一种基于知识库并支持复杂产品先进制造系统的语义SOA集成方法

摘要

本发明涉及一种基于知识库并支持复杂产品先进制造系统的语义SOA(Service-oriented Architecture)集成方法。该方法是以SOA为运行空间，以知识库为核心提供语义支持，提出了一种语义SOA体系框架，以及该框架下知识库的组织和建立以及语义SOA实现方法。本发明借助现有语义Web思想、SOA架构和知识库建模架构，针对复杂产品先进制造系统的特点和具体要求，对知识库中领域本体、服务本体、案例本体的组织和表示以及知识库支持下语义SOA实现中的服务语义发布、查询、调用等六大关键技术进行了设计和阐述。以期解决集成系统语义异构问题，并最终达到提高系统集成智能化和自动化的目的。

主权项

一种基于知识库并支持复杂产品先进制造系统的语义SOA集成方法，该方法的特征在于：基于知识库并支持复杂产品先进制造系统的语义SOA体系框架以服务为核心，一切活动围绕服务展开，并通过知识库提供知识管理、服务管理、案例管理与语义支持，自底向上分为四层，分别为服务实现层、服务表示层、服务操作层以及服务应用层；该方法包括以下步骤：步骤1)引入知识库建模架构对语义SOA集成系统中的知识和服务进行组织和建模，建立面向语义SOA的知识库；步骤2)服务实现层将复杂产品设计制造过程中计算资源、软件资源、存储资源分布、异构和动态的资源进行集成，并封装成服务，也可以把现有的服务和资源封装成新的服务同时将服务部署到相应的发布容器中，为集成系统提供最基本的元素即服务；步骤3)服务表示层将步骤2中产生的服务进行语义化描述和管理，并将服务的描述上升到语义层次，使服务描述能被计算机所理解，进一步被自动处理和应用，最后存储到步骤1中建立的知识库中，为步骤4提供语义基础；步骤4)服务操作层根据步骤1中知识库提供的语义信息和步骤2中部署的服务，进行相应的语义操作，包括服务语义标注、扩充、注册、匹配、分解、组合、调用；其中，具体还包括如下过程：首先是语义请求过程，服务请求者输入服务请求信息，利用相应的语义标注工具，生成相应的以OWL‑S描述的预请求本体，同时存储到知识库中；预请求本体中仍存在语义异构问题，需要进一步对预请求本体进行分析；同时从领域本体中抽取相应的语义信息，对预请求本体进行语义扩充，生成请求本体；请求本体被存储到知识库中，同时服务的部分信息被存储到服务注册中心；其次是语义匹配过程，根据用户的请求生成相应的请求本体，按照匹配算法，首先与案例进行匹配，如果成功，生成相应的匹配结果：如果不成功，则在服务库进一步进行匹配，匹配成功，则生成匹配结果；如果在案例库和服务库中均匹配不到合适的服务，则进入语义分解过程；在语义分解过程中，在领域本体和服务本体的语义支持下，语义分解过程和语义匹配过程共同作用，完成对用户请求的分解；语义分解过程有两种结果：如果分解不成功，则请求失败；如果分解和匹配均成功，则进入语义组合过程；最后是语义组合过程；根据服务分解的情况以及领域本体和服务本体的语义支持，对服务分解匹配后的结果进行语义组合，生成匹配结果；步骤5)服务应用层提供相应的对外接口，实现与用户或其它智能系统的动态交互，同时将相应信息传递给步骤4中的服务操作层进行语义处理；所述步骤1中所说的知识库由三部分组成：领域本体库、服务库、案例库；所述步骤1中建立的服务库是对语义SOA实现过程中服务的语义化描述，是动态生成的，且服务库能提供机器可理解的、能自动处理的语义支持；服务库包括五种本体类型：预服务本体、服务本体、预请求本体、请求本体和应用本体；所述步骤1中建立的领域本体库是指捕获复杂产品设计制造全生命周期的知识，提供对领域知识的共同理解，确定相关领域内共同认可的词汇，进而解决语义异构问题，实现语义的一致性和完整性；所述步骤1中建立的案例库对集成系统中服务查询的全过程进行表示和组织进而应用，提高SOA集成的智能性。