An ontology-based approach to manage conflicts in collaborative design

par Moisés Lima Dutra

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Parisa Shariat Ghodous et de Ricardo Gonçalves.

Le président du jury était Yamine Aït-Ameur.

Le jury était composé de Shaw Feng.

Les rapporteurs étaient Yvon Gardan, Aris M. Ouksel.

  • Titre traduit

    Une approche basée sur les ontologies pour la gestion de conflits dans un environnement collaboratif


  • Résumé

    De nos jours, les projets de conception complexes de produits exigent que les équipes de concepteurs se réunissent pour faciliter le partage de leurs compétences et expertises respectives afin de produire un ensemble de solutions de conception efficace. Dû au besoin croissant d’échanger les connaissances, les projets de conception modernes sont encore plus structurés pour travailler avec des équipes distribuées qui collaborent sur un réseau informatique pour accomplir une conception optimale de produit. Néanmoins, dans ce processus de conception collaborative, l'intégration d'équipes multidisciplinaires – qui implique l'échange et le partage des connaissances et compétences – génère fréquemment des situations conflictuelles. Les différents points de vue et perspectives des experts, les différentes façons de communiquer et collaborer au niveau de connaissances, rendent le processus difficilement maitrisable. Pour accomplir un scénario optimal, certains problèmes doivent d’abords être résolus comme la spécification et formalisation des besoins, l’intégration d'ontologies, la détection et la résolution des conflits. Spécifier et formaliser les connaissances demandent un grand effort afin d’obtenir un modèle de représentation pour agréger plusieurs domaines différents des connaissances. Chaque expert pourrait s'exprimer afin que les autres comprennent leurs informations correctement. Il est donc nécessaire d’utiliser un modèle de représentation de données suffisamment clair et flexible pour accomplir cette tâche. Certains modèles actuels ne parviennent pas à fournir une solution efficace pour le partage des connaissances et pour la collaboration des projets de conception, car ces modèles n’intègrent pas les aspects géographiques, temporels, fonctionnels de la conception avec un modèle de représentation des connaissances flexible et générique. Ce travail propose une architecture, pour la conception collaborative, qui ambitionne d'être synchrone, générique, orientée aux services, basée sur les agents, et basée sur les ontologies. Des modèles particuliers de représentation sont transformés en instances d'ontologie et sont fusionnés pour accomplir le model final de conception d’un produit. C'est une approche synchrone parce que le processus de fusion est entrepris en même temps que l'interaction entre concepteurs. C'est générique parce qu'elle permet aux utilisateurs de travailler avec deux approches pour l’intégration d'ontologies : celle qui utilise une ontologie générique et celle qui utilise un processus d'harmonisation. Notre proposition se concentre sur les conflits de la conception collaborative et fait usage de Web Ontology Language (OWL) et des Services Web, le premier comme langage pour représenter les connaissances et le dernier comme un support technologique pour la communication.


  • Résumé

    Today’s complex design projects require teams of designers to work collaboratively by sharing their respective expertise in order to produce effective design solutions. Due to the increasing need for exchanging knowledge, modern design projects are more structured to work with distributed virtual teams that collaborate over computer networks to achieve overall optimization in design. Nevertheless, in a collaborative design process, the integration of multidisciplinary virtual teams – involving exchange and sharing of knowledge and expertise – frequently and inevitably generates conflicting situations. Different experts’ viewpoints and perspectives, in addition to several ways of communicating and collaborating at the knowledge level, make all this process very hard to manage. In order to achieve an optimal scenario, some problems must first be solved, such as requirement specification and formalization, ontology integration, and conflict detection and resolution. Specifying and formalizing the knowledge demands a great effort towards obtaining representation patterns that aggregate several disjoint knowledge areas. Each expert should express himself so that the others can understand his information correctly. It is necessary, therefore, to use a flexible and sufficiently extensive data representation model to accomplish such a task. Some current models fall short of providing an effective solution to effective knowledge sharing and collaboration on design projects, because they fail to combine the geographical, temporal, and functional design aspects with a flexible and generic knowledge representation model. This work proposes an information model-driven collaborative design architecture that supports synchronous, generic, service-oriented, agent-based, and ontology-based teamwork. Particular representation models are transformed into ontology instances and merged together in order to accomplish the final product design. It is a synchronous approach because the concurrent processes are undertaken at the same time that the interactions among designers take place. It is generic because it provides the users with two approaches for ontology integration: the use of a predefined generic ontology and the harmonization process. Our proposal focuses on collaborative design conflict resolution by using Web Ontology Language (OWL) and Web Services, the former as a tool for knowledge representation and the latter as a technological support for communication.


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