[发明专利]一种基于抽象业务逻辑的交互式语义Web服务动态组合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于抽象业务逻辑的交互式语义Web服务动态组合方法，即在基于抽象业务流程的语义Web服务组合框架下，人机协同动态创建业务流程以实现信息系统集成与资源共享。该发明属于分布式制造系统信息集成技术领域。

背景技术

近年来面对知识经济和制造全球化的挑战，面向服务的网络化制造成为了企业重要的发展战略。中国工程院李伯虎院士等在2010年1月提出了一种基于云计算服务模式的网络化制造新模式——云制造(Cloud manufacturing，CMfg)。云制造主要面向制造业，把企业产品制造所需的制造资源整合成云制造服务中心，用户可以根据需要随时获取安全可靠、高质量、低成本的各类资源服务。

而在面向服务的产品协同设计制造过程中，各个部门将其核心业务通过Internet上的Web服务来实现。为了提高Web服务的可重用性，基本的服务不可能很复杂。实际当中单个的Web服务结构简单、功能单一，往往无法满足实际的应用需求，因此常常需要组合多个基本的Web服务以完成一个较复杂的任务。未来企业产品设计制造过程中业务环境将更加动态多变，如何有效组合分布于网络中由不同组织开发的各种功能服务，实现服务之间的无缝集成，形成功能强大的业务流程服务以实现信息系统集成与资源共享，已经成为制造业信息化领域的一个重要问题。

在服务合成框架和策略上，目前工业界倾向于采用工作流建模服务流程。而学术界则倾向于为Web服务添加语义信息，提出了基于AI(Artificial Intelligence)规划的服务组合方法，目的是实现服务自动组合。当前基于工作流的服务组合方法主要是静态组合，如BPEL。BPEL是当前Web服务组合的工业界主流描述语言，直接采用BPEL进行Web服务组合是一种完全的人工组合方法，即抽象业务流程的描述与具体Web服务实现是预先绑定的，流程中的基本服务信息和执行结果都是预先可知的。该方法缺少自动性和动态性，不灵活而且难以维护，无法适应松散藕合的系统应用。目前基于AI的Web服务自动组合方法均基于某种形式化方法或者推理系统，在组合之前，需要对服务进行预处理和形式化转换。这类方法的复杂度会随着规划空间的变大而显著提高，目前还处于理论研究阶段。实际当中要建立AI规划和Web服务组合两者之间的映射，还有很多问题尚待解决，完全由计算机实现Web服务自动组合在目前还不成熟。

因此，现阶段实现Web服务自动组合还必须由用户提供组合服务的过程模型描述。在企业产品设计制造过程中，业务流程中的任务节点相对清晰明确，客观上使得服务合成系统能够分解组合服务，获取其子服务的组合方式。同时在实际当中产品开发过程涉及众多的专业学科和不同功能的团队，专业人员的经验和知识全部转换为计算机可理解的形式化描述是不可能的，完成功能强大的协同设计流程服务离不开人的智慧。因此，在语义Web服务组合框架下，以抽象业务流程为基础，通过引入语义使得服务智能化，从而以人机协同的方式组合服务，可以满足用户个性化需求，提高服务组合的成功率和效率，是目前最为实际的一种服务组合方法。

发明内容

(1)目的：本发明涉及一种基于抽象业务逻辑的交互式语义Web服务动态组合方法，即在基于抽象业务流程的语义Web服务组合框架下，通过将计算机的智能性与专业人员的经验知识相结合，人机协同完成组合流程的创建，以解决AI规划中存在的不确定性和复杂性问题以及静态工作流适应性差的问题，从而提高服务组合的成功率和效率。

(2)技术方案：服务组合过程中所涉及的关键技术包括业务流程建模、语义Web服务注册中心、业务流程匹配、服务语义匹配、服务查找策略和服务动态绑定。

业务流程建模就是以手工方式通过图形化的形式来描述业务活动之间的时序关系和控制关系。用户可以根据实际需要创建一个当前不存在的、具有新功能的抽象业务流程。模型验证通过之后即可生成模型自身的描述文件。建立的抽象业务流程可以提供基于Web服务的功能组合模板，从而提高服务组合的动态性。

语义Web服务注册中心是服务发现的支持者。服务注册时将服务信息写入注册表中，与此同时利用OWL-S对Web服务进行语义标注，以支持细化、泛化、平级扩展等语义查询操作，提高服务的查全率和查准率。注册的服务可以是简单服务，也可以是封装了跨部门的复杂业务流程的组合服务。

通过流程建模生成的抽象业务流程是基于XML的形式化描述。利用OWL-S封装服务需求与业务流程数据库中流程信息的进行匹配，包括流程名称匹配、数据接口匹配和约束条件匹配。如不存在需求的流程模板，用户可手动建立并将其导入流程库。