Framework for the semantic alignment of enterprise’s domain knowledge

Nowadays, the consumption of goods and services on the Internet are increasing in a constant motion. Small and Medium Enterprises (SMEs) mostly from the traditional industry sectors are usually make business in weak and fragile market sectors, where customized products and services prevail. To survive and compete in the actual markets they have to readjust their business strategies by creating new manufacturing processes and establishing new business networks through new technological approaches. In order to compete with big enterprises, these partnerships aim the sharing of resources, knowledge and strategies to boost the sector’s business consolidation through the creation of dynamic manufacturing networks. To facilitate such demand, it is proposed the development of a centralized information system, which allows enterprises to select and create dynamic manufacturing networks that would have the capability to monitor all the manufacturing process, including the assembly, packaging and distribution phases. Even the networking partners that come from the same area have multi and heterogeneous representations of the same knowledge, denoting their own view of the domain. Thus, different conceptual, semantic, and consequently, diverse lexically knowledge representations may occur in the network, causing non-transparent sharing of information and interoperability inconsistencies. The creation of a framework supported by a tool that in a flexible way would enable the identification, classification and resolution of such semantic heterogeneities is required. This tool will support the network in the semantic mapping establishments, to facilitate the various enterprises information systems integration

Evaluating the combination of relaxation and argumentation in ontology matching negotiation

No decorrer dos últimos anos, os agentes (inteligentes) de software foram empregues como um método para colmatar as dificuldades associadas com a gestão, partilha e reutilização de um crescente volume de informação, enquanto as ontologias foram utilizadas para modelar essa mesma informação num formato semanticamente explícito e rico. À medida que a popularidade da Web Semântica aumenta e cada vez informação é partilhada sob a forma de ontologias, o problema de integração desta informação amplifica-se. Em semelhante contexto, não é expectável que dois agentes que pretendam cooperar utilizem a mesma ontologia para descrever a sua conceptualização do mundo. Inclusive pode revelar-se necessário que agentes interajam sem terem conhecimento prévio das ontologias utilizadas pelos restantes, sendo necessário que as conciliem em tempo de execução num processo comummente designado por Mapeamento de Ontologias [1]. O processo de mapeamento de ontologias é normalmente oferecido como um serviço aos agentes de negócio, podendo ser requisitado sempre que seja necessário produzir um alinhamento. No entanto, tendo em conta que cada agente tem as suas próprias necessidades e objetivos, assim como a própria natureza subjetiva das ontologias que utilizam, é possível que tenham diferentes interesses relativamente ao processo de alinhamento e que, inclusive, recorram aos serviços de mapeamento que considerem mais convenientes [1]. Diferentes matchers podem produzir resultados distintos e até mesmo contraditórios, criando-se assim conflitos entre os agentes. É necessário que se proceda então a uma tentativa de resolução dos conflitos existentes através de um processo de negociação, de tal forma que os agentes possam chegar a um consenso relativamente às correspondências que devem ser utilizadas na tradução de mensagens a trocar. A resolução de conflitos é considerada uma métrica de grande importância no que diz respeito ao processo de negociação [2]: considera-se que existe uma maior confiança associada a um alinhamento quanto menor o número de conflitos por resolver no processo de negociação que o gerou. Desta forma, um alinhamento com um número elevado de conflitos por resolver apresenta uma confiança menor que o mesmo alinhamento associado a um número elevado de conflitos resolvidos. O processo de negociação para que dois ou mais agentes gerem e concordem com um alinhamento é denominado de Negociação de Mapeamentos de Ontologias. À data existem duas abordagens propostas na literatura: (i) baseadas em Argumentação (e.g. [3] [4]) e (ii) baseadas em Relaxamento [5] [6]. Cada uma das propostas expostas apresenta um número de vantagens e limitações. Foram propostas várias formas de combinação das duas técnicas [2], com o objetivo de beneficiar das vantagens oferecidas e colmatar as suas limitações. No entanto, à data, não são conhecidas experiências documentadas que possam provar tal afirmação e, como tal, não é possível atestar que tais combinações tragam, de facto, o benefício que pretendem. O trabalho aqui apresentado pretende providenciar tais experiências e verificar se a afirmação de melhorias em relação aos resultados das técnicas individuais se mantém. Com o objetivo de permitir a combinação e de colmatar as falhas identificadas, foi proposta uma nova abordagem baseada em Relaxamento, que é posteriormente combinada com as abordagens baseadas em Argumentação. Os seus resultados, juntamente com os da combinação, são aqui apresentados e discutidos, sendo possível identificar diferenças nos resultados gerados por combinações diferentes e possíveis contextos de utilização.Agent-based Ontology Alignment Negotiation process aims to generate an alignment through the interaction of two or more agents. When these agents exploit different matching services they can reach incompatible alignments, giving rise to conflicts. In such cases it is necessary that they engage in a negotiation process in order to achieve consensus. Two different types of ontology matching negotiation approaches can be found in literature: (i) Relaxation-based and (ii) Argumentation-based. Each of these approaches has its advantages and limitations. To benefit from both techniques’ advantages and overcome their limitations, several ways of combining them have been proposed. To the best of our knowledge however, no experiments have been described and no results regarding these combinations have been reported in literature. This work aims to provide such results by implementing and comparing different combinations of Relaxation-based and Argumentation-based approaches. After carefully analyzing these approaches, we concluded that the state of the art Relaxation-based approach needed improvement before it could be combined with Argumentation-based approaches. In this context, a new proposal for the Relaxation-based approach is described and a thorough analysis of the results achieved through two of the proposed combinations. The presented results allow identifying the different benefits of each combination, thus making it possible for developers to choose which one fits their requirements for the generated alignment

Enhancing Agent Mediated Electronic Markets with Ontology Matching Services and Social Network Support

Os Mercados Eletrónicos atingiram uma complexidade e nível de sofisticação tão elevados, que tornaram inadequados os modelos de software convencionais. Estes mercados são caracterizados por serem abertos, dinâmicos e competitivos, e constituídos por várias entidades independentes e heterogéneas. Tais entidades desempenham os seus papéis de forma autónoma, seguindo os seus objetivos, reagindo às ocorrências do ambiente em que se inserem e interagindo umas com as outras. Esta realidade levou a que existisse por parte da comunidade científica um especial interesse no estudo da negociação automática executada por agentes de software [Zhang et al., 2011]. No entanto, a diversidade dos atores envolvidos pode levar à existência de diferentes conceptualizações das suas necessidades e capacidades dando origem a incompatibilidades semânticas, que podem prejudicar a negociação e impedir a ocorrência de transações que satisfaçam as partes envolvidas. Os novos mercados devem, assim, possuir mecanismos que lhes permitam exibir novas capacidades, nomeadamente a capacidade de auxiliar na comunicação entre os diferentes agentes. Pelo que, é defendido neste trabalho que os mercados devem oferecer serviços de ontologias que permitam facilitar a interoperabilidade entre os agentes. No entanto, os humanos tendem a ser relutantes em aceitar a conceptualização de outros, a não ser que sejam convencidos de que poderão conseguir um bom negócio. Neste contexto, a aplicação e exploração de relações capturadas em redes sociais pode resultar no estabelecimento de relações de confiança entre vendedores e consumidores, e ao mesmo tempo, conduzir a um aumento da eficiência da negociação e consequentemente na satisfação das partes envolvidas. O sistema AEMOS é uma plataforma de comércio eletrónico baseada em agentes que inclui serviços de ontologias, mais especificamente, serviços de alinhamento de ontologias, incluindo a recomendação de possíveis alinhamentos entre as ontologias dos parceiros de negociação. Este sistema inclui também uma componente baseada numa rede social, que é construída aplicando técnicas de análise de redes socias sobre informação recolhida pelo mercado, e que permite melhorar a recomendação de alinhamentos e auxiliar os agentes na sua escolha. Neste trabalho são apresentados o desenvolvimento e implementação do sistema AEMOS, mais concretamente: • É proposto um novo modelo para comércio eletrónico baseado em agentes que disponibiliza serviços de ontologias; • Adicionalmente propõem-se o uso de redes sociais emergentes para captar e explorar informação sobre relações entre os diferentes parceiros de negócio; • É definida e implementada uma componente de serviços de ontologias que é capaz de: • o Sugerir alinhamentos entre ontologias para pares de agentes; • o Traduzir mensagens escritas de acordo com uma ontologia em mensagens escritas de acordo com outra, utilizando alinhamentos previamente aprovados; • o Melhorar os seus próprios serviços recorrendo às funcionalidades disponibilizadas pela componente de redes sociais; • É definida e implementada uma componente de redes sociais que: • o É capaz de construir e gerir um grafo de relações de proximidade entre agentes, e de relações de adequação de alinhamentos a agentes, tendo em conta os perfis, comportamento e interação dos agentes, bem como a cobertura e utilização dos alinhamentos; • o Explora e adapta técnicas e algoritmos de análise de redes sociais às várias fases dos processos do mercado eletrónico. A implementação e experimentação do modelo proposto demonstra como a colaboração entre os diferentes agentes pode ser vantajosa na melhoria do desempenho do sistema e como a inclusão e combinação de serviços de ontologias e redes sociais se reflete na eficiência da negociação de transações e na dinâmica do mercado como um todo.In electronic commerce, the diversity of the involved actors can lead to different conceptualizations of their needs and capabilities, giving rise to semantic incompatibilities that might hamper negotiations and the fulfilling of satisfactory transactions. In order to provide help in conversation among different actors, markets must offer ontology services to facilitate interoperability. However, humans tend to be reluctant to accept others’ conceptualizations, except if they become convinced that a good deal can be achieved. In this context, the application and exploitation of relationships captured by social networks can result in the establishment of more accurate trust relationships between businesses and customers, as well as the improvement of the negotiation efficiency and therefore the users’ satisfaction with the electronic commerce system. The AEMOS system is an agent-based electronic commerce platform that provides ontology matching services in order to facilitate the interoperability between agents that use different ontologies. AEMOS also includes a social network component that allows improving the ontology alignment recommendations and supporting the agents’ decisions about which alignments to select based on the information collected throughout the market and by exploring social network analysis techniques. This work presents the development and implementation of the AEMOS system, illustrating how the collaboration between the different agents can be helpful in improving the system’s performance, and how the inclusion and combination of ontology services and social networks reflects in the efficiency of the negotiation process