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      一種食品質(zhì)量分析方法

      文檔序號:6524184閱讀:243來源:國知局
      一種食品質(zhì)量分析方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種食品質(zhì)量分析方法,其包括以下步驟:根據(jù)食品生產(chǎn)鏈,構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體模型,構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體推理機(jī)制,建立食品質(zhì)量分析模型,分析所述食品質(zhì)量分析模型獲取食品質(zhì)量分析結(jié)果。即采用本體推理方式對食品質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測分析,并實(shí)現(xiàn)對食品企業(yè)整條生產(chǎn)鏈上的信息采集,通過對食品領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建以及建立食品質(zhì)量分析本體推理規(guī)則,實(shí)現(xiàn)了食品質(zhì)量分析,并且根據(jù)不同種類食品生產(chǎn)的特點(diǎn),不斷添加生產(chǎn)實(shí)例和調(diào)整本體推理規(guī)則,實(shí)現(xiàn)獲取可靠的食品質(zhì)量分析結(jié)果。
      【專利說明】一種食品質(zhì)量分析方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及食品質(zhì)量安全領(lǐng)域,尤其涉及一種食品質(zhì)量分析方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]在食品領(lǐng)域目前國內(nèi)外主要研究都集中在食品質(zhì)量監(jiān)控、食品供應(yīng)鏈監(jiān)控和食品追溯方面,各國都不斷的推出食品相關(guān)法律來完善自己的食品質(zhì)量監(jiān)管體系。目前食品質(zhì)量分析和監(jiān)控手段主要是人工對蛋白質(zhì)、脂肪、細(xì)菌和化學(xué)元素和某些微量元素含量進(jìn)行分析,分析結(jié)果可部分保證食品質(zhì)量,但難以大規(guī)模普及,更適合于安檢部門及進(jìn)行少量樣品抽查。國內(nèi)的食品安全問題的研究重點(diǎn)幾乎都是集中于基于二維碼、三維編碼體系以及RFID等技術(shù)的對食品的質(zhì)量追溯方面,并未涉及構(gòu)建食品質(zhì)量分析模型,無法有效實(shí)現(xiàn)對食品質(zhì)量的智能分析和診斷。食品質(zhì)量監(jiān)控可以分為三個(gè)步驟,原材料監(jiān)控、食品加工監(jiān)控、成品儲存監(jiān)控,其中食品加工可控因素最高,尤其在大型食品生產(chǎn)企業(yè)中生產(chǎn)鏈上工業(yè)化程度相對較高。由于食品生產(chǎn)中影響食品質(zhì)量因素多,且各因素間邏輯關(guān)系復(fù)雜,建立一種有效的自動化監(jiān)管分析方法很難,傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法很難實(shí)現(xiàn)。語義網(wǎng)的主題思想是對萬維網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)充,以使其表達(dá)的語義能被機(jī)器理解,方便語義在機(jī)器間進(jìn)行交流。
      [0003]目前在食品質(zhì)量分析領(lǐng)域還沒有關(guān)于本體的嘗試,但本體的理論和應(yīng)用的日漸成熟,完全可以為食品質(zhì)量分析本體提供理論依據(jù)和借鑒基礎(chǔ)。本體的概念提取可以有效的剖析食品領(lǐng)域的復(fù)雜關(guān)系,影響食品質(zhì)量的因素多而且復(fù)雜,靠人工分析提取很難做到全面合理,本體通過推理可以提取隱含在語義中的隱含數(shù)據(jù),通過推理驗(yàn)證可以保證領(lǐng)域模型的正確性。
      [0004]因此,現(xiàn)有技術(shù)還有待于更進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種食品質(zhì)量分析方法,實(shí)現(xiàn)獲取可靠的食品質(zhì)量分析結(jié)果的目的。
      [0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
      一種食品質(zhì)量分析方法,其包括以下步驟:
      根據(jù)食品生產(chǎn)鏈,構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體模型,構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體推理機(jī)制,建立食品質(zhì)量分析模型,分析所述食品質(zhì)量分析模型獲取食品質(zhì)量分析結(jié)果。
      [0007]所述的食品質(zhì)量分析方法,其中,上述構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體模型的步驟包括:
      A、根據(jù)食品生產(chǎn)鏈確定本體的構(gòu)建領(lǐng)域;
      B、從原材料進(jìn)貨、原材料存儲、原材料運(yùn)輸、食品加工、成品存儲和成品運(yùn)輸進(jìn)行本體術(shù)語獲??;
      C、自上而下,先提取本體的頂級概念,再逐級提取本體概念;根據(jù)提取的本體概念,建立本體概念之間的層次關(guān)系,在本體中定義本體的屬性,獲得所述食品質(zhì)量分析本體模型。
      [0008]所述的食品質(zhì)量分析方法,其中,上述構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體推理機(jī)制的步驟包括:采用SWRL建立本體推理規(guī)則,將SWRL規(guī)則和本體轉(zhuǎn)化為Jena推理機(jī)進(jìn)行推理,獲取本體中的隱形數(shù)據(jù)并監(jiān)測本體的不一致性,最后將推理出的數(shù)據(jù)寫回到本體庫中。
      [0009]所述的食品質(zhì)量分析方法,其中,上述建立食品質(zhì)量分析模型的步驟包括:
      D、通過構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體層,存儲與食品和食品質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)息,包括本體建立時(shí)的數(shù)據(jù)和通過推理獲取的數(shù)據(jù);
      E、通過構(gòu)建食品質(zhì)量分析的信息獲取層,自動獲取或者人工檢查獲取分析食品質(zhì)量所需的息;
      F、通過構(gòu)建食品質(zhì)量分析層,為信息獲取層中的信息貼上標(biāo)簽序列,通過屬性為各個(gè)實(shí)例、以及各實(shí)例和食品質(zhì)量之間建立對應(yīng)的邏輯關(guān)系,解析實(shí)例綜合的輸出信息,形成檢索條件,根據(jù)檢索條件對食品質(zhì)量分析本體庫進(jìn)行檢索,最終實(shí)現(xiàn)食品質(zhì)量分析。
      [0010]本發(fā)明提供的一種食品質(zhì)量分析方法,即采用本體推理方式對食品質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測分析,并實(shí)現(xiàn)對食品企業(yè)整條生產(chǎn)鏈上的信息采集,通過對食品領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建以及建立食品質(zhì)量分析本體推理規(guī)則,實(shí)現(xiàn)了食品質(zhì)量分析,并且根據(jù)不同種類食品生產(chǎn)的特點(diǎn),不斷添加生產(chǎn)實(shí)例和調(diào)整本體推理規(guī)則,實(shí)現(xiàn)獲取可靠的食品質(zhì)量分析結(jié)果。不但可以有效結(jié)合當(dāng)前大力發(fā)展的食品質(zhì)量安全追溯體系,更是對食品質(zhì)量安全體系的本質(zhì)改進(jìn)。食品質(zhì)量分析本體模型的建立,可以輔助生產(chǎn)者分析在當(dāng)前的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)材料的前提下,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)食品的可能性,有助于生產(chǎn)者對生產(chǎn)條件和生產(chǎn)材料的更改,使食品生產(chǎn)具有更全面的計(jì)劃性和針對性,有效降低生產(chǎn)成本和提高優(yōu)質(zhì)食品的生產(chǎn)能力。食品質(zhì)量分析模型的建立,可以使消費(fèi)者更加全面的了解影響食品質(zhì)量的各類因素,提升消費(fèi)者對食品質(zhì)量認(rèn)識的能力。食品質(zhì)量分析系統(tǒng)的建立,可以對大批同類型食品的監(jiān)管提供一種有效的輔助手段,幫助分析此批食品出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能性和可能的原因,為加大食品質(zhì)量監(jiān)管提供有效的技術(shù)支持。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0011]圖1是本發(fā)明的食品質(zhì)量分析模型結(jié)構(gòu)圖;
      圖2是本發(fā)明的食品質(zhì)量分析模型時(shí)序圖;
      圖3是本發(fā)明的食品質(zhì)量分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
      圖4是本發(fā)明的食品質(zhì)量分析本體上層概念圖;
      圖5是本發(fā)明的食物概念圖;
      圖6是本發(fā)明的條件概念圖;
      圖7是本發(fā)明的信息概念圖;
      圖8是本發(fā)明的工序概念圖;
      圖9是本發(fā)明的材料概念圖;
      圖10是本發(fā)明的食品質(zhì)量分析本體概念層次圖;
      圖11是本發(fā)明的食品生產(chǎn)鏈圖;
      圖12是本發(fā)明的食品生產(chǎn)全過程圖;
      圖13是本發(fā)明的中食品實(shí)例與屬性實(shí)例的對應(yīng)關(guān)系圖。
      【具體實(shí)施方式】[0012]本發(fā)明提供了一種食品質(zhì)量分析方法,為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確,以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
      [0013]本發(fā)明提供了一種食品質(zhì)量分析方法,如圖1與圖2所示的,其包括以下步驟: 根據(jù)食品生產(chǎn)鏈,構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體模型,構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體推理機(jī)制,建立
      食品質(zhì)量分析模型,分析所述食品質(zhì)量分析模型獲取食品質(zhì)量分析結(jié)果。
      [0014]在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中,上述構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體模型的步驟包括: 步驟一:根據(jù)食品生產(chǎn)鏈確定本體的構(gòu)建領(lǐng)域;
      步驟二:從原材料進(jìn)貨、原材料存儲、原材料運(yùn)輸、食品加工、成品存儲和成品運(yùn)輸進(jìn)行本體術(shù)語獲??;
      步驟三:自上而下,先提取本體的頂級概念,再逐級提取本體概念;根據(jù)提取的本體概念,建立本體概念之間的層次關(guān)系,在本體中定義本體的屬性,獲得所述食品質(zhì)量分析本體模型。
      [0015]更進(jìn)一步的,上述構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體推理機(jī)制的步驟包括:采用SWRL建立本體推理規(guī)則,將SWRL規(guī)則和本體轉(zhuǎn)化為Jena推理機(jī)進(jìn)行推理,獲取本體中的隱形數(shù)據(jù)并監(jiān)測本體的不一致性,最后將推理出的數(shù)據(jù)寫回到本體庫中。
      [0016]在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中,上述建立食品質(zhì)量分析模型的步驟包括:
      步驟1:通過構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體層,存儲與食品和食品質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)息,包括本體建立時(shí)的數(shù)據(jù)和通過推理獲取的數(shù)據(jù);
      步驟2:通過構(gòu)建食品質(zhì)量分析的信息獲取層,自動獲取或者人工檢查獲取分析食品質(zhì)量所需的信息;
      步驟3:通過構(gòu)建食品質(zhì)量分析層,為信息獲取層中的信息貼上標(biāo)簽序列,通過屬性為各個(gè)實(shí)例、以及各實(shí)例和食品質(zhì)量之間建立對應(yīng)的邏輯關(guān)系,解析實(shí)例綜合的輸出信息,形成檢索條件,根據(jù)檢索條件對食品質(zhì)量分析本體庫進(jìn)行檢索,最終實(shí)現(xiàn)食品質(zhì)量分析。
      [0017]為了更進(jìn)一步描述本發(fā)明的食品質(zhì)量分析方法,以下列舉更詳盡的實(shí)施例進(jìn)行說明。
      [0018]如圖1所示,食品質(zhì)量分析模型分為食品質(zhì)量分析本體層、信息獲取層和食品質(zhì)量分析層。而整個(gè)模型基于的是食品質(zhì)量本體,食品質(zhì)量本體中存儲了與食品和食品質(zhì)量相關(guān)的各種數(shù)據(jù),包括本體建立時(shí)的數(shù)據(jù)和通過推理獲取的數(shù)據(jù)。在食品生產(chǎn)過程中,通過自動獲取信息或者人工檢查獲取信息,對信息進(jìn)行整理歸類,并進(jìn)行實(shí)例化。根據(jù)屬性為各個(gè)實(shí)例、以及各實(shí)例和食品質(zhì)量之間建立起必要的邏輯關(guān)系,實(shí)現(xiàn)實(shí)例綜合。解析實(shí)例綜合的輸出信息,形成檢索條件,根據(jù)檢索條件對食品質(zhì)量分析本體庫進(jìn)行檢索,進(jìn)行食品質(zhì)量分析。最終得到食品質(zhì)量分析結(jié)果,并與人工分析結(jié)果匯總結(jié)合。
      [0019]食品質(zhì)量分析模型時(shí)序關(guān)系如圖2所示。在食品生產(chǎn)鏈中獲取了與質(zhì)量分析相關(guān)的信息后,對信息貼上標(biāo)簽序列進(jìn)行信息歸類,使其對應(yīng)的屬性能與其它本體中的概念建立其聯(lián)系,經(jīng)過分類后的信息需要進(jìn)行有效的實(shí)例化。信息實(shí)例化的是根據(jù)信息歸類得到的信息標(biāo)簽對食品質(zhì)量分析本體庫進(jìn)行檢索,在與食品質(zhì)量本體檢索的過程中,如果實(shí)例化失敗,則中斷食品質(zhì)量分析;如果實(shí)例化成果,則形成實(shí)例序列,每個(gè)實(shí)例都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)屬性。將信息實(shí)例化得到的是一系列實(shí)例建立起聯(lián)系才能進(jìn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)檢索,并通過本體關(guān)系建立起檢索條件,進(jìn)行實(shí)例綜合。實(shí)例綜合已經(jīng)建立好檢索食品質(zhì)量條件的格式化序列后,食品質(zhì)量分析將實(shí)例綜合步驟的輸出進(jìn)行解析,得到檢索條件,根據(jù)檢索條件對食品質(zhì)量分析本體庫進(jìn)行檢索。其中檢索結(jié)果為三種情況,未檢索到實(shí)例,檢索到多個(gè)實(shí)例,檢索出一個(gè)實(shí)例。未檢索到結(jié)果說明食品質(zhì)量分析本體中沒有滿足檢索條件的數(shù)據(jù),無法對食品質(zhì)量做出分析;檢索出多個(gè)實(shí)例說明檢索條件不夠全面,需要用戶添加更多的與食品生產(chǎn)相關(guān)的信息;檢索出一個(gè)實(shí)例則食品質(zhì)量分析成功。當(dāng)食品質(zhì)量分析失敗,則中斷食品質(zhì)量分析;當(dāng)食品質(zhì)量分析成功后,將分析結(jié)果與人工分析結(jié)果匯總,并將分析結(jié)果返回給用戶。
      [0020]食品質(zhì)量分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。開發(fā)人員可以通過API接口不斷的擴(kuò)充食品質(zhì)量分析本體庫,并通過本體推理模塊不斷完備本體推理規(guī)則。而應(yīng)用用戶可以通過信息獲取模塊為食品質(zhì)量分析獲取相應(yīng)的信息數(shù)據(jù),通過本體解析模塊,對信息進(jìn)行本體解析,并根據(jù)本體實(shí)例化模塊功能和本體匹配功能模塊功能,對食品質(zhì)量分析本體庫進(jìn)行檢索,實(shí)現(xiàn)食品質(zhì)量分析,通過查詢解析模塊,對獲取信息、食品質(zhì)量分析結(jié)果、本體匹配結(jié)果等進(jìn)行解析,并通過外部系統(tǒng)接口反饋解析結(jié)果。
      [0021]下面對本發(fā)明中食品質(zhì)量分析本體構(gòu)建和食品質(zhì)量分析本體推理方法實(shí)例進(jìn)行描述,通過有關(guān)本發(fā)明中食品質(zhì)量分析本體構(gòu)建和食品質(zhì)量分析本體推理方法的詳細(xì)描述及實(shí)例附圖可以更充分地理解本發(fā)明,但是優(yōu)選實(shí)施例只是為了解釋及理解本發(fā)明,并不意味著本發(fā)明局限于某一特定的實(shí)施例。
      [0022]食品質(zhì)量分析本體構(gòu)建的詳細(xì)介紹:
      本體的構(gòu)建領(lǐng)域的確定。如圖4所示的,本發(fā)明建立一種針對自動化程度較高的大型食品生產(chǎn)企業(yè)的食品生產(chǎn)鏈的食品質(zhì)量分析模型,本體中對食品質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素都是能自動監(jiān)控或能獲取的因素。本體摒棄了生產(chǎn)鏈中的不可控因素,只對影響食品質(zhì)量的可控因素做出分析。
      [0023]如圖5、圖6、圖7、圖8、圖9與圖10所示的,本體中的術(shù)語的獲取。本發(fā)明采取的方法是跟蹤食品生產(chǎn)過程,即從原材料進(jìn)貨、原材料存儲、原材料運(yùn)輸、食品加工、成品存儲和成品運(yùn)輸進(jìn)行術(shù)語獲取。在原材料進(jìn)貨、運(yùn)輸和存儲環(huán)節(jié)中,原材料貨源會對食品質(zhì)量產(chǎn)生影響??紤]原材料種類、保質(zhì)期等因素對于食品質(zhì)量的影響。原材料進(jìn)貨后不會馬上投入使用,故原材料存儲也很重要,存儲過程中會有溫度、濕度、光照、存儲時(shí)間等影響因素。原材料進(jìn)貨過程中運(yùn)輸也會對食品質(zhì)量造成影響,包括運(yùn)輸車輛、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸溫度、運(yùn)輸光照等。在食品加工中有很多能對食品質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素,本發(fā)明建立的食品質(zhì)量分析本體考慮公共性加工因素,包括加工材料、加工材料所占比率、加工時(shí)間、加工溫度、加工光照、加工濕度、加工人員、加工質(zhì)量、工序名稱等。生產(chǎn)工序分很多種,如烘烤、晾干、和面、發(fā)酵、涂蛋、冷凍等對食品質(zhì)量的影響。在食品加工完成后不會馬上出售,食品儲存和運(yùn)輸也會對食品質(zhì)量造成影響。食品加工完成后有保質(zhì)期限制,食品需要在保質(zhì)期內(nèi)出售并食用。食品存儲時(shí)周圍環(huán)境會對其造成影響,包括溫度、濕度、光照、存儲時(shí)間等。食品運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸環(huán)境也會對其質(zhì)量產(chǎn)生影響,包括溫度、濕度、時(shí)間、光照等。
      [0024]綜合上訴各步驟分析結(jié)果,食品質(zhì)量分析領(lǐng)域的主要術(shù)語如下:
      原材料、生產(chǎn)廠商、原材料種類、原材料保質(zhì)期、原材料運(yùn)輸溫度、原材料運(yùn)輸濕度、肉、酒、原材料運(yùn)輸時(shí)間、原材料存儲溫度、原材料存儲時(shí)間、米、油、雞蛋、原材料存儲濕度、面、糖、淀粉、水等;工序、工序名稱、工序用料、加工用料比例、加工溫度、加工濕度、元宵、加工光照、加工人員、工序產(chǎn)生品、烘烤、晾干、和面、發(fā)酵、涂蛋、冷凍、食品名稱、食品保質(zhì)期、食品存儲時(shí)間、食品存儲溫度、食品存儲溫度、食品存儲光照、食品運(yùn)輸時(shí)間、食品運(yùn)輸溫度、食品運(yùn)輸光照、面包、蛋糕、粽子、湯圓、餃子、餅干等、微生物含量、微生物、化學(xué)物質(zhì)含量、蛋白質(zhì)、脂肪、彳目息記錄。
      [0025]本體概念的提取。本發(fā)明采取自上而下法提取本體概念,即先獲取頂級概念,在逐層對各個(gè)概念的進(jìn)行分析來獲取下層概念。獲取概念及概念解釋如下:
      實(shí)物(表示最頂級概念)、環(huán)境、運(yùn)輸環(huán)境、存儲環(huán)境、加工環(huán)境、食品、面包、蛋糕、粽子、湯圓、餃子、元宵、餅干、質(zhì)量級別的總稱、劣質(zhì)、優(yōu)質(zhì)、運(yùn)輸、食品運(yùn)輸、材料運(yùn)輸、條件(為所有條件總稱,其子概念包括光照、時(shí)間、溫度等)、時(shí)間、溫度、濕度、化學(xué)物質(zhì)、光照、微量元素、信息、食物信息、食物保質(zhì)期、食物種類、半成品信息、半成品種類、半成品保質(zhì)期、原材料信息、原材料種類、原材料保質(zhì)期、廠家、工序、烘烤、晾干、和面、發(fā)酵、涂蛋、材料總稱、基本材料(即原材料)、半成品,即工序產(chǎn)生品、工序材料(即每道工序所需材料,其中包含比例屬性)、冷凍、米、面、油、雞蛋、糖、淀粉、肉、酒、水等。
      [0026]本體概念層次關(guān)系的確定。食品企業(yè)對食品生產(chǎn)鏈包括原材料進(jìn)貨、原材料存儲、加工、成品存儲、成品運(yùn)輸銷售等幾大流程。其中原材料進(jìn)貨、原材料存儲對食品質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素主要是原材料運(yùn)輸和存儲環(huán)境、原材料種類和原材料生產(chǎn)廠家。生產(chǎn)工序會對食品質(zhì)量造成影響的包括所用材料,所用材料比率,生產(chǎn)手法,其中生產(chǎn)手法中可控因素包括加工溫度、加工濕度、加工時(shí)間等。從食品生產(chǎn)加工完成到成功售出之前會對食品質(zhì)量產(chǎn)生影響的包括食品存儲和運(yùn)輸,圖4給出食品質(zhì)量分析本體的上層概念:
      食品是生產(chǎn)食品的頂級概念,如圖5所示,給出了一些具體的食品種類,如面包、餅干、湯圓、粽子、元宵、餃子等。條件是所有條件的頂級概念,如圖6所示,其下可細(xì)分為光照條件、時(shí)間條件、溫度條件、濕度條件、微生物條件等。環(huán)境是所以環(huán)境的頂級概念,其下可分為加工環(huán)境、存儲環(huán)境和運(yùn)輸環(huán)境。質(zhì)量級別表示食物等級,分為好、壞兩級。存儲是各類存儲的頂級概念,包括食品存儲和材料存儲等。信息是所有數(shù)據(jù)的頂級概念,包含食品數(shù)據(jù)、原材料數(shù)據(jù)和半成品數(shù)據(jù),其概念關(guān)系如圖7:
      工序是所有工序的頂級概念,其下包含具體各工序,層次關(guān)系如圖8:材料是各類材料的頂級概念,材料包括原材料和經(jīng)過加工過的材料即半成品,操作工序中操作的材料需要具有比例屬性,故在材料概念下添加操作材料用來判斷工序使用原材料比例是否正確。原材料有可細(xì)分為多種材料,其層次關(guān)系如圖9:食品質(zhì)量分析領(lǐng)域本體整體層次關(guān)系如圖10。
      [0027]本體屬性的定義。本體中屬性分為兩類,關(guān)系屬性和數(shù)據(jù)屬性。
      [0028]a、關(guān)系屬性,定義了概念間的相互關(guān)系。
      [0029]以環(huán)境和條件之間的關(guān)系為例,說明本發(fā)明中關(guān)系屬性如何定義。對食品質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素有很多,其中主要可監(jiān)控的因素為溫度、濕度、時(shí)間等,溫度包括原材料存儲時(shí)溫度、加工時(shí)溫度、成品存儲和運(yùn)輸溫度,其中加工時(shí)溫度包括加工環(huán)境溫度和加工工序溫度(如烘烤溫度、冷凍溫度等),上訴溫度、濕度、時(shí)間等都可以歸結(jié)到條件中。而環(huán)境包含存儲環(huán)境、加工環(huán)境和運(yùn)輸環(huán)境,存儲環(huán)境既可以表示材料存儲又可表示半成品存儲,因此環(huán)境需要和具體包含因素建立聯(lián)系,故可建立四種關(guān)系屬性,分別表示為環(huán)境和濕度、環(huán)境和溫度、環(huán)境和時(shí)間、環(huán)境和光照的關(guān)系。上訴四種關(guān)系屬性建立在上層概念環(huán)境中,由于概念包含關(guān)系,下層概念便可繼承上層概念的屬性。
      [0030]以此類推可建立本發(fā)明中其他關(guān)系屬性。
      [0031]b、數(shù)據(jù)屬性,主要存儲本體中的數(shù)據(jù),為本體中實(shí)例賦予具體的取值,本發(fā)明建立的食品質(zhì)量分析本體的數(shù)據(jù)屬性主要是和環(huán)境及廠商有關(guān)的數(shù)據(jù)。其中與環(huán)境有關(guān)的數(shù)據(jù)包括最大值和最小值兩種,給定最大值和最小值是因?yàn)闇囟热≈低ǔT谝粋€(gè)范圍內(nèi)浮動,而食品生產(chǎn)時(shí)對溫度要求也是一個(gè)范圍,當(dāng)超出范圍限制時(shí)才會生產(chǎn)出不合格產(chǎn)品。以此類推可建立本發(fā)明中其他數(shù)據(jù)屬性。綜上所述,可以構(gòu)建起食品質(zhì)量分析本體模型,并在模型中獲得相應(yīng)的本體屬性值和進(jìn)行本體實(shí)例化。
      [0032]食品質(zhì)量分析本體推理方法的詳細(xì)介紹本發(fā)明采用SWRL建立本體推理規(guī)則。SWRL規(guī)則格式為:規(guī)則前提_>規(guī)則結(jié)論,語法格式為rulel(?X,?y) Λ rule2 (?Y,?z)…Λ case(w) Λ easel (z)...— rulell (?X, ?y) Λ r u I e 2 2 2 (? Y,? z )…Λ casell(w) Λ case22 (z)...,其中rule表示關(guān)系屬性,case表示為某概念實(shí)例,Λ表示合取即同時(shí)滿足的意思。但是用SWRL建立推理規(guī)則還不能實(shí)現(xiàn)本體推理,將SWRL規(guī)則和本體轉(zhuǎn)化為Jena推理機(jī)可以識別的信息進(jìn)行推理。使用Jena推理機(jī)進(jìn)行推理時(shí),可以獲取本體中的隱形數(shù)據(jù)并監(jiān)測本體的不一致性,最后將推理出的數(shù)據(jù)寫回到本體庫中。
      [0033]建立本體推理規(guī)則重要是為了驗(yàn)證本體數(shù)據(jù)正確性和獲取隱形數(shù)據(jù),圖11給出食品生產(chǎn)鏈中的各個(gè)步驟及可能對食品質(zhì)量產(chǎn)生影響的各因素。
      [0034]由于食品質(zhì)量分析本體的推理是一個(gè)龐大復(fù)雜的推理過程,這里以原材料產(chǎn)生劣質(zhì)食品的推理機(jī)制為例簡單說明本體推理機(jī)制。原材料對食品質(zhì)量影響重大,若原材料出現(xiàn)問題則其生產(chǎn)出的所有食品都不合格。故原材料對其生產(chǎn)出的食品具有一票否決權(quán),在關(guān)系屬性中有f0r_food屬性,表示原材料用來生產(chǎn)何種食品的,故問題材料直接可推理出其產(chǎn)出的任何食品都是不合格的,得出規(guī)則:thing_level (?x, ?y) Λ base_material (?x) Λ for_food (?x, ?z) Λ bad_level (?y) Λ food (?z) — thing_level(?z, ?y)。
      [0035]其中thing_level (?x, ?y)表示實(shí)物質(zhì)量級別,x表示實(shí)例,y表示質(zhì)量級別;base_material (?x)表示x是原材料的實(shí)例;for_food (?x, ?z)表示將原材料實(shí)例x與食品實(shí)例z之間進(jìn)行關(guān)聯(lián);bad_level (?y)表示y是的劣質(zhì)的;food(?z)表示z是食品的實(shí)例。規(guī)則推導(dǎo)結(jié)果是食品z具有劣質(zhì)屬性,原因是用來生產(chǎn)z的原材料X是劣質(zhì)的。
      [0036]下面對本發(fā)明中食品質(zhì)量分析實(shí)例進(jìn)行描述,通過有關(guān)本發(fā)明中食品質(zhì)量分析方法的詳細(xì)描述及實(shí)例附圖可以更充分地理解本發(fā)明,但是優(yōu)選實(shí)施例只是為了解釋及理解本發(fā)明,并不意味著本發(fā)明局限于某一特定的實(shí)施例。
      [0037]食品質(zhì)量分析層的食品質(zhì)量分析過程包括對`信息獲取層獲取到的信息進(jìn)行分類,根據(jù)信息分類結(jié)果對食品質(zhì)量分析本體進(jìn)行檢索來實(shí)現(xiàn)信息實(shí)例化,將各信息對應(yīng)的實(shí)例進(jìn)行綜合后再查食品質(zhì)量本體,通過本體查詢結(jié)果得出食品質(zhì)量分析結(jié)果。
      [0038](I)信息歸類。信息歸類主要是給獲取的信息貼上標(biāo)簽序列,剛剛獲取的數(shù)據(jù)無法用于食品質(zhì)量分析本體檢索,故需要將其與本體中的數(shù)據(jù)屬性建立對應(yīng)關(guān)系。信息歸類的主要目的是為下一步的實(shí)例檢索提供服務(wù),但僅僅知道信息是某個(gè)數(shù)據(jù)屬性取值還不足夠,因?yàn)閾?jù)此進(jìn)行下一步的話將會檢索出大量而不是單一的實(shí)例,導(dǎo)致無法繼續(xù)進(jìn)行質(zhì)量分析。因此需要給信息貼上標(biāo)簽序列,使其對應(yīng)的屬性能與其它本體中的概念建立其聯(lián)系,以便后續(xù)組成實(shí)例序列。
      [0039]毛毛蟲面包的烘焙加工工序中的加工時(shí)間為例,說明以標(biāo)簽樹的形式為獲取的信息逐層貼標(biāo)簽的方法。如圖12,首先確定其是生產(chǎn)何種食品,貼上食品標(biāo)簽,應(yīng)為毛毛蟲面包。再沿樹而下,確定其是生產(chǎn)三大步原材料、加工和成品中的那一種,應(yīng)為加工工序,貼上烘焙標(biāo)簽。在沿工序樹而下,找到其為加工時(shí)間,再貼上加工時(shí)間標(biāo)簽。由此得到標(biāo)簽序列為“食品中的毛毛蟲面包,工序中的烘焙,加工時(shí)間”。
      [0040](2)信息實(shí)例化。使用食品質(zhì)量分析本體進(jìn)行食品質(zhì)量分析時(shí),是根據(jù)給定的信息對食品質(zhì)量分析本體進(jìn)行檢索,檢索出食品質(zhì)量的最終信息。如圖13,是本題庫中部分關(guān)于毛毛蟲面包的數(shù)據(jù)。圖右側(cè)表示毛毛蟲面包的實(shí)例,共9個(gè),每個(gè)實(shí)例都有質(zhì)量級別關(guān)系,能夠表示其質(zhì)量。圖左上側(cè)表示毛毛蟲面包烘焙溫度,有3各實(shí)例,左下側(cè)表示毛毛蟲面包烘焙時(shí)間,也有三個(gè)實(shí)例。當(dāng)信息獲取層輸入信息為一個(gè)烘焙時(shí)間和一個(gè)烘焙溫度時(shí),只要找到烘焙時(shí)間和烘焙溫度對應(yīng)的實(shí)例,即可得出其生產(chǎn)出毛毛蟲面包的實(shí)例,從而判斷其質(zhì)量,找到烘焙時(shí)間對應(yīng)實(shí)例的過程即為信息實(shí)例化的過程。
      [0041]以上只是一個(gè)簡化的檢索過程,實(shí)際上類似于圖13左側(cè)的屬性有很多,在毛毛蟲面包生產(chǎn)過程中會有多道工序,會有很多屬性,因此信息實(shí)例化也將是一個(gè)復(fù)雜的過程。信息實(shí)例化的方法是首先根據(jù)信息歸類得到的信息標(biāo)簽對食品質(zhì)量分析本體庫進(jìn)行檢索,檢索的結(jié)果會是一個(gè)實(shí)例序列,每個(gè)實(shí)例都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)屬性,如毛毛蟲面包烘焙過程中,因?yàn)楹姹簻囟仁窃谝粋€(gè)范圍內(nèi)浮動的,因此溫度會有高和低兩個(gè)屬性。將各個(gè)實(shí)例的屬性與信息進(jìn)行比對,若只有一個(gè)符合的實(shí)例,信息實(shí)例化完成;若有多個(gè)實(shí)例符合或者沒有實(shí)例符合則信息實(shí)例化失敗,質(zhì)量分析失敗。如毛毛蟲面包烘焙溫度的一個(gè)實(shí)例為高溫:260/低溫:180,而獲取信息為250/185,則信息實(shí)例化完成。
      [0042](3)實(shí)例綜合。信息實(shí)例化得到的是一系列實(shí)例,但其還不能用來檢索出食品質(zhì)量數(shù)據(jù),需要將各實(shí)例建立起聯(lián)系才能進(jìn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)檢索,實(shí)例綜合是通過本體關(guān)系建立起檢索條件。
      [0043]以毛毛蟲面包為例,信息獲取層獲取到兩條信息分別是:毛毛蟲/烘焙/溫度180-245,毛毛蟲/烘焙/時(shí)間30分鐘。實(shí)例綜合所做的工作是將上述信息轉(zhuǎn)變?yōu)楸倔w概念、關(guān)系和屬性。食品(food)的實(shí)例(class)的名字為毛毛蟲,用food_class屬性建立起食品和一個(gè)實(shí)例的聯(lián)系;食品的加工工序(food_process)為烘焙,用food_process建立起食品和工序的聯(lián)系,用processjiass屬性建立起工序和工序類型的聯(lián)系;用process_environment建立起工序和環(huán)境的聯(lián)系,再用evt_time建立起環(huán)境和時(shí)間的聯(lián)系,時(shí)間中包含烘焙用時(shí)屬性。設(shè)定信息實(shí)例化后上訴烘焙溫度和烘焙時(shí)間得到實(shí)例為teml 和 timel。由此可得出檢索條件為:food_class=毛毛蟲,food_procss (x), process—class (X)=供倍,process_environment (y), y.evt_time=timel, y.evt_tempratue=teml。
      [0044](4)食品質(zhì)量分析。食品質(zhì)量分析是將實(shí)例綜合步驟的輸出進(jìn)行解析,得到檢索條件,根據(jù)檢索條件對食品質(zhì)量分析本體庫進(jìn)行檢索。檢索結(jié)果為三種情況,未檢索到實(shí)例,檢索到多個(gè)實(shí)例,檢索出一個(gè)實(shí)例。未檢索到結(jié)果說明食品質(zhì)量分析本體中沒有滿足檢索條件的數(shù)據(jù),無法對食品質(zhì)量做出分析;檢索出多個(gè)實(shí)例說明檢索條件不夠全面,在食品質(zhì)量分析本體中食品概念的實(shí)例不會對應(yīng)完全相同的屬性序列,所以返回信息要求用戶添加更多的與食品生產(chǎn)相關(guān)的信息;檢索出一個(gè)實(shí)例則食品質(zhì)量分析成功。
      [0045]應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換,所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
      【權(quán)利要求】
      1.一種食品質(zhì)量分析方法,其包括以下步驟: 根據(jù)食品生產(chǎn)鏈,構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體模型,構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體推理機(jī)制,建立食品質(zhì)量分析模型,分析所述食品質(zhì)量分析模型獲取食品質(zhì)量分析結(jié)果。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品質(zhì)量分析方法,其特征在于,上述構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體模型的步驟包括: A、根據(jù)食品生產(chǎn)鏈確定本體的構(gòu)建領(lǐng)域; B、從原材料進(jìn)貨、原材料存儲、原材料運(yùn)輸、食品加工、成品存儲和成品運(yùn)輸進(jìn)行本體術(shù)語獲??; C、自上而下,先提取本體的頂級概念,再逐級提取本體概念;根據(jù)提取的本體概念,建立本體概念之間的層次關(guān)系,在本體中定義本體的屬性,獲得所述食品質(zhì)量分析本體模型。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品質(zhì)量分析方法,其特征在于,上述構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體推理機(jī)制的步驟包括:采用SWRL建立本體推理規(guī)則,將SWRL規(guī)則和本體轉(zhuǎn)化為Jena推理機(jī)進(jìn)行推理,獲取本體中的隱形數(shù)據(jù)并監(jiān)測本體的不一致性,最后將推理出的數(shù)據(jù)寫回到本體庫中。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品質(zhì)量分析方法,其特征在于,上述建立食品質(zhì)量分析模型的步驟包括: D、通過構(gòu)建食品質(zhì)量分析本體層,存儲與食品和食品質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)息,包括本體建立時(shí)的數(shù)據(jù)和通過推理獲取的數(shù)據(jù); E、通過構(gòu)建食品質(zhì)量分析的信息獲取層,自動獲取或者人工檢查獲取分析食品質(zhì)量所需的息; F、通過構(gòu)建食品質(zhì)量分析層,為信息獲取層中的信息貼上標(biāo)簽序列,通過屬性為各個(gè)實(shí)例、以及各實(shí)例和食品質(zhì)量之間建立對應(yīng)的邏輯關(guān)系,解析實(shí)例綜合的輸出信息,形成檢索條件,根據(jù)檢索條件對食品質(zhì)量分析本體庫進(jìn)行檢索,最終實(shí)現(xiàn)食品質(zhì)量分析。
      【文檔編號】G06Q50/00GK103700019SQ201310694131
      【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
      【發(fā)明者】楊永健, 崔春升, 閆春雷 申請人:吉林大學(xué)
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