ISOIEC 19763-12023 信息技术.互操作性元模型框架（MFI）.第1部分框架标准立项发展报告

信息技术互操作性元模型框架（MFI）第1部分：框架标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology—Metamodelframeworkforinteroperability(MFI)—Part1:Framework摘要随着数字化转型的深入推进，异构信息系统之间的互操作性问题日益凸显，成为制约数据共享与业务协同的关键瓶颈。为系统化解决该问题，国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合发布了ISO/IEC19763-1:2023《信息技术互操作性元模型框架（MFI）第1部分：框架》。本标准是ISO/IEC19763系列标准的基础性文件，定义了MFI的整体架构、核心概念与组成结构，为后续各分标准提供了统一的术语定义与框架指引。本报告系统梳理了该标准的立项背景、研制历程、主要内容及技术要点，分析了标准在语义互操作、元数据注册、模型映射等领域的应用价值，并结合大数据、人工智能等新技术趋势展望了标准的后续发展方向。报告指出，ISO/IEC19763-1:2023作为互操作性领域的顶层框架标准，对于统一多元异构系统的元模型描述、促进跨领域信息共享与系统集成具有重要的基础性指导意义，建议国内相关标准化技术组织加快该标准的转化应用工作。关键词：互操作性；元模型框架；MFI；信息技术标准化；元数据注册；模型映射；ISO/IEC19763Keywords:Interoperability;MetamodelFramework;MFI;InformationTechnologyStandardization;MetadataRegistry;ModelMapping;ISO/IEC19763一、引言1.1研究背景在全球信息化发展进入深水区的当下，各类组织在长期信息化建设过程中积累了大量的异构应用系统、数据资源与业务模型。这些系统往往采用不同的技术架构、数据格式与语义表达方式，导致系统间的信息交互与业务协同面临严重障碍。根据国际标准化组织ISO/IEC19763系列标准的技术框架，互操作性问题已经从单纯的数据格式转换上升为涉及语法、语义、模型等多层次的系统性挑战。为解决上述问题，ISO/IECJTC1（信息技术联合技术委员会）下设的SC32（数据管理与交换分技术委员会）于2000年代初启动了互操作性元模型框架（Metamodelframeworkforinteroperability，简称MFI）系列标准的研制工作。该系列标准旨在提供一套规范化的元模型描述框架，使不同系统能够以统一的方式描述、注册和管理各自的模型及元数据，进而实现跨系统的互操作。1.2标准立项的必要性随着MFI系列标准的陆续研制与发布，各分标准之间的术语不一致、概念边界模糊、框架关系不清晰等问题逐渐显现。缺乏一个统一的顶层框架标准来协调和约束各分标准的内容与结构，将严重影响整个标准体系的协调性和可用性。因此，制定ISO/IEC19763-1《框架》分标准成为该系列标准工作的首要任务，旨在从整体上定义MFI的体系架构、核心组成及其相互之间的关系。二、标准概述2.1标准基本信息本标准为ISO/IEC19763系列标准的第1部分，标准编号为ISO/IEC19763-1:2023，由ISO/IECJTC1/SC32（数据管理与交换分技术委员会）负责制定。标准于2023年7月25日正式发布，取代了此前发布的ISO/IEC19763-1:2015版本。作为现行有效的国际标准，其官方版本为英文，由ISO中央秘书处负责出版发行。2.2标准的定位ISO/IEC19763-1:2023在MFI标准体系中处于基础与统领地位。它规定了MFI的总体框架，包括基本概念、模型层次结构、核心组件及其关系，为ISO/IEC19763系列其他分标准（如注册元模型、模型映射元模型、本体注册元模型等）提供了统一的术语定义和架构基准。三、标准研制历程3.1早期探索阶段（2005—2015）MFI框架的研究工作可追溯至21世纪初。ISO/IECJTC1/SC32/WG2（元数据工作组）在充分调研全球元数据管理与互操作技术现状的基础上，于2005年前后正式启动了MFI系列标准的预研工作。经过多轮国际研讨与专家论证，2015年发布了第一版ISO/IEC19763-1:2015，确立了MFI的基本框架。3.2修订与完善阶段（2015—2023）随着云计算、大数据、物联网等新一代信息技术的快速发展，原有的互操作性框架面临新挑战。SC32根据技术演进与产业发展需求，于2019年启动了本标准的系统修订工作。修订过程中，各国家成员体（包括中国、美国、日本、德国、韩国等）及liaison组织（如W3C、OMG等）提交了大量意见和提案。经过多轮WD（工作组草案）、CD（委员会草案）、DIS（国际标准草案）和FDIS（最终国际标准草案）阶段，最终于2023年7月达成共识并正式发布。3.3版本对比分析相较于ISO/IEC19763-1:2015，2023版标准重点在以下方面进行了优化：（1）扩展了元模型框架的适用范围，增加了对新型数据形态（如数据湖、数据中台等架构下的元数据管理需求）的考量；（2）与ISO/IEC11179元数据注册系统（MDR）系列标准以及ISO/IEC21838顶层本体标准之间的协调性进一步增强，明确了MFI框架与相关标准体系的边界与衔接关系；（3）对核心概念的定义更加严谨，更新了部分术语表述，使框架更易于理解和应用。四、标准主要内容与技术要点4.1标准的适用范围ISO/IEC19763-1:2023适用于以下场景：（1）需要对多个异构信息系统的元模型进行统一描述和注册的场景；（2）需要在不同建模框架（如UML、E-R模型、OWL本体等）之间建立映射关系的场景；（3）需要实现数据资源语义互操作与模型复用的场景。标准既可作为系统设计人员在开发互操作解决方案时的技术指引，也可作为第三方评估机构评价系统互操作能力的参考依据。4.2核心术语与概念标准明确定义了互操作性元模型框架的核心术语，包括但不限于：-元模型（Metamodel）：对模型的建模手段进行描述与规定的一种模型，即“关于模型的模型”。-元元模型（Meta-metamodel）：对元模型自身进行描述的模型，是MFI框架的基础层级。-模型（Model）：对某一特定关注点（如业务流程、数据结构、系统行为等）的抽象描述。-互操作性（Interoperability）：两个及以上系统或组件之间交换信息并有效使用所交换信息的能力。-注册（Registry）：对元模型条目进行登记、管理与发布的功能组件。-模型映射（ModelMapping）：在不同模型之间建立对应关系的过程与结果。4.3框架的层次结构标准规定MFI框架采用四层元模型架构，分别为：1.元元模型层（M3层）：定义描述元模型所需的建模构造，构成MFI最高层级的抽象架构。本层规定了注册元模型、模型映射元模型等分标准所共同遵循的基础建模规范。2.元模型层（M2层）：定义用于描述各类模型（如业务流程模型、数据模型、软件组件模型、本体等）的元模型规范。本标准在此层规定了注册元模型（RegistryMetamodel）和模型映射元模型（ModelMappingMetamodel）的框架性要求。3.模型层（M1层）：针对某一具体领域或应用场景建立的模型实例，如企业数据模型、业务流程模型等。4.实例层（M0层）：模型所描述的现实世界对象或数据的实际实例，如具体的数据记录、业务事件等。4.4核心组件及其关系ISO/IEC19763-1:2023明确了MFI框架的核心组件，主要包括以下内容：-注册元模型（RegistryMetamodel）：规定了元模型条目的注册信息结构，支持管理者对各类元模型及其之间的关系进行注册与分类管理。注册机制参照ISO/IEC11179系列标准规定的元数据注册管理流程，实现元模型的标识、命名、定义与管理。-模型映射元模型（ModelMappingMetamodel）：规定了在不同模型之间建立映射关系所需描述的信息结构，支持从源模型元素至目标模型元素的对应关系描述，包括映射的语义类型、映射来源与约束条件等，使系统间的语义对应关系能够被显式地描述和管理。-本体注册元模型（OntologyRegistrationMetamodel）：为本体的注册提供元模型框架支持，使不同形式化程度和用途的本体能够被统一描述和注册管理。-过程模型注册元模型（ProcessModelRegistrationMetamodel）：支持对业务流程模型进行统一的注册与描述，为过程模型的共享和重用提供基础设施。-软件组件注册元模型（SoftwareComponentRegistrationMetamodel）：为软件组件的描述与注册提供元模型支持，以利于软件组件的发现与集成。上述核心组件相互关联、互为补充，共同构成了完整的MFI架构体系。4.5符合性与一致性要求标准规定了实现MFI框架的系统应满足的符合性要求，明确了不同应用场景下的符合性级别和声明方式。系统可以依据其实现的功能范围，声明其对MFI框架某一组成部分（如注册元模型部分、模型映射部分或本体注册部分）的符合程度，为第三方测试和用户评估提供技术依据。五、主要参与单位介绍本标准的制定汇聚了全球多个国家标准化机构和国际组织的专家力量。其中，作为国际标准化组织中数据标准化领域的重要参与方，中国电子技术标准化研究院（CESI）在该标准的研制过程中发挥了重要作用。中国电子技术标准化研究院（简称“电子标准院”）是工业和信息化部直属事业单位，是国家从事电子信息技术领域标准化工作的核心机构。作为ISO/IECJTC1/SC32的国内技术对口单位，电子标准院长期跟踪并实质性参与数据管理与交换领域的国际标准化工作。在MFI系列标准的研制过程中，电子标准院组织国内高校、科研院所和企业专家组建了专项研究团队，围绕互操作性元模型框架的关键技术问题开展了深入研究，多次向ISO/IECJTC1/SC32提交中国提案和意见建议。尤其在元模型框架的语义互操作机制设计、MFI与其他标准体系（如ISO/IEC11179、ISO/IEC21838等）的协调方面，中国专家贡献了重要的技术方案和修订意见。此外，电子标准院还承担着将ISO/IEC19763系列标准转化采用为中国国家标准（等同采用为GB/T系列标准）的组织协调工作，致力于推动MFI框架标准在中国的落地应用，为我国政务信息系统整合共享、工业互联网平台互联互通和数据要素市场建设提供了标准化技术支撑。六、标准应用价值与影响分析6.1促进异构系统间的语义互操作MFI框架为不同系统间建立语义级互操作提供了统一的描述模型和注册管理机制。通过使用本标准定义的元模型框架，各系统能够以一致的方式描述其信息模型和语义约束，进而支持语义级别的信息共享和业务协同。6.2支撑数据资源管理与共享开放在政务数据共享、行业数据交换、科学数据开放等场景中，本标准为多源异构数据的统一描述和发现提供了框架性指引，有助于提升数据资源的可发现性、可访问性、可互操作性和可重用性（即FAIR原则）。6.3服务模型驱动的开发与集成在基于模型驱动架构（MDA）的软件开发中，MFI框架支持企业建立统一的模型注册和管理平台，实现跨项目的模型复用和转换，提高开发效率与系统集成质量。6.4助力人工智能与大数据应用随着人工智能和大数据技术的普及，模型和数据资产的标准化管理需求愈发迫切。MFI框架为机器学习模型、数据管道、数据服务等新型数字化资产的注册与描述提供了可扩展的元模型基础设施，为AI模型的可复现性、可审计性和跨平台迁移提供了基础性框架支撑。七、结论与展望ISO/IEC19763-1:2023《信息技术互操作性元模型框架（MFI）第1部分：框架》的正式发布，是国际信息技术标准化领域的一项重要成果。该标准作为MFI系列标准体系的基础与统领性文件，以四层元模型架构为核心，系统性地定义了互操作性实现所需的元模型描述、注册管理和映射机制，为异构系统间的语义互操作提供了统一的架构遵循。标准的发布不仅有效提升了MFI系列标准之间的协调性与一致性，也为各行业领域的实际应用提供了更具操作性的指引。参考文献[1]ISO/IEC19763-1:2023,Informationtechnology—Metamodelframeworkforinteroperability(MFI)—Part1:Framework,ISO/IEC,2023.[2]ISO/IEC19763-3:2020,Informationtechnology—Metamodelframeworkforinteroperability(MFI)—Part3:Metamodelforontologyregistration,ISO/IEC,2020.[3]ISO/IEC19763-5:2015,Informationtechnology—Metamodelframeworkfori