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1、安徽农业大学 硕士学位论文 基于本体的HACCP体系知识服务研究 姓名：朱麟 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：张友华 2011-06 摘 要 HACCP 危害分析及关键点控制（Hazard analysis and critical control point，简称 HACCP）体系，是对食品安全危害进行识别、评估并加以控制的科学管理体系。本 文将人工智能和知识工程的理念引入 HACCP 体系领域，构建了一个基于本体的 HACCP 体系知识服务系统，并将其应用于蜂产品加工企业资源管理与追溯系统。 重点研究了蜂产品溯源体系的实现与设计，HACCP 体系知识本体建模以及对如 何
2、实现 HACCP 体系的知识服务提出了一种解决方案， 即利用本体在知识形式化描述 和共享方面的优势结合 CBR 技术，给出了该系统的总体框架，对 HACCP 体系的知 识表示和案例相似度计算方法进行研究，实现了其在语义层次上的知识服务，进一步 加强了生产安全与追溯的管理。 本文的主要内容如下： 1.实现了蜂产品加工企业资源管理与追溯系统。 提出在蜂产品加工企业如何溯源的方案，包括从原料进厂到产品出厂的流程，并 对系统的关键技术应用进行深入研究。 2.运用逆向获取本体和正向创建本体的方法，构建了基于本体的 HACCP 体系知 识本体库。 研究了 HACCP 体系的知识获取和知识表示的理论与方法，
3、借助本体编辑工具 Protg研究了基于本体的知识表示，将 HACCP 体系知识转化为该领域本体，用 RDF/OWL 的形式进行描述，并对其概念、属性关系以及工作流程进行表示，在此基 础上构建了一个可共享、可重用、可扩展的 HACCP 本体知识库，可提高推理效率和 语义服务，并为领域知识服务、自然语言处理、案例推理提供技术支持和智能基础。 3.开发了基于本体的 HACCP 体系知识服务原型系统。 在 Eclipse 平台环境下，采用 java 技术，开发了一个基于本体的 HACCP 体系知 识服务的原型系统，用实验验证了文中所用理论与方法的正确性和有效性。 本文的研究成果对于HACCP体系领域知
4、识的有效表达、 组织管理以及复用共享， 提升食品安全生产溯源系统的问题求解和协同能力， 提高食品安全生产溯源的智能化 水平，进一步开展知识工程的基础理论与关键技术研究，具有一定的现实意义和实际 研究价值。 关键词：关键词：本体 HACCP 知识服务 I Abstract HACCP (Hazard analysis and critical control point), which is a scientific management system of hazard identification, assessment and controlling for food safety. Th
5、e concept of ontology engineering and knowledge management approach was introduced to HACCP system and an ontology-based HACCP knowledge service system was constructed on the basis of realization of resource management and traceability of bee production processing enterprises. The paper focuses on t
6、he realization and design on traceability of bee production, ontology modeling of HACCP system and a practicable plan was proposed to achieve the knowledge service that is making use of the advantage of ontology and CBR technology. The framework of system was presented by focusing on knowledge repre
7、sentation of HACCP and methods of case-based similarity reasoning in order to realize the system on semantic level and improve the mechanism of management. The main contents of research and achievement in this paper can be abstracted as followings: 1. In order to realize safe production of bee and t
8、raceability of quality information, a proposal of how to trace information for bee production processing enterprises was presented in combination with the current situation of bee products in our country and has build up resource management and traceability of bee production processing enterprises,
9、including measures and circuit in every link from raw material in factory to final Products. Then Research the application of key technologies in the system. At the end, discuss how to achieve the real traceability bee products. 2. A theory and method of building HACCP system models based on ontolog
10、y is proposed. The paper by means of the ontology edit tool Protg and research knowledge representation to convert HACCP knowledge into domain ontology represented in RDF/OWL and then describes HACCP system including conception, relationship and work-flow. Furthermore, the paper constructs a sharabl
11、e, reusable and extensible ontology-based HACCP knowledge base which will improve the efficiency of reasoning and service of semantic, and it can also be the foundation and technical support of domain knowledge service, Natural language processing. 3. A HACCP knowledge service system based on ontolo
12、gy is developed on the II Eclipse platform, which adopts java programming technology. The correctness and effectiveness of theories and methods are validated through experiments. The research achievements in this paper is not only helpful for effective expressing, organization, management, reusing a
13、nd sharing of HACCP system, but also have significances on both theory and practice in enhancing the capability of resource management and traceability of bee production processing enterprises on ability of problem solving and collaborative, increasing the intelligence level of food safety productio
14、n traceability, and further researching on the knowledge engineering theory and key technologies. Key words: ontology HACCP knowledge service III 1 绪论 1.1 研究背景与意义 自20世纪70年代以来食品安全问题日益突出。在国外，疯牛病、口蹄疫、禽流感 等疾病相继爆发和传播。在国内，发生了苏丹红、劣质奶粉、龙口粉丝、永年大蒜等 食品质量问题。食品安全问题引起了人们的广泛关注1。 危害分析与关键控制点（Hazard Analysis and Crit
15、ical Control Point，HACCP）是 由WHO/FAO提出的，通过对食品在加工过程中存在和潜在的危害进行危险性识别和 评价，确定对最终产品质量和食品卫生有重要影响的关键控制点，并采取相应的预防 措施和纠正措施，从而在危害发生前实施有效的控制，最大限度地保证食品的质量和 安全2,3。在国内外高度重视食品质量安全的今天，越来越多的食品加工企业实施了 HACCP认证。因此针对目前食品安全生产和质量信息溯源领域，如何解决质量控制 与决策的实际问题，使HACCP体系更好地为提供服务是一个值得深入研究的课题。 随着计算机科学和人工智能技术的不断发展，本体4作为表达知识的共享概念模 型，已广
16、泛应用于智能检索、应急安全、企业生产等多个领域，特别是在知识工程、 知识管理、知识推理方面有了重大的进展和突破，取得了良好的效果，本体研究在计 算机领域倍受瞩目，并逐渐成为研究的热点5。 近年来国内外对HACCP体系的研究和实施上都只是建立简单的HACCP体系文 档，通过单一化的信息系统来对HACCP体系进行管理，缺乏对HACCP工作流程智能 化处理的研究，在信息溯源的过程中没有进行实时控制和纠偏措施等方案。为确保资 源管理与信息追溯的真实性、可靠性、有效性以及在语义表达方面一致性，解决食品 安全溯源过程中存在的问题，有效管理生产加工的安全流程，有必要将人工智能的概 念和方法引入HACCP体系中，建立起基于本体的HACCP体系知识服务，为决策者提 供智能化的服务。 本文针对食品安全溯源领域，构建了HACCP体系本体知识库，为食品安全生产 和信息追溯提供知识服务，即将人工智能
