JP6663060B2 - セマンティックゲートウェイのモデリング方法及びセマンティックゲートウェイ - Google Patents

セマンティックゲートウェイのモデリング方法及びセマンティックゲートウェイ Download PDF

Info

Publication number
JP6663060B2
JP6663060B2 JP2019059659A JP2019059659A JP6663060B2 JP 6663060 B2 JP6663060 B2 JP 6663060B2 JP 2019059659 A JP2019059659 A JP 2019059659A JP 2019059659 A JP2019059659 A JP 2019059659A JP 6663060 B2 JP6663060 B2 JP 6663060B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protocol
model
semantic
library
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019059659A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019193254A (ja
Inventor
ジーロン ゼン
ジーロン ゼン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of JP2019193254A publication Critical patent/JP2019193254A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6663060B2 publication Critical patent/JP6663060B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/08—Protocols for interworking; Protocol conversion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G05B19/4186—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication by protocol, e.g. MAP, TOP
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/30—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of unstructured textual data
    • G06F16/36—Creation of semantic tools, e.g. ontology or thesauri
    • G06F16/374—Thesaurus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F40/00—Handling natural language data
    • G06F40/30—Semantic analysis
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/66—Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Description

参照による取り込み
本出願は、２０１８年４月１９日に出願された中国特許出願第２０１８１０３５６７９９．６号の優先権を主張し、その内容を参照することにより、本出願に取り込む。
本発明はセマンティックゲートウェイのモデリング方法及びセマンティックゲートウェイに関する。
周知のように、従来の産業用ゲートウェイはプロトコル層のデータ交換に用いられる。スマート製造技術の発展に伴い、以下の操作を行うことができるスマートゲートウェイが出現した。関係データベースの簡単な応用に基づいて、各装置の情報を収集してデータベースに記憶し、かつ収集されたデータに対して簡単な処理を行い、例えば統計値（平均値、最大／最小値など）の計算、データフィルタ、補助判断（警報）を行う。
ＩＤＣ（登録商標、以下同）統計報告によれば、２０２０年まで５００億を超える端末と装置をネットワークに接続し、２０１８年までに、５０％のユビキタスネットワークがネットワーク帯域幅の制限に直面し、４０％のデータをネットワークエッジ側で分析し、処理し、記憶する必要がある。産業ユビキタスネットワークはその中で非常に重要な一つの分野である。したがって、新型産業用ゲートウェイの発展は必須である。
中国の産業システムにおいて、歴史的な理由により、異種情報システムは非常に一般的である。これでは異種情報システム間のデータの相互運用性が低く、アプリケーションの開発及び配置に不利である。なお、ハードウェア性能の大きな発展に伴い、エッジノードにセマンティックに基づく計算及び推論を配置することが可能となり、様々なセマンティックゲートウェイが出現した。
いわゆるセマンティックとは、データが対応する現実世界におけるものによって表される概念の意味と単純にみなすことができ、これらの意味の間の関係は、ある分野におけるデータの解釈及び論理的表現である。
セマンティックゲートウェイにおいて、最も重要な部分はどのように異種データの通信、モデリング及びモデルマッピング問題を解決するかである。多くの組織は、ある分野における異種情報通信を解決するモデリング理論、方法を提案してきた。モデルライブラリは、具体的な応用シナリオの需要に基づいて保守及び更新を行う必要がある。さまざまなドメイン間の情報システム通信は、通信プロトコル適応及びモデルマッピング技術を用いて実装する必要がある。なお、いくつかの専用設備の分野において、いくつかの特定のデータ情報モデルの使用を排除しないため、相応するポリシーで対応する必要がある。
中国特許出願公開第１０３８３９１５５号（特許文献１）において、セマンティックゲートウェイに基づく異種情報システムモデル統合方法を提出する。特許文献１は企業におけるセマンティックゲートウェイに基づく異種情報システムモデルの統合方法を提供し、以下のステップを含む。異なる情報システムのモデリング方法に応じてセマンティックゲートウェイのモデルを確立し、セマンティックゲートウェイに相応するアダプタモデルを確立し、異なるモデリング方法のセマンティックゲートウェイモデルの間の情報マッピングを確立する。企業情報システムの情報は相応するモデリング方法のアダプタモデルを通じて、相応する方法のセマンティックゲートウェイモデルに接続され、その情報は、セマンティックゲートウェイのマッピングにより、情報を別のモデリング方法で確立されたセマンティックゲートウェイモデルにマッピングし、別のモデリング方法のセマンティックゲートウェイモデルは情報を解析し、そして、別のモデリング方法のアダプタモデルにより情報をこのようなモデリング方法により確立された企業情報システムに接続し、情報の統合を完了する。特許文献１は情報システムのモデリング面から、セマンティックゲートウェイ統合モデリング構造及び相応する方法を提出し、異種情報システムの情報統合を実現するために用いられる。
特許文献１はモデリング理論に基づいて、モデリング言語、モデリング方法及びモデリングツールを運用してセマンティックゲートウェイモデルを確立し、異なるモデリング方法のセマンティックゲートウェイモデルの間の情報マッピングを確立する方法を提出し、異種情報システムの情報統合を実現する。
中国特許出願公開第１０３８３９１５５号
しかし、該異種情報システム情報統合方法は実際の配置及び応用に不利である。これは、次のような理由によるものである。様々な理論、方法、さらに異なる分野、異なる業務のモデリングニーズにより、セマンティックゲートウェイを配置する時に具体的な業務需要に基づいてモデリングする必要があり、セマンティックゲートウェイのモデリングの作業負荷が重くなり、実際の配置に不利である。
なお、実際の使用過程において、製造ラインに新たな装置を導入することにより新たなモデル及び新たなマッピングが増加する可能性があり、セマンティックゲートウェイモデルライブラリのメンテナンス更新も不便である。
従来技術の上記欠点を克服するために本開示を提出する。したがって、本発明の一態様における目的の一つはセマンティックゲートウェイのモデリング方法及びセマンティックゲートウェイを提出し、所定の産業応用シナリオでの異なるプロトコルを採用する複数の異種装置の通信のために汎用モデルを確立することにより、複数の異種装置の間に同一セマンティックを有し、異なる表現形式を有する情報の間のマッピングを確立することができ、さらに、異種装置間の情報インタラクションを容易に実現することができる。
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、セマンティックゲートウェイのモデリング方法を提供し、以下のステップを含む。それぞれ異なるプロトコルを使用する複数の装置は、セマンティックゲートウェイに複数のプロトコルデータを入力する。セマンティックゲートウェイは、入力された複数のプロトコルデータに対してプロトコル解析及び文法帰納をそれぞれ行い、複数のプロトコルデータに対応する複数のプロトコル本体インスタンスを取得する。セマンティックゲートウェイは、辞書ライブラリとモデル本体ライブラリを利用して複数のプロトコル本体インスタンスに対してセマンティッククエリマッチングを行い、複数のプロトコル本体インスタンスに対応する複数のモデル本体を取得する。セマンティックゲートウェイは複数のモデル本体を併合して汎用モデルを生成する。
好ましくは、前記モデリング方法は、生成された汎用モデルをセマンティックゲートウェイの汎用モデルライブラリに記憶するステップをさらに含む。
好ましくは、前記複数の装置は、所定の産業応用シナリオで相互にデータのインタラクション及び変換を行うことができる異種装置である。
好ましくは、前記プロトコル本体インスタンスは、プロトコルデータでプロトコル本体を充填して得られたインスタンスであり、前記プロトコル本体は、プロトコルの属性、方法、イベント、関係を含む。
好ましくは、前記セマンティックゲートウェイは、辞書ライブラリとモデル本体ライブラリを利用して複数のプロトコル本体インスタンスに対してセマンティッククエリマッチングを行い、複数のプロトコル本体インスタンスに対応する複数のモデル本体を取得するステップは以下のステップを含む。複数のプロトコル本体インスタンスにおける属性、方法、イベント及び関係のキーワードを辞書ライブラリにおいてセマンティッククエリマッチングをそれぞれ行い、同じセマンティックの一組の語彙を取得し、その後、モデル本体ライブラリにおける同じ語彙のモデル本体とマッチングして、複数のプロトコル本体インスタンスに対応する複数のモデル本体を見つける。
好ましくは、前記汎用モデルにおいて、前記複数のプロトコルデータにおける同一のセマンティックを有し、異なる表現形式を有する複数の情報間のマッピングが確立された。
本発明によれば、さらにセマンティックゲートウェイを提出し、それぞれ異なるプロトコルを使用する複数の装置から複数のプロトコルデータを入力するユニットと、入力された複数のプロトコルデータに対してプロトコル解析及び文法帰納をそれぞれ行い、複数のプロトコルデータに対応する複数のプロトコル本体インスタンスを取得するユニットと、辞書ライブラリとモデル本体ライブラリを利用して複数のプロトコル本体インスタンスに対してセマンティッククエリマッチングを行い、複数のプロトコル本体インスタンスに対応する複数のモデル本体を取得するユニットと、複数のモデル本体を併合して汎用モデルを生成するユニットと、を備える。
本発明の一態様によれば、所定の産業応用シナリオでの異なるプロトコルを採用する複数の異種装置の通信のために汎用モデルを確立することにより、複数の異種装置の間に同一セマンティックを有し、異なる表現形式を有する情報の間のマッピングを確立することができ、さらに、異種装置間の情報インタラクションを容易に実現することができる。
上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
セマンティックゲートウェイを適用した産業情報システムを示すブロック図である。 本発明の第１の実施例に係るセマンティックゲートウェイによる異種情報システムの全体ブロック図を示す。 本発明の第１の実施例に係るプロトコル解析モデリングユニットの構成を示すブロック図である。 プロトコルとプロトコル本体との対応付けを説明するための模式図である。 本発明のプロトコル解析モデリングユニットにおけるモデル本体構築ユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施例に係るセマンティックゲートウェイによる異種情報システムの全体ブロック図を示す。 セマンティックゲートウェイを適用した産業情報システムの具体例の構成を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について説明する。各添付図面において、同一の要素には同一の参照符号又は数字を付している。また、本発明の以下の説明では、本発明の要旨が不明瞭となることを避けるように、既知の機能及び配置についての詳細な説明を省略することがある。
図１はセマンティックゲートウェイを適用した産業情報システムを示すブロック図である。
図１に示すように、工場にはセマンティックゲートウェイ１１３が設置され、セマンティックゲートウェイ１１３は産業用ゲートウェイ１０５、新型センサ１０７、カメラ１０９、別の装置１１１、及び情報管理システム（例えばＭＥＳ、ＥＲＰ）１１５と通信可能に接続される。産業用ゲートウェイ１０５は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）１０３とセンサ１０１と通信可能に接続されている。ここで、新型センサ１０７は新たな需要に応じて、新しい材料、新しい技術、新たな統合方案などを運用して生成された新しいタイプのセンサ、例えばシールセンサである。別の装置１１１は別の工場生産中に使用可能なデジタル装置であり、例えばトルクレンチである。
ＭＥＳ（製造実行システム）は製造企業生産過程実行システムを指し、一組の製造企業現場実行層向けの生産情報化管理システムである。ＥＲＰ（企業資源計画）の核心思想はサプライチェーン管理であり、主に財務、物流、人的資源等のコアモジュールを含む。
なお、セマンティックゲートウェイ１１３はさらにクラウド１１７に接続されてもよく、それによりデータをさらに処理し、または分析することができる。
該産業情報システムにおいて、セマンティックゲートウェイ１１３により異なるプロトコルを使用する異種装置の同じセマンティックの情報の間のマッピングを確立し、それにより異なるプロトコルを使用する異種装置の間の情報のインタラクション及び変換を実現することができる。セマンティックゲートウェイ１１３は、それが理解できる情報に対してローカル処理を行ってもよく、クラウドに伝送して処理しまたは分析してもよい。異種装置はその制御システム、通信インタフェースなどのソフトウェアとハードウェアが相互に互換性のない装置を指す。ここで、図１に示すような、セマンティックゲートウェイ１１３に接続された各装置を異種装置と仮定することができる。
第１の実施例
図２は本発明の第１の実施例に係るセマンティックゲートウェイによる異種情報システムの全体ブロック図を示す。
図２に示すように、本発明の第１の実施例のセマンティックゲートウェイによる異種情報システムは、第１の装置２０１と、第２の装置２０３と、セマンティックゲートウェイ１１３とを含む。前記セマンティックゲートウェイ１１３はプロトコル解析モデリングユニット２０５及び汎用モデルライブラリ２０７を含む。
第１のプロトコルを用いる第１の装置２０１と、第１のプロトコルとは異なる第２のプロトコルを用いる第２の装置２０３は、それぞれ、セマンティックゲートウェイ１１３のプロトコル解析モデリングユニット２０５に、第１のプロトコルデータと第２のプロトコルデータとを入力する。第１の装置２０１と第２の装置２０３から第１のプロトコルデータと第２のプロトコルデータを受信した時、プロトコル解析モデリングユニット２０５は、第１のプロトコルデータと第２のプロトコルデータのそれぞれに対して、プロトコル解析と文法帰納を行い、相応する第１のプロトコル本体インスタンスと第２のプロトコル本体インスタンスを取得し、そして、辞書ライブラリとモデル本体ライブラリを利用して、第１のプロトコル本体インスタンスと第２のプロトコル本体インスタンスのそれぞれに対して、セマンティッククエリマッチングを行い、相応する第１のモデル本体と第２のモデル本体を取得する。そして、第１のモデル本体と第２のモデル本体を併合して汎用モデル、例えばＯＷＬ（ネットワーク本体言語）汎用モデルを生成する。
その後、プロトコル解析モデリングユニット２０５は、生成した汎用モデルをセマンティックゲートウェイ１１３における汎用モデルライブラリ２０７に記憶してもよい。汎用モデルライブラリ２０７に記憶された汎用モデルは、その後の第１の装置２０１と第２の装置２０３との間の情報のインタラクション及び変換に用いられることができる。
図３は本発明の第１の実施例に係るプロトコル解析モデリングユニットの構成を示すブロック図である。
第１の装置２０１と第２の装置２０３のそれぞれからの第１のプロトコルデータおよび第２のプロトコルデータは、プロトコル解析モデリングユニット２０５のプロトコル解析ユニット３０３に入力される。
プロトコル解析ユニット３０３は、第１のプロトコルデータ及び第２のプロトコルデータに相応する第１のプロトコルのルール及び第２のプロトコルのルールをプロトコルライブラリ３０１からそれぞれ見つけ出し、そして、第１のプロトコルのルール及び第２のプロトコルのルールの通信プロトコル層を解析し、第１のプロトコルデータ及び第２のプロトコルデータのフォーマット、符号化及び信号レベル（レベルの高低）等のデータ情報をそれぞれ取得し、文法帰納ユニット３０５に送信する。
ここで、第１の装置と第２の装置は、所定の産業応用シナリオにおいて、相互にデータのインタラクション及び変換を行うことができる異なるプロトコルを用いた異種装置である。
文法帰納ユニット３０５では、第１のプロトコルのルール及び第２のプロトコルのそれぞれのルールに基づいて、第１のプロトコルデータ及び第２プロトコルデータのそれぞれのフォーマット、符号化及び信号レベル（レベルの高低）等のデータ情報をそれぞれ帰納して、第１のプロトコル本体インスタンス及び第２のプロトコル本体インスタンスをそれぞれ取得し、かつモデル本体構築ユニット３０７に送信する。
図４はプロトコルとプロトコル本体との対応付けを説明するための模式図である。
図４に示すように、プロトコル本体はプロトコルの属性、方法、イベント、関係を含む。一般的に、プロトコルの属性には制御方法、符号化方法などがある。プロトコルの方法は接続、データ送信及びデータ受信を有する。プロトコルのイベントはメッセージトリガを有する。プロトコルの関係はこのプロトコルと別の関連プロトコルの階層又は依存関係（例えばプロトコルネスト）を示す。文法帰納ユニット３０５では、これらの属性、方法、イベント及び関係をプロトコル本体の相応する部分に記入し、かつ関連記述言語（例えばＲＤＦ（リソース記述アーキテクチャ）、ＯＷＬなど）で表現する。本発明によれば、プロトコル本体を第１のプロトコルデータで充填するインスタンスを第１のプロトコル本体インスタンスと呼び、プロトコル本体を第２のプロトコルデータで充填するインスタンスを第２のプロトコル本体インスタンスと呼ぶ。
図３に戻って説明する。図３に示すように、モデル本体構築ユニット３０７では、それぞれ第１プロトコル本体インスタンス及び第２プロトコル本体インスタンスにおける属性、方法、イベント及び関係のキーワードを辞書ライブラリでセマンティッククエリマッチングを行い、同一セマンティックの一組語彙を取得し、モデル本体ライブラリにおける同じ語彙を有するのモデル本体とマッチングし、それにより第１プロトコル本体インスタンス及び第２プロトコル本体インスタンスに相応する第１モデル本体及び第２モデル本体を見つける。ここで、モデル本体とは、この情報モデルを用いた基本用語及びその関係、及び相関ルールを定義するためのものである。ここで、辞書ライブラリとは、データベースに収集されるデータの種類、そのフォーマット、構造及びデータの使用形態を記述した一組の情報である。データ辞書と呼ばれてもよい。
モデル併合ユニット３０９では、第１モデル本体と第２モデル本体とを併合し、１つの汎用モデル、例えばＯＷＬ汎用モデルを形成する。ＯＷＬ汎用モデルはクラス、個体、属性及びデータタイプなどのコンテンツを含むことができる。例えば、第１プロトコルデータにおける情報「完了時間」と、第２プロトコルデータにおける情報「終了時間」とは、いずれもＯＷＬ汎用モデルの「ｅｎｄｔｉｍｅ」フィールドに併合される。つまり、併合により、汎用モデルにおいて、同じフィールドにより第１プロトコルデータの第１情報と第２プロトコルデータのうち、同一のセマンティックを有し、異なる表現形式を有する第２情報との間のマッピングが確立される。例えば、汎用モデルにおける「ｅｎｄｔｉｍｅ」により、第１のプロトコルデータにおける情報「完了時間」と第２のプロトコルデータにおける情報「終了時間」との間のマッピングが確立される。
以上のように、本発明によれば、第１の情報と第２の情報との間のマッピングが確立されるので、第１のプロトコルを利用する第１の装置と、第１のプロトコルとは異なる第２のプロトコルを利用する第２の装置との間で通信を行う際に、データのインタラクション及び変換を行うことができる。例えば、セマンティックゲートウェイにより、第１の装置からの第１の情報を、第２の装置からの同一のセマンティックを有する第２の情報にマッピングすることができる。
図５は本発明のプロトコル解析モデリングユニットにおけるモデル本体構築ユニットの構成を示すブロック図である。
図５に示すように、プロトコル本体ユニット５０１では、それぞれ第１プロトコル本体インスタンス及び第２プロトコル本体インスタンスにおける属性、方法、イベント及び関係のキーワードを辞書ライブラリ５０３においてセマンティッククエリマッチングを行い、同じセマンティックの一組の語彙を取得する。次に、セマンティッククエリマッチングユニット５０５はこの組の語彙をモデル本体ライブラリ５０７における同じ語彙を有するモデル本体とマッチングする。そして、モデル本体ユニット５０９では、第１プロトコル本体インスタンス及び第２プロトコル本体インスタンスに対応する第１モデル本体及び第２モデル本体を見つける。
第２の実施例
以上は二つの異なるプロトコルを採用する装置を例として本発明を説明したが、明らかとなったのは、本発明はこれに限定されず、二つ以上の異なるプロトコルを採用する異種装置に対してプロトコル分析及びモデリングを行う時に、本発明は同様に適用することができる。例えば、同様に、本発明は、３つの装置を有する場合にも適用することができる。
図６は本発明の第２の実施例に係るセマンティックゲートウェイによる異種情報システムの全体ブロック図を示す。
図６に示すように、本発明の第２の実施例に係るセマンティックゲートウェイによる異種情報システムは、第１の装置６０１、第２の装置６０３、第３の装置６０９およびセマンティックゲートウェイ１１３を含む。前記セマンティックゲートウェイ１１３はプロトコル解析モデリングユニット６０５及び汎用モデルライブラリ６０７を含む。
第１のプロトコルを用いる第１の装置６０１と、第１のプロトコルと第３のプロトコルとは異なる第２のプロトコルを用いる第２の装置６０３と、第１のプロトコルと第２のプロトコルとは異なる第３のプロトコルを用いる第３の装置６０９は、それぞれセマンティックゲートウェイ１１３のプロトコル解析モデリングユニット６０５に第１のプロトコルデータ、第２のプロトコルデータ及び第３のプロトコルデータを入力する。第１の装置６０１、第２の装置６０３、及び第３の装置６０９から第１のプロトコルデータ、第２のプロトコルデータ及び第３のプロトコルデータを受信した時、プロトコル解析モデリングユニット６０５は、第１のプロトコルデータ、第２のプロトコルデータ及び第３のプロトコルデータのそれぞれに対して、プロトコル解析と文法帰納を行い、相応する第１のプロトコル本体インスタンス、第２のプロトコル本体インスタンス、第３のプロトコル本体インスタンスを取得し、辞書ライブラリとモデル本体ライブラリを利用して、第１のプロトコル本体インスタンス、第２のプロトコル本体インスタンス、第３のプロトコル本体インスタンスのそれぞれに対して、セマンティッククエリマッチングを行い、相応する第１のモデル本体、第２のモデル本体、第３のモデル本体を取得する。そして、第１のモデル本体、第２のモデル本体、第３のモデル本体を併合して汎用モデル、例えばＯＷＬ（ネットワーク本体言語）汎用モデルを生成する。
そして、プロトコル解析モデリングユニット６０５は、生成した汎用モデルをセマンティックゲートウェイ１１３における汎用モデルライブラリ６０７に記憶する。汎用モデルライブラリ６０７に記憶された汎用モデルは、その後の第１の装置６０１、第２の装置６０３、及び第３の装置６０９の間の情報のインタラクション及び変換に用いられることができる。本発明の第２の実施例による別のプロトコル解析及びモデリングの動作は、本発明の第１の実施例と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
上述した本発明の第２の実施例によれば、併合により、汎用モデルにおいて、同一のフィールドにより同一のセマンティックを有し、異なる表現形式を有する第１のプロトコルデータの第１の情報、第２のプロトコルデータの第２の情報と第３のプロトコルデータの第３の情報とのマッピングが確立される。第１の情報と第２の情報と第３の情報との間のマッピングが確立されるので、第１の装置と第２の装置と第３の装置との間で通信を行う際に、データのインタラクション及び変換を行うことができる。
なお、上述の例によれば、必要に応じて汎用モデルライブラリを自動的に配置することができ、人為的な配置を必要とせず、モデリングの作業負荷を低減することができる。
以下、本発明の構成による具体例について説明する。
図７はセマンティックゲートウェイを適用した産業情報システムの具体例の構成を示す図である。
図７に示すように、実際の工場情報システムにおいて、ｏｐｃ−ｕａ（オープンプラットフォーム通信−統一アーキテクチャ）プロトコル及び情報モデルが存在し、温度センサはＣｏＡＰプロトコル（制限アプリケーションプロトコル）によりセマンティックゲートウェイに接続される。該セマンティックゲートウェイはＧＲＡＩ情報モデルによるＥＲＰシステム及びＩＤＥＦ１Ｘ情報モデルのＭＥＳシステムを使用する。
この産業応用シナリオの目的は、ある製品を生産するための段取りを実現することである。プロトコルライブラリにはＣｏＡＰプロトコル、ＯＰＣ−ＵＡプロトコル及びＴＣＰ／ＩＰプロトコルルールが含まれる。このシナリオでは、これらのプロトコルを使い分ける異なる装置が含まれる。
例示として、モデル本体を確立するための辞書ライブラリには、いくつかのクラス及び語彙が含まれ、例えば、生産クラス（すなわち、製品の生産に関係がある語彙）のサブクラス「ｏｒｄｅｒ」において、 「加工計画書」、「ワークオーダ」との語彙を有する。なお、サブクラス「ｅｎｄｔｉｍｅ」において、「終了時間」、「完了時間」との語彙を有する。以下の表１に示すとおりである。
Figure 0006663060
例示として、モデル本体ライブラリにおけるモデル１には、実体「ワークオーダ」と、その属性「開始時間」と、「完了時間」と、「加工数量」とが含まれており、時間表示のルールも含まれている。モデル２には、実体「加工計画書」と、その属性「開始時間」と、「終了時間」と、「数量」及び「備考」が含まれており、時間表示のルールも含まれている。以下の表２に示すとおりである。
Figure 0006663060
本シナリオにおいて、ＭＥＳ装置（ＩＤＥＦＸ１Ｘ情報モデルを使用する装置）はワークオーダ（第１のプロトコルデータ）を下し、以下の表３に示すとおりである。
Figure 0006663060
ＥＲＰ装置（ＧＲＡＩ情報モデルを使用する装置）は相応する加工計画書（第２のプロトコルデータ）を下す。以下の表４に示すとおりである。
Figure 0006663060
第１のプロトコルデータと第２のプロトコルデータを本発明のセマンティックゲートウェイに入力すると、ワークオーダと加工計画書のそれぞれに相応する第１のモデル本体及び第２のモデル本体とを併合した１つの汎用モデルが生成され、具体的には以下の通りである。
第１のモデル本体によりマッピングされた後に生成されたＯＷＬ汎用モデル：
<owl:Class
rdf:about="http://www.semanticweb.org/tmp#order">
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="
http://www.semanticweb.org/tmp# consistOf "/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#starttime"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#consistOf"/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#endtime"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="
http://www.semanticweb.org/tmp# consistOf "/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#count"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
</owl:Class>
…
第２のモデル本体によりマッピングされた後に生成されたＯＷＬ汎用モデル：
…
<owl:Class
rdf:about="http://www.semanticweb.org/tmp#order">
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="
http://www.semanticweb.org/tmp# consistOf "/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#starttime"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#consistOf"/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#endtime"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="
http://www.semanticweb.org/tmp# consistOf "/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#count"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="
http://www.semanticweb.org/tmp# consistOf "/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#note"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
</owl:Class>
…
併合されたＯＷＬ汎用モデルは以下の通りである。
…
<owl:Class
rdf:about="http://www.semanticweb.org/tmp#order">
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="
http://www.semanticweb.org/tmp# consistOf "/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#starttime"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#consistOf"/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#endtime"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="
http://www.semanticweb.org/tmp# consistOf "/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#count"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="
http://www.semanticweb.org/tmp# consistOf "/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource=" http://www.semanticweb.org/tmp#note"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
</owl:Class>
…
上述したように、汎用モデルにおける「ｅｎｄｔｉｍｅ」により、第１の生産計画書における「完了時間」と、第２の生産計画書における「終了時間」とのマッピングが確立される。
以上のようにして第１の生産計画書における「完了時間」と第２の生産計画書における「終了時間」とのマッピングが確立されるので、ＥＲＰ装置とＭＥＳ装置とのデータのインタラクション及び変換を行う際に、第１の生産計画書における「完了時間」を第２の生産計画書における「終了時間」に変換することができる。ここで、例示として、「終了時刻」のフィールドフォーマットは、「ｘｘｘｘ．ｘｘ．ｘｘ：ｘｘ：ｘｘ」であり、「完了時間」のフィールドフォーマットは、「ｘｘｘｘ／ｘｘ／ｘｘ／ｘｘ：ｘｘ」であり、例えば、２０１７．１２．０２：１５：３０−＞２０１７／１２／０２／１５：３０である。
本実施形態の工場異種情報システムによれば、情報モデル層面のセマンティック統合を行うと同時に、動的モデリングの方式を提供し、配置周期を短縮し、工場の情報化改造に迅速に対応することができる。
なお、指摘すべきこととして、本開示の技術はハードウェア及び／又はソフトウェア（ファームウェア、マイクロコード等を含む）の形式で実現することができる。なお、本開示の技術は、命令を記憶したコンピュータ可読媒体上のコンピュータプログラム製品の形態を採用ことができ、該コンピュータプログラム製品は命令実行システム（例えば、１又は複数のプロセッサ）に用いる或は命令実行システムを結合して用いる。本開示の文脈において、コンピュータ可読媒体は、命令を含有、記憶、搬送、伝搬、または転送することが可能な任意の媒体であってよい。例えば、コンピュータ可読媒体は電気、磁気、光、電磁、赤外線又は半導体システム、装置、デバイス又は伝搬媒体を含むがこれらに限定されない。コンピュータ可読媒体の具体例は、磁気テープ或はハードディスク（ＨＤＤ）などの磁気記憶装置、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）等の光記憶装置、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又はフラッシュメモリなどのメモリ、及び／又は有線／無線通信リンクを含む。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１０１ センサ、１０３ ＰＬＣ、１０５ 産業用ゲートウェイ、１０７ 新型センサ、１０９ カメラ、１１１ 別の装置、１１３ セマンティックゲートウェイ、１１５ 情報管理システム、１１７ アプリ、２０１ 第１の装置、２０３ 第２の装置、２０５ プロトコル解析モデリングユニット、２０７ 汎用モデルライブラリ、３０１ プロトコルライブラリ、３０３ プロトコル解析ユニット、３０５ 文法帰納ユニット、３０７ モデル本体構築ユニット、３０９ モデル併合ユニット、５０１ プロトコル本体ユニット、５０３ 辞書ライブラリ、５０５ セマンティッククエリマッチングユニット、５０７ モデル本体ライブラリ、５０９ モデル本体ユニット、６０１ 第１の装置、６０３ 第２の装置６０３、６０５ プロトコル解析モデリングユニット、６０７ 汎用モデルライブラリ６０７、６０９ 第３の装置

Claims (7)

  1. それぞれ異なるプロトコルを使用する複数の装置が、セマンティックゲートウェイに複数のプロトコルデータを入力するステップと、
    セマンティックゲートウェイが、入力された複数のプロトコルデータに対してプロトコル解析及び文法帰納をそれぞれ行い、複数のプロトコルデータに対応する複数のプロトコル本体インスタンスを取得するステップと、
    セマンティックゲートウェイが、辞書ライブラリとモデル本体ライブラリを利用して複数のプロトコル本体インスタンスに対してセマンティッククエリマッチングを行い、複数のプロトコル本体インスタンスに対応する複数のモデル本体を取得するステップと、
    セマンティックゲートウェイが、複数のモデル本体を併合して汎用モデルを生成するステップと、
    を含む、セマンティックゲートウェイのモデリング方法。
  2. 生成された汎用モデルをセマンティックゲートウェイの汎用モデルライブラリに記憶するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のモデリング方法。
  3. 前記複数の装置は、所定の産業応用シナリオで相互にデータのインタラクション及び変換を行うことができる異種装置であることを特徴とする請求項１に記載のモデリング方法。
  4. 前記プロトコル本体インスタンスは、プロトコルデータでプロトコル本体を充填して得られたインスタンスであり、
    前記プロトコル本体は、プロトコルの属性、方法、イベント、関係を含むことを特徴とする請求項１に記載のモデリング方法。
  5. 前記セマンティックゲートウェイが、辞書ライブラリとモデル本体ライブラリを利用して複数のプロトコル本体インスタンスに対してセマンティッククエリマッチングを行い、複数のプロトコル本体インスタンスに対応する複数のモデル本体を取得するステップは、
    複数のプロトコル本体インスタンスにおける属性、方法、イベント及び関係のキーワードを辞書ライブラリにおいてセマンティッククエリマッチングをそれぞれ行い、同じセマンティックの一組の語彙を取得し、その後、モデル本体ライブラリにおける同じ語彙を有するモデル本体とマッチングして、複数のプロトコル本体インスタンスに対応する複数のモデル本体を見つけるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のモデリング方法。
  6. 前記汎用モデルにおいて、前記複数のプロトコルデータにおける同一のセマンティックを有し、異なる表現形式を有する複数の情報間のマッピングが確立されたことを特徴とする請求項１に記載のモデリング方法。
  7. それぞれ異なるプロトコルを使用する複数の装置から複数のプロトコルデータを入力するユニットと、
    入力された複数のプロトコルデータに対してプロトコル解析及び文法帰納をそれぞれ行い、複数のプロトコルデータに対応する複数のプロトコル本体インスタンスを取得するユニットと、
    辞書ライブラリとモデル本体ライブラリを利用して複数のプロトコル本体インスタンスに対してセマンティッククエリマッチングを行い、複数のプロトコル本体インスタンスに対応する複数のモデル本体を取得するユニットと、
    複数のモデル本体を併合して汎用モデルを生成するユニットと、
    を備えるセマンティックゲートウェイ。
JP2019059659A 2018-04-19 2019-03-27 セマンティックゲートウェイのモデリング方法及びセマンティックゲートウェイ Active JP6663060B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810356799.6 2018-04-19
CN201810356799.6A CN110390020A (zh) 2018-04-19 2018-04-19 语义网关的建模方法和语义网关

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019193254A JP2019193254A (ja) 2019-10-31
JP6663060B2 true JP6663060B2 (ja) 2020-03-11

Family

ID=68237135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019059659A Active JP6663060B2 (ja) 2018-04-19 2019-03-27 セマンティックゲートウェイのモデリング方法及びセマンティックゲートウェイ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10992788B2 (ja)
JP (1) JP6663060B2 (ja)
CN (1) CN110390020A (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111277499A (zh) * 2020-01-14 2020-06-12 浙江华云信息科技有限公司 基于gateway网关实时生效的动态路由方法
CN115136256A (zh) * 2020-03-31 2022-09-30 西门子股份公司 信息处理方法、装置、计算设备、介质和计算机程序
KR102511419B1 (ko) * 2020-05-11 2023-03-17 엘에스일렉트릭(주) 전력 시스템의 데이터 수집 장치
KR102457759B1 (ko) * 2020-12-24 2022-10-21 네스트필드(주) 스마트 제조 시스템에서 자산관리쉘을 이용한 데이터 수집 방법
CN114189365A (zh) * 2021-11-26 2022-03-15 特赞（上海）信息科技有限公司 基于字段映射的通用多租户业务授权方法和装置
CN114900557A (zh) * 2022-03-30 2022-08-12 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种面向物联网网关的异构设备数据的处理装置和方法
CN115514656B (zh) * 2022-09-30 2024-03-29 美的集团股份有限公司 一种物模型适配方法及装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050005266A1 (en) * 1997-05-01 2005-01-06 Datig William E. Method of and apparatus for realizing synthetic knowledge processes in devices for useful applications
EP1267527B1 (en) * 2000-03-07 2013-04-10 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Semantic information network (sion)
US9525566B2 (en) * 2003-07-31 2016-12-20 Cloudsoft Corporation Limited Self-managed mediated information flow
US7761478B2 (en) * 2005-11-23 2010-07-20 International Business Machines Corporation Semantic business model management
US8307012B2 (en) * 2006-02-28 2012-11-06 Sap Ag Schema mapping and data transformation on the basis of a conceptual model
US20100250722A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Nokia Corporation Connectivity management for transport independent architectures
CN101582894B (zh) * 2009-06-10 2011-12-14 重庆大学 一种用于企业信息化异构系统集成的语义网关
JP5621778B2 (ja) * 2009-09-25 2014-11-12 日本電気株式会社 コンテンツベーススイッチシステム、及びコンテンツベーススイッチ方法
US8862535B1 (en) * 2011-10-13 2014-10-14 Netapp, Inc. Method of predicting an impact on a storage system of implementing a planning action on the storage system based on modeling confidence and reliability of a model of a storage system to predict the impact of implementing the planning action on the storage system
WO2014042685A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-20 Triton Systems, Inc. Methods and systems for monitoring and controlling electronic devices
US20140114864A1 (en) * 2012-10-22 2014-04-24 International Business Machines Corporation Case management integration with external content repositories
CN103839155A (zh) * 2013-11-13 2014-06-04 重庆大学 一种基于语义网关的异构信息系统模型集成方法
CN104410568B (zh) * 2014-11-06 2017-10-03 四川大学 一种智能家居语义网关的设计方法
CN104991537B (zh) * 2015-06-30 2021-03-23 青岛海尔智能家电科技有限公司 一种智能设备的控制方法
US10515562B2 (en) * 2015-11-04 2019-12-24 EDUCATION4SIGHT GmbH Systems and methods for instrumentation of education processes
DK179309B1 (en) * 2016-06-09 2018-04-23 Apple Inc Intelligent automated assistant in a home environment
US10614093B2 (en) * 2016-12-07 2020-04-07 Tata Consultancy Services Limited Method and system for creating an instance model
US10454896B2 (en) * 2017-07-04 2019-10-22 Is5 Communications Inc Critical infrastructure security framework
US10338913B2 (en) * 2017-12-05 2019-07-02 Archemy, Inc. Active adaptation of networked compute devices using vetted reusable software components

Also Published As

Publication number Publication date
CN110390020A (zh) 2019-10-29
US10992788B2 (en) 2021-04-27
US20190327346A1 (en) 2019-10-24
JP2019193254A (ja) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6663060B2 (ja) セマンティックゲートウェイのモデリング方法及びセマンティックゲートウェイ
US20220138183A1 (en) Web services platform with integration and interface of smart entities with enterprise applications
Pang et al. Data-source interoperability service for heterogeneous information integration in ubiquitous enterprises
EP3709227A1 (en) System and method for interoperable communication of an automation system component with multiple information sources
JP2016526231A (ja) 技術設備を記述したデータの交換の方法
Wang et al. A review of the technology standards for enabling digital twin
CN111177400A (zh) 基于知识图谱的设备、业务及数据的关联显示方法和装置
US11223696B2 (en) System and method for interoperable communication of automation system components
CN104516730A (zh) 一种数据处理方法和装置
US8538963B2 (en) Optimal persistence of a business process
CN112464672B (zh) 一种在物联网边缘设备中构建语义模型的优化方法
CN114116065A (zh) 获取拓扑图数据对象的方法、装置、及电子设备
CN109214725A (zh) 保险问题处理方法及装置
Lu et al. A digital twin reference model for smart manufacturing
AU2019317236A1 (en) Ontologically-driven business model system and method
Crespí et al. Opc ua aggregation server in the fog
US8694918B2 (en) Conveying hierarchical elements of a user interface
US20220179853A1 (en) Method and query module for querying industrial data
Koprov Streaming machine generated data via the MQTT sparkplug b protocol for smart factory operations
CN115604343A (zh) 一种数据传输方法、系统、电子设备和存储介质
US9779008B2 (en) File monitoring
US20140074869A1 (en) Autoclassifying compound documents for enhanced metadata search
CN110457402A (zh) 一种基于hadoop框架模型的数据重构方法以及装置
KR100740234B1 (ko) Ｐｄｍ 시스템과 가상현실 시스템간 제품 데이터 양방향교환 시스템 및 방법
WO2023050403A1 (zh) 数据查询的方法、数据服务和计算机可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190327

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6663060

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150