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【国家科技奖项目】软件技术创新带来“零”的突破

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。

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。

解决软件应用关键技术

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。

目前，互联基本解决了物理资源之间的互通、互连问题，但是，当络应用逐步深入，从一对一的人机交互向多对多的人交互发展时，面对飞速增长的络信息资源，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。

更深入的络应用需要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。

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。

实现国际标准 零 的突破

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/IEC），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。

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。

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。

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/IECSC 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。

提升制造业信息化水平

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。

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项相关计算机软件着作权，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。

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。

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。

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/IEC、ISO/IEC、ISO/IEC、ISO/IEC，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；：骆昕）

何克清教授科研团队的部分人员

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