基于模糊UML的裝備保障知識(shí)建模方法

董慶超，喬勇軍，徐君明，司維超

(海軍航空大學(xué)，山東 煙臺(tái) 264001)

0 引 言

裝備保障，即軍隊(duì)為滿足作戰(zhàn)及其他任務(wù)的需要而在裝備調(diào)配、維修、經(jīng)費(fèi)等方面組織實(shí)施的保障[1]。裝備保障信息系統(tǒng)是支持裝備保障業(yè)務(wù)的重要信息化平臺(tái)，是軍事電子信息系統(tǒng)以及指揮信息系統(tǒng)的重要組成部分。近年來(lái)隨著信息技術(shù)發(fā)展進(jìn)步，裝備保障信息化建設(shè)也取得顯著成就，主要表現(xiàn)在全時(shí)間、全地域各型裝備保障信息系統(tǒng)在裝備保障業(yè)務(wù)中的廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)已經(jīng)與裝備保障業(yè)務(wù)緊密結(jié)合，并成為日常裝備保障業(yè)務(wù)開(kāi)展的支撐平臺(tái)。然而在各型裝備保障信息系統(tǒng)研發(fā)實(shí)踐中還存在以下問(wèn)題有待解決：一是缺少領(lǐng)域知識(shí)共識(shí)，技術(shù)專家、用戶、系統(tǒng)研發(fā)方難以達(dá)成需求一致理解，從而給系統(tǒng)的后期建設(shè)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)；二是前期的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)難以形成知識(shí)模型，從而給后期項(xiàng)目建設(shè)中領(lǐng)域知識(shí)的積累和復(fù)用帶來(lái)困難；三是保障知識(shí)中存在大量模糊信息，如保障效果的好與壞、保障速度的快與慢，對(duì)于這些信息缺少一種有效的知識(shí)建模表示手段。針對(duì)上述問(wèn)題，該文提出一種基于模糊UML的裝備保障知識(shí)建模方法，該方法首先挖掘裝備保障領(lǐng)域存在的核心概念和知識(shí)，形成保障領(lǐng)域知識(shí)本體，通過(guò)該本體統(tǒng)一不同利益相關(guān)方對(duì)系統(tǒng)需求的本質(zhì)認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上借助UML領(lǐng)域特定建模語(yǔ)言擴(kuò)展技術(shù)[2]，通過(guò)引入領(lǐng)域特定概念、模糊建模元素等手段，形成一種適用于裝備保障領(lǐng)域的領(lǐng)域特定建模語(yǔ)言[3]。借助該語(yǔ)言，一方面可以建模表示已有項(xiàng)目的成功知識(shí)經(jīng)驗(yàn)便于后期知識(shí)復(fù)用；另一方面，在系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段可以作為技術(shù)專家、用戶、研發(fā)方的共同交流平臺(tái)，輔助三方對(duì)系統(tǒng)需求達(dá)成共識(shí)。

1 裝備保障領(lǐng)域本體

1.1 本體建模技術(shù)

本體概念原屬于哲學(xué)范疇，后引入計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域。關(guān)于本體的定義很多，本領(lǐng)域較為經(jīng)典的本體定義為：“本體是共享概念化的明確的形式化規(guī)范”。通過(guò)構(gòu)建本體可以捕捉指定領(lǐng)域內(nèi)的共享概念、關(guān)系、公理，可以為領(lǐng)域內(nèi)不同人員提供對(duì)領(lǐng)域知識(shí)的共同理解，消除因理解偏差而引發(fā)的歧義或誤差。此外，通過(guò)對(duì)本體的形式化表達(dá)，可以對(duì)本體即領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行推理，通過(guò)推理可以由現(xiàn)有知識(shí)發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)。本體通常是由概念、關(guān)系、函數(shù)、公理、實(shí)例五個(gè)元素組成。

概念是一類相同類型個(gè)體的集合。借鑒面向?qū)ο蟮乃枷?，本體中的概念近似于面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的類，具有名稱、屬性等特征。表示形式上概念可以采用框架表示結(jié)構(gòu)，也可以采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)由類建模表示，也可以由自然語(yǔ)言描述；

關(guān)系表明了領(lǐng)域內(nèi)不同概念之間的聯(lián)系，形式化表示為n維笛卡爾集：R:C1×C2×…×Cn。類比面向?qū)ο蠹夹g(shù)，本體中的關(guān)系近似于面向?qū)ο笾蓄愔g的關(guān)系，如關(guān)聯(lián)關(guān)系、繼承關(guān)系等；

函數(shù)是一種特殊類型關(guān)系，它的笛卡爾集中前n-1個(gè)元素可以唯一確定第n個(gè)元素，即F:C1×C2×…×Cn-1→Cn；

公理為領(lǐng)域知識(shí)中的永真式；

實(shí)例即為概念的個(gè)體或?qū)嵗?，它類似于面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的對(duì)象。

通過(guò)對(duì)本體的研究，根據(jù)它的語(yǔ)義抽象層次可以劃分為四類，即頂層本體、領(lǐng)域本體、任務(wù)本體和應(yīng)用本體。

頂層本體由通用概念和關(guān)系組成，這些概念、關(guān)系與具體領(lǐng)域、語(yǔ)義環(huán)境、背景無(wú)關(guān)，如時(shí)間、空間、位置、環(huán)境等。它的語(yǔ)義較為抽象，領(lǐng)域本體、任務(wù)本體、應(yīng)用本體均為它的實(shí)例；

領(lǐng)域本體由特定領(lǐng)域的概念、關(guān)系組成，是頂層本體在具體應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)例化結(jié)果；

任務(wù)本體由與領(lǐng)域相關(guān)的任務(wù)概念和行為概念組成；

應(yīng)用本體是領(lǐng)域本體、任務(wù)本體在具體場(chǎng)景、環(huán)境、時(shí)間、空間內(nèi)的實(shí)例化結(jié)果。

對(duì)以上四類本體的劃分，可以有效輔助領(lǐng)域?qū)＜曳e累領(lǐng)域知識(shí)，形成領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)，同時(shí)在新的應(yīng)用環(huán)境中，通過(guò)對(duì)領(lǐng)域知識(shí)不斷的復(fù)用和創(chuàng)新，可以逐步豐富完善領(lǐng)域知識(shí)。

1.2 裝備保障領(lǐng)域本體構(gòu)建

通過(guò)構(gòu)建裝備保障本體可以明確本領(lǐng)域的核心概念、核心關(guān)系，統(tǒng)一不同技術(shù)人員對(duì)領(lǐng)域知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。關(guān)于裝備保障領(lǐng)域本體構(gòu)建，相關(guān)專家做出了較多有益研究[4-7]，借鑒以上研究成果，該文認(rèn)為裝備保障領(lǐng)域本體由圖1所示模型組成，內(nèi)含保障組織、保障設(shè)備、保障器材、保障信息、保障人員、保障效果等核心概念，這些概念也是裝備保障信息系統(tǒng)日常處理對(duì)象。

圖1 裝備保障領(lǐng)域本體建模

同時(shí)，上述概念之間存在內(nèi)在聯(lián)系，如保障活動(dòng)與保障目標(biāo)之間存在實(shí)現(xiàn)關(guān)系、保障系統(tǒng)與保障活動(dòng)之間存在完成關(guān)系，上述概念和關(guān)系構(gòu)成了裝備保障領(lǐng)域的核心知識(shí)。通過(guò)明確裝備保障領(lǐng)域本體可以降低由于理解偏差而引發(fā)的系統(tǒng)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，例如：在某裝備保障系統(tǒng)研發(fā)中出現(xiàn)紅外測(cè)距儀設(shè)備，如果缺少領(lǐng)域本體額外解釋，技術(shù)人員難以區(qū)分該設(shè)備究竟為保障對(duì)象還是保障器材。借助領(lǐng)域本體，在系統(tǒng)需求分析階段可以通過(guò)對(duì)紅外測(cè)距儀設(shè)備具體說(shuō)明其所屬領(lǐng)域概念，如保障對(duì)象，進(jìn)而統(tǒng)一需求共識(shí)降低系統(tǒng)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。

2 面向知識(shí)復(fù)用的領(lǐng)域知識(shí)開(kāi)發(fā)

結(jié)合本體分類可以發(fā)現(xiàn)，該文提出的裝備保障領(lǐng)域本體對(duì)應(yīng)于本體分類中的領(lǐng)域本體。具體裝備保障信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中需求分析師、系統(tǒng)設(shè)計(jì)師所提出的裝備保障信息系統(tǒng)需求分析模型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型對(duì)應(yīng)于本體分類中的應(yīng)用本體。通過(guò)裝備保障信息系統(tǒng)建設(shè)中成功經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)將逐漸豐富，進(jìn)而利用面向目標(biāo)需求分析方法所提出的領(lǐng)域知識(shí)復(fù)用技術(shù)，可以有效引導(dǎo)新系統(tǒng)的需求開(kāi)發(fā)，復(fù)用以往成功經(jīng)驗(yàn)，見(jiàn)圖2。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，利用頂層本體給出領(lǐng)域內(nèi)的與需求相關(guān)的所有概念類的定義。在領(lǐng)域?qū)咏⒌念I(lǐng)域本體和任務(wù)本體都是頂層本體在具體領(lǐng)域的實(shí)例化。領(lǐng)域本體包含領(lǐng)域知識(shí)中靜態(tài)概念和關(guān)系，而任務(wù)本體則包括與完成系統(tǒng)任務(wù)相關(guān)的所有動(dòng)態(tài)需求要素。因此領(lǐng)域本體與任務(wù)本體一起構(gòu)成了可復(fù)用的裝備保障領(lǐng)域信息系統(tǒng)需求，由它們實(shí)例化而生成的應(yīng)用本體即是應(yīng)用層的新建系統(tǒng)需求，而這正是具體的裝備保障信息系統(tǒng)需要支持的需求。需求獲取與復(fù)用過(guò)程可分為四個(gè)階段：(1)領(lǐng)域?qū)＜以陧攲颖倔w語(yǔ)義引導(dǎo)下，結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)特點(diǎn)建立領(lǐng)域本體和任務(wù)本體；(2)利用領(lǐng)域需求生成調(diào)查問(wèn)卷，用戶提出應(yīng)用層的信息系統(tǒng)需求，其實(shí)質(zhì)是領(lǐng)域本體和任務(wù)本體在具體應(yīng)用中的實(shí)例化；(3)需求分析人員根據(jù)應(yīng)用本體建立應(yīng)用需求模型；(4)由應(yīng)用本體引導(dǎo)，結(jié)合用戶需求形成最終的新建裝備保障信息系統(tǒng)需求模型。

圖2 多本體需求獲取與復(fù)用框架

裝備保障領(lǐng)域本體較為抽象，它對(duì)應(yīng)于UML所提出的M2層模型，其作用是定義本體中出現(xiàn)的基本概念和關(guān)系，從而統(tǒng)一不同利益相關(guān)方對(duì)上述概念和關(guān)系的基本認(rèn)識(shí)。由于它的語(yǔ)義過(guò)于抽象，因此還是無(wú)法將該本體直接應(yīng)用于具體裝備保障信息系統(tǒng)的需求建模分析，因此需要在裝備保障領(lǐng)域本體語(yǔ)義框架的約束下，通過(guò)擴(kuò)展UML建模語(yǔ)言構(gòu)建系統(tǒng)需求分析模型。具體擴(kuò)展手段參見(jiàn)第三節(jié)，通過(guò)這種對(duì)UML的語(yǔ)義改造，不僅可以化解上述概念偏差而帶來(lái)的系統(tǒng)需求分析風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)通過(guò)構(gòu)建成功系統(tǒng)的需求模型，可以逐步形成本領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)，如艦船維修保障知識(shí)[8]、裝備故障知識(shí)模型[9]等，在新系統(tǒng)研發(fā)時(shí)借助領(lǐng)域知識(shí)復(fù)用技術(shù)，有效引導(dǎo)新系統(tǒng)的研發(fā)，降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)縮短系統(tǒng)研發(fā)周期。

3 基于模糊UML的裝備保障領(lǐng)域特定建模語(yǔ)言

3.1 領(lǐng)域特定建模技術(shù)

領(lǐng)域特定建模(domain-specific modeling，DSM)是軟件工程研究領(lǐng)域的一種工程方法。它是一種典型的模型驅(qū)動(dòng)的軟件開(kāi)發(fā)方法，通過(guò)該方法一方面可以提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)速度，縮短研發(fā)周期；另一方面通過(guò)成熟模型的復(fù)用，可以有效降低系統(tǒng)研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。領(lǐng)域特定建模較通用語(yǔ)義建模，如UML技術(shù)，更加具有領(lǐng)域的針對(duì)性，可以通過(guò)領(lǐng)域特定的建模元素精準(zhǔn)描述用戶需求。

領(lǐng)域特定建模語(yǔ)言具體實(shí)現(xiàn)途徑通常有兩類：一是依托形式化技術(shù)，精準(zhǔn)描述領(lǐng)域知識(shí)，例如OWL語(yǔ)言[10]、謂詞邏輯系統(tǒng)[11]。形式化技術(shù)的好處是語(yǔ)義嚴(yán)謹(jǐn)，可以為計(jì)算機(jī)理解和處理，但是對(duì)用戶有較高應(yīng)用背景要求；二是依托圖形化、半形式化技術(shù)，可視化建模表示領(lǐng)域知識(shí)，例如UML建模語(yǔ)言、IDEF語(yǔ)言[12]等。圖形化技術(shù)的特點(diǎn)是直觀易懂，便于用戶理解和交流，同時(shí)借助嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z(yǔ)法、語(yǔ)義約束，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)知識(shí)的理解和處理。這里該文采用第二種技術(shù)手段，采用UML對(duì)象建模語(yǔ)言，并對(duì)之改造進(jìn)而形成裝備保障領(lǐng)域特定語(yǔ)言。

3.2 領(lǐng)域特定概念擴(kuò)展

為擴(kuò)展UML的特定領(lǐng)域建模能力，對(duì)象管理組織提出了“輕量級(jí)”和“重量級(jí)”兩種方法擴(kuò)展UML構(gòu)建領(lǐng)域特定建模語(yǔ)言[2]?！爸亓考?jí)”擴(kuò)展旨在通過(guò)元對(duì)象設(shè)施擴(kuò)展UML元模型，建立一種不同于UML的新的建模語(yǔ)言。“輕量級(jí)”擴(kuò)展即UML概要文件(UML Profile)，提供了新的構(gòu)造型、標(biāo)簽值和模型約束，將UML中一些元素具體化同時(shí)引入新的限制條件，最大限度地遵循UML的元模型并保持類、關(guān)聯(lián)、屬性等建模元素的原始語(yǔ)義。兩種擴(kuò)展方法各有優(yōu)缺點(diǎn)：“重量級(jí)”擴(kuò)展形成的新的建模語(yǔ)言確保模型中只出現(xiàn)與特定應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的元模型，因而能更好地適應(yīng)具體應(yīng)用領(lǐng)域的概念和特性，但由于其不遵循UML語(yǔ)義，不能得到當(dāng)前業(yè)界成熟的UML工具的支持；UML Profile能夠充分利用現(xiàn)有成熟UML工具技術(shù)的支持，但可能不能提供符合應(yīng)用領(lǐng)域需要的全部建模元素，而且建模中UML元模型和用戶自定義元模型的混合使用可能導(dǎo)致“視圖污染”，增加理解難度。由于UML是一種在軟件工程和系統(tǒng)工程領(lǐng)域的通用建模語(yǔ)言，其語(yǔ)法和語(yǔ)義已經(jīng)為普通的技術(shù)人員所理解和使用，因此該方法首先采用UML Profile技術(shù)，擴(kuò)展UML語(yǔ)義，形成領(lǐng)域特定概念的構(gòu)造子，用于裝備保障需求建模分析。

裝備保障需求建模分為兩個(gè)階段：(1)領(lǐng)域知識(shí)建模階段。該階段領(lǐng)域?qū)＜也捎迷撐奶岢龅难b備保障領(lǐng)域特定建模語(yǔ)言建模領(lǐng)域知識(shí)。隨著業(yè)務(wù)的增加、領(lǐng)域知識(shí)的不斷積累，可以逐漸形成一個(gè)涵蓋裝備保障系統(tǒng)各種業(yè)務(wù)領(lǐng)域的領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)；(2)應(yīng)用需求建模階段。該階段系統(tǒng)分析師首先在領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)中選擇相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)，借助領(lǐng)域知識(shí)復(fù)用技術(shù)，由領(lǐng)域知識(shí)引導(dǎo)形成應(yīng)用系統(tǒng)需求模型。具體裝備保障領(lǐng)域特定建模語(yǔ)言構(gòu)建辦法如以下步驟開(kāi)展：

步驟1：在UML Profile中為裝備保障領(lǐng)域本體的每個(gè)概念和關(guān)系添加構(gòu)造型，如保障對(duì)象、保障效果等，這些構(gòu)造型是對(duì)UML元模型中元類的擴(kuò)展；

步驟2：利用標(biāo)記值機(jī)制增加新的屬性到相應(yīng)的構(gòu)造型中，同時(shí)添加該屬性對(duì)應(yīng)的屬性類型和初始值；

步驟3：采用OCL描述領(lǐng)域中約束規(guī)則，例如保障資源、保障設(shè)備的數(shù)量約束；

步驟4：如果有必要，可為新添加的構(gòu)造型創(chuàng)建新的模型圖標(biāo)。

通過(guò)以上對(duì)UML的擴(kuò)展改造，可以有效化解不同人員對(duì)相同概念的理解偏差，例如前文所述的某系統(tǒng)研發(fā)中涉及的紅外測(cè)距儀設(shè)備，通過(guò)擴(kuò)展后的UML可以將其表示為類，類名為紅外測(cè)距儀設(shè)備，構(gòu)造型為保障對(duì)象，通過(guò)這種手段不同人員均可準(zhǔn)確理解其背景概念。

3.3 模糊擴(kuò)展

模糊UML是在模糊集和概率論的基礎(chǔ)上對(duì)UML的一種擴(kuò)展，同時(shí)兼有明確信息和模糊信息的表示能力[13]。它沿用了UML的基本構(gòu)造子，并且在構(gòu)造子原始語(yǔ)義的基礎(chǔ)上加入模糊概念和概率函數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)模糊信息的建模。該方法規(guī)定模糊類具有三層模糊性：

(1)一個(gè)對(duì)象(實(shí)例)是否屬于某個(gè)領(lǐng)域類(概念)是不確定的。它的一階謂詞邏輯形式化語(yǔ)義為：?x.ClassA_FuzzyLevel1(x)→μClassA(x)??n(??包括≤,<,≥,>，0≤n≤1)。它的建模表示方法是在類的屬性欄中，增加隸屬度μ屬性項(xiàng)(0≤μ≤1)，類為虛線框；

(2)類具有一個(gè)模糊屬性，即屬性的值域是一個(gè)模糊類。它的形式化語(yǔ)義為：?x.(ClassA_FuzzyLevel2(x)∧HasAttribute(x,y))→Class_Fuzzy(y)。它的建模表示方法是在模糊屬性前增加FUZZY關(guān)鍵字；

(3)第三層模糊性是指一個(gè)概念的父類或子類是模糊類，那么這個(gè)類是模糊類。它的形式化語(yǔ)義為：?x.ClassA_FuzzyLevel3(x)→FatherClass_Fuzzy(x)或?x.(ClassA_FuzzyLevel3(x)∧SubClass(x,y))→Class_Fuzzy(y)。它的建模表示方法是在模糊類之間構(gòu)建繼承關(guān)系。

該方法中除需求信息中類具有模糊性外，類之間的關(guān)系同樣可能存在模糊性，即存在模糊關(guān)聯(lián)關(guān)系、模糊繼承關(guān)系和模糊聚合關(guān)系。

模糊關(guān)聯(lián)關(guān)系是在UML關(guān)聯(lián)關(guān)系原始語(yǔ)義基礎(chǔ)上規(guī)定[2]，應(yīng)用本體中不同應(yīng)用對(duì)象之間存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系是否屬于領(lǐng)域?qū)酉鄳?yīng)關(guān)系，存在模糊性和不確定性。以模糊類A，B之間的模糊關(guān)聯(lián)關(guān)系R為例，其語(yǔ)義表示為：?r.R_FuzzyAssociation(r)→uR(r)??n(??包括≤,<,≥,>，0≤n≤1)，其建模表示方法是將關(guān)聯(lián)關(guān)系實(shí)線轉(zhuǎn)換為虛線；

模糊繼承關(guān)系是在UML繼承關(guān)系原語(yǔ)義的基礎(chǔ)上規(guī)定[2]，父類與子類之間的隸屬度u存在如下關(guān)系：?x.uclass(x)≤uFatherClass(x)，即對(duì)象隸屬于子類的隸屬度必然小于等于隸屬于父類的隸屬度。模糊繼承關(guān)系只存在于模糊類與模糊類、模糊類與明確類之間，其建模表示方法是將繼承關(guān)系實(shí)線轉(zhuǎn)換為虛線；

模糊聚合關(guān)系在UML聚合關(guān)系語(yǔ)義的基礎(chǔ)上規(guī)定[2]，整體類的隸屬度uwhole與成員類的隸屬度upart之間存在如下關(guān)系：[?x,y.(Aggregation(x,y)∧Whole(x)∧Part(y))→μWhole(x)≤μpart(y)，即整體對(duì)象隸屬于整體類的隸屬度小于等于成員對(duì)象隸屬于成員類的隸屬度。模糊聚合關(guān)系存在于模糊類與模糊類、模糊類與明確類之間，其建模表示方法是將聚合關(guān)系實(shí)線轉(zhuǎn)換為虛線。

通過(guò)以上對(duì)UML的改進(jìn)，使得改造后的UML具備建模明確和模糊信息的能力。例如在裝備保障信息系統(tǒng)建設(shè)中用戶提出對(duì)某型裝備“有力保障”、“快速維修”、“精準(zhǔn)對(duì)接”等預(yù)期效果，均存在模糊性和不確定性。以快速維修為例，不同場(chǎng)景、條件、時(shí)空快慢的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，其中的模糊信息可以通過(guò)隸屬度屬性U加以表示，如正常氣象條件XX裝備快速維修隸屬度為0.9；復(fù)雜氣象環(huán)境下XX裝備快速維修隸屬度為0.7，見(jiàn)圖3。隸屬度數(shù)值的確定可以通過(guò)指標(biāo)打分、專家指定等手段確定，這里不再做出具體研究。

圖3 基于模糊UML的裝備保障模糊信息建模

4 案例分析

該方法為領(lǐng)域?qū)＜姨峁┝艘环N可行的裝備保障信息系統(tǒng)需求建模語(yǔ)言，為了說(shuō)明方法的優(yōu)勢(shì)，這里以一個(gè)彈藥化實(shí)驗(yàn)業(yè)務(wù)概念分析模型(片段)說(shuō)明方法特點(diǎn)，見(jiàn)圖4。彈藥化試驗(yàn)業(yè)務(wù)主要是定期對(duì)現(xiàn)有彈藥藥效進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析確保彈藥有效性，該業(yè)務(wù)是軍械保障業(yè)務(wù)的重要環(huán)節(jié)。業(yè)務(wù)概念分析主要是分析該業(yè)務(wù)背后的保障對(duì)象、保障目標(biāo)、保障資源、保障效果等系統(tǒng)業(yè)務(wù)核心要素的構(gòu)成和關(guān)系。具體業(yè)務(wù)開(kāi)展的活動(dòng)流程、時(shí)序線索也是系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析的重要組成內(nèi)容，由于與本研究關(guān)系不大，這里不再討論。通過(guò)前期需求調(diào)研，彈藥化驗(yàn)業(yè)務(wù)由X實(shí)驗(yàn)室具體承擔(dān)，該業(yè)務(wù)的保障對(duì)象為X作戰(zhàn)分隊(duì)的X型彈藥。針對(duì)新一代裝備保障系統(tǒng)用戶提出建設(shè)預(yù)期，即改變傳統(tǒng)手工作業(yè)模式，通過(guò)引進(jìn)自動(dòng)化驗(yàn)設(shè)備，依托專用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)化驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化，具體要求為：一是實(shí)驗(yàn)計(jì)劃按需訂制；二是實(shí)驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)(半自動(dòng))結(jié)果精準(zhǔn)高效；三是實(shí)驗(yàn)過(guò)程全程監(jiān)督，及時(shí)高效反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。上述業(yè)務(wù)需求中存在明確需求信息與模糊需求信息混雜的問(wèn)題，其中保障組織X實(shí)驗(yàn)室、保障活動(dòng)彈藥化驗(yàn)、保障對(duì)象X型彈藥含義較為明確，可以借助本方法建模為明確概念類；用戶所提出準(zhǔn)確高效、及時(shí)反饋等預(yù)期效果概念較為模糊，不同時(shí)間、條件上述效果評(píng)價(jià)不同，因此可以通過(guò)該方法建模為模糊類，具體模糊程度值可以通過(guò)對(duì)隸屬度u賦值得以實(shí)現(xiàn)。

圖4 基于模糊UML的化試驗(yàn)業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型(片段)

通過(guò)以上案例分析的片段表明，該方法對(duì)業(yè)務(wù)需求建模分析中用戶所提出的需求信息較通用UML建模語(yǔ)言具有以下優(yōu)勢(shì)：一是新語(yǔ)言具有領(lǐng)域特定概念語(yǔ)義，便于各利益相關(guān)方對(duì)需求概念的一致理解。如模型中的X作戰(zhàn)分隊(duì)，缺少領(lǐng)域背景知識(shí)很難區(qū)分其究竟為保障實(shí)施單位還是被保障單位；二是新語(yǔ)言具有足夠的能力表示模糊需求概念及其模糊隸屬度值，為需求的準(zhǔn)確捕捉、多方一致理解提供了可行技術(shù)手段。

5 結(jié)束語(yǔ)

裝備保障信息系統(tǒng)是軍事信息系統(tǒng)、指揮信息系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)。為了正確、完整地建模表示裝備保障信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求信息，該文提出了一種基于模糊UML的裝備保障建模方法。首先根據(jù)裝備保障業(yè)務(wù)特點(diǎn)，定義了裝備保障領(lǐng)域本體，通過(guò)本體統(tǒng)一業(yè)務(wù)共識(shí)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合裝備保障領(lǐng)域本體和模糊建模元素，擴(kuò)展了現(xiàn)有的UML建模語(yǔ)言，形成保障領(lǐng)域特定建模語(yǔ)言，從而為系統(tǒng)分析人員、用戶、系統(tǒng)研制方共同研討、理解需求提供一種公共平臺(tái)。后期研究中，將結(jié)合描述邏輯推理技術(shù)，解決裝備保障需求模型一致性、合理性驗(yàn)證問(wèn)題[14-15]。