基于知识库的面向服务架构

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1、第１６卷第８期计算机集成制造系统Ｖｏｌ．１６Ｎｏ．８２０１０年８月ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓＡｕｇ．２０１０文章编号：１００６－５９１１（２０１０）０８－１７６８－１０基于知识库的面向服务架构丛凯，张霖，罗永亮，陶飞（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京１００１９１）摘要：分析了面向服务架构（ＳＯＡ）应用到复杂产品集成制造系统中存在的不足，将知识库引入ＳＯＡ架构中，对复杂产品设计制造全生命周期的知识和服务进行高效地组织和管理，并利用知识库进行语义扩展，进而提出了基于知识库的ＳＯＡ（Ｋ

2、ＢＳ２ＯＡ）架构。分析了知识库在语义ＳＯＡ（Ｓ２ＯＡ）集成系统中的核心作用，并深入研究了知识库支持下语义ＳＯＡ实现的全过程。设计和实现了一个基于知识库的语义ＳＯＡ原型系统，对所提结构进行了验证。关键词：面向服务架构；复杂产品；语义；本体；知识库中图分类号：ＴＰ３９１文献标志码：ＡＳｅｒｖｉｃｅ－ｏｒｉｅｎｔｅｄａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｋｎｏｗｌｅｄｇｅｂａｓｅＣＯＮＧＫａｉ，ＺＨＡＮＧＬｉｎ，ＬＵＯＹｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＴＡＯＦｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，

3、ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆＳｅｒｖｉｃｅ－ＯｒｉｅｎｔｅｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ（ＳＯＡ）ｉｎｃｏｍｐｌｅｘｐｒｏｄｕｃｔｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｏａｄｄｒｅｓｓｔｈｅｓｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ＫｎｏｗｌｅｄｇｅＢａｓｅ（ＫＢ）ｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｏｒｇａｎｉｚｅｔｈｅｋｎｏｗｌ－ｅｄｇｅａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅ－ｌｉｆｅｃｙｃｌｅｏｆｃｏ

4、ｍｐｌｅｘｐｒｏｄｕｃｔｄｅｓｉｇｎａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ．ＴｈｅＳＯＡｗａｓｓｅｍａｎｔｉｃａｌｌｙｅｘ－ｐａｎｄｅｄａｎｄａＫＢ－ｂａｓｅｄＳｅｍａｎｔｉｃＳＯＡ（ＫＢＳ２ＯＡ）ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＫｅｙｒｏｌｅｏｆＫＢｉｎＳｅｍａｎｔｉｃＳＯＡ（Ｓ２ＯＡ）ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｙｓｔｅｍｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｅｍａｎｔｉｃＳＯＡｕｎｄｅｒｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｓｏｆＫＢｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＡｓｅｍａｎｔｉｃＳＯＡｐｒｏｔｏ－ｔｙｐｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＫＢｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｔ

5、ｅｓｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｒｖｉｃｅ－ｏｒｉｅｎｔｅｄａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ；ｃｏｍｐｌｅｘｐｒｏｄｕｃｔ；ｓｅｍａｎｔｉｃ；ｏｎｔｏｌｏｇｙ；ｋｎｏｗｌｅｄｇｅｂａｓｅ０引言面向服务架构（Ｓｅｒｖｉｃｅ－ＯｒｉｅｎｔｅｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＳＯＡ）是近年来发展迅速的一种新的信息系统集成框架，采用ＳＯＡ技术框架实现企业异构信息系统间的集成已得到业界认可。ＳＯＡ解决了传统集成系统结构复杂且灵活性差、无法适应分布式企业环境下不同企业间的动态业务需求与企业内部业务流程的适时变化等问题，为新一代的复杂产品

6、先进制造集成系统提供了一个灵活的、易集成、易实现的平台。尽管ＳＯＡ给信息系统集成带来许多优势，但基于ＳＯＡ的集成系统仍然存在着很多问题，主要体现在以下三点：（１）集成系统面临的一个主要问题是语义异构。复杂产品往往具有多项功能和性能要求，其设计制造是一项涉及结构、机械、控制、电子、液压和软件等多个领域、多个学科的复杂任务，单靠某一领域的专门知识及专业人员难以完成，因此趋向于依靠多学科领域的多个团队协同工作［１］。由于不同部门或跨企业的不同学科领域的专家掌握的知识不同，如何在复杂产品多学科协同设计过程中捕获相关领域的知识，提供对该领域的共同理解

7、，确定该领域内共享信息的研究者共同认可的公共词汇，从不同层次的形式化模式中给出这些词汇（术语）和词汇间相互关系的明确定义，并通过概念之间的关系来描述概念收稿日期：２００９－１０－２７；修订日期：２０１０－０１－２８。Ｒｅｃｅｉｖｅｄ２７Ｏｃｔ．２００９；ａｃｃｅｐｔｅｄ２８Ｊａｎ．２０１０．基金项目：国家８６３计划资助项目（２００７ＡＡ０４Ｚ１５３）；国家９７３计划资助项目（２００７ＣＢ３１０９０８）。Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｔｅｍｓ：ＰｒｏｊｅｃｔｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａ－ｔｉｏｎａｌＨｉｇｈ－Ｔｅｃｈ．Ｒ＆ＤＰｒｏｇｒａｍ，Ｃｈｉｎ

8、ａ（Ｎｏ．２００７ＡＡ０４Ｚ１５３），ａｎｄｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍ，Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．２００７ＣＢ３１０９０８）．第８期丛凯