Regelaustausch und Regel-Verifikation

Rules are a critical technology component for the early adoption and applications of knowledge-based techniques in e-business, especially enterprize integration and B2B ecommerce. They also play an important role in information systems engineering, especially in the specification of functional requirements where business rules are the foundation for capturing and modeling business application logic. When using rules, companies may encounter obstacles with two issues: The problem of rule interoperability, which is caused by a variety of rule languages and rule systems, and the problem of rule quality as a consequence of a large amount of business rules created and used in an organization. A particular solution to the rule interoperability problem is a standardized way of performing rule interchange between different rule languages and tools. The thesis addresses the problem by considering a rule interchange mapping from the Object Constraint Language (OCL) into the Semantic Web Rule Language (SWRL). This mapping is useful for various communities. For instance, software developers, who actively use UML/OCL, may employ the mapping in order to translate their rules to SWRL and use them in a Semantic Web application. On the other hand, the research on rule interchange is interesting for Semantic Web practitioners, who work in the area of formal semantics of rule languages and have interest in the rule interchange standardization. The main contribution of the thesis concerning rule interchange is the proof of correctness of the mapping from the semantical point of view. The problem of semantic correctness of rule interchange mapping is formulated for two rule languages and solved for OCL and SWRL. The approach can be applied to other rule languages with formal semantics. The quality of rules is high if they are expressed in the right way and express what business people want to express. However, due to various reasons, for instance communication problems between business people and rule modelers, rules may become inconsistent, incomplete or redundant. Therefore, organizations need rule quality measurement and technologies to improve the quality. A particular way to control and to improve the rule quality is by means of rule verification. In this respect, the main contribution of the thesis is the declarative rule verification approach, which can be used for detection of different problems in rule bases. The verification approach is implemented for Jena rules, which makes it more applicable for the quality control of upcoming Semantic Web rule-based applications.Regeln sind eine wichtige technologische Komponente für die Einführung und Anwendung wissensbasierter Techniken beim Aufbau von E–Business-Systemen, insbesondere in der Unternehmensintegration und im B2B-E-Commerce. Sie spielen auch eine wichtige Rolle in der Konzipierung von Informationssystemen, insbesondere in der Spezifikation von funktionalen Anforderungen, wo Geschäftsregeln die Grundlage für Erfassung und Modellierung von Geschäftsprozessen bilden. Bei der Verwendung von Regeln können bei Unternehmen zwei Hindernisse auftreten: Das Problem der Regelinteroperabilität, das durch eine Vielzahl von Regelsprachen und Regelsystemen verursacht wird, und das Problem der Regelqualität als Folge einer großen Menge von Geschäftsregeln, die in einer Organisation erstellt und verwendet werden. Eine Lösung des ersten Problems stellt die Standardisierung des Regelaustauschverfahrens zwischen den unterschiedlichen Regelsprachen und –werkzeugen dar. Die Dissertation befasst sich mit dem Problem durch eine genaue Betrachtung der Regelübersetzung von der Object Constraint Language (OCL) in die Semantic Web Rule Language (SWRL). Diese Transformation ist für unterschiedliche Benutzergruppen von Nutzen. Zum Beispiel können Software-Entwickler, die aktiv UML/OCL nutzen, die Transformation verwenden, um eigene Regeln in die Sprache SWRL zu übersetzen und sie in einer Semantic-Web-Anwendung einzusetzen. Auf der anderen Seite ist die Erforschung des Regelaustauschproblems für die Semantic-Web-Praktiker aufschlussreich, die im Bereich der formalen Semantik der Regelsprachen arbeiten und sich für die Standardisierung des Regelaustausches interessieren. Der wichtigste Beitrag der Dissertation über den Regelaustausch ist der Nachweis der Korrektheit der Regelübersetzung vom Standpunkt der Semantik. Das Problem der semantischen Korrektheit der Regelübersetzung ist für zwei Regelsprachen, OCL und SWRL, formuliert und gelöst. Der Ansatz kann auf andere Regelsprachen mit formaler Semantik angewandt werden. Die Qualität der Regeln ist hoch, wenn sie richtig formuliert sind und das wiedergeben, was Geschäftsleute zum Ausdruck bringen wollen. Doch aus verschiedenen Gründen, zum Beispiel wegen Kommunikationsproblemen zwischen Geschäftsleuten und Regel-Modellierer, können Regeln inkonsistent, unvollständig oder redundant sein. Deshalb brauchen Organisationen eine Regelqualitätsmessung und Technologien, um die Qualität zu verbessern. Einer der Wege, die Qualität der Regel zu kontrollieren und zu verbessern, ist die Regelverifizierung . In dieser Hinsicht ist der wichtigste Beitrag der Arbeit der deklarative Ansatz zur Regelverifikation, der für die Erkennung von unterschiedlichen Problemen in den Regelsätzen verwendet werden kann. Der Verifizierungsansatz ist für Jena-Regeln implementiert, was ihn für die Qualitätskontrolle der zukünftigen regelbasierten Semantic Web Anwendungen besser anwendbar macht