온톨로지와 사례기반추론 기법을 활용한 SBA 아키텍처 프레임워크 구축 방안 2012. 11. 1 손미애 강새롬 성균관대학교 산업공학과
발표 순서 서론 ONT-SAF II ONT-SAF II 온톨로지 전체 프레임워크 ONT-SAF II 온톨로지 구현 관련연구 결론 및 향후 연구방향 2
발표 순서 서론 ONT-SAF II ONT-SAF II 온톨로지 전체 프레임워크 ONT-SAF II 온톨로지 구현 관련연구 결론 및 향후 연구방향 3
서론 SBA AF (Architecture Framework for Simulation-based Acquisition) SBA의 성공적인 구현을 위한 청사진 특정 무기체계 획득에 관련되어 있는 다양한 계층의 이해당사자들 에게 사업을 이해시키기 위해, 이해당사자의 관점 (개념, 개발, 구현 )에서 해당 사업을 설명 Harmonising multiple perspectives 예. 특정 작전에 대한 개념 수준(의사결정자 관점)의 설명 4 [Source: MODAF Handbook]
서론 AF 구축 지원 도구 System Architect, FrameWork, METIS 등 AF 구축 지원Tool METIS FrameWork System Architect 뷰 및 데이터 간에 존재하는 함축적 관계를 이해하고 관련 뷰와 데 이터들을 추론 불가 ONT-SAF 제안 5 설명 - Instance, Graphical View, Type, Class Tab을 제공 - 자크만 프레임워크에 기초 -장점: 각 Tab에 따라 문서 혹은 그림화된 예시 제공 -단점: 프레임워크 구축 시 발생되는 제약조건들에 대한 설명 부족; 자크만 프레임 워크 내부의 알고리즘에 대한 관계 파악 부족 -중립적 표준 플랫폼을 제공함으로써 다양한 모델들을 적용 가능 -장점: 특정 프레임워크를 기반으로 하고 있지 않아서 다양한 모델들을 적용 가능 -단점: 각 모델들의 특징을 명확히 파악하지 못함 - VB및 Delphi 4GL로 아웃풋 출력 -장점: 보편화되어 있으며 사용이 용이; base-model이 수정 가능하므로 본인에게 맞는 아키텍처를 생성가능 -단점: base-model 수정 시 아키텍처 프레임워크를 구성하는 기초적인 rule과 data들의 처리의 어려움
ONT-SAF ONT-SAF (Ontology for SBA AF) 개발 목적 SBA AF를 구성하는 뷰들간에 존재하는 연관 및 상호참조관계의 자동적 추론 SBA AF를 구성하는 뷰와 데이터 분리 데이터 일관성 보장 클래스, 뷰 및 주요 아키텍처 구성요소들 간의 관계 추론을 통한 데이터 스키마 활용지원 개발 원칙 Expressional completeness SBA AF에 포함되어 있는 모든 뷰와 데이터들간의 관계 및 구축 절차를 완벽하게 묘사 Relevance linkability SBA AF에 포함되어 있는 뷰와 데이터들간의 연관성 파악 Data consistency EA의 구축에 활용되는 데이터는 해당 EA 내에서 일관성을 유지 View and data reusability 특정 SBA AF에 포함되어 있는 데이터들의 일관성 보장 특정 SBA AF에 포함되어 있는 뷰 와 데이터의 재사용 6
ONT-SAF 주요 기능 시스템 아키텍트가 구축하고자 하는 AF의 view를 ONT-SAF에 입력 뷰들간에 존재하는 연관관계를 해석해 추가적으로 필요한 뷰 추론 SBA AF 구축에 필요한 데이터 추론 (개별 인스턴스 아님) 데이터들간의 일관성을 유지하기 위해 참조할 수 있는 데이터 추론 7
ONT-SAF 실행 결과 산출물 시스템 아키텍트가 입력한 뷰들 과 선행관계에 있는 뷰 추론 입력된 뷰와 추론된 뷰들이 활용 할 데이터 식별 데이터들간의 선후행 관계를 파 악해 추가적으로 필요한 데이터 식별 데이터와 뷰들간의 선후행 관계 를 고려한 뷰 작성 순서 도출 다른 AF 구축 시 참고, 재사용 할 수 있도록 파일로 저장 가능 8
ONT-SAF ONT-SAF 발전 방향 AF 구축에 필요한 뷰의 선정 주체 도메인 전문가와 시스템 아키 텍트 도메인 전문가와 시스템 아키텍트의 경험 및 역량에 의존 유사 목적의 AF를 구축할 경우, 상이한 결과물 도출 신뢰도 및 일관성 결여, 많은 시간 및 비용 소요 AF 구축의 全 단계 지원 구축하고자 하는 AF의 목적 및 범위 등을 기 구축한 AF 들의 목적 및 범 위와 비교해 유사 AF 추론 추론된 AF: 구축된 AF에 포함된 뷰 집합 정보 포함 수정 후 사용 채택한 방법론: 사례기반추론, 온톨로지 추천된 뷰들간에 존재하는 연관 및 상호참조관계의 자동적 추론 (ONT- SAF) ONT-SAF II 9
발표 순서 서론 ONT-SAF II ONT-SAF II 온톨로지 전체 프레임워크 ONT-SAF II 온톨로지 구현 관련연구 결론 및 향후 연구방향 10
ONT-SAF II 목적 특정 목적의 SBA-AF 구축에 필요한 뷰 집합 추천 추천된 뷰 집합을 현재 목적에 맞게 수정해 활용 수정된 뷰 집합은 ONT-SAF로 전달 적용 방법론 온톨로지 Three-layered ontology» Problem ontology» View ontology» Case ontology 사례기반추론 새롭게 구축하고자 하는 AF(new problem)와 가장 유사한 SBA-AF를 사례베 이스로 부터 발견 (similarity calculation)» 가정: 기 구축된 SBA-AF들이 사례베이스에 저장 유사사례를 수정해 새롭게 구축하고자 하는 AF(new problem)에 필요한 view set 추천 11
ONT-SAFII 온톨로지 Problem ontology Case의 문제 구조 형식 SBA AF 구축 관련 기본 정보 목적, 범위, 기간 등 Index layer Facet layer name Problem ontology AP_ID Scope Purpose Context architect Pi Involved Org View ontology ONT-SAF ontology 뷰 및 데이터들간의 관계 Case ontology Problem ontology의 value set 과 ONT-SAF 온톨로지의 view set link Value layer Case ontology Views View Point Combat Combat assessment case1 case2 case n AV1 AV2 SOV1 SOV2 CV2 CV5 All views Contract ABC Contract ABC Contract ABC Service views AV System views USCENTCOM J3 capability views 12 ViewPoint ontology (ONT-SAF)
ONT-SAF II 전체 아키텍처 ONT-SAFII SBA-AF관련 요약 정보(AV1) 수집 시스템 아키텍트 및 도메인 전문가 Problem Matching Module (PMM) Creation of new problem Semantic matching to find similar cases Identification of solution (view set) Knowledge Repository Module (KRM) Problem ontology Case ontology Viewpoint ontology View Adaptation Module (VAM) View set ONT-SAF 13
SBA-AF관련 요약 정보(AV-1) 수집 AV-1 View 구축의 방향성 제시 AF를 구축하기 위한 계획의 누가, 무엇을, 언제, 왜, 어떻게 할 것인지에 대한 요약 정보 제공 Required data Architecture Project Identification Scope Purpose and perspective mission, doctrine, relevant goals and vision statements, concepts of operation, scenarios, information assurance context, other threats and environmental conditions, and geographical areas addressed Status Tools and file formats used Assumptions and constraints Date completed 14
SBA-AF관련 요약 정보(AV-1) 수집 AV-1 View 구축의 방향성 제시 AF를 구축하기 위한 계획의 누가, 무엇을, 언제, 왜, 어떻게 할 것인지에 대한 요약 정보 제공 Required data Architecture Project Identification Scope Purpose and perspective mission, doctrine, relevant goals and vision statements, concepts of operation, scenarios, information assurance context, other threats and environmental conditions, and geographical areas addressed Status Tools and file formats used Assumptions and constraints Date completed 15
Problem Matching Module (PMM) Creation of new problem 파서를 활용, AV-1 정보를 (index, value) 형식의 problem 구조로 변환 New problem Case without solution Set of (Index: value) or (Index: (facet: value)) ;; BNF Illustrative example Pi = {( architecture_project_id: (name: Combat assessment) (Architect: Contract ABC)) (scope: (Involved_Org: USCENTCOM J2, USCENTCOM J3) ( (purpose: **** *****) (context: (mission: assess combat results) (Rules_followed: War time convention))} 16
Problem Matching Module (PMM) New problem tree 생성 Hierarchical structure of index, facts, and values Illustrative example P i Index layer AP_ID Scope Purpose context Facet layer name architect Involved_Org Value layer Combat Combat assessment assessment Contract ABC Contract Contract ABC ABC AV1 AV2 CV6 USCENTCOM USCENTCOM J2 J3.. Case tree 생성 Case ontology를 축으로 problem ontology와 view ontology를 bottomup 방식으로 propagation 17
Algorithm for semantic matching 18
Problem Matching Module (PMM) Comparison new problem tree and whole case trees Case tree Problem: Projection onto problem ontology Solution: Projection onto viewpoint ontology Identification of the most similar case(s) New problem tree와 가장 많은 index, facet 및 value를 공유하는 case(s) Identification of solution (view set) 유사 사례의 Viewset을 solution으로 식별 19
View Adaptation Module (VAM) 기능 PMM에서 추천한 유사 사례 (the most similar)의 solution viewset의 수정 수행 주체 시스템 아키텍트 및 도메인 전문가 수정된 view set을 ONT-SAF에 전달 VAM 산출물 20
View Adaptation Module (VAM) 기능 PMM에서 추천한 유사 사례 (the most similar)의 solution viewset의 수정 수행 주체 시스템 아키텍트 및 도메인 전문가 수정된 view set을 ONT-SAF에 전달 VAM 산출물 21
Knowledge Repository Module (KRM) Ontology 구성 온톨로지 종류 Problem ontology SBA AF 관련 기본 정보를 총 망라 View ontology SBA AF에 포함된 40여 개의 뷰와 관련 데이터 포함 Case ontology Problem ontology와 view ontology를 연결하는 bridge 역할 일반적인 case 형식이 아니라, 특정 case에 포함된 value set과 view set만 포함 장점 Case 형식으로 SBA AF 정보를 유지하는 것에 비해 정보의 중복 회피 적은 양의 저장공간 및 데이터 일관성 유지 가능 22
발표 순서 서론 ONT-SAF II ONT-SAF II 온톨로지 전체 프레임워크 ONT-SAF II 온톨로지 구현 관련연구 결론 및 향후 연구방향 23
ONT-SAF II 온톨로지 구현 has_case has_case_index has_viewpoint 24
ONT-SAF II 온톨로지 구현 Ontology 전체 선형 구조 25
ONT-SAF II 온톨로지 구현 Query plug-in 을 사용한 다양한 Query 가능 특정 Case의 ViewSet, valueset에 대한 Query 26
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관련연구 SBA AF 관련 각국 추진 현황 미국 영국 한국 SBA roadmap 작성 DoDAF 1.0을 기반으로 SBA AF 개념 제안 (2000) SBA AF 개념이 제안된 이후, SBA AF의 개선작업 수행하지 않음 DoDAF 2.0의 핵심 프로세스 중의 하나로 국방획득시스템(Defense Acquisition System, DAS) 포함 (2009) SBA AF의 구축을 위한 별도의 노력없음 SBA를 위한 통합 협업환경 구축의 필요성 강조 (2006) 미국의 SBA AF 개념 모델 차용 M&S 특화사업 수행 (2008) SBA AF 구축 추진 28
관련연구 각국 국방 관련 AF 관계 : 미국 : 영국 :한국 TAFIM C4ISR AF JTA 개선 발전 개선 발전 DODAF 1.0 DODAF 1.5 DODAF 2.0 개선 발전 MODAF 참조 참조 참조 참조 MND-AF 개선 발전 SBA AF 29
발표 순서 서론 ONT-SAF II ONT-SAF II 온톨로지 전체 프레임워크 ONT-SAF II 온톨로지 구현 관련연구 결론 및 향후 연구방향 30
결론 및 향후 연구 결론 ONT-SAF II 프레임워크 제안 SBA AF를 구축하는 시스템 아키텍트와 도메인 전문가 지원 CBR과 온톨로지 활용 유사도 계산 방법 제안 ONT-SAF 와의 통합 SBA AF 구축의 전 주기 지원 가능 향후 연구 ONT-SAF II 구현 및 적용 31
Q&A 32