转换现有本体策略的详细信息:

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