一种基于语义网关的异构信息系统模型集成方法

一种基于语义网关的异构信息系统模型集成方法
【专利摘要】本发明提供一种制造企业中基于语义网关的异构信息系统模型集成方法，包括如下步骤：按照不同信息系统建模方法建立语义网关的模型、建立语义网关相应的适配器模型、建立不同建模方法的语义网关模型之间的信息映射；企业信息系统的信息通过相应建模方法的适配器模型与相应方法的语义网关模型连接，其信息经过语义网关的映射，将信息映射到另外一种建模方法建立的语义网关模型中，另一种建模方法的语义网关模型对信息进行解析，然后通过另外一种建模方法的适配器模型将信息连接到这种建模方法建立的企业信息系统中，完成信息的集成。本发明从信息系统的建模层面，建立一种语义网关集成建模结构和相应的方法，实现异构信息系统的信息集成；具有构思巧妙、方案可行的优点。
【专利说明】一种基于语义网关的异构信息系统模型集成方法
【技术领域】
[0001]本发明用于企业异构信息系统的信息集成领域，在语义网关技术的支持下，通过异构信息系统的集成建模，在模型层面实施异构信息系统的信息集成。
【背景技术】
[0002]随着制造企业的数字化设计和制造的发展，信息化技术在制造企业的业务活动中发挥着越来越重要的作用，使制造企业的制造活动呈现出以下特点:
①制造企业各个业务环节对信息化系统的依赖日益严重，企业内部的设计活动、工艺活动、管理活动和制造活动都在相应的信息系统支持下开展。CAD系统已经广泛用于企业的产品设计环节，特别是三维CAD系统的应用将企业的产品设计带向数字样机的时代；CAE(Computer Aided Engineering,指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。)系统使企业通过工程分析进行优化设计，提高产品的性能；CAM技术使企业充分利用数控设备等制造资源，提高产品的制造质量和生产效率；PDM系统有效的管理了产品设计中的各种设计资源，大大提高了产品的设计效率；CAPP系统有效改善了企业的工艺设计过程，提高了工艺设计水平；ERP系统改善了企业的管理计划水平；MES系统加强了企业车间生产制造的效率等。因此，信息化系统为企业内部各个业务的有效运转提高良好的技术支持。
[0003]②随着企业信息系统的逐步实施，为了更好的发挥整体的效益，如何促进各个信息系统有效的集成运行是制造企业新的追求。将信息在各个制造环节高效的流转，例如，产品设计的结构清单如何进入CAPP工艺系统，以实现企业在设计和工艺环节的并行化；产品结构清单如何进入ERP系统为生产提供准备；CAPP工艺系统中的信息如何进入MES系统进行车间生产现场的调度和制造控制等。因此，必须打通制造企业从产品设计、工艺设计、计划管理和生产调度全过程的信息流，实现企业信息系统的全面集成，从而为企业带来整体的集成效益。
[0004]③随着产品制造的专业化分工的进一步发展,制造企业越来越专注自身优势的发展，从而造成制造企业之间的协同和合作日益广泛，制造活动链的集成协同需求不断增强。分工协作、共担风险与利益的运作模式是普遍采用的方式，而通过信息系统实现制造链中各个制造企业的信息互通是有效的有段，制造链上的大量企业通过信息系统加强了业务的合作和协同。
[0005]由此可见，随着企业单元信息系统的逐步实施和应用，为了取得更好的集成运行效益，势必大量涉及企业内部的信息系统的集成以及企业外部通过Internet进行的制造链中企业间集成和协同，涉及到产品生命周期全过程的集成，涉及到大量异构制造资源的集成等。“集成”和“协同”成为制造业信息化发展到目前阶段的重要基础和技术特征，而“协同”又一定是以“集成”为前提和基础。
[0006]然而，企业在信息系统的集成方面的发展还是比较缓慢，面临诸多问题，比较有代表性的有以下几点: ①企业信息系统模型没有充分考虑集成。制造企业的信息系统一般都是逐步实施和应用，具有阶段性的特点，因此单元信息系统在系统设计和建模方面更多的只是考虑信息系统本身的功能如何满足企业目前的业务需求，并且由于各个信息系统的供应商和实施商不尽相同，使各个信息系统是异构的，使信息系统在各自的模型建立过程中很难考虑与其它信息系统的集成问题，造成从企业业务的信息模型方面很难支持未来的集成。例如，由于在信息系统的实现过程中没有任何的统一国际和国内标准，信息系统的提供者一般根据自身的情况进行信息系统的设计、建模和实现(但是我们可以认为信息系统供应商提供的信息系统模型和信息的表达是该供应商的内部企业标准)，使各种信息系统之间存在不同的标准，造成各种不同信息系统之间对信息的理解不一致，给企业内部的信息系统和企业之间的信息系统集成带来很大难度。
[0007]②企业内部异构信息系统的集成非常刚性，使企业信息系统的发展受到集成的约束。虽然信息系统在建模方面没有考虑集成的需求，但是制造企业还是为了企业整体的集成运行，在信息系统之间进行了大量的集成工作。目前的集成更多的是采用了点对点的直接集成，例如利用信息系统的二次开发，通过不同信息系统之间数据库级的互相操作进行数据的交流，或者通过互相调用函数的方式进行信息的集成等。这些技术的使用对信息系统的集成起到了一些作用，但是它存在的问题也是明显的，这样的集成方式使企业的集成显得非常刚性，一旦企业的业务和管理经营方式不断的改进和发展，将会造成企业的信息系统通过模型的变化来适应企业的发展，这样将使企业原有的集成必须全部按照新的模型进行，使企业的信息系统始终在不断变更，为企业带来很大的成本和风险，从而造成企业快速发展与信息系统集成滞后的矛盾，因此，必须要寻找一种新的集成方式来解决快速响应企业发展的信息系统集成问题。
[0008]③制造链中企业之间的集成需求为企业信息系统的集成带来了更大的难度。制造企业在制造链中和大量的企业进行协同和合作，通过信息系统之间的集成是有效的手段之一，但是企业之间的集成除了上述的问题外，还面临一个更大的问题就是合作企业的不断变化。通过市场经济的手段，制造链中的企业也在优胜劣汰，造成企业对外的合作企业不断发生变化，合作企业发生变化意味着信息系统之间的集成也会发生变化，也意味着企业集成面对的是一个未知信息系统，到目前为止还没有一种有效的集成技术来适应和解决这样的需求。
[0009]综上，现有企业的信息系统在系统设计和建模方面更多的只是考虑信息系统本身的功能如何满足企业目前的业务需求，并且由于各个信息系统的供应商和实施商不尽相同，使各个信息系统是异构的，同时由于在信息系统模型方面没有充分考虑集成模型，造成从企业业务的信息模型方面很难支持异构信息系统之间的集成。
[0010]因此，需要一种新的集成思想和方式来解决上述制造企业中异构信息系统的信息集成问题。

【发明内容】

[0011]针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是解决企业业务的信息模型方面很难支持异构信息系统之间的集成问题，提供一种制造企业中异构信息系统的信息集成问题。[0012]解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种基于语义网关的异构信息系统模型集成方法，其特征在于:包括如下步骤:
(1)建立各异构信息系统的语义网关集成建模结构，按照不同信息系统建模方法建立语义网关的模型；
(2)建立语义网关相应的适配器模型，它是用于企业已有的信息系统模型与相应的语义网关模型进行连接的模型；即，语义网关的IDEF模型同时需要建立一个IDEF方法的语义网关适配器模型，该适配器模型用于用IDEF方法建模的企业信息系统和IDEF方法建模的语义网关系统的连接；UML适配器模型用于用UML方法建模的企业信息系统和UML方法建模的语义网关系统的连接；GRAI适配器模型用于用GRAI方法建模的企业信息系统和GRAI方法建模的语义网关系统的连接；
(3)建立不同建模方法的语义网关模型之间的信息映射，即建立IDEF方法的语义网关模型与UML方法的语义网关模型之间的信息映射；建立IDEF方法的语义网关模型与GRAI方法的语义网关模型之间的信息映射；建立UML方法的语义网关模型与GRAI方法的语义网关模型之间的信息映射；
(4)企业信息系统的信息通过相应建模方法的适配器模型与相应方法的语义网关模型连接，其信息经过语义网关的映射，将信息映射到另外一种建模方法建立的语义网关模型中，另一种建模方法的语义网关模型对信息进行解析，然后通过另外一种建模方法的适配器模型将信息连接到这种建模方法建立的企业信息系统中，完成信息的集成。
[0013]进一步，所述步骤(I)建立一种语义网关集成建模结构，包括:
O建立语义网关的IDEFix方法模型:
1.1语义维护模型:
语义维护模型的建立，由于语义维护模型更多考虑的是，制造企业系统中的语义的完整性描述，所以在信息模型库模型中抽取共有的元素的基础上，是需要添补概念子系统模型在集成时的的语义缺陷，继而可以实现语义网关实体维护模型的创建，如图2所示。
[0014]1.2语义标准模型:
语义标准模型则需要对语义维护模型进行再进行一次抽象，即除了对语义字段进行标准化以外，还需要对语义维护表中的高级别概念进行一次维护，因此我们引入“语义级别”实体，并且由于语义网关是面向全区域、甚至全世界资源的集成技术，所以需要建立“语义网关”实体来去区分不同语义网关。
[0015]1.3语义映射模型:
在建立语义映射模型之前，需要明确映射的概念及基本特点，映射关系是描述实体或实例之间对应关系的一种形式化的描述。由以下几方面构成:源实体、目标实体、映射算子。映射最大的特点在于其方向性，表明其数据的流动，即从源实体模型中流出的数据，经过映射算子或称为映射函数，对数据进行处理，然后输入到目标实体，以完成映射。
[0016]由于业务的需求，并不是所有的信息系统数据都是单向性的，即一个实体并非永远是源实体或者目标实体。所以，我们在建立正向映射函数时，很多时候仍然需要建立逆向映射函数。这里默认当正向映射函数及逆向映射函数为空时，代表实体之间只存在概念映射，而无内容的映射，例如表名与表名之间。
[0017]2)建立语义网关的IDEFlX方法的适配器模型: 2.1Agent触发消息模型:
Agent触发消息模型是与信息子系统模型衔接的模型，其中消息实体与子信息系统实体的关系体现出一定的集成特性，即触发消息描述了信息系统中待集成信息在集成过程中的信息模型，是信息集成过程中的第一步。
[0018]2.2语义网关消息模型、语义订阅模型:
语义网关消息模型是在触发消息模型的基础上，进行一次语义的替换而得到一个新的消息，
3)原系统IDEFlX信息模型扩展:
使用IDEFlX方法对原信息系统模型进行扩展，例如对MES系统中的工票工时统计信息模型进行扩展，如图8所示的信息模型，描述了工票工时统计过程中所产生的信息以及信息间的相互关系。在基于语义网关的集成模式下，对于需要被监控的实体进行实体扩展建模，引入监控表示“detect”，表示该实体需要被监控，即为需要语义网关维护的信息实体模型。
[0019]4) IDEFlX方法语义网关的汇总模型:
IDEFlX方法语义网关的汇总模型如图8所示:
5)语义网关的IDER)功能建模方法；
通过对语义网关的功能分析，从总体层面和语义网关的功能进行合理描述，进而对各功能模块进一步细分，描述出各语义网关所具备的的Agent消息触发、语义订阅、语义解析、语义路由、Agent消息解析等功能结构信息,在此基础上,对上述模块功能进一步具体化，描述出功能模块内部的信息功能结构以及各功能模块间的功能信息传递关系，最终完成语义网关的IDEFOA功能建模过程。
[0020]如图9-1所示为语义网关的IDER)模型的AO图；语义解析A3功能模块细化得到A31-A35 图；
6)基于语义网关的IDER)集成模型中信息系统功能模型扩展:
在语义网关环境下引入制造企业内部子信息系统的A-O模型，将系统之间的数据流动关系、所需集成的数据与语义网关的关系用IDER)模型进行清楚地描述。如下图所示为典型制造企业内信息系统集成模式，其中包含的信息系统有信息管理系统(MIS)、工程设计系统(EDS)、制造执行系统(MES)，系统间的数据流如图10所示；
7)基于语义网关的GRAI集成模型中语义网关功能模型:
语义网关系统包含多个模块，因此，需要采用分层GRAI建模方法对语义网关系统进行描述。图11分别为语义网关的运行模式网格以及其中的语义解析流程运行模式网格。
[0021]8)基于语义网关的GRAI集成模型中信息系统功能模型扩展:
在语义网关环境下引入制造企业内部原子信息系统的GRAI模型，将系统之间的数据流动关系、所需集成的数据与语义网关的关系用GRAI模型进行清楚地描述。如下图所示为典型制造企业内信息系统集成模式，其中包含的信息系统有信息管理系统(MIS)、工程设计系统(EDS)、制造执行系统(MES)，系统间的数据流如图12所示。
[0022]9) UML类图建模方法语义网关模型:
语义描述维护类类图:
语义描述模型对应信息子系统的中所有待集成字段实体，其中包括数据库列明字段以及数据库表明字段，两种字段与语义字段间的关系是泛化关系，即一般与特殊之间的关系，下面包括四种一般聚合以及两种组合聚合关系。图13为语义网关UML语义维护模型:
9.2语义描述标准类图:
语义描述标准类对应语义描述标准实体，其属性与IDEFlX模型中的属性保持一致。由于语义级别与描述标准的共存关系所以这里为组合聚合关系。图14为语义网关UML语义标准模型:
9.3语义映射类图:
语义映射模型仍然是数据建模过程中的重点内容，在面向对象建模过程中，由于建模概念集合较IDEFlX方法的改变，可以对一些基本概念进行明确定义。
[0023]映射关系可以描述成是描述类或对象之间对应关系的一种形式化的描述。由以下几方面构成:源类、目标类、映射算子。映射最大的特点在于其方向性，表明其数据的流动，即从源类模型中流出的数据，经过映射算子或称为映射函数，对数据进行处理，然后输入到目标类，以完成映射。图15为语义网关UML语义映射模型:
10)UML类图建模方法语义网关适配器模型:
主要包括触发消息类图、语义网关消息类图、语义订阅消息类图模型。触发消息类与语义网关消息类中的消息内容都可以用JSON格式表示；语义订阅类中，语义订阅方描述的是制造资源中调用方企业子系统，被调用方描述的是制造资源中被订阅的企业子系统；Agent代码类是语义网关自动生成的一类消息，该类消息用于实现最终的数据共享，是语义网关内部形成的数据类，不需要用户对其进行配置。图16为语义网关UML语义适配模型:
11)UML类图建模方法语义网关汇总模型:
基于语义网关的UML建模汇总模型如图17所示:
12)基于IDEFlX模型与UML类图的映射方法:
基于IDEFlX模型与UML类图映射方法，是在对语义网关的数据集成模型研究的基础上进行的工作，该步骤可以实现语义网关的数据模型之间的相互理解，相互通信，继而实现IDEFlX信息子系统模型与UML信息子系统类图之间的集成。这部分的工作的主要内容是，对语义网关信息系统模型之间映射时所用到的概念以及图形化描述等方面创建映射关联。
[0024]无论是IDEFlX还是UML模型都是对一定的内容按照自己的语法规则进行组织连接而形成的，因此映射方法也是针对两种方法对语义网关建模时所需要的映射方法。这里所讲的映射方法从本质上来说，就是用一种方法来去描述在另一种方法下描述的内容，并建立一种等价的关系。
[0025]①实体与类之间的映射规则:
实体是一个具有相同属性或特征的现实和抽象事物的集合。类是一组具有相同属性和相同操作的对象的集合，是对象的抽象。通过描述，我们发现两者之间及其类似，但又有所不同，IDEFlX中的实体的包括独立实体、从属实体两层含义。而类却没有对其进行分类，从类的语法规则上无法解决两种方法之间的映射，因此这里实现的是IDEFlX对UML的单向映射，当UML类图映射成IDEFlX实体时，需要根据类是否可以根据其属性来进行独立标识进行映射。能独立标识的为独立实体，不能标识的为从属实体。
[0026]②IDEFlX属性与类图属性: IDEFlX中的属性是指一类实现或抽象的事物的一种特征或性质。类图中的属性是用来描述类的对象所具有的静态特征。类图中的属性还包括可见性、多重值、类型等内容，然而在语义网关数据建模中对这些属性的标示内容可以忽略，只保留属性名称即可，因此在一定层面上两者之间是可以双向映射的。然而在以下两点需要注意:1、一个类的属性是由其他属性继承过来时，IDEFlX中用外键来表不,而UML中用对象成员来表不,一种表不的是一个属性，另一种表示的是一个类，两者之间映射。2、UML中是没有对主键进行定义的，因此当两者映射时，也是单向映射的，而当用IDEFlX表达UML中的内容时，要根据该属性是否为主键属性，来对其进行转化。
[0027]③IDEFlX联系与UML中的关系:
IDEFlX中的联系是实体间的一种逻辑关系，包括标定联系、非标定联系、分类联系、分类联系。UML中关系是描述类之间静态关系，包括泛化、一般聚合、组合关联和关联。而在语义网关的数据建模过程中不需要对依赖关系进行阐述，因此这里不对其进行映射。
[0028]标定联系与一般聚合的映射:分析标定联系的实体间是否存在整体与部分的关系如果有，并且不需要共存就是一般聚合。分析一般聚合的实体之间，是否其中一方由另一方确定如果是那么就是标定联系。
[0029]标定联系与组合聚合的映射:分析联接联系的实体间是否存在整体与部分的关系如果有，并且需要共存就是组合聚合。分析复合聚合的实体之间，是否其中一方由另一方确定如果是那么就是标定联系。
[0030]标定联系与关联的映射:分析关联实体之间是否存在整体与部分的关系，如果没有则为关联。分析关联的实体之间，是否其中一方由另一方确定如果是那么就是标定联系。
[0031]非标定联系与一般聚合的映射:分析非标定联系的实体间是否存在整体与部分的关系如果有，并且不需要共存就是一般聚合。分析一般聚合的实体之间，是否每个实体都能够唯一标识，那么就这个联系是非标定联系。
[0032]非标定联系与组合聚合的映射:分析联接联系的实体间是否存在整体与部分的关系如果有，并且需要共存就是组合聚合。分析复合聚合的实体之间，是否每个实体都能够唯一标识，那么就这个联系是非标定联系。
[0033]非标定联系与关联的映射:分析关联实体之间是否存在整体与部分的关系，如果没有则为关联。分析关联的实体之间，是否每个实体都能够唯一标识，那么就这个联系是非标定联系。
[0034]分类联系与泛化的映射:一般实体映射一般类，分类实体映射特殊类。
[0035]相比现有技术，本发明具有如下有益效果:
(I)本方法是基于已授权专利:一种用于企业信息化异构系统集成的语义网关(已授权，ZL200910104048.6/879136)开展。语义网关技术将在异构信息系统集成建模结构和方法方面处于基础支撑作用。
[0036](2)建立一种语义网关集成建模结构，如图1。考虑到语义网关也是一种信息系统，因此按照不同信息系统建模方法建立语义网关的模型。例如按照IDEF方法建立语义网关的IDEF模型；按照UML方法建立语义网关的UML模型；按照GRAI方法建立语义网关的GRAI模型。理论上可以按照目前的信息系统建模方法建立相应的语义网关模型。
[0037](3)建立语义网关相应的适配器模型。这个适配器模型是用于企业已有的信息系统模型与相应的语义网关模型进行连接的模型。即，语义网关的IDEF模型同时需要建立一个IDEF方法的语义网关适配器模型，该适配器模型用于用IDEF方法建模的企业信息系统和IDEF方法建模的语义网关系统的连接。同样的，UML适配器模型用于用UML方法建模的企业信息系统和UML方法建模的语义网关系统的连接；GRAI适配器模型用于用GRAI方法建模的企业信息系统和GRAI方法建模的语义网关系统的连接。
[0038]如果具有其他建模方法，采用同样的思路建立相应的适配器模型。
[0039](4)建立不同建模方法的语义网关模型之间的信息映射，即建立IDEF方法的语义网关模型与UML方法的语义网关模型之间的信息映射；建立IDEF方法的语义网关模型与GRAI方法的语义网关模型之间的信息映射；建立UML方法的语义网关模型与GRAI方法的语义网关模型之间的信息映射。如果具有其他方法的建模模型，则相同思路处理，N中建模
方法，则需要建立Ca2个映射关系。
[0040](5)企业信息系统的信息通过相应建模方法的适配器模型与相应方法的语义网关模型连接，其信息经过语义网关的映射，将信息映射到另外一种建模方法建立的语义网关模型中，另一种建模方法的语义网关模型对信息进行解析，然后通过另外一种建模方法的适配器模型将信息连接到这种建模方法建立的企业信息系统中，完成信息的集成。由此解决企业业务的信息模型方面很难支持异构信息系统之间的集成问题。
【专利附图】

【附图说明】
[0041]图1基于语义网关的异构系统集成建模框架方框图；
图2语义网关IDEFlX语义维护模型；
图3语义网关IDEFlX语义标准模型；
图4语义网关IDEFlX语义映射模型；
图5语义网关的IDEFlX Agent代码模型；
图6语义网关的IDEFlX语义网关消息模型；
图7原系统IDEFlX信息模型扩展；
图8基于语义网关系统集成IDEFlX汇总模型；
图9 一 I是语义网关的IDER)集成模型中语义网关功能模型；
图9 一 2是图9-1中“语义解析A3”的内部功能细化模型；
图10基于语义网关的IDER)集成模型中信息系统功能模型扩展；
图11语义网关的GRAI集成模型中语义网关功能模型；
图12基于语义网关的GRAI集成模型中信息系统功能模型扩展；
图13语义网关UML语义维护模型；
图14语义网关UML语义标准模型；
图15语义网关UML语义映射模型；
图16语义网关UML语义适配模型；
图17基于语义网关系统集成UML汇总模型。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细说明。[0043]实施例1:采用制造企业中ERP系统到MES系统之间的集成模型来说明这种基于语义网关集成建模结构与方法，建模过程中采用IDEFlX方法完成建模。
[0044]假设ERP系统中“加工计划单”实体的“结束时间”字段与MES系统中“工单”实体的“完工时间”字段需要进行集成，集成时，要求MES系统中的“完工时间”字段发生的数据变化要成功更新到ERP系统中“结束时间”的字段内。通过如下步骤完成系统建模:
步骤1，分别完成对ERP系统和MES系统的IDEFlX模型，原IDEFlX模型如图7所示。
[0045]步骤2，对系统原模型进行扩展建模，引入“监控”实体，监控MES系统中“工单”实体的“完工时间”字段，扩展模型如图8所示。
[0046]步骤3，建立语义网关的语义标准模型，对ERP和MES系统中各表的各字段定义语义映射标准，建立字段级别，将“工单”和“加工计划单”设置为第一级别语义，将“结束时间”和“完工时间”设置为第二级别语义。语义标准模型如图9所示。
[0047]步骤4，建立IDEFlX语义维护模型，对MES系统中的“完工时间”字段进行语义规范，将“2012/12/8/14:55”作为“完工时间”的语义规范。语义维护模型如图10所示。
[0048]步骤5，建立语义映射模型，确定“完工时间”字段从MES系统到ERP系统的映射算子，算子内容为将MES系统中的“xxxx.XX.XX: XX: XX”时间格式全部转化为ERP系统的"χχχχ/χχ/χχ/χχιχχ"时间格式；将MES系统中的“工单”字段名映射为ERP系统中的“加工计划单”字段名。语义映射模型如图11所示。
[0049]步骤6，建立消息触发模型，引入“消息触发”实体，对MES系统中的“工单”语义表中“完工时间”字段内容进行变动信息采集，记录下变动发生时间，操作内容设置为“修改”，形成触发消息内容。消息触发模型如图12所示。
[0050]步骤7，语义网关消息模型的建立，将来自MES系统的“完工时间”触发消息来语义网关内部完成字段内容映射，并将来自ERP系统的语义定于消息和ERP系统接口地址信息一起，对映射后的信息进行信息重组，得到满足ERP数据库组织形式的语义网关消息。语义网关消息模型如图13所示。
[0051]步骤8，语义网关产生Agent代码模型，Agent代码中包含了对ERP系统“加工计划单”表中“结束时间”的字段内容修改操作。Agent代码模型如图14所示。
[0052]综上，本发明解决不同系统模型之间语义异构问题。不同系统之间信息交换的目的是得到交换信息所代表的含义，实现信息在含义上的交换，而不是单纯的信息本身的交换。目前大多数应用系统所产生的信息并没有采用统一的语法描述格式，信息在语法描述上千差万别，造成了信息表达上的语法异构。正是由于没有统一的标准，客观造成了各个信息系统供应商采用了自身的企业标准进行信息系统设计，因此要解决异构系统集成对语义信息正确理解的问题，首先需要的信息系统建模层面进行解决。
[0053]本发明解决不同系统模型之间建模方法冲突问题。由于没有统一的标准，因此目前信息系统在设计阶段采用了不同的建模方法进行系统的模型建立，要从根本上解决异构信息系统的信息集成问题，就必须解决在多种建模方法下，异构信息系统不同模型之间的集成问题。
[0054]本发明从信息系统的建模层面，建立一种语义网关集成建模结构和相应的方法，信息系统顶层的设计就解决未来异构信息系统之间的集成问题，实现异构信息系统的信息集成；具有构思巧妙、方案可行的优点。[0055] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种基于语义网关的异构信息系统模型集成方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)建立各异构信息系统的语义网关集成建模结构，按照不同信息系统建模方法建立语义网关的模型； (2)建立语义网关相应的适配器模型，它是用于企业已有的信息系统模型与相应的语义网关模型进行连接的模型；即，语义网关的IDEF模型同时需要建立一个IDEF方法的语义网关适配器模型，该适配器模型用于用IDEF方法建模的企业信息系统和IDEF方法建模的语义网关系统的连接；UML适配器模型用于用UML方法建模的企业信息系统和UML方法建模的语义网关系统的连接；GRAI适配器模型用于用GRAI方法建模的企业信息系统和GRAI方法建模的语义网关系统的连接； (3)建立不同建模方法的语义网关模型之间的信息映射，即建立IDEF方法的语义网关模型与UML方法的语义网关模型之间的信息映射；建立IDEF方法的语义网关模型与GRAI方法的语义网关模型之间的信息映射；建立UML方法的语义网关模型与GRAI方法的语义网关模型之间的信息映射； (4)企业信息系统的信息通过相应建模方法的适配器模型与相应方法的语义网关模型连接，其信息经过语义网关的映射，将信息映射到另外一种建模方法建立的语义网关模型中，另一种建模方法的语义网关模型对信息进行解析，然后通过另外一种建模方法的适配器模型将信息连接到这种建模方法建立的企业信息系统中，完成信息的集成。
2.根据权利要求1所述基于语义网关的异构信息系统模型集成方法，其特征在于:所述步骤(1)建立一种语义网关集成建模结构，包括: O建立语义网关的IDEFlX方法模型； .1.1语义维护模型； 语义维护模型的建立，由于语义维护模型更多考虑的是，制造企业系统中的语义的完整性描述，所以在信息模型库模型中抽取共有的元素的基础上，是需要添补概念子系统模型在集成时的的语义缺陷，继而可以实现语义网关实体维护模型的创建； .1.2语义标准模型； 语义标准模型则需要对语义维护模型进行再进行一次抽象，即除了对语义字段进行标准化以外，还需要对语义维护表中的高级别概念进行一次维护，引入“语义级别”实体，并且由于语义网关是面向全区域、甚至全世界资源的集成技术，所以需要建立“语义网关”实体来去区分不同语义网关； . 1.3语义映射模型； 在建立语义映射模型之前，需要明确映射的概念及基本特点，映射关系是描述实体或实例之间对应关系的一种形式化的描述；由以下几方面构成:源实体、目标实体、映射算子，映射最大的特点在于其方向性，表明其数据的流动，即从源实体模型中流出的数据，经过映射算子或称为映射函数，对数据进行处理，然后输入到目标实体，以完成映射。
3.根据权利要求1所述基于语义网关的异构信息系统模型集成方法，其特征在于:所述步骤(2)建立语义网关的IDEFlX方法的适配器模型；包括 . 2.1Agent触发消息模型； Agent触发消息模型是与信息子系统模型衔接的模型，其中消息实体与子信息系统实体的关系体现出一定的集成特性，即触发消息描述了信息系统中待集成信息在集成过程中的信息模型，是信息集成过程中的第一步； .2.2语义网关消息模型、语义订阅模型； 语义网关消息模型是在触发消息模型的基础上，进行一次语义的替换而得到一个新的消息； 3)原系统IDEFlX信息模型扩展； 使用IDEFlX方法对原信息系统模型进行扩展，在基于语义网关的集成模式下，对于需要被监控的实体进行实体扩展建模，引入监控表示“detect”，表示该实体需要被监控，即为需要语义网关维护的信息实体模型； 4)IDEFlX方法语义网关的汇总模型； 5)语义网关的IDER)功能建模方法； 通过对语义网关的功能分析，从总体层面和语义网关的功能进行合理描述，进而对各功能模块进一步细分，描述出各语义网关所具备的的Agent消息触发、语义订阅、语义解析、语义路由、Agent消息解析等功能结构信息,在此基础上,对上述模块功能进一步具体化，描述出功能模块内部的信息功能结构以及各功能模块间的功能信息传递关系，最终完成语义网关的IDEFOA功能建模过程； 6)基于语义网关的IDER)集成模型中信息系统功能模型扩展； 在语义网关环境下引入制造企业内部子信息系统的A-O模型，将系统之间的数据流动关系、所需集成的数据与语义网关的关系用IDER)模型进行清楚地描述； 7)基于语义网关的GRAI集成模型中语义网关功能模型； 语义网关系统包含多个模块，因此，需要采用分层GRAI建模方法对语义网关系统进行描述； 8)基于语义网关的GRAI集成模型中信息系统功能模型扩展； 在语义网关环境下引入制造企业内部原子信息系统的GRAI模型，将系统之间的数据流动关系、所需集成的数据与语义网关的关系用GRAI模型进行清楚地描述； 9)UML类图建模方法语义网关模型； 语义描述模型对应信息子系统的中所有待集成字段实体，其中包括数据库列明字段以及数据库表明字段，两种字段与语义字段间的关系是泛化关系； . 9.2语义描述标准类图: 语义描述标准类对应语义描述标准实体，其属性与IDEFlX模型中的属性保持一致；.9.3语义映射类图: 语义映射模型仍然是数据建模过程中的重点内容，在面向对象建模过程中，由于建模概念集合较IDEFlX方法的改变，可以对一些基本概念进行明确定义； 映射关系描述成是描述类或对象之间对应关系的一种形式化的描述； 10)UML类图建模方法语义网关适配器模型: 主要包括触发消息类图、语义网关消息类图、语义订阅消息类图模型；触发消息类与语义网关消息类中的消息内容都可以用JSON格式表示；语义订阅类中，语义订阅方描述的是制造资源 中调用方企业子系统，被调用方描述的是制造资源中被订阅的企业子系统；Agent代码类是语义网关自动生成的一类消息，该类消息用于实现最终的数据共享，是语义网关内部形 成的数据类，不需要用户对其进行配置；11)UML类图建模方法语义网关汇总模型； 12)基于IDEFlX模型与UML类图的映射方法: 基于IDEFlX模型与UML类图映射方法，是在对语义网关的数据集成模型研究的基础上进行的工作，该步骤可以实现语义网关的数据模型之间的相互理解，相互通信，继而实现IDEFlX信息子系统模型与UML信息子系统类图之间的集成； 无论是IDEFlX还是UML模型都是对一定的内容按照自己的语法规则进行组织连接而形成的，因此映射方法也是针对两种方法对语义网关建模时所需要的映射方法； 这里所讲的映射方法从本质上来说，就是用一种方法来去描述在另一种方法下描述的内容，并建立一种等价的关系； ①实体与类之间的映射规则: 实体是一个具有相同属性或特征的现实和抽象事物的集合；类是一组具有相同属性和相同操作的对象的集合，是对象的抽象；iUML类图映射成IDEFlX实体时，需要根据类是否可以根据其属性来进行独立标识进行映射；能独立标识的为独立实体，不能标识的为从属实体； ②IDEFlX属性与类图属性: IDEFlX中的属性是指一类实现或抽象的事物的一种特征或性质；类图中的属性是用来描述类的对象所具有的静态特征； 类图中的属性还包括可见性、多重值、类型等内容，然而在语义网关数据建模中对这些属性的标示内容可以忽略，只保留属性名称即可，因此在一定层面上两者之间是可以双向映射的； ③IDEFlX联系与UML中的关系: IDEFlX中的联系是实体间的一种逻辑关系，包括标定联系、非标定联系、分类联系、分类联系；UML中关系是描述类之间静态关系，包括泛化、一般聚合、组合关联和关联。
【文档编号】G06Q10/10GK103839155SQ201310565365
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】雷琦, 王洪, 宋豫川, 李隆昌 申请人:重庆大学