武大何克清团队互操作软件技术标准获ISO颁布,

来源:http://www.aobaot.com 作者:科学 人气:89 发布时间:2019-10-02
摘要:武大何克清团队互操作软件技术标准获ISO颁布 本网讯(通讯员梁铭铭)由软件工程国家重点实验室何克清教授团队主持研制的4项国际标准,近日由ISO国际标准化组织官方网站正式颁布

武大何克清团队互操作软件技术标准获ISO颁布

本网讯(通讯员梁铭铭)由软件工程国家重点实验室何克清教授团队主持研制的4项国际标准,近日由ISO国际标准化组织官方网站正式颁布。

由武汉大学软件工程国家重点实验室何克清教授等牵头,以武汉大学为第一单位完成的“本体元建模方法及其在软构件库互操作性管理与服务中的应用”项目,获得国家科技进步二等奖。

专利标准化、标准国际化 我国软件服务互操作技术的价值新取向优势

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4项标准分别为:ISO/IEC 19763-5:2015(过程模型注册元模型)、ISO/IEC 19763-7:2015(服务模型注册元模型)、ISO/IEC 19763-8:2015(角色和目标模型注册元模型)和ISO/IEC 19763-9:2015(按需模型选择方法论)。该团队此前主持研制的国际标准ISO/IEC 19763-3:2010(本体注册元模型)已于2010年8月被ISO正式颁布。

这个专业意味十足、一般人很难看懂的项目名称背后,解决的其实是大多数人每天都在使用的计算机和互联网方面的问题。应用其核心技术,还实现了中国在数据与信息管理和交换领域ISO国际标准“零”的突破。

当产业技术快速发展、大量技术发明专利涌现时,围绕产业发展中核心竞争技术的知识产权建设的需要,专利与标准正在走向一体化融合的高端发展模式——专利标准化。

“沟通成就一切,互动创造价值”。“互联网+”的创新时代,传统行业(如制造业、医疗行业等等)要想以开放模式实现从线上到线下的连接与互动,就必须充分利用和整合多样化IT业务资源、及其异质异构的信息系统,并通过软件服务的互操作来实现业务模型之间的交互与协作,才能创新业务价值。否则“互联网+”只能是它们连在一起,仍然是一种新的“信息孤岛”,并不能创新业务价值。因此,为了实现从“互联网+”到“互联网×”的创新发展,业务级模型的“互操作”新技术成为了实施“互联网+”战略打造创新业务价值服务的金钥匙。但是,与传统的数据与元数据互操作技术相比,业务级模型的软件“互操作”理论方法与技术的研究极具挑战性,是软件工程领域长期未能完全解决的难题。

团队的青年教师何扬帆、王翀、王健、何非、冯在文分别承担5项国际标准的研制工作。每个ISO标准从提案到正式颁布,必须经过5个规定的阶段,每个阶段会产生平均4个修改版本,获得半数以上的ISO成员国家的赞成票方可进入下一阶段。一个标准的颁布要经过近百个版本修改的繁重工作量、近百次ISO严格的国际评审。

解决软件应用关键技术

早在2008年,国务院在《国家知识产权战略纲要》中就提出,“制定和完善与标准有关的政策,规范将专利纳入标准的行为”。

早在21世纪初,何克清教授就开始钻研复杂的业务级模型之间的语义互操作性问题,提出了增强型语义互操作的本体元建模理论与方法,并成功推向了国际。2002年受ISO委托研制ISO/IEC 19763-3国际标准。该标准已于2007年2月和2010年8月被ISO正式颁布为ISO/IEC 19763-3: 2007和ISO/IEC 19763-3: 2010,该标准已在国际环保领域项目GEMET(多语言环境术语系统)中成功推广应用。从而赢得了ISO标准研制的国际话语权。

据介绍,早在十几年前,何克清就开始钻研复杂业务模型间的语义互操作问题,提出了自主创新的本体元建模理论与方法,并成功推向了国际。2002年受ISO委托研制ISO/IEC 19763-3国际标准,已正式颁布,赢得了ISO标准研制的国际话语权。

怎样能使计算机软件更好地为人们服务,让人们在使用软件时没有操作障碍,能够得心应手?这就必须解决其中的关键技术问题。

2015年3月,国务院在《深化标准化工作改革方案》中又提出,“支持专利融入团体标准,推动技术进步”的国家标准化战略。同年,国家知识产权局印发《产业知识产权联盟建设指南》,要求“推动相关必要专利纳入产品和技术标准”。

威尼斯国际平台app,受国家973计划项目资助,何克清教授主持研究发现了互联网上涉众需求元描述的四大基本要素——角色、目标、流程和服务,发明了RGPS 四个元模型及其之间语义关联的9类规则,构建了RGPS元模型框架理论,提出了需求制导的业务级模型之间松耦合交互、灵活互操作的“内容标签及其语义化基本矢量”基础技术。再次成功推向了国际,受ISO委托主持研制RGPS的ISO/IEC 19763标准系列和8项国家标准。2015年10月15日,ISO国际标准化组织官方网站*正式颁布了由武汉大学何克清教授团队主持研制成功的4项互操作性元模型框架RGPS国际标准系列,即ISO/IEC 19763-5: 2015(流程模型注册元模型)、ISO/IEC 19763-7: 2015(服务模型注册元模型)、ISO/IEC 19763-8: 2015(角色和目标模型注册元模型)和ISO/IEC 19763-9: 2015(按需模型选择方法论),赢得了ISO标准系列研制的我国主导权。

受国家973计划项目资助研究,何克清团队发现了互联网上涉众需求元描述的四大基本要素——角色(Role)、目标(Goal)、流程(Process)和服务(Service),设计了RGPS四个元模型及其之间语义关联的9类规则,自主创新了RGPS元模型框架技术。该技术成功推向国际,受ISO委托主持研制RGPS的ISO/IEC 19763标准系列和8项国家标准。建立了具有自主知识产权的“国际标准-国际行业标准-国家标准”体系。

目前,互联网基本解决了物理资源之间的互通、互连问题,但是,当网络应用逐步深入,从一对一的人机交互向多对多的人网交互发展时,面对飞速增长的网络信息资源,就出现了一个互操作性的问题。例如,在通过Google或百度查找资源时,我们需要输入关键词,反馈的海量结果却让人无所适从。这些资源的文本或者描述信息中都出现了我们给出的关键词,但资源的实际内容却可能与关键词关联不大。这主要是因为互联网上的资源是异构、自治的,即由不同用户建立的,对信息的理解和描述方式上存在差异,所有人都定义自己的方案和术语,不遵守任何信息标准,从而导致语义上的混乱。

迫切需要软件服务的互操作技术

进一步,何克清教授团队建立了具有自主知识产权的“国际标准系列-国际行业标准-国家标准”体系。面向IT行业拓展研究,与金蝶软件有限公司合作,面向企业云计算解决方案设计和实施的实际需求,应用ISO/IEC 19763-3, 5, 7, 8, 9标准技术,创新了弹性可伸缩架构及其驱动的按需服务聚合与规模化定制技术,相关成果被国际IT业界开放群组TOG(其主要成员包括IBM、HP、Oracle、SAP等国际知名企业)云计算架构CCRA标准采纳。从而,实现了从ISO国际标准到行业标准、再到IT业界标准的落地应用。

团队与金蝶软件(中国)有限公司合作,面向企业云计算解决方案设计和实施的实际需求,拓展应用ISO/IEC 19763-3,5,7,8,9标准技术,创新了弹性可伸缩架构及其驱动的按需服务聚合与规模化定制技术,相关成果被国际IT业界开放群组TOG采纳。

更深入的网络应用需要网上的软件应用程序之间的直接交互,这就提出了更高的互操作性要求——机器能够理解和处理信息。在单一产品内部,如微软的Office套件之间可以基本实现互操作。但是,在Web环境下如何使机器自动、准确、高效地进行Web服务资源的发现、匹配、组合、监控和调用,为因特网上跨越不同地域、不同行业的应用提供互操作,就成为一个热点和难题。目前,这一难题的解决主要是通过建立本体,来定义用于描述和表示相关领域的一般事物说明、以及事物与特性之间的关系——语义关系。在本体的支持下,交互信息的含义得到了明确表达,交互双方能够对交互信息进行推理以实现更有效的语义互操作,变Web服务为语义Web服务。

在云计算与大数据时代,“沟通成就一切、互动创造价值”。互联网实现了“互联、互通”,但并不能实现互操作,特别是复杂的业务协作及其信息系统的软件互操作性问题长期没有得到真正的解决。

13年来,何克清教授带领团队“敢为人先、开拓奋进、自主创新、追求卓越”。团队的青年教师何扬帆、王翀、王健、何非和冯在文分别承担了这5项ISO标准的研制工作。团队中的青年教师刘婧、马于涛和王健负责研制了云计算架构CCRA标准。他们甘心坐冷板凳、扎扎实实、坚持不懈、任劳任怨地工作,在仅以发表论文论英雄的科研氛围中实属不易。十三年磨一剑,每个ISO标准从提案到正式颁布,必须经过5个规定的阶段,每个阶段会产生平均4个修改版本,获得三分之二以上的ISO成员国家的赞成票方可进入到下一阶段。近百个标准版本修改的繁重工作量、近百次ISO严格的国际评审,也培养和造就了一支敢于参与国际竞争、善于进行国际交流合作的脚踏实地的青年科研队伍。

上述成果先后获国家科技进步二等奖、中国计算机学会科技进步奖一等奖,多次获湖北省科技进步一等奖。何克清获ISO与国际电工委员会IEC授予的ISO/IEC19763标准系列“特别贡献”国际奖。

随着语义Web服务不断发展,本体的数量也将快速增长。在这种背景下,会出现新的问题——异构自治的本体资源。如果不对本体实施有效的分类管理,那么系统开发人员和用户在查找本体时就很容易在海量的本体资源中失去方向。从网络计算环境来看,在对本体资源进行整合时,需要提供一种独立于本体语言的抽象注册机制。另外作为知识描述的本体规模较大,应当支持对本体的关键内容进行管理,也就是本体模块化管理和复用,以提高语义Web服务的效率。因此,本体的管理和管理机制将会对语义互操作的水平和质量产生深远的影响。负责数据管理与交换技术的国际标准化组织ISO/IECJTC1SC32针对这一问题,提出设想,希望在其用于促进网络资源共享和服务的“互操作性元模型框架(MFI)”系列标准中,设立一个本体注册元模型框架的标准,通过建立本体注册库来促进本体资源的共享和互操作。

传统的互操作性技术,仍然停留在数据、元数据的互操作水平。面对复杂的网上业务协作及其信息系统的软件互操作性难题,亟待解决。

何克清教授带领团队,采用“技术的标准化、标准的专利化、专利的软件平台化、平台软件的规模产业化推广应用”的科研创新策略。通过“产学研用”相结合的良构方式,在技术标准化研制过程中吸纳与积累企业的最佳应用开发实践案例,实施技术专利化,研发拥有自主知识产权的软件服务平台,通过平台实施规模产业化推广应用。例如,“制造业信息化软构件库的语义互操作管理与服务平台”,攻克了一体化业务集成并快速组装企业个性化系统的难题,已工程化应用于全国制造业230多家企业;又如,与金蝶软件有限公司、武汉钢铁工程技术集团有限责任公司合作,实现“互联网+”大型企业云管理的软件服务平台及应用,已在全国22个行业的200多家大型企业(含中国500强企业10多家)的大规模产业化应用中取得了显著成效,为推动我国软件业向软件服务业的转型升级树立了新样板。

(编辑:付晓歌)

实现国际标准“零”的突破

另一方面,信息化发展20多年来也始终没有真正消除“信息孤岛”,即使在网络化应用服务普及、云计算与大数据、物联网的大规模应用时代,仍然存在严重的“信息孤岛”危机。

13年来,获得了国际、国家、省部级的一系列科技奖励。如,何克清教授2011年与2015年两次获得ISO与国际电工委员会IEC授予的ISO/IEC 19763标准系列“特别贡献”国际奖,2009年获得国家科技进步二等奖,多次获得了湖北省科技进步一等奖,以及国家教育部自然科学一等奖,2014年获得了中国计算机学会科技进步奖一等奖,以及我国首届中国标准化创新人物奖等16项奖励。

2007年12月,国际标准化组织ISO正式发布了“互操作性元模型框架(MFI)”系列标准中第三个标准“本体注册的元模型框架”(ISO/IEC19763-3),这是我国首次在ISO标准化组织主导研制成功的信息资源互操作性管理与服务的国际标准。

当然“互联网+”,首先是上线,如果互联网上线的仍然是彼此孤立的信息系统,只能是“互连”1+1=2。只有“互联、互通”之上的互操作,才能实现从线下的资源共享、到线上的服务协作,产生“1+1>2”的服务效能、创新业务服务的价值。

实现“互联网+”的业务级模型“互操作”技术标准系列,是我国软件服务工程领域优势技术首次被ISO正式颁布为系列标准的实质性突破,它将为推动我国“互联网+”战略,实施创新业务价值服务,提供关键技术的标准化金钥匙。

凭着优势技术,何克清团队实现了这一“零”的突破,使中国首次取得了数据与信息管理和交换领域的ISO国际标准主持制定权,制定的标准在国际上广泛推广应用。

目前,“互联网+”应用形态,如“互联网+”智慧城市等的发展仍处于“信息孤岛”的风口期,其主要原因是“信息孤岛”成为了云计算与大数据时代的危机,而且这一危机还远没有解决。

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何克清团队经过长期研究,并在国家自然科学基金等项目的资助下,将本体理论和软件工程中的元建模方法融合,独立提出了面向服务的软件工程的基础理论与方法——本体元建模,解决了信息资源深度共享和服务的语义互操作等关键技术问题。

面对异域、异构、异质的多样化供给侧服务资源与服务能力的分享需求,不仅需要构建与“信息孤岛”对接和互动的桥梁,更需要为深层Web的信息服务资源提供灵活的分享和互操作技术。

以此为突破口,何克清团队分析研究了现有的一些相关国际标准仅仅停留在信息的语法互操作层面、难以支撑语义互操作的技术瓶颈问题,并于2001年在ISO/IECSC32开放论坛上,提出了基于本体元建模方法的国际标准研制的技术建议,经过ISO主权成员国家代表的认真讨论和审查,决定委托何克清主持包括中国、日本、英国、加拿大、韩国5个国家参加的ISO/IECSC3219763-3“本体注册元模型”的新国际标准研究组,开展新标准研究,在主导国际标准研制激烈的国际竞争环境中,为国家争得了荣誉。

据统计,万维网中的数据量目前约为8.2ZB。其中,遵循标准协议的浅层Web数据仅占4%,而占其内容96%的资源主要有两类:深层Web的业务模型;软件服务模型及其数据资源,如内部业务网站、移动应用APP和个人电脑应用中的Web资源等。

提升制造业信息化水平

现有的数据互操作技术主要面向万维网中的浅层Web数据,如数据层互操作、协议层互操作等,依然无法化解深层Web内容的“信息孤岛”难题。

2003年开始,何克清团队与武汉开目公司合作,基于创新的本体元建模理论方法以及ISO标准化技术,选择软构件为服务资源的实验载体,进一步创新软构件的服务封装、软构件属性本体、面向业务的制造业信息化领域本体、制造业信息化软构件语义互操作性注册库设计和实现技术、软构件库的互操作性管理与语义Web服务技术,成功研发了具有自主知识产权的制造业信息化软构件库的语义互操作性管理与服务平台及其拓展应用技术。

特别是,面对多租户业务协作需求和个性化服务需求的动态变化,异构业务云际之间、异构服务资源的网络化供—需交互协作及其服务供给侧的软件模型资源互操作性构造能力显得更加重要。

与传统软构件重用系统相比,该平台促进解决了语义互操作性协作管理与服务的实际应用难题,获得了3项国家发明专利授权、12项相关计算机软件著作权,形成了从方法到专利到技术标准,再到软件平台及其拓展应用的系统性创新。该平台先后在制造业、水利水电信息化领域得到产业化和规模化推广应用,为解决行业领域的软构件库互操作管理以及应用软件按需开发和重构,提供了互操作性服务的基础设施和强有力的技术支撑。

须解决互操作性的核心竞争技术

推广应用单位230多家,包括徐工集团、东风汽车、武钢、中船重工、航天科工、南方机车、北方机车、正泰集团、江铃汽车、三一集团等中国500强企业10家,促进了企业业务流程的改进和信息化水平的提升。2006年以来,成果整体技术累计产生经济效益约6.9亿元,并培养了一批企业一线创新人才。

据赛迪网2016年7月8日报道,高德纳公司预测到2020年将会有25亿个设备连接到物联网,并将继续快速增长。

在何克清教授带领下,其研究团队涌现出一批年轻科研骨干。2006年,李兵教授在该标准的研制基础上,获得国家863课题“复杂信息资源语义互操作性应用集成的机制与方法”资助,进一步研究基于语义SOA(SemanticsService-OrientedArchitecture,SSOA)架构和互操作性元模型框架MFI的信息资源语义应用集成平台。实现复杂信息资源的互操作性分类、注册和库管理、语义关联查询、精确服务等互操作性应用集成。马于涛博士发表的学术论文获得国际会议优秀论文奖。

有数据显示,2015年我国物联网整体市场规模达到7500亿元,预计未来几年,我国物联网行业年均增速将达到30%左右,2018年物联网行业市场规模有望超过1.5万亿元。

目前,何克清团队面向云计算、凭借国家973计划项目的研究成果及其优势技术,在主导国际标准研制激烈的国际竞争环境中,又获得了4个国际标准的主持研制权,它们是ISO/IEC19763-5、ISO/IEC19763-7、ISO/IEC19763-8、ISO/IEC19763-9,从而形成了ISO的互操作性技术国际系列标准研究的新突破,获得了更多的国际标准研制的话语权。(稿件来源:软件工程国家重点实验室;编辑:骆昕)

物联网是互联网未来发展的下一个驱动力,万维网联盟的全球商务总监艾伦:伯德(Alan Bird)认为在推进物联网发展的过程中,最大的难题是解决物联网的互操作性问题。

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目前,从物联网的标准来看,现在不同的阵营推出不同的标准,为了使这些标准更好地协同和统一,需要开发通用物体描述语言来实现互操作性。

何克清教授科研团队的部分人员

我国原创软件服务互操作性技术

具有专利标准化的价值取向优势

事实上,国内外学者对互操作技术的重要性认识和重视由来已久。但是,从数据到元数据、再到软件模型层级的语义互操作性难题,一直没有真正得到解决。

通过十多年的创新研究,软件工程国家重点实验室的何克清教授团队,原始创新了网络化涉众服务需求的角色—目标—流程—服务的RGPS元模型理论和互操作方法,发明了RGPS需求元模型制导的业务协作及其软件模型松耦合服务的语义互操作及按需服务技术,获得了13个国家发明专利授权,为实现信息系统之间互操作,提供了服务需—供双方精准对接的内容标识及其语义关联关系的软件互操作性核心竞争技术。

同时,何克清教授团队成功实施了专利标准化、标准国际化的国家策略,核心竞争力技术已成功地推向了国际。受ISO的委托,何克清教授团队负责研制了语义互操作性治理的ISO/IEC 19763-5/7/8/9四个标准的系列,2015年已由ISO正式颁布执行,覆盖从元数据到软件模型服务的语义互操作性治理与管理,能促进17种异构模型资源之间的相互理解和部分语义互操作性协作服务。

这四个标准为需—供精准对接的灵活互操作服务、化解云计算及大数据关联分析中异构软件模型服务数据资源形成的“信息孤岛”,提供了技术标准化支撑。取得了我国原创的软件工程技术成功实现ISO标准技术系列化的首次实质性突破。

2014年,该项技术也成为了国际IT业界技术开放群组TOG的企业业务云计算架构CCRA标准化的基础技术。何克清教授团队还结合在我国的应用实际,主持研制了8个国家标准的系列:GB/T 32392.1/2/3/4-2015,GB/T 32392.5/7/8/9-2017。

采用上述发明专利与标准系列一体化融合的核心竞争力技术,主要包含5项国际标准与授权的13项国家发明专利结合,武汉大学何克清教授团队与武汉钢铁集团公司、金碟软件有限公司,通过产学研用协作开发的企业云管理软件服务化关键技术及平台,获得了19项软件著作权及多个软件新产品,软件服务平台在开发商与提供商、伙伴企业、用户群企业中广泛应用,产生了显著的经济社会效益。

近年来,何克清教授团队成功地实践了专利标准化、标准国际化的知识产权价值取向发展的国家策略,有力提升了我国云计算产业的实力。

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