Achieving semantic interoperability in biomedical domain based on an international metadata standard

박유랑 서울대학교 대학원 2012 국내박사

While a large amount of information and data have been accumulated through advances in biomedical technology, these information and data remain isolated and disconnected. Achieving interoperability is important to solve these problems. Numerous organizations or governments have been trying to solve these issues using several methods; standard models, controlled vocabularies or infrastructures. These methods, however, have limitations in achieving interoperability such as ambiguity in post-coordination or focusing on syntactic interoperability. Recently, metadata or Metadata Registry (MDR) began to be used as a solution for achieving interoperability in biomedical domain. However, structural limitation of metadata standard model makes structural and semantic inconsistencies between MDRs. The goal of this dissertation is to propose methods for achieving interoperability in biomedical domain based on the international metadata standard, name ISO/IEC 11179. First we propose and implement MDR based interoperability method in clinical document exchange. Second we propose methods for achieving interoperability in semantic and syntactic aspects between public MDRs. Third we compare and evaluate the MDR based methods and other interoperability methods. In clinical document exchange, we evaluate feasibility of the MDR based interoperability method. While prior methods for interoperability in clinical document exchange can only work with documents having identical structure, the MDR based method works at questions or elements of document. Using the MDR based interoperability method, general clinical document, which is composed of different elements, can be successfully exchanged and integrated. To achieve semantic and syntactic interoperability between public MDRs, we designed object model, named integrated metadata object model and two types of exchange format. We provide a verification of the object model and exchange formats using metadata from public MDRs by export system. Lastly we compared and evaluated our MDR based method and other interoperability methods such as HL7 Template and openEHR archetype. It is shown that our MDR based method is most efficient and competitive through qualitative and quantitative evaluation. Using metadata or MDRs facilitates interoperability of the data collected by disparate applications or organizations. MDR based data exchange enabled by the proposed methods will help organizations and researchers to reduce laborious process of validating and interpreting exchanged data. 의생명과학 기술의 급격한 발달로 인해 대용량 자료의 지속적인 축적이 이루어져왔다. 그러나 이러한 자료의 대부분은 단절되어 있거나, 서로 연결되어 있지 않은 문제점을 가지고 있다. 상호운용성 확보는 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 방안으로 대두되고 있다. 많은 연구기관이나 정부기관에서는 상호운용성 확보를 지원하기 위해 표준 모델, 통제어휘, 기반구조 개발과 같은 다양한 방법을 개발하고 있다. 그러나 이러한 방식은 구조적 상호운용성에만 치중되어 있거나, 의미론적 모호성이라는 한계를 가지고 있다. 최근 들어 메타데이터나 메타데이터 저장소가 의생명과학 분야에서 상호운용성 확보를 위한 새로운 방법론으로 대두되고 있다. 그러나 메타데이터 표준 모델의 구조적 한계 때문에, 메타데이터 저장소간의 구조적 의미론적 불일치와 같은 문제가 야기되고 있다. 본 학위논문에서는 메타데이터 국제 표준인 ISO/IEC 11179를 기반으로 한 의생명과학 분야에서의 상호운용성 확보를 위한 방법론을 제안하고자 한다. 첫 번째로 메타데이터 저장소를 기반으로 한 임상 문서 교환 방법론을 제안하고 구현하였다. 두 번째로 공개 메타데이터 저장소 간의 의미론적 구조적 상호운용성을 확보하기 위한 방법을 제안하였다. 세 번째로 메타데이터 저장소를 기반으로 한 방법론과 기존 상호운용성 확보를 위한 방법론들 사이의 비교분석 및 검증을 시행하였다. 메타데이터 저장소 기반의 상호운용성 방법론의 유용성을 검증하기 위해, 메타데이터 저장소 기반 임상문서 교환을 위한 구조 및 시스템을 설계하고 구현하였다. 기존 임상문서 교환을 위한 방법론들이 같은 구조를 가진 임상문서의 교환만을 지원한 것에 비해, 메타데이터 저장소 기반 방법은 임상문서의 항목 단위의 자료 교환이 이루어지게 된다. 메타데이터 저장소 기반 임상문서 교환은 서로 다른 항목으로 구성되는 일반적인 임상문서에 대한 교환이 가능한 유일한 방법론이다. 공개 메타데이터 저장소간의 의미론적 구조적 상호운용성 지원을 본 논문에서는 통합 메타데이터 객체 모델을 디자인 하고, 메타데이터 교환을 위한 두 가지 종류의 교환 서식을 제안하였다. 또한 객체 모델과 교환 서식에 대한 검증을 위해 메타데이터 추출 시스템을 개발하였다. 마지막으로 메타데이터 저장소 기반 상호운용성 확보 방법론과 HL7 template와 OpenEHR archetype과 같은 기존 방법론과의 비교 분석을 시행하였다. 그 결과 메타데이터 저장소 기반 상호운용성 확보 방법론이 기존 방법론들에 비해 질적·양적인 면에서 가장 효율적인 방법론임을 보인다. 메타데이터나 메타데이터 저장소는 이질적인 시스템이나 기관에서 수집되는 자료 간의 상호운용성 확보를 가능하게 해준다. 본 논문에서 제안한 메타데이터 저장소 기반의 상호운용성 확보 방법론은 기관 및 연구자들 사이에서 교환된 자료의 검증이나 해석에 도움을 줄 것이다.

Interworking Models and Automated Conformance Testing for Internet of Things

황재영 세종대학교 대학원 2020 국내박사

오늘날 사물인터넷 (Internet of Things) 기술은 인공지능, 5G와 함께 다양한 사회적 문제점을 해결하고, 4차 산업혁명을 이끌 주요 기술로 간주되고 있다. 또한, 센서, 가전제품, 액추에이터, 자율주행차와 같이 다양한 사물들이 인터넷을 통해 서로 연결되고 상호작용할 수 있게 함으로써 스마트 그리드, 교통 관리, 홈오토메이션 및 의료 분야 등 다양한 영역에서 활용되고 있다. 따라서, 사물인터넷은 커다란 성장 잠재력을 가진 유망한 기술 중 하나로 간주되고 있으며, 유럽연합을 비롯하여 많은 국가들이 정보통신기술 (ICT, Information and Communication Technology) 연구에 집중적으로 투자하고 있다. 그러나 위와 같은 서비스를 제공하는데 필수적으로 고려되어야 할 확장가능하고 안정적인 사물인터넷 서비스를 제공하는 것에는 많은 어려움이 따른다. 지금까지 개발된 대부분의 사물인터넷 플랫폼 및 시스템들은 해당 사물인터넷 플랫폼 제조업체의 독자적인 표준에 따른 데이터 모델 및 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스 (APIs) 등을 활용하여 사물인터넷 서비스를 제공하기 때문에 다른 플랫폼과는 상호운용성이 보장되지 않는 문제를 발생시켰다. 상호운용성이 보장되지 않을 경우 사물인터넷 디바이스 또는 플랫폼은 서로 다른 표준에 따라 개발된 시스템과의 연동 또는 데이터에 대한 교환이 불가능하다. 따라서, 다른 표준을 지원하기 위해 이미 구축된 시스템을 바꾸는 것은 상당한 비용을 수반하며, 대규모 사물인터넷 기술 도입 지연, 운영 비용 증가 등의 경제적 및 기술적인 문제를 발생시킬 수 있다. 사물인터넷 표준 테스팅 측면에서, 동일한 또는 다른 표준에 기반한 독립적인 사물인터넷 시스템들이 상호운용 될 수 있도록 보장하기 위하여 적합성 및 상호운용성 테스트가 중요하다. 또한, 다양한 사물인터넷 표준 기반의 사물인터넷 디바이스 및 플랫폼들이 가정, 공장 및 도시에 배치되어 운영되고 있으며, 이러한 디바이스 및 플랫폼들은 사람의 편의성 및 생산성 측면에서 도움을 줌과 동시에 서비스의 오류는 직접적으로 사람의 안전에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 상호운용성 및 안정적인 서비스를 지원하기 위해 디바이스나 플랫폼들은 실제 배치되기 전에 사물인터넷 표준에 대한 적합성 및 상호운용성 테스트 등을 통하여 상호운용성 및 안정성을 확보해야 한다. 그러나, 수동으로 이루어지는 사물인터넷 애플리케이션 표준 적합성 테스팅 방법은 사람의 개입으로 인해 테스팅 과정에서 발생하는 오류의 증가 및 일부 테스팅 절차를 직접 수행해 주어야 하므로 테스팅 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 위의 내용을 중심으로 본 논문에서는 사물인터넷 상호운용성 및 oneM2M 사물인터넷 표준 적합성 테스팅 수행에서 발생한 문제점을 해결하는 방안에 대해 기술하였다. 첫째, 상호운용성 문제를 해결하기 위하여 세 가지 상호운용성 모델들을 (Interworking Models, IWMs) 제시하였으며, 각 모델마다의 특징뿐만 아니라 장단점을 기술하여 조건에 맞게 사물인터넷 플랫폼 연계 방안을 선택할 수 있는 가이드를 제시하였다. 그리고 실질적인 예를 위하여, 현재 사물인터넷 기술이 활발하게 연구 중인 스마트 시티 분야와 결합하여 해당 모델들의 주요 기술을 설명하였다. 사물인터넷 적합성 테스팅 관련하여 트리거링 (Triggering) 메시지 기반의 자동화된 사물인터넷 표준 테스팅 방법 및 절차에 대한 연구를 하였으며, 개발된 방법 및 절차를 통해 사람의 개입을 최대한으로 줄여 테스팅 과정에서 발생할 수 있는 오류를 줄이고 시간을 단축할 수 있음을 제시하였다. 따라서 위와 같은 연구를 수행하여 현재 사물인터넷 표준의 다양성으로 인한 상호운용성 문제를 해결하여 사물인터넷 시스템들 간의 연동을 효과적으로 제공할 수 있을 뿐만 아니라 자동화된 테스팅 절차를 통해 사물인터넷 표준화 기관의 테스팅 및 인증 프로세스에 걸리는 시간을 단축시켜 사물인터넷 표준의 빠른 보급에 기여할 것으로 생각된다. At present, the Internet of Things (IoT) technology is considered to be a major technology that will solve various social problems with Artificial Intelligence (AI) and 5G, and lead the fourth industrial revolution. In addition, various objects such as sensors, home appliances, actuators, and self-driving cars are connected that can interact with each other through the Internet and are used in various fields such as smart grid, home automation, and medical fields. Therefore, the IoT is regarded as one of the promising technologies with great growth potential, and many countries including the European Union (EU), are intensively investing in Information and Communication Technology (ICT) research. However, there are many difficulties in providing a scalable and stable IoT service that must be considered in providing the above services. Most IoT platforms and systems developed so far provide IoT services using the manufacturer's own data models and Application Programming Interfaces (APIs), so interoperability with other platforms is not possible. If interoperability is not guaranteed, IoT devices or platforms cannot interoperate or exchange data with systems developed according to different standards. Therefore, changing a system that has already been deployed is costly and also can lead to economic and technical problems such as delays in introducing large-scale IoT technologies and increasing operating costs. With regard to the IoT standard testing, for assuring the interoperability of IoT services, conformance and interoperability testing are highly important to ensure that independent implementation based on the same or different standard are interoperable. In addition, IoT devices or platforms based on various standards and protocols are currently deployed and operated in homes, factories, and cities. While these devices and platforms help in terms of human convenience and productivity, service errors can directly affect human safety. Therefore, in order to support interoperable and stable IoT services, devices or platforms must be tested through conformance and interoperability testing before they are actually deployed. However, the method of manually testing the IoT application standard has problems because some testing procedures must be directly performed by a human. To conclude, it leads to an increase in errors occurring in the testing process as well as total testing time. Focusing on the above problems, this dissertation describes how to solve the problems arising from IoT interoperability and conformance testing based on the oneM2M IoT standard. First, in order to solve the interoperability problem, three Interworking Models (IWMs) are presented, and a guide to select the appropriate IoT platform linking method according to the conditions is provided by describing the characteristics and advantages and disadvantages of each model. In addition, for practical examples, the main technologies of the IWMs are described in combination with the smart city field, where IoT technology is currently being actively researched. In addition, research on automated IoT standard testing methods and procedures based on triggering messages is conducted. Through the developed methods and procedures, human intervention can be minimized, which means it reduces errors that can occur in the testing process as well as total testing time. In conclusion, by conducting the above research, it is not only possible to effectively provide interworking between IoT systems by solving interoperability problems due to the diversity of current IoT standards but also realizable to contribute to the rapid propagation of IoT standards by reducing the time required of the testing and certification process for the testing certification body.

A Study on the Improvement of the Interoperability between Building Information Modeling (BIM) and Energy Analysis Programs

최민석 단국대학교 대학원 2011 국내석사

최근, 건물 에너지 성능분석의 중요성은 점점 증대되고 있으며, BIM(Building Information Modeling) 기술은 건물 에너지 성능평가 방법으로 사용되고 있다. BIM 기반 성능분석을 위해서는 BIM모델과 성능분석 프로그램과의 상호운용성이 뒷받침되어야 한다. 그러나 현재 상호운용성에 있어서 문제점이 많이 나타나고 있으며, 개선하기 위해 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있다. 먼저 본 연구에서는 BIM 모델(gbXML)과 에너지 성능 분석 프로그램들(EnergyPlus, eQUEST, VE, Ecotect)과의 상호운용성 평가를 위해 사례분석을 실시하였고, 현재 상호운용성에 있어서 문제점과 제한사항을 확인할 수 있었다. 사례분석을 바탕으로 본 연구에서는 BIM 모델과 에너지성능분석 프로그램과의 상호운용성을 강화하기 위해 Energy Design Interface(EDI)를 개발하였다. BIM 모델로는 gbXML을 사용하였으며, 에너지 분석 프로그램으로는 EnergyPlus가 사용되었다. EDI는 gbXML 파일을 EnergyPlus의 Input 파일인 56 IDF파일로 변환하기 위하여 자바 프로그래밍 언어를 이용하여 개발되었다. 현재, EDI는 web기반의 인터페이스로써. 사용자는 웹을 통해 gbXML 파일을 업로드 함으로써 건물 단위면적당 냉·난방 부하 및 연간 냉난방에너지 요구량을 계산할 수 있다. 따라서 사용자는 에너지 분석 프로그램 없이도 웹을 통해 BIM모델만 있으면 쉽게 건물 에너지 분석을 실시할 수 있다. 따라서 본 연구에서 개발된 EDI는 BIM기반 에너지 분석 인터페이스로써 저에너지건물 설계에 기여 할 것으로 예상되며, 추후 EDI가 국내의 건물에너지효율등급 제도를 적용하여 개발된다면, 그 활용가능성은 더욱 더 증대될 것으로 판단된다. Building energy performance analysis that uses Building Information Modeling (BIM) technology has recently grown in significance. Furthermore, this type of analysis should use conceptual design in order to draw optimization models of low-energy building. Linking the BIM model with energy analysis tools allows for the evaluation of energy used during the early phases of design. This is not possible using traditional 2D tools, which require a separate energy analysis at the end of the design process. Additionally, BIM based energy analysis could save time and enable more accurate analysis. In order to perform a successful BIM based energy analysis, it is necessary to secure the interoperability between the BIM model and the energy analysis programs. ii However, there are problems that exist related to interoperability. For example, most programs only support building geometry among building information and several programs do not support BIM at all. Furthermore, the BIM model and the energy analysis model are not perfectly compatible in areas such as window construction, space boundary, and so on. This study evaluated the interoperability between the BIM model (gbXML) and energy analysis programs (EnergyPlus, eQUEST, VE, Ecotect) and confirmed current limitations and problems of interoperability. Therefore, this paper developed the Energy Design Interface (EDI) in order to enhance the interoperability of the BIM model and analysis programs. The BIM model used in this study was gbXML (0.37), and the energy analysis program was EnergyPlus (6.0). The EDI used java programming in order to convert gbXML to EnergyPlus input file (IDF). Currently, the EDI is able to calculate heating/cooling energy demand and heating/cooling load by uploading the gbXML file via the web. In this way, the user can easily analyze building energy without the energy analysis program. It is expected that the EDI developed in this paper will contribute to low-energy building design as a BIM-based energy analysis interface.

FACILITATING INTEROPERABILITY AMONG HETEROGENEOUSGEOGRAPHIC DATABASE SYSTEMS : A THEORETICAL FRAMEWORK,A PROTOTYPE SYSTEM, AND EVALUATION

박진수 University of Arizona 1999 해외박사

The objective of this research is to develop a formal semantic model, theoretical framework and methodology to facilitate interoperability among distributed and heterogeneous geographic database systems (GDSs). The primary research question is how to identify and resolve various data- and schematic-level conflicts among such information sources. Set theory is used to formalize the semantic model, which supports explicit modeling of the complex nature of geographic data objects. The semantic model is used as a canonical model for conceptual schema design and integration. The intension (including structure, integrity rules and meta-properties) of the database schema is captured in the semantic model. A comprehensive framework classifying various semantic conflicts is proposed. This framework is then used as a basis for automating the detection and resolution of semantic conflicts among heterogeneous databases. A methodology for conflict detection and resolution is proposed to develop interoperable system environment. The methodology is based on the concept of a “mediator.” Several types of semantic mediators are defined and developed to achieve interoperability. An ontology is developed to capture various semantic conflicts. The metadata and ontology are stored in a common repository and manipulated by description logic-based operators. A query processing technique is developed to provide uniform and integrated access to the multiple heterogeneous databases. Logic is employed to formalize our methodology, which provides a unified view of the underlying representational and reasoning formalism for the semantic mediation process. A usable prototype system is implemented to provide proof of the concept underlying this work. The system has been integrated with the Internet and can be accessed through any Java-enabled web browser. Finally, the usefulness of our methodology and the system is evaluated using three different cases that represent different application domains. Various heterogeneous geospatial datasets and non-geographic datasets are used during the evaluation phase. The results of the evaluation suggest that correct identification and construction of both schema and ontology-schema mapping knowledge play very important roles in achieving interoperability at the both data and schema levels. The research adopts a multimethodological approach that incorporates set theory, logic, prototyping, and case study.

Economic analysis of toll collection interoperability : case study in Tarlac, Philippines

Ordillano, Joz Carlos The University of Seoul 2018 국내석사

Electronic Toll Collection (ETC) is one of the major applications of Intelligent Transport System (ITS) which enables the optimization of existing transportation network by increasing throughput and level of service of toll stations. It utilizes data transmission equipment, on board units, transceivers, fiber optic cables and other advance mechanical systems in order to facilitate fast, reliable and automated way of collecting tolls. In advanced countries like Korea and Malaysia, the toll systems are implemented on a national scale. It is where the interoperability of various ETC technologies were able to run in a nationwide uniform platform. As a result of this higher level of ETC implementation, these countries where able to utilize numerous benefits from having a fully integrated expressway systems. The purposes of this study are to determine the economic advantages that can be derived from having an interoperable ETC system in the Philippines, to measure the benefits that will be delivered to different stakeholders and to analyze possible factors and future scenarios that can affect the economic feasibility of the interoperability project. The study will be done using the process of Cost-Benefit Analysis (CBA) which was a known tool for assessing transportation infrastructure ventures. The data used in the study was collected from government offices, toll road operators, and related researches and literatures. To achieve the goals of the study, three main parameters were examined, namely the Benefit-Cost Ratio (BCR), Net Present Value (NPV) and Internal Rate of Return (IRR). The study showed significant results in the implementation of the ETC interoperability. The benefits that can be delivered by the project are mainly passenger time savings, fuel cost savings, toll road operational savings and savings due to emission reduction. The time frame of analysis will be 10 years excluding the year of system improvement that will start on 2018. The target year for project implementation is 2019. In line with this ITS improvement, it is suggested that the TRB and DOTR shall take the lead in pursuing supplementary ITS ventures for the greater welfare of all the stakeholders. Keywords: Electronic Toll Collection, Interoperability, ITS, CBA 전자 요금 징수(ETC: Electronic Toll Collection)는 지능형 교통 시스템(ITS: Intelligent Transport System)의 주요 응용 분야 중 하나로, 요금소의 처리량과 서비스 수준을 향상함으로써 교통망의 최적화를 가능하게 한다. ETC는 신속하고 신뢰할 수 있는 자동화된 통행료 징수를 위해, 데이터 전송 장비, 온보드 유닛, 송수신기, 광섬유 케이블, 기타 첨단 기계장치 시스템을 활용한다. 한국, 말레이시아와 같은 발전된 국가에서는 요금 징수 시스템이 전국적으로 구축되어 있다. 이들 국가에서는 상호운용성을 통해 ETC 시스템 기술이 전국적으로 통일된 플랫폼상에서 운영되고 있다. 또한, ETC 기술이 높은 수준으로 구현된 결과, 이들 국가는 완전히 통합된 고속도로 시스템의 여러 이점을 누리고 있다. 본 논문의 목표는 필리핀에 상호운용성을 지닌 전자요금시스템을 구축할 때 생길 경제적 이점을 파악하고, 이것이 다양한 이해관계자에게 어떤 영향을 미칠 것인가를 측정하며, 이 상호운용 프로젝트의 경제적 타당성에 영향을 미칠 잠재적 요소들과 향후 시나리오를 분석하는 것이다. 본 연구는 교통 인프라 벤처 평가에 사용되는 도구인 비용-편익 분석(CBA: Cost-Benefit Analysis)을 적용하여 수행했다. 연구에 사용된 자료는 정부 부서, 요금 징수원, 관련 연구 및 문헌을 통해 수집했다. 그리고 연구의 목표를 달성하기 위해 편익비용비(BCR: Benefit-Cost Ratio), 순현재가치(NPV: Net Present Value), 내부수익률(IRR: Internal Rate of Return) 등 세 개의 주요 파라미터를 검토했다. 본 연구는 ETC의 상호운용성 구현과 관련하여 중요한 결과를 도출할 수 있었다. 연구결과, 이 프로젝트는 여객 시간 절약, 연료 비용 절감, 요금소 운영 비용 절감, 배출 감소로 인한 비용 절감 등의 편익을 제공할 수 있는 것으로 나타났다. 분석의 시간 프레임은 2018년 시작되는 시스템 향상의 날을 제외한 향후 10년이다. 프로젝트 구축의 목표는 2019년이다. 분석은 시스템 향상 사업이 시작하는 2018년을 제외한 향후 10년을 대상으로 한다. 프로젝트 구축의 목표 연도는 2019년이다. 또한, 지능형 교통 시스템의 향상과 함께, 모든 이해관계자에가 더 큰 혜택을 누릴 수 있도록 필리핀 요금구제위원회(TRB)와 필리핀 교통부(DOTR)가 주도적으로 추가적인 ITS 벤처를 추진할 것을 권장한다. 주요 용어: 전자 요금 징수, 상호운용성, 지능형 교통 시스템, 비용-편익 분석

Interoperability through Realizability: Expressing High-Level Abstractions Using Low-Level Code

Patterson, Daniel Baker ProQuest Dissertations & Theses Northeastern Unive 2022 해외박사(DDOD)

Large software systems are, inevitably, multi-lingual. This arises for complex socio-historical reasons, as large systems persist for years or decades, while the people working on them and the languages, libraries, and tools available to them change. Looking to these systems, I identify the interoperability challenge: that it is more difficult for programmers to reason about multi-lingual systems than about single-language programs. A corollary is that many of the key theorems about languages are proven in the absence of interoperability, reality notwithstanding.In this dissertation, I identify realizability models as a key tool for addressing the interoperability challenge. Realizability models, which use target-level behavior to inhabit source types, allow the behavior of disparate source languages to be brought together. In doing so, we can recover the type of formal language-based reasoning critical to proving universal properties upon which programmers rely. In this dissertation, the property on which we focus is type soundness, which we explore through a variety of case studies and via two different interoperability mechanisms. The first mechanism, which models how typical foreign-function interfaces work, allows foreign values to be imported at existing types. Realizability models are used to demonstrate the soundness of the conversions that happen at the boundaries. The second mechanism, which better models how programmers wish interoperation worked, allows foreign code to be imported at novel types, thus allowing new behavior to be brought in. Even as the source-level mechanism is quite different between these two approaches, the underlying realizability models are similar, underscoring the central thesis: that such realizability models are an effective way of reasoning about cross-language interoperation.

RBAC-Based Secure Interoperation for Collaboration in Decentralized Multi-Domain Environments

김규일 성균관대학교 일반대학원 2010 국내박사

Multi-domain application environments where distributed multiple organizations interoperate with each other are becoming a reality as witnessed by emerging Internet-based enterprise applications. Recently advance technologies made interoperation not only practicable but also increasingly popular. In these environments, collaboration is one of the most critical issues. Futhermore, government, financial and medical institutions more require secure collaboration to share their data with organizations. Collaboration enables domains to effectively share resources. Interoperability has several advantages and is crucial in the context of new dynamic collaborative application and adaptive enterprises. However, secure collaboration has many challenging problem in multi-domain environments. In this paper, we propose collaboration to effectively share resource by reconciliation mechanism. Proposed scheme is based on Role Based Access Control (RBAC). RBAC provides an access control model that enables the enforcement of many different access control policies. Current, database management system apply RBAC mechanism to provide convenience as well as flexibility. But, in multi-domain environments if arbitrary domain collaborates on a work with other domain between different system, these environments can cause various problems. In decentralized RBAC-based system, the number of roles can be in the hundreds or thousands and they share information among dispersed domains. A key challenge in the establishment of secure interoperability is to guarantee security of domains in presence of interoperation. We present rules which regulate the interoperability. Also, our approach present correctness using graph transformations which is a graphical specification technique giving an intuitive visual description of dynamic structures that occur in our model. 오늘날 정보기술의 눈부신 발전은 그 어느 때 보다 원활하고 자유스럽게 정보의 배포와 공유가 가능하도록 하고 있다. 새로운 정보기술 패러다임과 다양한 기술들 중에서 특히, 분산 환경에서 도메인들 간에 상호운용과 관련된 기술들이 지속적으로 제안, 개발되고 있다. 상호운용은 다수의 시스템 간에 데이터를 교환하거나 데이터를 상호간에 실행을 가능하게 한다. 이러한 환경에서 보안은 가장 중요한 문제 중 하나이다. 더구나, 정부, 금융기관, 의료기관은 그들의 데이터를 안전하게 상호 협업할 수 있는 보안 기술이 절실히 요구된다. 이러한 환경에 대응하고자 하는 보안 기술 중 데이터베이스를 위한 대표적인 기술로는 접근제어가 있고 현재, 새로운 컴퓨팅 환경에 대응하기 위해 다양한 연구들이 수행되고 있다. 본 논문에서는 공유 및 개인 정보에 대한 안전하게 협업할 수 있는 중재 모델을 제안한다. 제안 매커니즘은 역할 기반 접근제어를 (Role Based Access Control) 기반으로 한다. 현재, 데이터베이스 관리 시스템은 유연성뿐만 아니라 편리성을 갖춘 RBAC 매커니즘을 적용하고 있다. 하지만, 만약 멀티 도메인 환경에서 RBAC 기반의 시스템들이 협업을 한다면, 그에 따른 문제점이 발생한다. RBAC 시스템 내의 역할의 수는 백개, 천개 그 이상이 될 수 있고 또한, 분산된 도메인 환경에서 그 수만큼 도메인이 존재한다면 안전한 정보 공유가 쉽지 않다. 우리는 RBAC 기반 시스템들 간의 협업 시 발생하는 문제점을 해결하고 그래프 변환기법을 통해 제안 모델의 정확성을 증명한다. 또한 우리는 구현 시스템에 있어서 XML 형태로 접근제어 정책을 정의함으로써 시스템의 관리자는 좀 더 구조화되고 획일화된 형태로 보안정책을 구성할 수 있고, 새로운 정책의 삽입, 삭제 및 수정 작업이 유용하다. 보안 관리자는 시스템을 관리하다 보면 도메인 요청 및 결과에 대해 모니터링 해야 할 경우가 많다. 본 시스템 모듈은 도메인 질의 결과에 대해서 모니터링 할 수 있는 기능을 제공함으로써 효과적인 시스템 관리를 수행할 수 있다.

미일 방위협력의 발전과정에 대한 연구 : 상호운용성의 강화를 중심으로

채연정 연세대학교 대학원 2007 국내석사

This thesis analyzes the process of U.S.-Japan defense cooperation focusing on the strengthening of interoperability. The process is divided into three parts - 76ㆍ95ㆍ04 regime - based on Japan's NDPO(National Defense Program Outline). And the strengthening of interoperability is divided into three levels - strategical, operational and tactical one.In the strategical level, the interoperability has been being strengthened by making a consensus on expanding the cooperational front from just Japanese territory to the areas surrounding Japan and finally to the global sphere.In the operational level, at first there had been no agencies for the operational coordination between U.S. forces and the SDF(Self-Defense Forces). And later, 'comprehensive mechanism' and 'coordination mechanism' have been founded and now two Headquarters in a common camp is to be initiated.In the tactical level, at the early stage bilateral exercises and trainings had been limited to the northern part of Japan. After the dispatching SDF units overseas, the two forces have been cooperating closely for mutual support in the Indian Ocean and the Middle East. Furthermore Japan is participating in the PSI(Proliferation Security Initiative) related exercises and trainings under the leadership of U.S.All these facts ascertain that the strengthening of interoperability is valid criterion for the analysis of the process of U.S.-Japan Defense Cooperation. 이 연구는 미일 방위협력의 발전과정을 상호운용성의 강화라는 측면에서 분석하였다. 이 때 발전과정을 일본의「방위계획대강」의 결정, 개정 그리고 재개정을 기준으로 76ㆍ95ㆍ04체제로 구분하였으며, 상호운용성의 강화를 전략ㆍ작전ㆍ전술의 세 가지 수준으로 나누어 분석하였다.그 결과 전략적 수준에서 상호운용성은 미일 양국이 방위협력의 범위를 일본에서 주변으로 그리고 글로벌한 범위로 확장시키는데 대한 인식을 공유함으로써 강화되고 있음을 확인하였다.작전적 수준에서 상호운용성은 미군과 자위대 간의 작전협의를 위한 조정기관이 부재하였으나 ‘포괄적 메커니즘’과 ‘조정 메커니즘’의 설치를 거쳐 사령부 공용화로 강화되고 있음을 확인하였다.전술적 수준에서 상호운용성은 대 소련 국지적 훈련ㆍ연습에서 자위대의 해외파견에 의한 인도양과 중동에서 공동작전 수행 나아가 확산방지구상의 실효성을 위한 훈련ㆍ연습의 실시로 강화되고 있음을 확인하였다.이와 같은 분석의 결과에 기반 했을 때 상호운용성의 강화는 미일 방위협력의 발전과정을 객관적으로 측정할 수 있는 적실한 기준으로 판단된다. 아울러 미군과 자위대는 각각의 사령부를 구성하고 있음에도 불구하고 강력한 방위협력을 지속하고 있다는 사실은 작전통제권 환수 이후 한미 군사협력 체제와 관련하여 모델로서 유용성을 갖는다.

Cross-Platform interoperability를 위한 SOAP RPC-Middleware의 구현

장진영 인제대학교 대학원 2001 국내석사

현재 분산 컴퓨팅 기술에서 이종 풀랫폼간의 상호운용의 문제는 기업간 거래의 발전과 더불어 큰 관심사가 되고 있다. 이러한 Interoperability 의 문제를 해결하기 위한 방법으로 XML을 이용한 RPC 메커니즘인 SOAP이 W3C에 의해 제안되었다. 본 연구에서는 XML기반의 RPC (Remote Procedure Calls) 메커니즘인 SOAP (Simple Object Access Protocol) 과 JAVA언어를 이용하여 기존 개별 플랫폼상의 RPC 메커니즘과의 연 동을 위한 Adapter와 developer tool을 포함한 RPC-Middleware를 개발 및 구현하고자 한다. Recently, the interoperability of the distributed computing technology between cross-platforms becomes an emerging issue as the e-Business grows. SOAP, an RPC-mechanism using XML, was proposed by the W3C to solve this interoperability problem. This thesis proposed and implemented an RPC-Middleware including an adapter and developer tools, in order to interconnect the existing RPC-mechanism used in each legacy platform, by using many advanced features of SOAP (an XML-based RPC mechanism) and JAVA language.

Development of a PLM framework for automated ergonomic simulation based on interoperability

정연경 Sungkyunkwan University 2014 국내박사

Today the manufacturing industry is facing such issues as the shortening of product development and manufacturing times, the reduction of production costs, and the improvement of quality in order to achieve global competitiveness in the rapidly-changing market environment with highly variable consumer requirements. Product Lifecycle Management (PLM) is the process of managing the entire life cycle of a product from the identification of customers' needs, which is the initial stage, through maintenance and repair, and to the last stage of disposal. PLM has drawn attention as the core strategy for production informatization, which can satisfy the various requirements faced by the manufacturing industry, such as prompt product development and concurrent collaboration. Simulation in the manufacturing industry is a scientific method that can digitally apply the results of various decision making and engineering in the many steps of product manufacturing process, identify and cope with design errors or production issues in advance, thereby minimizing waste of cost and time. Nowadays, many studies are being conducted on simulation automation through systematic data management in a PLM environment. Ergonomic simulation has been integrated into the PLM platform lately. Ergonomics is beneficial for the safety of the workers and for the improvement of their work environment, helps in decision-making such as the selection of tools and equipment necessary for product production, and ultimately plays an important role in the product development cost and quality improvement test. To conduct an ergonomic simulation, we need to build a digital environment, which requires such information as product, plant layout, work process, and physical CAD files, and a digital human model (DHM), which requires information about the motions of workers (posture, time, moving-path). However, it takes much time to find the information required for a digital environment in the extensive manufacturing data. Moreover, it is impossible through manual work to collect the motion information of workers and operate the DHM motions for the simulation of DHM. Therefore, this study developed a framework for the automated ergonomic simulation which includes the management of systematic p3R (Product, Process, Plant, Resource) information, the collection of worker (human) motion information through the new concept "Inline Motion Capture," and the automatic creation of an ergonomic simulation model using the P3RH information. This framework includes a PLM system, the Inline Motion Capture system, and an ergonomic simulator, and it is based on interoperability. Furthermore, an automated ergonomic simulation system based on the developed framework was created to verify the effects of the framework. 오늘날 제조업은, 다양해진 소비자의 요구사항과 급변하는 시장 환경 속에서 글로벌 경쟁력 확보를 위해 제품 개발 및 제조 기간 단축, 생산 비용 절감, 품질 향상의 문제에 직면하고 있다. Product Lifecycle Management (PLM)은 초기 제품 기획단계인 고객 요구사항 파악에서부터 유지관리, 폐기의 마지막 단계까지 제품 생산의 전 라이프사이클 관리하는 개념으로 신속한 제품개발과 동시협업 달성 등 제조업이 당면한 문제를 해결할 수 있는 핵심 전략으로 주목 받고 있다. 제조업에서 시뮬레이션은 제품의 제조 프로세스의 여러 단계에서 수행되는 다양한 의사결정과 엔지니어링의 결과를 디지털로 적용하여, 사전에 설계 오류나 생산상의 문제점을 파악, 대처하여 비용과 시간의 낭비를 최소화할 수 있는 과학적인 방법이다. 현재, PLM환경에서 체계적인 데이터관리를 통한 시뮬레이션 자동화를 실시하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 최근 인간공학 시뮬레이션은 PLM플랫폼에 통합되었다. 인간공학 시뮬레이션은 작업자의 안전과 작업 환경의 개선을 돕고, 제품 생산에 필요한 도구와 장비 등의 의사결정을 할 수 있도록 하며, 최종적으로는 제품의 개발 비용과 품질 향상에 큰 영향을 미친다. 인간공학 시뮬레이션을 수행하기 위해서는 제품, 공장 레이아웃, 작업 프로세스, 물리적 CAD파일의 정보가 요구되는 디지털 환경 구축작업과 작업자의 동작(자세, 시간, 동선)정보가 요구되는 디지털 휴먼 모델의 시뮬레이션 구축작업이 필요하다. 하지만, 광범위한 제조데이터에서 디지털 환경 구축에 필요한 정보를 찾는 것은 많은 시간이 소비된다. 또한 디지털 휴먼 모델의 시뮬레이션을 위해, 작업자의 동작정보를 수집하여, DHM (Digital Human Model)의 동작을 조작하는데, 이는 수작업으로는 불가능한 작업이다. 따라서, 본 논문에서는 인간공학 시뮬레이션 자동화를 위해, PLM시스템을 이용한 체계적인 P3R (Product, Process, Plant, Resource)정보관리, 인라인 모션캡처 신개념을 적용한 작업자의 동작 (Human)데이터 수집 그리고 P3RH정보를 이용한 인간공학 시뮬레이션 모델 자동생성의 내용을 포함하는 프레임워크를 개발하였다. 프레임 워크는 PLM시스템, 인라인 모션 캡처 시스템, 인간공학 시뮬레이터를 포함하며, 시스템 통합을 위해 상호운영 기반으로 개발되었다. 또한, 개발된 프레임 워크 기반 인간공학 시뮬레이션 자동화 시스템을 구현하여, 프레임 워크의 효과를 검증하였다.