Decision Support System Semantic Web Servicess-web.sfc.keio.ac.jp/intap-public/data/Semantic Web Services Seiji Koide Galaxy Express Corporation Workshop 5/10/2005 Support System for

資料4

WWW2005 Workshop 5/10/2005

Decision Support System Decision Support System for Rocket Launch Using for Rocket Launch Using Semantic Web ServicesSemantic Web Services

Seiji KoideGalaxy Express Corporation


Support System forRocket LaunchSupport System forRocket Launch

ギャラクシー本社

技術支援

技術支援

設計担当メーカ工場

設計担当メーカ

発射管制車（LCV）

種子島宇宙センタ

打上運用支援

Support Network for Rocket Launch Operation

Large Scale Distributed Database

Anomaly Detection and Diagnosing

大規模知識データベース

FMEA運用情報

不具合情報

品質情報

試験情報

解析情報

部品情報

図面情報


知識データベース

Objectives:1. To Advance Safety and Reliability

of Large Scale System2. Rapid and Effective Counteraction

against Faults, Cost Reduction3. To Contribute Japanese IT

Overseas Manufacturer

Engineering Support

知識データベース

OverviewOverview


資料4


Why Semantic Web Service?Why Semantic Web Service?Monolithic System Impossible

Large-scale Complex SystemInteraction through Network for Many Modules

Service Oriented Architecture InflexibleParticipants from Several Different Parties (GX and Rocket Makers)Customization on Each Rocket, Unstable Support Targets

Fragile Cutting Edge Available for Space Industry?Target of Ground FacilitiesNot Requisite for Control in Normal OperationConcurrent Design, Water Fall Model Impossible


What is the Launch Operation?What is the Launch Operation?

Assemble Rocket Parts and SatelliteTanking Propulsions into Rocket BodyLaunch!

資料4


What is Operation Support System?What is Operation Support System?

Not Control PlantsNot Order OperatorsMonitor Behaviors of PlantsMonitor Behaviors of OperatorsReason What HappensReason Operator IntentMake Advices to Operators


Basic Functions of SystemBasic Functions of System

Multi-media Documents PresentationProcess Data and Information DeliveryAnomaly Detection and Annunciation Abnormal Causes PresentationHazardous Condition Foreseeing and PresentationCounteraction PresentationCase Retrieval and PresentationOperator Preference SettingITV Live and Stored Image DeliveryIP Phone

資料4


To manage the diverse Multi-Media Documents that are produced in the development and operation.To allow users to search with document’s meta-data, keywords, concepts.To allow agents to search appropriate documents on the situation and present operators

MultiMulti--media Documents Presentationmedia Documents Presentation

Meta-data SearchKeyword SearchConceptual SearchSynonym SearchDocument PresentationDocument StoringSearch Condition Input

Document

Picture

Drawing

Manual


GXFinderGXFinderDesk-Top to P2P Document Search

Site ASite A

Site BSite B

Web Brower InterfaceWeb Brower Interface

Multi-media Document Searcher (Servlet)

Search Index CollectionService

Search Indexer (Crawler)Multi-mediaDocuments

SearchIndex

Desk-Top Document Search over P2P-like Multiple Site

Ontology

Multi-mediaDocuments

SearchIndex

OntologyMulti-media Document Searcher (Servlet)

Search Index CollectionService

Search Indexer (Crawler)

資料4


Input KeyWords

Meta-data Input

Search Condition InputSearch Condition Input


Click Document Link

Search Results Output PageSearch Results Output Page

資料4


Document Browsing PageDocument Browsing Page


Architecture of Architecture of GXFinderGXFinder

Microsoft WINDOWS OSSun JAVA

ApacheTOMCAT

GXFinder (JAVA Servlet)

Apache Lucene java.net Senjava.net Lucene-Ja Ontology

・OS：MS-WINDOWS 2000/XP・Programming Language：JAVA・Application Server： Apache TOMCAT・Search Engine/Indexer： Apache Lucene・Morphology Analysis： java.net community Sen・Japanized Search Engine：Lucene-Ja・Concept Search： Ontology・Web Application： JAVA Servlet

資料4


SWCLOS: A Semantic Web ProcessorSWCLOS: A Semantic Web Processor

• Implemented on top of CLOS (Common Lisp Object System)

• rdfs:Class, owl:Class, rdfs:Resource, and others, all resources are CLOS objects and typed.

• RDF parser and writer is equipped.• RDF Axioms and Entailments are equipped.• Reflective Programming is allowed.• Prolog is available.


SWCLOSSWCLOS

SWCLOS: A Semantic Web ProcessorSWCLOS: A Semantic Web Processor

Source Free:Allegro CL 6.2 version at ISWC2004, HiroshimaAllegro CL 7.0 version at Lisp Conference 2005, Stanford

Source Free:Allegro CL 6.2 version at ISWC2004, HiroshimaAllegro CL 7.0 version at Lisp Conference 2005, Stanford

資料4


What is reflection?Interpret and Execute Mechanism can be modified by itself. Java reflection cannot be modified.

In OWL 1.1, a hasInput property value must be an instance of Class Input, and a hasOutputproperty value must be an instance of ClassWe need a Class for hasInput and hasOutputSetting meta-class gxprocess:Input and gxprocess:Output enabled it.

Reflective Programming by SWCLOSReflective Programming by SWCLOS


System ArchitectureSystem Architecture

ソフトウェアエージェントシステム

エージェントプロセス

プランナスレッド

エグゼキュータスレッド

インターフェイスオブジェクト

メモリスレッド

ユーザ別プレファ

レンス情報

プレファレンス設定ウェブ

アプリケーション

Load

ユーザ名

パスワードドメイン

Load Save

要求受付・通知受付

ウェブサービス

I.E.

ユーザ

設定

オペレータタスクオントロジサーバ

オペレータタスク

編集アプリケーション（概念工房）

オペレータタスクオントロジ

Save

Load

オペレータタスク

知識提供ウェブサービス

Load

再ロード要求

エージェントタスクオントロジサーバ

エージェントタスク編集アプリケーション（概念工房）

エージェントタスクオントロジ

Save

Load

エージェントタスク知識提供


Load

再ロード要求

運用タスク

ウェブ

サービス情報

service.rdfprofile.rdf

process.rdfgrounding.rdf

service.rdfprofile.rdf

process.rdf

アドミニストレータ

ドメインオントロジサーバ

ドメインオントロジ

編集アプリケーション（Protégé, 法造）

ドメイン

オントロジ

Save Load

打上運用語彙概念提供ウェブサービス

Load

再ロード要求

domain.rdfindividual.rdf

編集

概念

検索結果

メッセージ文字列

概念検索結果

画面生成システム

画面表示受付ウェブサービス

画面表示ウェブアプリケーション

GUIオントロジ

Load

デ|タ

表示要

求

I.E.

ユーザ

支

援情報

提示

SharePoint

マルチメディアドキュメント検索

サーブレット

トラブル対策マニュアル

登録・編集サーブレット

トラブル対策

マニュアル管理テーブル

Load

Save

マルチメディアドキュメント検索ウェブサービス

ドキュメントURL

Load

概念検索結果

I.E.W.M.P.

マルチメディア

ドキュメント検索・表示

ユーザ

検索インデックス自動更新サービス

Save

Load

自サイト検索インデックス

書誌情報

ドキュメント作成者

ドキュメント登録

・書誌情報編集サーブレット

docドキュメントを指定の

フォルダに置く

操作

Saveローダープログラム

xls

ML(A) 作成

操作 Load

クローリング

Save

インデックス作成要求

プロセス起動

ActiveDirectoryActiveDirectoryアクセスウェブサービス

ログインウェブアプリケーション

ユーザ情報追加・変更ウェブアプリケーション I.E.


操作get

ユーザ管理システム

ドキ

ュメント検索

・表示

I.E.

マニュアル作成者

操作

メッセージ生成ウェブサービス

メッセージ生成システム


編集


編集

I.E.ログイン操作

パスワード変更

ユーザ

マルチメディアデータベースシステム（種子島）

映像配信システム

映像配信サーバビデオストリームデータ

フォルダを

共有し、

アクセス制

限する。

トラブル対策

マニュアル

Load

トラブル対策マニュアルを指定のフォルダに置く


SOAP

SOAP

SOAP

SOAP

SOAP

SOAP

SOAP

SOAP

マルチメディアデータベースシステム（オフサイト）

検索インデックス自動更新サービス

ドキュメント登録・書誌

情報編集

サーブレット

ドキュメント

書誌情報

ドキュメント

Save

Save

クロ｜

リング

I.E.

ドキュメント作成者

doc

操作

I.E.


ドキュメント

ドキュメントドキュメントを指定の

フォルダに置く

コピー

コピー

MBR知識データ

Load


操作

モデルベース推論システム

MBRウェブサービス

モデルベース推論知識

作成・編集アプリケーション

Load Save

SOAP

MBRシーケンス統括ウェブサービス

メインスレッド

監視スレッド

パラメータ変更通知

異常・正常復帰通知スレッド

起動


ユーザタイプ別パラメータ情報

監視パラメータ追加・変更ウェブ


Load Save

ユーザI.E.

操

作

パラメータLoad

現在パラメータ

配信ウェブサービス

起動

監視プロセス

アドバンスト監視システム

データ配信ウェブサービス

リレーショナルDB

データ登録プロセス

Get Put 機体・設備データ

オフサイトモニタリングシステム

オフサイトサーバSocket

データ配信システム

監視パラメータ

要求受付・通知受付


MOP

事例管理


不具合報告書作成・編集ウェブ

アプリケーション(InfoPath)

事例検索ウェブ


Load Save

Save

Load

事例管理システム

I.E.

ユーザ

操作

不具合報告書(XML File)

作成

事例検索結果

事例検索要求

異常事例登録・アクション事例登録

異常通知，警告通知，正常復帰通知

運転モード変更通知デ｜

タ

パラメータ

データ

モデルベース推論結果

注意通知

正常復帰通知



分割数パラメータ変更通知

ドキュメント表示通知

カメラ映像

表示通知

検索インデックス自動収集サービス

自サイト検索

インデックス

他サイト検索

インデックス

検索インデックス

自動収集サービス

他サイト検索インデックス

トラブル

対策マニュアル検索


トラブル対策マニュアルURL

書誌情報

Save

マルチメディアドキュメント検索

サーブレット

Load

Load

Load

資料4


After the detection of anomaly, diagnose the plant by means of Model-Based Reasoning, and present the results. The results are displayed in list and operators select ones to show the details.

Abnormal Causes PresentationAbnormal Causes Presentation

Abnormal Cause InferenceMessage GenerationDisplay Generation


Multi-level Flow Modeling (MFM)MFM represents designer’s intent for system and the control systemBasic Function Icons of Material, Energy, Behavior, Information for Flow-SubflowStructures represent the Design Objectives

ModelModel--Based ReasoningBased Reasoning

資料4


ModelModel--Based ReasoningBased Reasoning

Identify Abnormal CausesCalculate Qualitative Conditions of Cause Candidates and Select Best Matched Ones against Qualitative Values of Plant Measurement Data

Foresee Propagation on Abnormal Effects

Calculate Counter-Action


Software Agent System

Agent Process

Planner Thread

Executer thread

Interface

Memory Thread

User Preference

Preference SetWeb

Application

LoadUser NamePasswordDomain

Load Save

Demand and Notification Acceptance Web Service

I.E.

User

Set

Agent Task Ontology Server

Operation Task

Web Service Info

Process invoking

Model-based Reasoner

Case Retrieval Demand

Abnormal Case Registration/Action Case Registration

Model-BasedInference Demand

Caution NotifyReset Notify

DocumentPresentation

DemandCamera Image

Display Demand

Operator Task Ontology Server

DisplayGeneration

System

MultimediaDatabase System

Image Delivery System

Domain Ontology

Server

Message Generation

System

Advanced Monitoring

System

User Management

System

Case Management

System

Data DeliverySystem

Message String

Concept Search Result

Data Presentation Demand

Multimedia DocumentSearch Demand Anomaly Notify, Alarm, Reset Notify

Operation Mode Notify

Software Agent SystemsSoftware Agent Systems

資料4


Web Service TaxonomyWeb Service TaxonomyPlantTask

GetOperationMode GetSensorData PlantOperationSupportTask GetSensorNames

GetSensorNamesforMonitoring GetSensorNamesforDiagnosing

MBR:GetSensorNames

CBR1:GetSensorNamesCBR2:GetSensorNames

CBR3:GetSensorNames

GetQValuesPlantCounterAction

CBR1:GetQValuesCBR2:GetQValues

CBR3:GetQValues

RetrieveQualitativeVs

RetrieveSensorNames

RetrieveSensorData

RetrieveCauses

RetrieveHazardList

RetrieveCounterActions

MonitorPlant

CBR1:MonitorPlantCBR2:MonitorPlant

CBR3:MonitorPlantModelDiag

CBR1:RetrieveCaseCBR2:RetrieveCase

CBR3:RetrieveCase

RetrieveCauseCase

RetrieveCase

IdentifyCausesForcastHazards

DeriveCounterAction

Precondition: Operation ModeInput: Sensor Name ListOutput: Sensor QValue List

Precondition: Pipe Cool Down Mode

Precondition: Tank Cool Down Mode

Precondition: Tank Tanking Mode


Web Service CompositionWeb Service Composition

Plan1:((start) (execute CBR2:RetrieveCase)(execute RetrieveCauseCase))

Plan2:((start) (execute MBR:GetSensorNames)(execute CBR2:GetQValues)(execute IdentifyCauses))

Plan3:((start) (execute CBR2:RetrieveCase)(execute CBR2:GetQValues)(execute IdentifyCauses))

Plan1:((start) (execute CBR2:RetrieveCase)(execute RetrieveCauseCase))

Plan2:((start) (execute MBR:GetSensorNames)(execute CBR2:GetQValues)(execute IdentifyCauses))

Plan3:((start) (execute CBR2:RetrieveCase)(execute CBR2:GetQValues)(execute IdentifyCauses))

資料4


Develop SWCLOSOWL and OWL-S Files of 6600 linesAgent Architecture by Planner, Memory, ExecuterImplement Memory and ExecuterDemonstration at ISWC2004, Hiroshima

Web Service ExecutionWeb Service Execution


Internet

ISP

ISP Router Firewall

SAGITTARIUS ARIES CAPRICORN

PEGASUS ORION HERCULES

AQUARIUS

Conference Venueat Hiroshima

GALEXHQ at Tokyo

DMZ

LAN

HUB

Exhibition at Exhibition at ISWC2004, HiroshimaISWC2004, Hiroshima

PISCES LIBRA

Remote Call Agent and Web Services at ISWC2004 Venue

資料4


Internet

ISP

ISP Router Firewall

PISCES

GALEXat Tokyo

DMZ

LAN

HUB

PEGASUS

AQUARIUS

planner

executer

interface

memory

Agent gxprocess.rdf

File Deploy File Deploy ManagementManagement

Web ApplicationWeb Applicationgxprocesswithmbr.rdf

gxprocesswithoutmbr.rdf

I.E.I.E. The Agent Action is changed in case of different two Process Files deployedｓ

Load

Deploy

Demonstration for ExhibitionDemonstration for Exhibition

Conference Venueat Hiroshima


<process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about==““http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#JudgePlantStateSequenceexpress.co.jp/semweb/gxprocess#JudgePlantStateSequence””>>・・・・・・</process:Sequence></process:Sequence><<process:Sequence process:Sequence rdf:aboutrdf:about="="http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#DiagnosePlantProcessInTankCoolDowexpress.co.jp/semweb/gxprocess#DiagnosePlantProcessInTankCoolDownModeSequencenModeSequence">">・・・・・・</process:Sequence> </process:Sequence> <process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about="="http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#DiagnosePlantProcessByMBRInTankCoexpress.co.jp/semweb/gxprocess#DiagnosePlantProcessByMBRInTankCoolDownModeSequenceolDownModeSequence">">

<process:components><process:components><<process:ControlConstructListprocess:ControlConstructList>>

<shadow<shadow--rdf:restrdf:rest>><<process:ControlConstructListprocess:ControlConstructList>>

<shadow<shadow--rdf:restrdf:rest>><<process:ControlConstructListprocess:ControlConstructList>>

<shadow<shadow--rdf:restrdf:rest rdf:resourcerdf:resource="http://www.daml.org/services/owl="http://www.daml.org/services/owl--s/1.1B/generic/ObjectList.owl#nil" /> s/1.1B/generic/ObjectList.owl#nil" /> <shadow<shadow--rdf:firstrdf:first rdf:resourcerdf:resource="="http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#MBRAnomalyCauseIdentifyPerformexpress.co.jp/semweb/gxprocess#MBRAnomalyCauseIdentifyPerform" /> " />

</</process:ControlConstructListprocess:ControlConstructList>></shadow</shadow--rdf:restrdf:rest>><shadow<shadow--rdf:firstrdf:first rdf:resourcerdf:resource="="http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#GetSensorQValueListProcessPerformexpress.co.jp/semweb/gxprocess#GetSensorQValueListProcessPerform" /> " />

</</process:ControlConstructListprocess:ControlConstructList>></shadow</shadow--rdf:restrdf:rest>><shadow<shadow--rdf:firstrdf:first rdf:resourcerdf:resource="="http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#GetDiagnosingSensorNameListPerforexpress.co.jp/semweb/gxprocess#GetDiagnosingSensorNameListPerformm" /> " />

</</process:ControlConstructListprocess:ControlConstructList>></process:components></process:components>

</process:Sequence></process:Sequence><process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about="="http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#DiagnosePlantProcessByCBRInTankCoexpress.co.jp/semweb/gxprocess#DiagnosePlantProcessByCBRInTankCoolDownModeSequenceolDownModeSequence"> "> ・・・・・・</process:Sequence></process:Sequence><process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about="="http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#DisplayInformationProcessInAbnormexpress.co.jp/semweb/gxprocess#DisplayInformationProcessInAbnormalStateSequencealStateSequence"> "> ・・・・・・</process:Sequence></process:Sequence><process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about="="http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#DisplayInformationProcessInNormalexpress.co.jp/semweb/gxprocess#DisplayInformationProcessInNormalStateSequenceStateSequence"> "> ・・・・・・</process:Sequence></process:Sequence><process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about==““http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#CollectInformationInNormalStateSeexpress.co.jp/semweb/gxprocess#CollectInformationInNormalStateSequencequence””> > ・・・・・・</process:Sequence></process:Sequence><process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about==““http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#CollectInformationInAbnormalStateexpress.co.jp/semweb/gxprocess#CollectInformationInAbnormalStateSequenceSequence””> > ・・・・・・</process:Sequence></process:Sequence><process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about==““http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#PlantOperationSupportProcessWhenSexpress.co.jp/semweb/gxprocess#PlantOperationSupportProcessWhenStateChangedSequencetateChangedSequence””>>・・・・・・</process:Sequence></process:Sequence><process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about==““http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#PlantOperationSupportProcessInOpeexpress.co.jp/semweb/gxprocess#PlantOperationSupportProcessInOperationModeSequencerationModeSequence””> > ・・・・・・</process:Sequence></process:Sequence><process:Sequence <process:Sequence rdf:aboutrdf:about==““http://www.galaxyhttp://www.galaxy--express.co.jp/semweb/gxprocess#PlantOperationSupportSequenceexpress.co.jp/semweb/gxprocess#PlantOperationSupportSequence””> > ・・・・・・</process:Sequence></process:Sequence>

Process File with MBR SystemProcess File with MBR System

資料4


START

translateErrorMessage generateTrendGraph getSensorTagList getNonconformance

Report getTroubleManual

generateErrorMessageWindow getTSensorList

AnomalyCauseIdentify

translateCauseMessage

generateMbrMessageWindow

END

updateCbrOfHelpWindow

updateTroubleManual

OfHelpWindow

AbnormalityNotifyingTask

Trend graphGeneratingTask

Fault ReportSearchingTask

Trouble ManualSearchingTask

Abnormality CauseDiagnosingTask

Task Sequence in case of Process File with MBRTask Sequence in case of Process File with MBR


Display Image in case of Process File with MBRDisplay Image in case of Process File with MBR

資料4


Lessons Learned from HiroshimaLessons Learned from HiroshimaOWL-S 1.1 is a mixture of program specification ontology and program description

Local Variables and ScopeDataflow Four Files of Service, Profile, Process, and Grounding, refers each other.


Agent should not look at program by OWL-SAgent cares inputs, outputs, preconditions, effects.Agent does not care control flow and data flow.Local variables and scope is emerged at agent’s performance of composed servicesFour files are tedious and easy to involves error.

Lessons Learned from HiroshimaLessons Learned from Hiroshima

資料4


Task Processing Language Task Processing Language for Web Service Agentfor Web Service Agent

Same Capability for OWL-SGenerate OWL-S, if neededRealistic OWL-S Machinery

Planning from scratchPlanner generates task flowMemory generates program flowExecuter executes program flow

Business flow, Program Specification

Concrete Program

Program Execution


Web Browser UserMessage Generating

Web-Service

Domain-ontology

Operator’sTask-ontology

Agent’sTask-ontology

Case-Based SearchWeb-Service

Model-Based DiagnosingWeb-Service

Case-Based MonitoringWeb-Service

Plant Data DistributionWeb-Service

Multimedia SearchWeb-Service

GUI GeneratingWeb-Service

Software AgentSoftware Agent

Development of Web AgentDevelopment of Web Agent

AgentExecuter

AgentMemory

Agent

Interface

AgentPlanner

Situated Agent

・ Check before Leap・ Execution Monitoring・ Replanning

資料4


Work to DoWork to DoMemory Machinery

Memory Organization Package (MOP) on SWCLOSExecuter Machinery

Expand Scheme Processor to Task InterpreterRead-Eval-Print Loop to Read-Instantiate-Perform-Print Loop

Planner MachineryUCPOP on top of SWCLOS＋MOP

Framework for Situated Agent