[发明专利]用于自动化系统组件与多个信息源的可互操作通信的系统和方法

说明书

用于多个信息系统(201至20n)之间经由与物理装置的数字表示(111)关联的数字表示服务(S1，S2，Sn)的可互操作数据交换的计算机实现方法、计算机程序产品和计算机系统(100)。该系统具有：用于所述物理装置的数字表示服务(S1至Sn)，其包括：接口(110)，其用来接收对于装置相关数据的请求；管理模块(120)，其配置成生成和更新装置的数字表示(111)，数字表示配置成存储多个数据模型(DM1)，其中每个所存储数据模型与特定信息系统(201至20n)关联；以及语义关系库(150)，其存储来自不同信息源(201至20n)的数据模型的模型元素类型之间的语义关系。数字表示服务配置成：发现与信息系统(201至20n)关联的模型提供方(231至23n)；生成由信息源所提供的模型元素与数字表示的对应模型元素之间经由语义关系的映射；以及响应于该请求，按照该映射来执行至少两个信息系统之间的数据交换。

技术领域

本发明一般涉及电子数据处理，以及更特别涉及用于多个信息系统之间的可互操作通信的方法、计算机程序产品和系统，所述多个信息系统提供与具有到网络的连通性的装置相关的数据。

背景技术

为了由技术系统(例如比如自动化系统)所使用或者在技术系统中使用的物理装置的正确操作，与装置的生存周期（life cycle）有关的信息能够具有高相关性。例如，在装置的工程阶段期间已经创建的与装置关联的信息在操作装置时或者对于装置的维护可具有相关性。通常，与装置关联的这种信息分散于多个异构信息源，所述信息源全部存储装置的生存周期信息的部分。通常，这类信息源(例如数据库系统或知识管理系统)是相互可互操作的。

当今，技术系统中使用的许多装置具有通常称作数字孪生的数字表示。两种术语在本文中用作同义词。这样的数字表示是复制与装置关联的数据、结构和功能的虚拟实体。这样的数字表示(数字孪生)包括用于描述物理装置的生存周期的采取特定格式的数据模型。

对装置的数字孪生有用的信息通常在独立数据库/工具(信息源)中创建和保持，其按照不同的专有或标准化格式表达；由此不易与其他工具以及与装置的数字孪生本身进行交换。此外，不同信息源的单独数据之间的关系通常不是按照机器可读方式经过文件证明，从而造成遗漏分析、不必要重复以及甚至导致错误的不一致性的可能性。通常，由于在语法或语义级的互操作性的缺乏，这些信息源不能以无缝的方式相互交换信息。

这导致跨装置的生存周期的中断信息流，并且增加如下风险：当装置或者任何相关信息消费者设法访问各种信息源中的装置相关数据时，装置与这类信息源之间的数据交换因互操作性的缺乏而失败。

发明内容

存在对提供用来改进信息系统(即，信息消费者和信息源)之间的可互操作数据交换的系统和方法的需要，所述信息系统被连接到同一网络，以交换与特定物理装置关联的数据(即，与装置的生存周期相关的数据)。由此，信息消费者/源通常具有不兼容数据模型，所述不兼容数据模型阻止这类信息系统之间的通信和数据交换。本文所公开的方式使任何信息消费者能够经由所述物理装置的数字表示与任何信息源交换装置相关数据，并且避免这类信息系统之间的数据交换的失败。

这个技术问题通过按照独立权利要求的实施例的特征来解决。由此，采用语义描述来扩大装置的数字表示(即，装置的数字孪生)，该语义描述定义生存周期方面以及将被包括在数字表示中的与装置有关的相关信息。换言之，装置的数字孪生能够被看作是与信息系统关联的数据模型的聚合，所述信息系统在装置生存周期内提供装置相关数据。数字孪生进一步知道各种信息系统中使用的装置的本地标识符。例如，这类本地标识符能够在其数字孪生中指配给用于装置的主ID。还采用语义描述(包括由信息系统所提供的数据模型的种类的描述)来扩大由信息系统所提供的数据。然后通过使用数字表示服务的发现模块动态发现信息系统，以及基于语义描述，从信息源所得到的数据与由相应信息消费者所要求的数据自动匹配，从而产生数据模型元素的对应映射，其允许相应信息系统(消费者和源系统)经由所述映射进行与装置相关数据的可互操作数据交换。