電子商務服務平臺中即時構建服務供應鏈關鍵問題研究.pdf

1、隨著信息技術、網(wǎng)絡通訊技術的迅猛發(fā)展和服務經(jīng)濟形態(tài)的全球擴張，電子商務逐漸向電子商務服務業(yè)發(fā)展，并表現(xiàn)出泛在性、虛擬性、個性化、社會性等新興特征。服務經(jīng)濟的強勁增長是現(xiàn)代科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進步的重要標志，它是推動電子商務服務業(yè)發(fā)展的重要力量，必將對社會的生產(chǎn)方式、消費方式和交易方式帶來深刻變革。這些變革使得服務業(yè)與制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)邊界逐漸模糊，傳統(tǒng)供應鏈管理已經(jīng)突破了制造業(yè)的邊界，向下游服務業(yè)延伸。
　　 2004年，美國LisaMEl

2、lram教授發(fā)表了“理解和管理服務供應鏈”一文，首次提出了服務供應鏈的概念，從而拉開了服務供應鏈的研究序幕。當前的服務供應鏈研究主要集中在物流、旅游、物業(yè)服務等行業(yè)應用方面。由于服務供應鏈還是一個新興的研究領域，至今還沒有一個統(tǒng)一的定義，但就其本質(zhì)和目標而言，服務供應鏈是以服務為導向，將服務提供商、集成商和顧客等集成一體，通過有效整合和協(xié)同供應鏈各方的服務資源，實現(xiàn)顧客整體效用和個性化滿足度的最大化。從結構上看，服務供應鏈的基本結構是服

3、務提供商——服務集成商——客戶的模式，服務集成商集成了眾多的服務提供商的服務，然后將服務產(chǎn)品作為一個整體提供給客戶。與制造產(chǎn)品不同，服務產(chǎn)品具有顧客影響性、無形性、不可分割性、異質(zhì)性、易逝性與勞動密集性等特征，因此，從總體上講，服務供應鏈具有如下特點:(1)服務供應鏈更加強調(diào)動態(tài)、協(xié)同和個性化，服務供應鏈依據(jù)用戶的個性化需求即時構建，服務完成服務流程即撤銷;(2)組成服務供應鏈的服務往往具有地域分布性;(3)組成服務供應鏈的服務具有時間

4、異步性的特點，服務執(zhí)行過程一般由Online（計算設備執(zhí)行過程）和Offline（非計算設備執(zhí)行過程）組成;(4)服務質(zhì)量評價指標和測度是保證服務供應鏈質(zhì)量的重要手段;(5)服務供應鏈中服務的執(zhí)行、控制和故障處理等問題對于服務供應鏈的順利完成至關重要。
　　 上述特點決定了在信息化環(huán)境下即時構建面向個性化需求的服務供應鏈，對于當前的軟件理論、技術和方法都提出了新的挑戰(zhàn)，涉及服務供應鏈的模式改變、現(xiàn)代信息技術的應用與方法創(chuàng)新，而其

5、核心是構造用戶個性化需求驅(qū)動的服務流程以實現(xiàn)服務資源的動態(tài)整合與協(xié)同。存在的問題主要表現(xiàn)在，對個性化服務供應鏈的模式以及服務供應鏈的構建問題都沒有系統(tǒng)的理論研究，沒有充分考慮服務供應鏈中服務的特點以及服務供應鏈業(yè)務本身的流程特性;組成服務供應鏈的服務分散在Internet上，如何通過協(xié)商對它們進行有效地組織并在電子商務服務供應鏈平臺中進行管理，從而為服務供應鏈構建所使用;如何評價和衡量服務供應鏈中服務的質(zhì)量，從而依據(jù)用戶的個性化需求設計

6、出符合供應鏈服務組合特點的多目標全局優(yōu)化的服務組合模型和優(yōu)化算法;缺乏服務供應鏈執(zhí)行過程的有效監(jiān)控及故障處理機制等等。然而，由于面向服務的計算理念與服務供應鏈價值取向具有內(nèi)在的邏輯一致性，為解決服務供應鏈的即時構建問題提供了契機。
　　 本文以服務供應鏈的即時構建為目標，針對存在的主要問題展開研究，主要工作與貢獻概括如下:
　　 1.提出了一種面向領域的、基于層次服務網(wǎng)絡(HierarchicalServiceNetwo

7、rk，HSN)的服務資源的組織方法，從而有效地提高了服務供應鏈即時構建過程中的服務選擇、動態(tài)組合的效率，并對流程執(zhí)行監(jiān)控和故障處理提供支持。
　　 提出了一種對Internet上可組成服務供應鏈的Web服務資源進行有效組織管理的服務基礎設施——層次服務網(wǎng)絡模型，通過抽取、標注服務的描述信息建立虛擬服務和虛擬服務組，挖掘組成服務供應鏈的服務間的關聯(lián)關系并建立虛擬服務和實際服務間的映射機制。詳細定義了層次服務網(wǎng)絡模型中虛擬服務層、虛

8、擬服務接口層和服務注冊層的功能并進行了形式化描述，層次服務網(wǎng)絡模型能夠很好地屏蔽網(wǎng)絡資源的異構性、分布性，有利于向用戶提供統(tǒng)一的訪問機制。在深入分析面向領域的服務供應鏈中服務間語義聯(lián)系的基礎上，使用語義定義符定義了9種層內(nèi)關系和1種層間關系。結合語義Web和信息分類技術提出了一種依據(jù)語義相似度進行服務分類和標注的方法，并提出了節(jié)點加入、刪除、修改及服務組管理等層次服務網(wǎng)絡的構造和維護方法。為了能及時感知Web服務資源的狀態(tài)，并對層次服務

9、網(wǎng)絡進行有效地管理，在上述研究的基礎上定義了一種面向領域應用的、解決服務供應鏈即時構建問題的層次服務網(wǎng)絡體系結構。上述研究成果是后續(xù)進行高效地服務發(fā)現(xiàn)、動態(tài)服務組合及服務供應鏈流程執(zhí)行和監(jiān)控的重要基礎，對于提高Web服務資源的發(fā)現(xiàn)和訪問效率、動態(tài)感知Web服務資源狀態(tài)并進行動態(tài)調(diào)整具有重要的作用。
　　 2.提出了一種基于多維QoS約束的動態(tài)服務選擇方法，并在QoS度量模型的設計上充分考慮了用戶偏好及服務質(zhì)量屬性權重因素，能較好

10、的滿足服務供應鏈構建問題中服務選擇中的個性化需求要求。
　　 依據(jù)服務供應鏈的服務領域特征，使用服務時間(Time)、費用(Cost)、可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、信譽度(Reputation)和安全性(Security)等作為QoS度量模型中的屬性指標。為了減少計算量，并使Web服務的QoS指標值隨著各因素的變化能夠動態(tài)地自適應更新，使用數(shù)學期望和方差對QoS指標進行處理。在此基礎上，

11、提出了一種基于多維QoS約束的服務選擇模型，給出一套具體的服務質(zhì)量效用評價函數(shù)為服務的選擇和動態(tài)執(zhí)行中的服務替換提供多維QoS支持。為了解決服務質(zhì)量評價標準不一致的情況，定義了服務質(zhì)量度量模型，給出具體的服務質(zhì)量效用評價調(diào)整函數(shù)，并在模型的設計上充分考慮了用戶對服務質(zhì)量屬性的偏好及服務質(zhì)量屬性的重要性等權重指標。在上述研究的基礎上提出了一種基于層次服務網(wǎng)絡的、改進的基于MMKP(Multi-choice，Multi-dimension0

12、-1KnapsackProblem)背包問題的服務選擇算法。仿真實驗表明，MMQC_KP算法在時間花費和組合成功率上優(yōu)于未改進前的算法。
　　 3.提出了一種基于層次任務網(wǎng)絡(HierarchicalTaskNetwork，HTN)規(guī)劃的兩階段動態(tài)服務組合方法。依據(jù)層次服務網(wǎng)絡有效地限定搜索域的規(guī)模，并使用依據(jù)用戶偏好約束的剪枝搜索方法，從而較好的提高了規(guī)劃效率和服務供應鏈用戶的使用滿意度。
　　 研究了一種將用戶的個性

13、化需求轉化為可執(zhí)行服務供應鏈流程的機制，提出了基于HTN規(guī)劃的兩階段動態(tài)服務組合方法。在經(jīng)典的HTN規(guī)劃理論的基礎上，提出了一種適合服務供應鏈即時構建問題的服務規(guī)劃模型，對規(guī)劃域、任務、方法、狀態(tài)、約束、可滿足性等進行了詳細的形式化定義和描述，并提出了一種基于該模型的任務分解方法和規(guī)劃算法，將用戶偏好要求轉化為約束參數(shù)來約束規(guī)劃過程，在規(guī)劃算法具體執(zhí)行時通過剪枝函數(shù)將不符合要求的分支去掉，從而較好的提高規(guī)劃算法的執(zhí)行效率。針對服務供應鏈

14、的即時構建問題，對兩階段動態(tài)服務組合的基本過程和目標進行定義，并采用基于XSRL的需求描述方法對用戶需求信息進行建模。針對功能匹配問題，提出了一種依據(jù)Exact、Plugin、Subsume和Intersection關系在層次服務網(wǎng)絡中搜索的服務功能匹配算法，以此為基礎給出了基于HTN規(guī)劃的動態(tài)服務組合算法HTNDSC。實驗結果表明，對于解決服務供應鏈構建問題，基于層次服務網(wǎng)絡的HTNDSC算法相比OWL-SMatcher等算法在服務匹

15、配效率和運行時間上具有較好的性能。
　　 4.提出了面向服務供應鏈流程動態(tài)執(zhí)行過程的流程監(jiān)控框架，在分析服務供應鏈服務和流程特性的基礎上，將服務執(zhí)行過程分為Online（計算設備執(zhí)行過程）和Offline（非計算設備執(zhí)行過程），以此為基礎定義了服務供應鏈流程的故障處理策略，提出了一種基于服務時間、服務狀態(tài)和用戶約束的服務供應鏈故障處理方法。
　　 針對服務供應鏈流程執(zhí)行過程監(jiān)控問題，提出了一種服務供應鏈流程動態(tài)執(zhí)行過程監(jiān)

16、控框架，定義了框架中包含的各功能要素，詳細描述了故障處理器的內(nèi)部結構和工作機理。定義了服務狀態(tài)的轉換過程和服務狀態(tài)的感知方法。針對服務供應鏈流程故障處理問題，深入研究了服務供應鏈流程的故障處理機制，在分析服務供應鏈流程特點的基礎上，提出將服務執(zhí)行過程分為Online（計算設備執(zhí)行過程）和Offline（非計算設備執(zhí)行過程），并將服務供應鏈流程執(zhí)行中可能出現(xiàn)的故障分為Online（計算設備執(zhí)行過程）中的故障、Offline（非計算設備執(zhí)行

17、過程）中的故障和其他不可預測的故障等三種類型。依據(jù)故障處理過程中的服務操作，定義了交換關系(CommutationRelation)、依賴關系(DependencyRelation)和替換關系(AlternativeRelation)等三種支持故障處理的服務關系，并提出了忽略(Ignore)、重試(Retry)、服務替代(Alternative)、后向恢復(Compensate)、人工干預(ManualIntervention)和流程終