[發(fā)明專利]一種基于語義網(wǎng)關(guān)的異構(gòu)信息系統(tǒng)模型集成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310565365.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN103839155A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷琦;王洪;宋豫川;李隆昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/10
• 分類號(hào): G06Q10/10
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

1.一種基于語義網(wǎng)關(guān)的異構(gòu)信息系統(tǒng)模型集成方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）建立各異構(gòu)信息系統(tǒng)的語義網(wǎng)關(guān)集成建模結(jié)構(gòu)，按照不同信息系統(tǒng)建模方法建立語義網(wǎng)關(guān)的模型；

（2）建立語義網(wǎng)關(guān)相應(yīng)的適配器模型，它是用于企業(yè)已有的信息系統(tǒng)模型與相應(yīng)的語義網(wǎng)關(guān)模型進(jìn)行連接的模型；即，語義網(wǎng)關(guān)的IDEF模型同時(shí)需要建立一個(gè)IDEF方法的語義網(wǎng)關(guān)適配器模型，該適配器模型用于用IDEF方法建模的企業(yè)信息系統(tǒng)和IDEF方法建模的語義網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的連接；UML適配器模型用于用UML方法建模的企業(yè)信息系統(tǒng)和UML方法建模的語義網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的連接；GRAI適配器模型用于用GRAI方法建模的企業(yè)信息系統(tǒng)和GRAI方法建模的語義網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的連接；

（3）建立不同建模方法的語義網(wǎng)關(guān)模型之間的信息映射，即建立IDEF方法的語義網(wǎng)關(guān)模型與UML方法的語義網(wǎng)關(guān)模型之間的信息映射；建立IDEF方法的語義網(wǎng)關(guān)模型與GRAI方法的語義網(wǎng)關(guān)模型之間的信息映射；建立UML方法的語義網(wǎng)關(guān)模型與GRAI方法的語義網(wǎng)關(guān)模型之間的信息映射；

（4）企業(yè)信息系統(tǒng)的信息通過相應(yīng)建模方法的適配器模型與相應(yīng)方法的語義網(wǎng)關(guān)模型連接，其信息經(jīng)過語義網(wǎng)關(guān)的映射，將信息映射到另外一種建模方法建立的語義網(wǎng)關(guān)模型中，另一種建模方法的語義網(wǎng)關(guān)模型對(duì)信息進(jìn)行解析，然后通過另外一種建模方法的適配器模型將信息連接到這種建模方法建立的企業(yè)信息系統(tǒng)中，完成信息的集成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于語義網(wǎng)關(guān)的異構(gòu)信息系統(tǒng)模型集成方法，其特征在于：所述步驟（1）建立一種語義網(wǎng)關(guān)集成建模結(jié)構(gòu)，包括：

1）建立語義網(wǎng)關(guān)的IDEF1X方法模型；

1.1語義維護(hù)模型；

語義維護(hù)模型的建立，由于語義維護(hù)模型更多考慮的是，制造企業(yè)系統(tǒng)中的語義的完整性描述，所以在信息模型庫模型中抽取共有的元素的基礎(chǔ)上，是需要添補(bǔ)概念子系統(tǒng)模型在集成時(shí)的的語義缺陷，繼而可以實(shí)現(xiàn)語義網(wǎng)關(guān)實(shí)體維護(hù)模型的創(chuàng)建；

1.2語義標(biāo)準(zhǔn)模型；

語義標(biāo)準(zhǔn)模型則需要對(duì)語義維護(hù)模型進(jìn)行再進(jìn)行一次抽象，即除了對(duì)語義字段進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化以外，還需要對(duì)語義維護(hù)表中的高級(jí)別概念進(jìn)行一次維護(hù)，引入“語義級(jí)別”實(shí)體，并且由于語義網(wǎng)關(guān)是面向全區(qū)域、甚至全世界資源的集成技術(shù)，所以需要建立“語義網(wǎng)關(guān)”實(shí)體來去區(qū)分不同語義網(wǎng)關(guān)；

1.3語義映射模型；

在建立語義映射模型之前，需要明確映射的概念及基本特點(diǎn)，映射關(guān)系是描述實(shí)體或?qū)嵗g對(duì)應(yīng)關(guān)系的一種形式化的描述；由以下幾方面構(gòu)成：源實(shí)體、目標(biāo)實(shí)體、映射算子，映射最大的特點(diǎn)在于其方向性，表明其數(shù)據(jù)的流動(dòng)，即從源實(shí)體模型中流出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過映射算子或稱為映射函數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后輸入到目標(biāo)實(shí)體，以完成映射。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于語義網(wǎng)關(guān)的異構(gòu)信息系統(tǒng)模型集成方法，其特征在于：所述步驟（2）建立語義網(wǎng)關(guān)的IDEF1X方法的適配器模型；包括

2.1Agent觸發(fā)消息模型；

Agent觸發(fā)消息模型是與信息子系統(tǒng)模型銜接的模型，其中消息實(shí)體與子信息系統(tǒng)實(shí)體的關(guān)系體現(xiàn)出一定的集成特性，即觸發(fā)消息描述了信息系統(tǒng)中待集成信息在集成過程中的信息模型，是信息集成過程中的第一步；

2.2語義網(wǎng)關(guān)消息模型、語義訂閱模型；

語義網(wǎng)關(guān)消息模型是在觸發(fā)消息模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一次語義的替換而得到一個(gè)新的消息；

3）原系統(tǒng)IDEF1X信息模型擴(kuò)展；

使用IDEF1X方法對(duì)原信息系統(tǒng)模型進(jìn)行擴(kuò)展，在基于語義網(wǎng)關(guān)的集成模式下，對(duì)于需要被監(jiān)控的實(shí)體進(jìn)行實(shí)體擴(kuò)展建模，引入監(jiān)控表示“detect”，表示該實(shí)體需要被監(jiān)控，即為需要語義網(wǎng)關(guān)維護(hù)的信息實(shí)體模型；

4）IDEF1X方法語義網(wǎng)關(guān)的匯總模型；

5）語義網(wǎng)關(guān)的IDEF0功能建模方法；

通過對(duì)語義網(wǎng)關(guān)的功能分析，從總體層面和語義網(wǎng)關(guān)的功能進(jìn)行合理描述，進(jìn)而對(duì)各功能模塊進(jìn)一步細(xì)分，描述出各語義網(wǎng)關(guān)所具備的的Agent消息觸發(fā)、語義訂閱、語義解析、語義路由、Agent消息解析等功能結(jié)構(gòu)信息，在此基礎(chǔ)上，對(duì)上述模塊功能進(jìn)一步具體化，描述出功能模塊內(nèi)部的信息功能結(jié)構(gòu)以及各功能模塊間的功能信息傳遞關(guān)系，最終完成語義網(wǎng)關(guān)的IDEF0A功能建模過程；

6）基于語義網(wǎng)關(guān)的IDEF0集成模型中信息系統(tǒng)功能模型擴(kuò)展；

在語義網(wǎng)關(guān)環(huán)境下引入制造企業(yè)內(nèi)部子信息系統(tǒng)的A-0模型，將系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)關(guān)系、所需集成的數(shù)據(jù)與語義網(wǎng)關(guān)的關(guān)系用IDEF0模型進(jìn)行清楚地描述；

7）基于語義網(wǎng)關(guān)的GRAI集成模型中語義網(wǎng)關(guān)功能模型；

語義網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)包含多個(gè)模塊，因此，需要采用分層GRAI建模方法對(duì)語義網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行描述；

8）基于語義網(wǎng)關(guān)的GRAI集成模型中信息系統(tǒng)功能模型擴(kuò)展；

在語義網(wǎng)關(guān)環(huán)境下引入制造企業(yè)內(nèi)部原子信息系統(tǒng)的GRAI模型，將系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)關(guān)系、所需集成的數(shù)據(jù)與語義網(wǎng)關(guān)的關(guān)系用GRAI模型進(jìn)行清楚地描述；

9）UML類圖建模方法語義網(wǎng)關(guān)模型；

語義描述模型對(duì)應(yīng)信息子系統(tǒng)的中所有待集成字段實(shí)體，其中包括數(shù)據(jù)庫列明字段以及數(shù)據(jù)庫表明字段，兩種字段與語義字段間的關(guān)系是泛化關(guān)系；

9.2語義描述標(biāo)準(zhǔn)類圖：

語義描述標(biāo)準(zhǔn)類對(duì)應(yīng)語義描述標(biāo)準(zhǔn)實(shí)體，其屬性與IDEF1X模型中的屬性保持一致；?9.3語義映射類圖：

語義映射模型仍然是數(shù)據(jù)建模過程中的重點(diǎn)內(nèi)容，在面向?qū)ο蠼＿^程中，由于建模概念集合較IDEF1X方法的改變，可以對(duì)一些基本概念進(jìn)行明確定義；

映射關(guān)系描述成是描述類或?qū)ο笾g對(duì)應(yīng)關(guān)系的一種形式化的描述；

10）UML類圖建模方法語義網(wǎng)關(guān)適配器模型：

主要包括觸發(fā)消息類圖、語義網(wǎng)關(guān)消息類圖、語義訂閱消息類圖模型；觸發(fā)消息類與語義網(wǎng)關(guān)消息類中的消息內(nèi)容都可以用JSON格式表示；語義訂閱類中，語義訂閱方描述的是制造資源中調(diào)用方企業(yè)子系統(tǒng)，被調(diào)用方描述的是制造資源中被訂閱的企業(yè)子系統(tǒng)；?Agent代碼類是語義網(wǎng)關(guān)自動(dòng)生成的一類消息，該類消息用于實(shí)現(xiàn)最終的數(shù)據(jù)共享,是語義網(wǎng)關(guān)內(nèi)部形成的數(shù)據(jù)類，不需要用戶對(duì)其進(jìn)行配置；

11）UML類圖建模方法語義網(wǎng)關(guān)匯總模型；

12）基于IDEF1X模型與UML類圖的映射方法：

基于IDEF1X模型與UML類圖映射方法，是在對(duì)語義網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)集成模型研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的工作，該步驟可以實(shí)現(xiàn)語義網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)模型之間的相互理解，相互通信，繼而實(shí)現(xiàn)IDEF1X信息子系統(tǒng)模型與UML信息子系統(tǒng)類圖之間的集成；

無論是IDEF1X還是UML模型都是對(duì)一定的內(nèi)容按照自己的語法規(guī)則進(jìn)行組織連接而形成的，因此映射方法也是針對(duì)兩種方法對(duì)語義網(wǎng)關(guān)建模時(shí)所需要的映射方法；

這里所講的映射方法從本質(zhì)上來說，就是用一種方法來去描述在另一種方法下描述的內(nèi)容，并建立一種等價(jià)的關(guān)系；

①實(shí)體與類之間的映射規(guī)則：

實(shí)體是一個(gè)具有相同屬性或特征的現(xiàn)實(shí)和抽象事物的集合；類是一組具有相同屬性和相同操作的對(duì)象的集合，是對(duì)象的抽象；當(dāng)UML類圖映射成IDEF1X實(shí)體時(shí)，需要根據(jù)類是否可以根據(jù)其屬性來進(jìn)行獨(dú)立標(biāo)識(shí)進(jìn)行映射；能獨(dú)立標(biāo)識(shí)的為獨(dú)立實(shí)體，不能標(biāo)識(shí)的為從屬實(shí)體；

②IDEF1X屬性與類圖屬性：

IDEF1X中的屬性是指一類實(shí)現(xiàn)或抽象的事物的一種特征或性質(zhì)；類圖中的屬性是用來描述類的對(duì)象所具有的靜態(tài)特征；

類圖中的屬性還包括可見性、多重值、類型等內(nèi)容，然而在語義網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)建模中對(duì)這些屬性的標(biāo)示內(nèi)容可以忽略，只保留屬性名稱即可，因此在一定層面上兩者之間是可以雙向映射的；

③IDEF1X聯(lián)系與UML中的關(guān)系：

IDEF1X中的聯(lián)系是實(shí)體間的一種邏輯關(guān)系，包括標(biāo)定聯(lián)系、非標(biāo)定聯(lián)系、分類聯(lián)系、分類聯(lián)系；UML中關(guān)系是描述類之間靜態(tài)關(guān)系，包括泛化、一般聚合、組合關(guān)聯(lián)和關(guān)聯(lián)。