一种基于抽象业务逻辑的交互式语义Ｗｅｂ服务动态组合方法技术

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，通过建立资源服务映射模型将抽象业务描述与具体的语义Ｗｅｂ服务实例相分离，利用ＯＷＬ－Ｓ对Ｗｅｂ服务进行统一的语义描述并与底层的服务实现静态绑定，为服务组合提供了统一的接口。通过组合服务流程建模对组合流程进行抽象描述并提供了组合模板；在领域本体与及专业词库的支持下，结合中文分词技术及基于本体的概念匹配算法，完成了服务的智能搜索及匹配。在此基础上解析组合流程中各节点的时序关系与控制关系实现了服务的动态绑定与执行，最终完成了服务组合引擎的构建。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，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。该专利技术属于分布式制造系统信息集成

技术介绍
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) 0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4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。
技术实现思路
(1)目的本专利技术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。服务语义匹配是服务发现的基础，在人机协同的服务组合过程中，服务的语义匹 配要求更加灵活，用户可根据实际情况及自己的偏好定制匹配，如设定匹配满意度、匹配项 及各匹配项的权值。组合服务引擎在解析流程、组合服务过程中，每次发现满意的服务后将其整合进 业务流程。用户可定制服务的查找策略，包括局部最优查找和全局最优查找。局部最优查找 是指从流程起点或两端开始，每次都寻找和现有流程最为匹配的服务。全局最优查找，即按 照抽象业务逻辑，给每个节点找到一个或一组合适的服务，计算相邻节点间服务的关联度， 最后在生成的状态空间中采用动态规划算法找出全局最优解。采用OWL-S作为语义Web服务组合框架，利用领域本体提供语义支持，实现抽象流 程与实际服务的自动绑定、流程中前趋服务和后继服务接口的自动绑定，以及接口之间的 数据转化和传递，如数据量纲的变换。最后完成组合服务的自动监控与执行，并对流程的运 行数据进行实时采集存储。(3)优点及功效1、本专利技术提出了在基于抽象业务流程的语义Web服务组合框架下，通过引入语义 使得服务智能化，进而以人机协同的方式完成组合流程的创建。这一方法有效解决了当前 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、本专利技术给出了利用本体(OWL)及中文分词技术进行Web服务的智能搜索和匹配的方法，有效解决了领域本体的不完整性对服务语义匹配的制约。3、本专利技术给出了支持语义查询的Web服务注册中心，用户可以对所需查询的目标 进行准确描述，可以使用细化、泛化、平级扩展等语义操作进行查询并能够度量候选者和查 询目标间的符合程度，服务的查全率和查准率都会有很大提高。4、本专利技术给出了交互式服务语义匹配方法，即人机共同决策选择服务，使得服务 查找更为精确，也更容易找到功能互补且接口匹配的基本服务，从而获得最优级的匹配结 果，提高服务组合的效率。5、本专利技术完成了业务流程的图形化建模及服务组合引擎的设计开发，并且利用 FLEX/AS/JSP/JAVA开发了基于抽象业务逻辑的交互式服务组合系统。附图说明图1是服务组合流程框架图；图2是三层服务映射模型图；图3是服务请求定制界面图；图4是抽象业务流程查看界面图；图5是抽象业务流程图形化建模界面图；图6是语义Web服务匹配绑定界面图；图7是业务流程节点服务匹配选取界面图。具体实施例方式本专利技术包括，该方法 主要是在语义Web服务组合框架下，以产品制造过程中的抽象业务逻辑为基础，将抽象业 务描述与具体的Web服务实例相分离，并结合语义Web服务技术来提高服务组合的效率，人 机协同动态创建业务流本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，该方法包括以下步骤：步骤１）解析用户制定的服务请求方案，构建请求本体，并与服务注册中心的服务进行匹配，如果没有满足需求的服务则系统自动匹配组合流程库，给出可行的组合流程模板；步骤２）如果步骤１所得到的流程模板不满足用户需求，则用户通过图形化界面对所述流程模板进行编辑或根据需要新建组合流程；步骤３）系统根据流程的描述信息进行服务搜索与匹配，或者用户根据自己的偏好适时调整相应节点的服务匹配；步骤４）根据步骤３的匹配结果将服务与抽象业务流程进行动态绑定，生成组合流程；步骤５）执行步骤４生成的组合流程，监控流程节点执行情况，并对运行产生的数据进行实时采集存储。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张霖，王保录，陶飞，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]