[发明专利]一种基于语义网关的异构信息系统模型集成方法

权利要求书

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：

1）建立语义网关的IDEF1X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IDEF1X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IDEF1X信息模型扩展；

使用IDEF1X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）IDEF1X方法语义网关的汇总模型；

5）语义网关的IDEF0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IDEF0A功能建模过程；

6）基于语义网关的IDEF0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-0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IDEF0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IDEF1X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IDEF1X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IDEF1X模型与UML类图的映射方法：

基于IDEF1X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IDEF1X信息子系统模型与UML信息子系统类图之间的集成；

无论是IDEF1X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；当UML类图映射成IDEF1X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；

②IDEF1X属性与类图属性：

IDEF1X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；

③IDEF1X联系与UML中的关系：

IDEF1X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。