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一种关于企业应用集成
智能的调解员为基础的框架
摘 要：企业应用集成（EAI)是面对已经部署大型企业信息系统和协调内部产品开发、供应链和客户管理活动制造企业的主要难题。成功的企业应用集成是朝着实施可行的产品生命周期管理（PLM）策略的一个关键步骤。现存的EAI技术，如分布式对象和信息通信技术是以本体技术为基础的数据库架构的整合,并繁琐的开发和维护在一个组织中。虽然工作流管理系统已经在组织中启用了过程协调的手动和系统导向任务，应对缺乏适应性和可操作性的工作流系统是一个手动和资源密集型的工作。最新进展；（一）标准化，模块化，分布式软件交付框架，如网络服务；（二）用于开发领域本体标准语义的标记语言；（三）智能过程协调框架在灵活性，响应性，集成性和有机流程管理架构的发展上有前景。在本文中，我们提出了实现EAI架构智能中介。组织内的信息和服务都可以通过一个Web服务框架实现。一个集成的服务计划和执行框架（ISP amp; E）在中介中服务组合和执行以完成服务请求。过程交织的信息收集和交易的任务使用独立域分层任务网络（HTN），并生成智能规划，以特定领域的本体和一个可扩展的和可靠的方式执行。对于EAI和进一步研究的主题，调解员为基础的框架的好处和局限性，都是基于一个原型开发的经验探讨。
关键词：中介，网络服务，交织的规划和执行，语义网
1引言
在各种工业领域的制造企业在部署企业信息系统作出重大投资，如产品数据管理PDM、企业资源管理、客户关系管理、客户关系管理，各种组织信息管决策务。这些钥匙投资的重点是提高生产率和减少组织周期的时间。然而，组织利用这些系统去实现业绩目标，预测各种困难，都是基于这些企业信息系统成功实施的可能性。这种状况引发了无缝产品生命周期管理PLM的呼叫，其中，包含一些知识。这些知识可能与过程相关(指引)和产品相关[3]。PLM的建议是认识产品相关的知识形式的不同功能性和区域组织核心竞争力，这方面的知识已被分散在不同的企业信息系统，是需要统一的。
提供这样一个统一的视图信息和商业途径并采取自下而上的技术方法与重点改进的便利交换，移动数据之间的不同的IT系统并没有真正解决语义，句法，和程序化，在这些系统中嵌入式过程不匹配。这样称为“企业应用集成（EAI）通讯系统（如Tibco总线），分布式对象管理系统（如CORBA）[4]，和数据库模式集成包装(如IBM的Clio)。缺乏整体的应用集成是由于以下技术原因：
1各种软件技术不规范。
2由于技术的发展，在系统之间缺乏可操作性。
3基础软件体系结构不匹配(分布式系统的内在复杂性)
4系统与知识员工的本体论和过程不匹配，
5组织知识与知识的演变能力。有效的知识管理PLM是智能化的企业应用集成框架，提供知识性无缝接入的发展，目前一个组织的信息系统包含有一个知识工人。
在本文中，我们提出了一个智能化、可扩展的中介组织内部EAI基于协同技术的开发框架，如Web[56]服务和语义Web[7]。该框架支持一个灵活的方法在知识水平和执行架构级别来集成。中介的框架提供了语义和语法之间的整合，在组织业务流程的多个信息源和服务。语义集成基于领域本体，获取这两种产品和流程相关的知识，这个本体是用来访问组织信息的来源和服务，作为网络服务。使用Web服务的动态组合过程是通过一个独立领域智能规划框架，其称为分层任务网络(HTN)规划[8]。HTN方法有利于服务目标描述并定义服务要求的使用（可能是由组织的知识工作者发出）。网络服务功能，即一个网络服务支持的方法，例如，一个企业的系统可以提供一个网络服务的方法，以确定供应商的一个给定的零件号。声明其服务预条件和后置条件。这种服务能力的描述，组合成一个服务计划序列，Web服务调用一个给定的服务请求。这样的服务计划，然后由调解员转换成可执行性指令。从一个声明性服务计划到一个程序的执行顺序的转变是启用了明确的映射规则。
中介框架的发展是一个正在进行的研究性工作。该框架分别要求在探索性案例上和在工业环境下研究，并在[9-11]描述,在2节中讨论。新产品开发和工程设计建立在我们以前研究中使用案例的推理[12、13]设计上。本体为业务流程，建模的作用已在智能工作模型管理[ 14 ]的背景下讨论。从系统开发的角度来看，一个HTN规划为基础的Web服务组合框架已经实施的可行性评估,使在线产品处于采购的背景下，作为[15]和[16]讨论。框架调用综合的服务计划和执行交错的信息收集，完成事务状态更新操作并完成服务请求。
本文主要对基于实例化ISPamp;E中介框架，在EAI的大背景下，有可能完成PLM。从知识整合的角度来看，我们演示了在不同类型的特定领域上建模。多重表达和抽象的知识可以有效地整合以满足不同知识工作者的要求。从系统的角度来看，我们从目前的工作经验上开发EAI框架。本文的贡献包括：(1)对Web服务计算模型上描述的基础信息资源和服务的中介，映射Web服务的描述和相应的必要性语义层次的描述，模型的不同类型产品和流程相关知识，(2)一个中介EAI基于现有文献和我们的原型经验调查和行业内其他现存的方法框架，(3)智能化的可行性探讨以调解员为基础框架。企业应用集成的PLM是一种智能中介的方试有利于知识的重用，通过重用当前信息系统中的功能，最大限度地减少昂贵的工程软件，并提供了用于开发PLM使EAI架构一种增量方法。我们采用所提出的方法，并勾勒出一个可能的路线图。
论文的其余部分组织如下。第2节提供相关的EAI研究调查，包括产品数据管理、过程管理和Web服务技术。在第3节中，我们提出了一个概述性调解员为基础的框架，其次是计算模型，网络服务，服务计划陈述。在第4节中，我们描述了我们原型的实现，并总结我们在评估框架的背景下进行的案例研究。在第5节中，从目前的实现工作经验并就相关工作的影响进行了讨论。第6节，结束语与未来的研究方向。
2文献调查
灵活的应用和可扩展的方式已经引起了广泛的研究，如业务流程再造、分布式软件和系统工程、人工智能、工作流和数据库系统。关于这一主题的文献是很广泛的，我们限制调查研究的主题是一个可扩展的框架和有密切关系的中介。在下面的段落中简要讨论的研究内容包括：产品建模，过程建模，软件工程技术，信息集成和网络服务。产品数据建模在发展二维和三维CAD系统[17]有其根源。工程设计基于几何工具，有限元分析[18–20]。已开发产品优化[21]特定领域的工具，制造方面的规划[22]，以及各种设计任务[23]。这些工具的数据模型概念是分散的。大多数的工具，支持每个独立的设计任务。上述模型通常被工程师单独执行，在整个工程过程中，他们是松散耦合的。在工程背景下的过程协调是一个繁琐的昂贵的过程。设计和制造模型过程在文献中提出[24-25]。工程设计的柔性工艺系统是不存在的。当前的商业工作流工具[26]提供支持静态过程模型，工作流过程模型和内部任务的信息流进行严格的预定义。工作流系统的重点是整合交易流程，而不是真正的决策过程。在工作流系统的自适应性和互操作性的需求下，吸引了大量的研究者[29-27]。最近的智能工作流管理[30、31]标准化业务流程[32]主要是研究执行的灵活性，使得企业中的所有相关数据的应用程序的数据不能直接被控制[32-33]。影响信息集成策略的维度包括，1数据类型的数目，2智慧的运用，3信息源和服务的数量。基于中间件的数据集成方法已在[3436]信息集成研究。
最近的一项调查[37]总结了艺术的状态。在信息集成中一直沿着许多相关的主题研究，即对非关系和半结构化数据模型[38]扩展，分布式查询计划，查询处理，应对不确定性[39]，发展强大的信息整合[40]理论框架。模式的数据集成方法的目的是促进跨多个数据源的数据模型之间的互操作性[41]。基于推广的模型管理有前景的（数据库）技术，在[42]概述。替代的方法集成，包括低级别的信息技术[42]和代理技术[43–45]。本文概述了基于中介的信息集成框架和受到启发的多智能体系统[46,36,47]架构。RETSINA系统已经开发与使用了（nonweb服务）面向对象技术和代理之间的集中调解机制。Web服务技术是基于构件的软件开发进展，提供了一个灵活的、分布式的业务开发和交付流程[48]。在部署这项技术研究面临的问题包括灵活的服务组合和执行集成了多种软件系统的实现。利用网络服务要求使用数据和过程的标准化的语义，提供服务来支持不同领域的任务[49、51]。本体的开发和管理已经吸引了大量的研究包括标准语言[52,53]领域本体[1,54,55]，和[56]开发基于本体的应用。
从互补底层系统集成的观点上。一项集成的工具和技术含有很多的缺点。虽然数据存储和检索技术是发达的，但工具缺乏表现力和语义的互操作性，由于一个非结构化和组织特定的本体，不支持多域的抽象性。此外，智能领域特定的过程支持工具有效地利用现有的分布式知识。目前的处理工具不支持动态任务序列设计或捕获过程的基本原理。从系统的角度来看，主要的缺点包括[ 57 ]效率低下和执行的不安全性和缺乏动态环境。目前EAI重点提高数据访问的方法（1）提供各种通讯协议编程数据，请求和传输之间的用户分布基础系统，所有的数据都是在一个组织中。（2）开发一个集成模式，通过这个模式访问所需信息。在数据存储拓扑结构，数据库架构，相关的决定制作过程中，新的数据类型（如非结构化和非关系数据）或工艺要求急需提供高效长期的硬件方案。进一步利用这些不同的系统是繁琐的。
总之，一个企业应用集成框架的基本要求（基于在航空航天和汽车行业探索性研究案例[9,10]，[58]），使有效的知识系统集成方法，（一）通过解决语义和句法的数据类型和数据调解不匹配性，过程在多个系统中被调用（无论是手动或以编程方式）；（二）通过确保调用过程来支持过程调解，在正确的序列中满足约束和适当的抽象合成；（三）支持特定领域的协议调解，以支持跨不兼容系统之间的相互作用，并确保基本业务政策，其次，在不同层次的抽象的保障机制的；（四）提供可扩展的执行，在一个高度灵活的耦合架构上支持人机和机器的相互作用。在下面的部分中，我们讨论了人工智能规划为基础的灵活的调解员架构，可能会满足这些要求。
3中介框架的描述
制定和实施一个可扩展的PLM，满足上面讨论的企业应用集成框架是一项艰巨的任务。一个调解员为基础的框架，支持灵活的增量方法，使有效的知识整合在异构中。在下面的章节中，我们描述的框架结构组件，并描述了相同的计算模型。
图1信息集成架构
3.1调解员的体系结构
一般的基于中介的信息集成框架如图1所示。中介体系结构是一个涉及多个源的分布式数据集成的主要方法[34]。一般的中介结构包括一个单一的中介和多个信息来源。这个说明了一个信息集成系统，可以根据不同的数据模型，信息来源包括结构化、非结构化、半结构化。信息可以从功能系
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