一种基于本体的面向业务协作的信息系统数据集成方法

摘要

本发明公开了一种基于本体的面向业务协作的信息系统数据集成方法。其步骤如下：建立业务协作领域本体库；构建业务协作企业本体库；源信息系统生成业务协作请求数据；将业务协作请求数据转换成业务协作请求企业子本体；将业务协作企业子本体转换成业务协作请求领域子本体；将业务协作请求领域子本体转换成业务协作响应领域子本体；将业务协作响应领域子本体转换成业务协作响应企业子本体；将业务协作响应企业子本体转换成业务协作响应数据。本发明采用业务协作领域本体库和业务协作企业本体库，实现领域与企业的分离，降低了本体库建立的难度。根据用户界面来建立企业本体，屏蔽了信息系统的数据库和业务逻辑层，缩小了企业本体建立范围，提高了可用性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于本体的面向业务协作的信息系统数据集成方法，特别是企业间业务协作中不同信息系统之间数据语义集成技术领域。

背景技术

在当前企业信息化中经常会遇到如下一些问题和需求：

(1)几乎每个企业中都有一些自己的应用程序和数据库(企业遗留系统)，需要有一种方法能使现有的应用程序和数据库适用于新的环境，发挥新作用，它们之间很多信息和数据相互交叉，甚至重复，需要整合；

(2)业务协作系统不是单一的软件产品，而是涉及到企业管理各个方面的完整的产品线或产品族，其中包括PDM系统、ERP系统、SCM系统、CRM系统等等。需要进行应用系统的交互和集成；

(3)市场的不断变化使得决定业务协作软件体系的业务、功能和质量方面的需求总是处于不断的变化之中，系统体系要具有足够的柔性来适应这种变化。

目前多数企业所面临的最大挑战就是他们的许多IT异构系统集成性很差。运行业务的数据库和应用程序是在不同时期部署的，它们来自不同的供应商，使用各不相同的定制技术，如：ERP、PDM、CRM、OA、CAD等一系列电子商务、电子政务软件和工程应用组件，但其间却往往缺少关联和通信，导致信息“孤岛”现象严重。这种信息系统构架很难及时为企业的高层决策提供及时、准确的信息，使企业运行成本居高不下，而且也给企业的开发人员带来了繁冗的工作。

信息集成技术在支持业务协作过程中发挥重要的作用。从信息集成的角度来讲，可以将集成分为三个层次：数据集成(D2D)、过程集成(P2P)、应用集成(A2A)。

异构数据源集成是数据库领域的经典问题，尽管目前已经有不少的数据集成方法和相应的工具投入到实际的应用中，然而由于企业应用系统的复杂性、异构数据源的多样性等诸多因素的制约，特别是企业新的应用需求，使得企业数据集成过程变得相当复杂。

异构系统集成在硬件、协议和软件等多个层面有着广泛的研究。从软件的角度，可以按照两种分类方法，一种是按照接口粒度划分，如：方法级集成、过程级集成等，划分为数据集成和业务过程集成；另外一种方法是按照集成中采用的不同技术进行划分，如基于CORBA、DCOM、Agent和SOA(主要使用Web服务技术)为纯技术一类，同时使用智能Agent。本体和语义为技术上的另外一类。当然，还有许多其它的集成技术和方法来研究异构系统的集成。

企业数据源异构性主要表现在系统异构、模式异构和语义异构三个方面。随着技术的发展，使用CORBA、DCOM和不同的中间件产品为解决系统异构和模式异构提供足够的技术支持，XML的出现更好地解决了上述两个问题。然而，XML并没有提供描述企业信息交换的标准数据结构和术语，不能有效地解决语义冲突。企业间业务协作的全面融合还需要更高范畴的基础理论或设施的支持。这种基础设施具有两方面的特性：本体特性和语义互操作性。

不同的业务协作数据库逻辑上通过软件代理进入数字集市，实际上是通过本体及推理服务进行数据转换的过程，但又不必强迫对所有的操作者执行一个统一的标准。这种解决方案基于对本体论最新发展的研究。

总之，不同信息系统之间数据语义的集成是当前企业间业务协作过程中遇到的关键问题。XML技术解决了不同信息系统数据交换的格式问题，而本体技术为解决语义的集成提供了基础。目前应用本体论方法解决信息系统数据语义集成问题针对数据库基础上的集成，通过建立领域本体，使得不同数据库中的数据实现共享，这种方法存在两个问题：一是建立领域本体的高要求，需要建立一个涵盖整个数据库中数据的领域本体，难度非常大；二是用户在使用信息系统时并不直接操作数据库，而是通过信息系统的界面，如何屏蔽了信息系统的数据库和业务逻辑层，实现信息系统的数据集成，提高可用性，需用一种方法来解决。

发明内容

为解决业务协作过程中不同信息系统之间数据语义异构问题，克服现有信息系统数据语义集成方法的不足，本发明的目的在于提供一种基于本体的面向业务协作的信息系统数据集成方法，实现企业在业务协作过程时，不同信息系统之间的数据语义集成。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于本体的面向业务协作的信息系统集成方法，包括以下步骤：

1)建立业务协作领域本体库：本体是共享概念的显式表示，是数据模式的语义表达，建立能够在企业间业务协作领域共享的业务协作本体、产品本体、公共本体以及各个本体间的关系，构建企业间业务协作领域本体库。

2)每个企业建立一个业务协作企业本体，构建业务协作企业本体库：由各个需要业务协作的企业分别建立一个在本企业范围内共享的业务协作企业本体，形成业务协作企业本体库。

3)源信息系统生成业务协作请求数据：企业用户通过信息系统的界面产生业务协作请求数据。

4)将业务协作请求数据转换成业务协作请求企业子本体：利用业务协作企业本体将业务协作请求数据转换为业务协作请求企业子本体。

5)将业务协作企业子本体转换成业务协作请求领域子本体：利用业务协作领域本体库，将业务协作请求企业子本体转换为业务协作请求领域子本体。

6)将业务协作请求领域子本体转换成业务协作响应领域子本体：根据业务协作领域本体库中的业务协作关系，将业务协作请求领域子本体转换为业务协作响应领域子本体。

7)将业务协作响应领域子本体转换成业务协作响应企业子本体：根据业务协作响应领域子本体中的目标企业，查找业务协作企业本体库中的目标企业的业务协作企业本体，并利用目标企业的业务协作企业本体，将业务协作响应领域子本体转换成业务协作响应企业子本体。

8)将业务协作响应企业子本体转换成业务协作响应数据：根据目标企业的业务协作企业本体，将业务协作响应企业子本体转换成目标企业信息系统能够理解的业务响应数据，并通过目标信息系统的用户界面导入到目标信息系统，完成面向企业间业务协作的信息系统数据集成。

本发明和现有技术相比具有的有益效果是：

1)采用业务协作领域本体库和业务协作企业本体库，实现领域与企业的分离，从而降低了本体库建立的难度和复杂性。

2)根据信息系统用户界面来建立企业本体，而不是直接根据数据库来建立，从而屏蔽了信息系统的数据库和业务逻辑层，在缩小企业本体建立范围的同时，提高了可用性。

附图说明

图1是基于本体的面向业务协作的信息系统数据集成过程图。

图2是业务协作领域本体库结构图。

图3是业务协作企业本体图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的具体实施过程，包括以下步骤：

1)建立业务协作领域本体库：

本体是共享概念的显式表示，是数据模式的语义表达，能够确定领域内的数据语义关系。由企业间业务协作领域专家建立该领域的统一本体，该领域内的所有本体共同构成业务协作领域的本体库。该本体库由业务协作本体、公共本体和产品本体构成，其中业务协作本体定义了企业业务协作涉及的概念和关系，产品本体是业务协作的内容，公共本体是对业务协作本体和产品本体涉及通用概念的语义表达，图2给出了业务协作领域本体库中包含的本体及本体之间的关系。

2)每个业务协作的企业建立业务协作企业本体，形成业务协作企业本体库：

每个需要进行业务协作的企业均需根据本企业的背景建立业务协作本体，该本体是某个企业范围内与业务协作相关的共享概念和数据语义的显示表示。该本体不仅包含业务协作、产品、企业、时间、币种、计量单位等与业务协作相关的共享概念，而且还包含了支持业务操作的信息系统功能及其业务数据，为实现信息系统数据语义集成奠定了基础。图3是业务协作企业本体。多个需要业务协作的企业所建立的业务协作企业本体共同构成了业务协作企业本体库。

3)源信息系统生成业务协作请求数据：

当企业需要与其它企业进行业务协作时，由于企业无法了解信息系统的数据库和业务逻辑，其业务协作请求必然是通过信息系统的外在表现即界面来生成。用户通过从信息系统的界面来提取业务协作请求数据，与直接从信息系统数据库中检索数据，其目的性和可行性更强。

4)业务协作请求数据转换为业务协作请求企业子本体：

由于业务协作请求数据本身不包含语义，为了实现信息系统间数据语义上的集成，需要对业务协作请求数据进行语义增强，而业务协作请求数据的语义只能由数据产生企业来进行解释，而无法由其它企业和领域本体来解释。利用该企业的业务协作企业本体，将业务协作请求数据转换成业务协作请求企业子本体，从而使业务协作请求数据中包含了语义，为后面的数据语义集成与处理提供了可能。

5)业务协作请求企业子本体转换为业务协作请求领域子本体：

虽然业务协作请求企业子本体拥有了数据的语义，但只能由该企业的信息系统和用户所理解，无法被其它企业所理解，为此需要将企业级的数据语义转换到领域级的数据语义。该步骤利用业务协作领域本体库，将业务协作请求企业子本体转换为业务协作请求领域子本体。

6)业务协作请求领域子本体转换为业务协作响应领域子本体：

该步骤利用业务协作领域本体库中关于业务协作之间关系的知识，将业务协作请求领域子本体转换为业务协作响应领域子本体，如通过“采购请求业务—销售响应业务”的业务协作关系知识，将采购业务协作请求领域子本体转换为销售业务协作响应领域子本体。

7)业务协作响应领域子本体转换为业务协作响应企业子本体：

根据业务协作响应领域子本体中的业务协作目标企业，查找业务协作企业本体库中的业务协作企业本体，并利用业务协作企业本体，将业务协作响应领域子本体转换为业务协作响应企业子本体。

8)业务协作响应企业子本体转换为业务协作响应数据：

利用业务协作响应企业子本体中的业务协作响应名，查找目标企业的业务协作企业本体，确定业务协作目标企业所使用的信息系统的功能模块及其业务数据模式，并将业务协作响应企业子本体转换为业务协作响应数据，企业用户可以将该业务协作响应数据通过信息系统的界面直接输入或导入，从而实现面向企业间业务协作的信息系统数据语义集成。