Lesson 4: IT資産管理ドメインでのオントロジー設計ハンズオン

所要時間: 15分 | 前提: Lesson 1-3（オントロジー基礎、CQと概念モデリング、OWLプロパティ特性）

1. ステップ1: コンピテンシー・クエスチョン（CQ）の策定

まず、このオントロジーで答えられるべき業務上の問いを5つ定義します。

💡 CQ例（IT資産管理）

1. その企業の全サーバー一覧と、それぞれのオペレーティングシステムは何か
2. 特定のソフトウェアライセンスが、社員のどのPCにインストールされているか
3. 部門ごとのハードウェア構成の違いを比較して、標準化の余地はないか
4. 特定の脆弱性（CVE）にさらされている資産を、リスク順にリストアップしたい
5. 企業全体のハードウェア資産価値とソフトウェア資産価値を集計したい

2. ステップ2: 榅語と語彙の抽出（概念モデル設計）

CQに答えるための核心概念を洗い出します。

CQから導出	クラス (Class)	説明
サーバーの一覧	Server	企業が運用する物理的・仮想的サーバー
PCの一覧	Workstation	社員が利用するデスクトップ・ノートPC
ソフトウェアライセンス	SoftwareLicense	インストール許諾を持つソフトウェア製品
オペレーティングシステム	OperatingSystem	サーバー・PCが動作するOS（Windows, Linux等）
脆弱性（CVE）	Vulnerability	セキュリティ上の脆弱性情報（CVE-ID等）
部門	Department	組織的な部門区分

CQから導出	オブジェクトプロパティ (Object Property)	特性
サーバーが OS を持つ	runsOn	（任意：OSが変わってもサーバーは存続するため、Transitiveとせず、 Functional Property とする）
PCにソフトウェアがインストールされている	installs	（任意：推移的にはならないが、Inverseで「installer」を定義可）
PCが部門に所属する	belongsTo	推移的でないが、 Functional Property （一台のPCは一つの部門に所属）
部門が管理する資産の合計	manages	Transitive Property にできるが、今回は partOf と組み合わせて使用

3. ステップ3: OWLプロパティ特性の適用

上記で決めたプロパティに、適切な特性を付与します。

⚙️ プロパティ特性の決定

• partOf (例: サブシステム partOf システム partOf 企業): Transitive Property - 多階層の資産構造探索に有用
• managedBy (例: システム管理者 managedBy 部門): Inverse Property - 逆方向から「誰が管理しているか」を即座に特定
• installs: 特性を付与しない（デフォルト） - 明示的なトリプルのみを使用
• belongsTo: Functional Property （一対一の対応） - PCは一つの部門にのみ所属

4. ステップ4: 制約と推論の確認

設計したモデルがCQに答えられるか、SPARQLで簡易的に確認します。

# 想定SPARQLクエリ1: 「特定部門に所属するすべてのサーバーを取得」
PREFIX : 
SELECT ?server ?os WHERE {
  ?server a :Server .
  ?server :runsOn ?os .
  ?server :belongsTo : departmentA .
}

# 想定SPARQLクエリ2: 「部下のサーバーを含む上位システムを再帰的に探索（Transitive partOfの場合）」
PREFIX : 
PREFIX owl: 
SELECT ?rootSystem (GROUP_CONCAT(DISTINCT ?server) AS ?allServers) WHERE {
  ?server a :Server .
  ?server :partOf ?system .
  {
    SELECT ?server ?system WHERE {
      ?system owl:equivalentClass ?rootSystem .
      ?server :partOf+ ?system .  # + は推移的探索
    }
  }
}

5. ハンズオン演習: Protégéでのモデル作成手順

実際にProtégéエディタで以下の手順を試してみてください。

1. 新しいオントロジーを作成し、「IT Asset Management」と名前を付ける
2. クラスパネルで上記のクラス (Server, Workstation, SoftwareLicense, 等) を追加
3. プロパティパネルでプロパティ (runsOn, belongsTo, partOf, managedBy ) を追加
4. 各プロパティの「Characteristics」で Transitive, Inverse, Functional を適切にチェック
5. 「Individuals」タブで、実際のインスタンス（例: server01, os-linux, dept-sales 等） を作成し、トリプルを割り当てる
6. Reasoner（推論エンジン）を有効にし、Entailments ビューで自動導出されたトリプル（例: 推移的な partOf 関係） が正しく表示されるか確認

6. 理解度チェック（Practice Quiz）

次のステップ & 一次情報

ここまでで、CQ → 榅語抽出 → プロパティ設計 → OWL特性付与 → 推論確認 の一連のフローを体験いただけたかと思います。
次のLesson 5では、Lesson 1-4で学んだすべての知識を統合し、「GraphRAG連携を見据えた成熟したオントロジー設計の全体像」をまとめます。

• 推奨一次情報: Ontology Development 101 (Noy & McGuinness, Stanford) Chapter 5-7（概念抽出から実装までの実践ガイド）
• Protoweekチュートリアル: Protégé 公式チュートリアル