Berufsakademie Karlsruhe
Studiengang: Wirtschaftsinformatik
Studienarbeit für die Prüfung zum
Diplom-Wirtschaftsinformatiker (BA)

Das Semantic Web und seine Anwendungen

eingereicht von:
Thomas Hafner

2006

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ... 1
1.1 Zielsetzung der Arbeit ... 1
1.2 Gliederung der Arbeit ... 2

2 Grundlagen ... 2
2.1 Semantische Modelle ... 3
2.1.1 Taxonomie ... 3
2.1.2 Thesaurus ... 4
2.1.3 Topic Map ... 5
2.1.4 Ontologie ... 6
2.2 Modellierungssprachen ... 8
2.2.1 Resource Description Framework (RDF) und RDF Schema (RDFS) ... 8
2.2.2 Web Ontology Language (OWL) ... 10

3 Das Semantic Web ... 11
3.1 Motivation für die Entstehung des Semantic Web ... 11
3.2 Ziele ... 13
3.3 Aufbau ... 13
3.4 Probleme und Risiken ... 15

4 Anwendungen des Semantic Web ... 16
4.1 Produkte und Projekte der Ontoprise GmbH ... 16
4.1.1 Semantische Suche zur Vertriebsunterstützung ... 16
4.1.2 Ratgebersystem für den Kundenservice ... 18
4.2 Strategisches Personalmanagement bei der DaimlerChrysler AG ... 19
4.3 SmartWeb ... 21
4.4 Weitere Anwendungen  ... 22

5 Zusammenfassende Betrachtung und Ausblick ... 22

Literaturverzeichnis ... VI
Anhang A: Ein einfaches RDF Schema ... IX
Anhang B: Beispiel eines OWL-Dokumentes ... X
Anhang C: Bildschmirmmaske SemanticGuide ... XI
Anhang D: Ähnlichkeitsmaße zum Vergleich von Kompetenzprofilen ... XII
Anhang E: Ontologie für das strategische Personalmanagement ... XIII

1 Einleitung

„We are drowning in information and starved for knowledge.“ [Nais82].
John Naisbitt

Das World Wide Web (WWW) hat sich in den letzten Jahren zu einem immer wichtigeren Bestandteil unserer Gesellschaft entwickelt. Die dort vorhandenen Informationen werden in vielen Einsatzgebieten verwendet, sowohl im privaten Umfeld als auch in Unternehmen. Zusätzlich zu diesem öffentlich zugänglichen Web existieren in vielen Unternehmen so genannte Intranets, die den Mitarbeitern interne Daten bzw. Informationen im Web-Format präsentieren. Die gesamte Informationsmenge, welche dem einzelnen Menschen zur Verfügung steht, steigt täglich an, und ein Ende dieser Entwicklung ist bisher nicht zu erkennen (siehe [Netc05]). Man spricht in diesem Zusammenhang oft von Informationsüberflutung (englisch „Information Overload“).

Das obige Zitat des US-amerikanischen Forschers John Naisbitt charakterisiert dieses Dilemma. Obwohl oder gerade weil die Datenmenge stetig zunimmt, wird es immer schwieriger, die benötigten Informationen ausfindig zu machen und für sich zu nutzen. Deshalb gewinnt die Filterung bzw. Präsentation relevanter Informationen mehr und mehr an Bedeutung. In den meisten Anwendungen ist dies noch die Aufgabe des Benutzers, was jedoch oft mit erheblichem Zeitaufwand oder sogar mit einem erfolglosen Suchergebnis verbunden ist. Ursache dafür ist die Tatsache, dass die meisten Benutzer mit den heute vorhandenen Datenmengen überfordert sind und nicht wissen, in welchen Quellen sie suchen sollen bzw. welche der angebotenen Informationen für sie von Relevanz sind.

Mittlerweile existieren jedoch Konzepte und Technologien, mit denen diese Herausforderungen der Zukunft gemeistert werden können. Dazu zählt das Semantic Web, welches Konzepte vereint, die hauptsächlich auf dem Gebiet der Informationsfilterung und Wissensrepräsentation erhebliche Mehrwerte bringen sollen. Der Kern des Semantic Web besteht darin, im Web verfügbare Daten mit Meta-Informationen anzureichern und es dadurch Anwendungen (Agenten) möglich zu machen, die verfügbaren Daten zu verstehen bzw. Aussagen über die Bedeutung dieser Daten zu machen. „Als Wunschvorstellung verbirgt sich dahinter nichts weniger als die Weiterentwicklung des gegenwärtig präsentationsorientierten Webs zu einem universellen Kommunikationsmedium, in dem maschinelle Agenten im Auftrag von Menschen gewisse Tätigkeiten vollführen. Die Agenten sollen hierbei zu einem gewissen Grade regelbasiert selbstständig agieren, ohne jedoch eigenständig Entscheidungen auf intelligenter Basis treffen zu können.“ [DJMZ05, S. 1].

1.1 Zielsetzung der Arbeit

Ziel dieser Arbeit ist es, einen Überblick über verschiedene Aspekte der Vision Semantic Web zu geben und eine Einordnung dieses Begriffes in die IT-Welt zu ermöglichen. Besonders hervorgehoben werden dabei potentielle Einsatzmöglichkeiten (in Unternehmen) sowie aktuelle Anwendungen, die bereits realisiert wurden.

Es wird eine Einführung in grundlegende Begriffe wie Taxonomien und Ontologien gegeben, die im Zusammenhang mit dem Semantic Web eine Rolle spielen. Auf die einzelnen Technologien des Semantic Web wird nicht im Detail eingegangen, da dies den Rahmen der Arbeit sprengen würde. Daher erfolgt eine knappe Darstellung der wichtigsten technologischen Aspekte, um den Aufbau und die Funktionsweise des Semantic Web verstehen zu können. Das Thema Web Services bzw. Semantic Web Services wird in dieser Arbeit nicht berücksichtigt. Hier sei auf [DJK06] verwiesen. Hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten soll mit Hilfe ausgewählter Anwendungen gezeigt werden, was auf diesem Gebiet möglich ist und wo bereits durch realisierte Projekte Erfolge verbucht werden konnten.

1.2 Gliederung der Arbeit

Die Arbeit wird in vier Abschnitte eingeteilt, wobei die einzelnen Kapitel aufeinander aufbauen. Zu Beginn werden in Kapitel 2 die notwendigen Grundlagen vermittelt, die für ein Gesamtverständnis des Konzepts Semantic Web und der beschriebenen Anwendungen erforderlich sind. Dabei werden vier semantische Modelle (Taxonomie, Thesaurus, Topic Map, Ontologie) beschrieben und miteinander in Beziehung gesetzt. Darauf aufbauend findet eine Vorstellung der beiden Modellierungssprachen RDF und OWL statt, welche im Konzept Semantic Web eine entscheidende Rolle spielen.

Kapitel 3 ist dem eigentlichen Konzept Semantic Web gewidmet. Ausgehend von der Motivation für die Entstehung dieses Konzepts werden Ziele und Aufbau des Semantic Web beschrieben. Danach folgt eine Darstellung von Problemen und Risiken, die es in Zsammenhang mit dem Semantic Web zu berücksichtigen gilt.

In Kapitel 4 werden ausgewählte Anwendungen vorgestellt, die semantische Technologien einsetzen und die Nutzwerte des Semantic Web dadurch praktisch aufzeigen. Zum Abschluss werden in Kapitel 5 eine zusammenfassende Betrachtung zu den dargestellten Themen sowie ein Ausblick in die Zukunft des Semantic Web bzw. seiner Anwendungen gegeben.

2 Grundlagen

Dieses Kapitel vermittelt die wichtigsten Grundbegriffe, die im Semantic Web eine Rolle spielen. Zu Beginn werden die vier semantischen Modelle Taxonomie, Thesaurus, Topic Map und Ontologie erläutert. Mit ihnen ist es möglich, Daten in unterschiedlich starken Ausprägungen eine Bedeutung zu verleihen.

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