電子商務(wù)服務(wù)平臺中即時(shí)構(gòu)建服務(wù)供應(yīng)鏈關(guān)鍵問題研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展和服務(wù)經(jīng)濟(jì)形態(tài)的全球擴(kuò)張，電子商務(wù)逐漸向電子商務(wù)服務(wù)業(yè)發(fā)展，并表現(xiàn)出泛在性、虛擬性、個(gè)性化、社會性等新興特征。服務(wù)經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勁增長是現(xiàn)代科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志，它是推動電子商務(wù)服務(wù)業(yè)發(fā)展的重要力量，必將對社會的生產(chǎn)方式、消費(fèi)方式和交易方式帶來深刻變革。這些變革使得服務(wù)業(yè)與制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)邊界逐漸模糊，傳統(tǒng)供應(yīng)鏈管理已經(jīng)突破了制造業(yè)的邊界，向下游服務(wù)業(yè)延伸。
　　 2004年，美國LisaMEl

2、lram教授發(fā)表了“理解和管理服務(wù)供應(yīng)鏈”一文，首次提出了服務(wù)供應(yīng)鏈的概念，從而拉開了服務(wù)供應(yīng)鏈的研究序幕。當(dāng)前的服務(wù)供應(yīng)鏈研究主要集中在物流、旅游、物業(yè)服務(wù)等行業(yè)應(yīng)用方面。由于服務(wù)供應(yīng)鏈還是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，至今還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，但就其本質(zhì)和目標(biāo)而言，服務(wù)供應(yīng)鏈?zhǔn)且苑?wù)為導(dǎo)向，將服務(wù)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(yīng)鏈各方的服務(wù)資源，實(shí)現(xiàn)顧客整體效用和個(gè)性化滿足度的最大化。從結(jié)構(gòu)上看，服務(wù)供應(yīng)鏈的基本結(jié)構(gòu)是服

3、務(wù)提供商——服務(wù)集成商——客戶的模式，服務(wù)集成商集成了眾多的服務(wù)提供商的服務(wù)，然后將服務(wù)產(chǎn)品作為一個(gè)整體提供給客戶。與制造產(chǎn)品不同，服務(wù)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(wù)供應(yīng)鏈具有如下特點(diǎn):(1)服務(wù)供應(yīng)鏈更加強(qiáng)調(diào)動態(tài)、協(xié)同和個(gè)性化，服務(wù)供應(yīng)鏈依據(jù)用戶的個(gè)性化需求即時(shí)構(gòu)建，服務(wù)完成服務(wù)流程即撤銷;(2)組成服務(wù)供應(yīng)鏈的服務(wù)往往具有地域分布性;(3)組成服務(wù)供應(yīng)鏈的服務(wù)具有時(shí)間

4、異步性的特點(diǎn)，服務(wù)執(zhí)行過程一般由Online（計(jì)算設(shè)備執(zhí)行過程）和Offline（非計(jì)算設(shè)備執(zhí)行過程）組成;(4)服務(wù)質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)和測度是保證服務(wù)供應(yīng)鏈質(zhì)量的重要手段;(5)服務(wù)供應(yīng)鏈中服務(wù)的執(zhí)行、控制和故障處理等問題對于服務(wù)供應(yīng)鏈的順利完成至關(guān)重要。
　　 上述特點(diǎn)決定了在信息化環(huán)境下即時(shí)構(gòu)建面向個(gè)性化需求的服務(wù)供應(yīng)鏈，對于當(dāng)前的軟件理論、技術(shù)和方法都提出了新的挑戰(zhàn)，涉及服務(wù)供應(yīng)鏈的模式改變、現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用與方法創(chuàng)新，而其

5、核心是構(gòu)造用戶個(gè)性化需求驅(qū)動的服務(wù)流程以實(shí)現(xiàn)服務(wù)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(gè)性化服務(wù)供應(yīng)鏈的模式以及服務(wù)供應(yīng)鏈的構(gòu)建問題都沒有系統(tǒng)的理論研究，沒有充分考慮服務(wù)供應(yīng)鏈中服務(wù)的特點(diǎn)以及服務(wù)供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)本身的流程特性;組成服務(wù)供應(yīng)鏈的服務(wù)分散在Internet上，如何通過協(xié)商對它們進(jìn)行有效地組織并在電子商務(wù)服務(wù)供應(yīng)鏈平臺中進(jìn)行管理，從而為服務(wù)供應(yīng)鏈構(gòu)建所使用;如何評價(jià)和衡量服務(wù)供應(yīng)鏈中服務(wù)的質(zhì)量，從而依據(jù)用戶的個(gè)性化需求設(shè)計(jì)

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

7、rk，HSN)的服務(wù)資源的組織方法，從而有效地提高了服務(wù)供應(yīng)鏈即時(shí)構(gòu)建過程中的服務(wù)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(wù)供應(yīng)鏈的Web服務(wù)資源進(jìn)行有效組織管理的服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施——層次服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型，通過抽取、標(biāo)注服務(wù)的描述信息建立虛擬服務(wù)和虛擬服務(wù)組，挖掘組成服務(wù)供應(yīng)鏈的服務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系并建立虛擬服務(wù)和實(shí)際服務(wù)間的映射機(jī)制。詳細(xì)定義了層次服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型中虛擬服務(wù)層、虛

8、擬服務(wù)接口層和服務(wù)注冊層的功能并進(jìn)行了形式化描述，層次服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型能夠很好地屏蔽網(wǎng)絡(luò)資源的異構(gòu)性、分布性，有利于向用戶提供統(tǒng)一的訪問機(jī)制。在深入分析面向領(lǐng)域的服務(wù)供應(yīng)鏈中服務(wù)間語義聯(lián)系的基礎(chǔ)上，使用語義定義符定義了9種層內(nèi)關(guān)系和1種層間關(guān)系。結(jié)合語義Web和信息分類技術(shù)提出了一種依據(jù)語義相似度進(jìn)行服務(wù)分類和標(biāo)注的方法，并提出了節(jié)點(diǎn)加入、刪除、修改及服務(wù)組管理等層次服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造和維護(hù)方法。為了能及時(shí)感知Web服務(wù)資源的狀態(tài)，并對層次服務(wù)

9、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效地管理，在上述研究的基礎(chǔ)上定義了一種面向領(lǐng)域應(yīng)用的、解決服務(wù)供應(yīng)鏈即時(shí)構(gòu)建問題的層次服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。上述研究成果是后續(xù)進(jìn)行高效地服務(wù)發(fā)現(xiàn)、動態(tài)服務(wù)組合及服務(wù)供應(yīng)鏈流程執(zhí)行和監(jiān)控的重要基礎(chǔ)，對于提高Web服務(wù)資源的發(fā)現(xiàn)和訪問效率、動態(tài)感知Web服務(wù)資源狀態(tài)并進(jìn)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(wù)選擇方法，并在QoS度量模型的設(shè)計(jì)上充分考慮了用戶偏好及服務(wù)質(zhì)量屬性權(quán)重因素，能較好

10、的滿足服務(wù)供應(yīng)鏈構(gòu)建問題中服務(wù)選擇中的個(gè)性化需求要求。
　　 依據(jù)服務(wù)供應(yīng)鏈的服務(wù)領(lǐng)域特征，使用服務(wù)時(shí)間(Time)、費(fèi)用(Cost)、可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、信譽(yù)度(Reputation)和安全性(Security)等作為QoS度量模型中的屬性指標(biāo)。為了減少計(jì)算量，并使Web服務(wù)的QoS指標(biāo)值隨著各因素的變化能夠動態(tài)地自適應(yīng)更新，使用數(shù)學(xué)期望和方差對QoS指標(biāo)進(jìn)行處理。在此基礎(chǔ)上，

11、提出了一種基于多維QoS約束的服務(wù)選擇模型，給出一套具體的服務(wù)質(zhì)量效用評價(jià)函數(shù)為服務(wù)的選擇和動態(tài)執(zhí)行中的服務(wù)替換提供多維QoS支持。為了解決服務(wù)質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一致的情況，定義了服務(wù)質(zhì)量度量模型，給出具體的服務(wù)質(zhì)量效用評價(jià)調(diào)整函數(shù)，并在模型的設(shè)計(jì)上充分考慮了用戶對服務(wù)質(zhì)量屬性的偏好及服務(wù)質(zhì)量屬性的重要性等權(quán)重指標(biāo)。在上述研究的基礎(chǔ)上提出了一種基于層次服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的、改進(jìn)的基于MMKP(Multi-choice，Multi-dimension0

12、-1KnapsackProblem)背包問題的服務(wù)選擇算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明，MMQC_KP算法在時(shí)間花費(fèi)和組合成功率上優(yōu)于未改進(jìn)前的算法。
　　 3.提出了一種基于層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)(HierarchicalTaskNetwork，HTN)規(guī)劃的兩階段動態(tài)服務(wù)組合方法。依據(jù)層次服務(wù)網(wǎng)絡(luò)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(wù)供應(yīng)鏈用戶的使用滿意度。
　　 研究了一種將用戶的個(gè)性

13、化需求轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行服務(wù)供應(yīng)鏈流程的機(jī)制，提出了基于HTN規(guī)劃的兩階段動態(tài)服務(wù)組合方法。在經(jīng)典的HTN規(guī)劃理論的基礎(chǔ)上，提出了一種適合服務(wù)供應(yīng)鏈即時(shí)構(gòu)建問題的服務(wù)規(guī)劃模型，對規(guī)劃域、任務(wù)、方法、狀態(tài)、約束、可滿足性等進(jìn)行了詳細(xì)的形式化定義和描述，并提出了一種基于該模型的任務(wù)分解方法和規(guī)劃算法，將用戶偏好要求轉(zhuǎn)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(shí)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(wù)供應(yīng)鏈

14、的即時(shí)構(gòu)建問題，對兩階段動態(tài)服務(wù)組合的基本過程和目標(biāo)進(jìn)行定義，并采用基于XSRL的需求描述方法對用戶需求信息進(jìn)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(guān)系在層次服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中搜索的服務(wù)功能匹配算法，以此為基礎(chǔ)給出了基于HTN規(guī)劃的動態(tài)服務(wù)組合算法HTNDSC。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對于解決服務(wù)供應(yīng)鏈構(gòu)建問題，基于層次服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的HTNDSC算法相比OWL-SMatcher等算法在服務(wù)匹

15、配效率和運(yùn)行時(shí)間上具有較好的性能。
　　 4.提出了面向服務(wù)供應(yīng)鏈流程動態(tài)執(zhí)行過程的流程監(jiān)控框架，在分析服務(wù)供應(yīng)鏈服務(wù)和流程特性的基礎(chǔ)上，將服務(wù)執(zhí)行過程分為Online（計(jì)算設(shè)備執(zhí)行過程）和Offline（非計(jì)算設(shè)備執(zhí)行過程），以此為基礎(chǔ)定義了服務(wù)供應(yīng)鏈流程的故障處理策略，提出了一種基于服務(wù)時(shí)間、服務(wù)狀態(tài)和用戶約束的服務(wù)供應(yīng)鏈故障處理方法。
　　 針對服務(wù)供應(yīng)鏈流程執(zhí)行過程監(jiān)控問題，提出了一種服務(wù)供應(yīng)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(xì)描述了故障處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理。定義了服務(wù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程和服務(wù)狀態(tài)的感知方法。針對服務(wù)供應(yīng)鏈流程故障處理問題，深入研究了服務(wù)供應(yīng)鏈流程的故障處理機(jī)制，在分析服務(wù)供應(yīng)鏈流程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出將服務(wù)執(zhí)行過程分為Online（計(jì)算設(shè)備執(zhí)行過程）和Offline（非計(jì)算設(shè)備執(zhí)行過程），并將服務(wù)供應(yīng)鏈流程執(zhí)行中可能出現(xiàn)的故障分為Online（計(jì)算設(shè)備執(zhí)行過程）中的故障、Offline（非計(jì)算設(shè)備執(zhí)行

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