Sematisk interoperabilitet. Slutrapport för projektet Semantisk interoperabilitet, 2007-2009

FM måste i multinationella och multifunktionella sammanhang kunna samverka ledningsmässigt med andra nationers försvarsmakter och civila organisationer (t.ex. polis). Kravet på samverkansförmåga gäller givetvis även nationellt mellan olika organisationer och mellan olika ledningssystem inom FM. Det är därför av stor vikt att FMs ledningssystem utvecklas så att de flexibelt kan anpassas till olika typer av situationer då behov av att utbyta information mellan system föreligger. Detta arbete måste genomföras i samverkan med internationella projekt och verksamheter, så att FMs utveckling är i överensstämmelse med den internationella (NATO/EDA). Inom NATO har semantisk interoperabilitet (SI) identifierats som en central förmåga för framtida ledningssystem. Två aktörer som är semantiskt interoperabla kan inte bara utbyta information, utan har även möjlighet att tolka och förstå innebörden av informationen på samma sätt. Detta är ett centralt problem vid samverkan mellan grupper som inte har gemensamma referensramar, kulturellt betingade eller tillägnade genom utbildning. Stöd för semantisk interoperabilitet är därmed en grundförutsättning för förmågan att kunna delta i internationella operationer tillsammans med andra allierade styrkor. Nyttan av den forskning, som detta arbete representerar, är på sikt en säkerställd semantisk interoperabilitet och därigenom en effektivare verksamhet inom framförallt sammansatta förband. Satsningen på semantisk interoperabilitet är av en sådan karaktär att den kan stödja många försvarsuppgifter och insatsförmågor, men verksamheten avser främst bidra till och höja kvaliteten hos förmågan att kunna genomföra säkrare internationella operationer/insatser. Trots detta har semantisk interoperabilitet ännu inte identifierats som ett krav för informationsutbyte mellan olika informationssystem. Problem kopplat till användningen av olika dataformat, eller rena anslutningsproblem, avleder alltför ofta uppmärksamheten från det som verkligen är huvudproblemet - att förstå och tolka informationen på ett konsekvent sätt. Särskilt i sammanhang där flera domäner är inblandade och informationsutbyte sker mellan dessa, kan vikten av denna aspekt inte nog betonas. Semantisk interoperabilitet syftar till förmågan att uppnå gemensam förståelse för en eller flera domäner innan utbyte av operativ information äger rum mellan heterogena system. Eftersom historiska och faktiskt även aktuella utvecklingsprocesser inte tar hänsyn till bevarandet av innebörden hos begrepp vid utbyte av information, så kommer alla försök att integrera heterogena system i gemensamma och multinationella operationer att förbli bristfälliga. Traditionellt har varje domän utvecklat och förvaltat sina egna system med egna dataformat och representationer av data. Detta har resulterat i stuprör och att utbyte av information mellan olika domäner (och ibland till och med mellan system inom samma domän) blivit mycket svårt. Detta innebär en stor utmaning för alla operativa sammanhang inom vilka information måste delas mellan olika domäner och system. Det traditionella sättet att utbyta information mellan system ger inte heller någon möjlighet till att kunna förstå och dela innebörden av den information som utbyts (semantiken). Lösningen för att möjliggöra kommunikation mellan olika ledningssystem på en semantisk nivå kommer med nödvändighet att innefatta en arkitektur med någon sorts gemensam eller överenskommen begreppsapparat (ontologi) som utvecklas och hanteras med hjälp av formella metoder. En sådan ontologi finns alltid underförstådd hos aktörer som utbyter meddelanden (annars är kommunikationen omöjlig), men i denna arkitektur görs den explicit. Därigenom kan varje meddelande mellan kommunicerande parter förses med referenser till en eller flera av de ontologier enligt vilka meddelandet skall tolkas. Denna rapport ger en bakgrund till problemet semantisk interoperabilitet inom det svenska försvaret, men behandlar även problemet ur ett internationellt perspektiv. Ämnet interoperabilitet och dess olika nivåer diskuteras innan fokus skiftas till semantisk interoperabilitet som är huvudämnet för detta arbete. Här konstateras att förslaget som ligger till grund för att upprätta och underhålla semantisk interoperabilitet grundas på användning av ontologier, dvs. en "kunskapsbaserad semantisk interoperabilitet". Därav förklaras och diskuteras begreppet ontologi och dess användning i SI-sammanhanget utförligt. Med detta som bakgrund introduceras ett generellt logiskt ramverk i form av en logisk arkitektur för semantisk interoperabilitet, SILF - Semantic Interoperability Logical Framework. I samband med introduktionen av SILF diskuteras även förutsättningarna för att den ska kunna fungera ändamålsenligt. Därefter görs en jämförelse mellan SILF och befintliga standarder inom området distribuerad simulering, som också har brottats med liknande frågeställningar under många år. Slutligen ges ett smakprov på idag tillgängliga tekniker och verktyg inom ontologivärlden, vilka bedöms vara av intresse vid realisering av SILF. Den viktigaste slutsatsen från rapporten är att framtida system måste ha förmågan att beskriva sina externa gränssnitt i termer av ontologier eller motsvarande formella former. Anledningen är helt enkelt den att dessa system i annat fall med stor sannolikhet inte kommer att vara användbara i framtida multinationella operationer, trots att FM pekar med hela handen i en sådan riktning. Den viktigaste rekommendationen som följer är därmed att alla beställare av system, exempelvis handläggare på FMV, redan idag måste kräva sådana formella beskrivningar i samband med sina beställningar.