电子商务服务平台中即时构建服务供应链关键问题研究

发布时间：2017-11-16 12:12

  本文关键词：电子商务服务平台中即时构建服务供应链关键问题研究

  更多相关文章： 服务供应链 层次服务网络 服务关系 多维QoS约束 动态 服务组合 HTN规划 服务流程 流程监控 故障处理

【摘要】：随着信息技术、网络通讯技术的迅猛发展和服务经济形态的全球扩张,电子商务逐渐向电子商务服务业发展,并表现出泛在性、虚拟性、个性化、社会性等新兴特征。服务经济的强劲增长是现代科技发展和产业进步的重要标志,它是推动电子商务服务业发展的重要力量,必将对社会的生产方式、消费方式和交易方式带来深刻变革。这些变革使得服务业与制造业的产业边界逐渐模糊,传统供应链管理已经突破了制造业的边界,向下游服务业延伸。 2004年,美国Lisa M Ellram教授发表了“理解和管理服务供应链”一文,首次提出了服务供应链的概念,从而拉开了服务供应链的研究序幕。当前的服务供应链研究主要集中在物流、旅游、物业服务等行业应用方面。由于服务供应链还是一个新兴的研究领域,至今还没有一个统一的定义,但就其本质和目标而言,服务供应链是以服务为导向,将服务提供商、集成商和顾客等集成一体,通过有效整合和协同供应链各方的服务资源,实现顾客整体效用和个性化满足度的最大化。从结构上看,服务供应链的基本结构是服务提供商——服务集成商——客户的模式,服务集成商集成了众多的服务提供商的服务,然后将服务产品作为一个整体提供给客户。与制造产品不同,服务产品具有顾客影响性、无形性、不可分割性、异质性、易逝性与劳动密集性等特征,因此,从总体上讲,服务供应链具有如下特点：(1)服务供应链更加强调动态、协同和个性化,服务供应链依据用户的个性化需求即时构建,服务完成服务流程即撤销；(2)组成服务供应链的服务往往具有地域分布性;(3)组成服务供应链的服务具有时间异步性的特点,服务执行过程一般由Online(计算设备执行过程)和Offline(非计算设备执行过程)组成;(4)服务质量评价指标和测度是保证服务供应链质量的重要手段；(5)服务供应链中服务的执行、控制和故障处理等问题对于服务供应链的顺利完成至关重要。 上述特点决定了在信息化环境下即时构建面向个性化需求的服务供应链,对于当前的软件理论、技术和方法都提出了新的挑战,涉及服务供应链的模式改变、现代信息技术的应用与方法创新,而其核心是构造用户个性化需求驱动的服务流程以实现服务资源的动态整合与协同。存在的问题主要表现在,对个性化服务供应链的模式以及服务供应链的构建问题都没有系统的理论研究,没有充分考虑服务供应链中服务的特点以及服务供应链业务本身的流程特性；组成服务供应链的服务分散在Internet上,如何通过协商对它们进行有效地组织并在电子商务服务供应链平台中进行管理,从而为服务供应链构建所使用；如何评价和衡量服务供应链中服务的质量,从而依据用户的个性化需求设计出符合供应链服务组合特点的多目标全局优化的服务组合模型和优化算法；缺乏服务供应链执行过程的有效监控及故障处理机制等等。然而,由于面向服务的计算理念与服务供应链价值取向具有内在的逻辑一致性,为解决服务供应链的即时构建问题提供了契机。 本文以服务供应链的即时构建为目标,针对存在的主要问题展开研究,主要工作与贡献概括如下： 1.提出了一种面向领域的、基于层次服务网络(Hierarchical Service Network, HSN)的服务资源的组织方法,从而有效地提高了服务供应链即时构建过程中的服务选择、动态组合的效率,并对流程执行监控和故障处理提供支持。 提出了一种对Internet上可组成服务供应链的Web服务资源进行有效组织管理的服务基础设施——层次服务网络模型,通过抽取、标注服务的描述信息建立虚拟服务和虚拟服务组,挖掘组成服务供应链的服务件的关联关系并建立虚拟服务和实际服务间的映射机制。详细定义了层次服务网络模型中虚拟服务层、虚拟服务接口层和服务注册层的功能并进行了形式化描述,层次服务网络模型能够很好地屏蔽网络资源的异构性、分布性,有利于向用户提供统一的访问机制。在深入分析面向领域的服务供应链中服务间语义联系的基础上,使用语义定义符定义了9种层内关系和1种层件关系。结合语义Web和信息分类技术提出了一种依据语义相似度进行服务分类和标注的方法,并提出了节点加入、删除、修改及服务组管理等层次服务网络的构造和维护方法。为了能及时感知Web服务资源的状态,并对层次服务网络进行有效地管理,在上述研究的基础上定义了一种面向领域应用的、解决服务供应链即时构建问题的层次服务网络体系结构。上述研究成果是后续进行高效地服务发现、动态服务组合及服务供应链流程执行和监控的重要基础,对于提高Web服务资源的发现和访问效率、动态感知Web服务资源状态并进行动态调整具有重要的作用。 2.提出了一种基于多维QoS约束的动态服务选择方法,并在QoS度量模型的设计上充分考虑了用户偏好及服务质量属性权重因素,能较好的满足服务供应链构建问题中服务选择中的个性化需求要求。 依据服务供应链的服务领域特征,使用服务时间(Time)、费用(Cost)、可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、信誉度(Reputation)和安全性(Security)等作为QoS度量模型中的属性指标。为了减少计算量,并使Web服务的QoS指标值随着各因素的变化能够动态地自适应更新,使用数学期望和方差对QoS指标进行处理。在此基础上,提出了一种基于多维QoS约束的服务选择模型,给出一套具体的服务质量效用评价函数为服务的选择和动态执行中的服务替换提供多维QoS支持。为了解决服务质量评价标准不一致的情况,定义了服务质量度量模型,给出具体的服务质量效用评价调整函数,并在模型的设计上充分考虑了用户对服务质量属性的偏好及服务质量属性的重要性等权重指标。在上述研究的基础上提出了一种基于层次服务网络的、改进的基于MMKP (Multi-choice, Multi-dimension0-1Knapsack Problem)背包问题的服务选择算法。仿真实验表明,MMQC_KP算法在时问花费和组合成功率上优于未改进前的算法。 3.提出了一种基于层次任务网络(Hierarchical Task Network, HTN)规划的两阶段动态服务组合方法。依据层次服务网络有效地限定搜索域的规模,并使用依据用户偏好约束的剪枝搜索方法,从而较好的提高了规划效率和服务供应链用户的使用满意度。 研究了一种将用户的个性化需求转化为可执行服务供应链流程的机制,提出了基于HTN规划的两阶段动态服务组合方法。在经典的HTN规划理论的基础上,提出了一种适合服务供应链即时构建问题的服务规划模型,对规划域、任务、方法、状态、约束、可满足性等进行了详细的形式化定义和描述,并提出了一种基于该模型的任务分解方法和规划算法,将用户偏好要求转化为约束参数来约束规划过程,在规划算法具体执行时通过剪枝函数将不符合要求的分支去掉,从而较好的提高规划算法的执行效率。针对服务供应链的即时构建问题,对两阶段动态服务组合的基本过程和目标进行定义,并采用基于XSRL的需求描述方法对用户需求信息进行建模。针对功能匹配问题,提出了一种依据Exact、Plugin、Subsume和Intersection关系在层次服务网络中搜索的服务功能匹配算法,以此为基础给出了基于HTN规划的动态服务组合算法HTNDSC。实验结果表明,对于解决服务供应链构建问题,基于层次服务网络的HTNDSC算法相比OWL-S Matcher等算法在服务匹配效率和运行时间上具有较好的性能。 4.提出了面向服务供应链流程动态执行过程的流程监控框架,在分析服务供应链服务和流程特性的基础上,将服务执行过程分为Online (计算设备执行过程)和Offline(非计算设备执行过程),以此为基础定义了服务供应链流程的故障处理策略,提出了一种基于服务时间、服务状态和用户约束的服务供应链故障处理方法。 针对服务供应链流程执行过程监控问题,提出了一种服务供应链流程动态执行过程监控框架,定义了框架中包含的各功能要素,详细描述了故障处理器的内部结构和工作机理。定义了服务状态的转换过程和服务状态的感知方法。针对服务供应链流程故障处理问题,深入研究了服务供应链流程的故障处理机制,在分析服务供应链流程特点的基础上,提出将服务执行过程分为Online(计算设备执行过程)和Offline(非计算设备执行过程),并将服务供应链流程执行中可能出现的故障分为Online(计算设备执行过程)中的故障、Offline(非计算设备执行过程)中的故障和其他不可预测的故障等三种类型。依据故障处理过程中的服务操作,定义了交换关系(Commutation Relation)、依赖关系(Dependency Relation)和替换关系(Alternative Relation)等三种支持故障处理的服务关系,并提出了忽略(Ignore)、重试(Retry)、服务替代(Alternative)、后向恢复(Compensate)、人工干预(Manual Intervention)和流程终止(Halt)等基本故障处理策略。根据服务供应链流程的特点,将其基本流程结构分为顺序结构、分支结构和集合结构三种类型,并从基本流程结构的角度,提出了一种基于服务时间、服务状态和用户约束的服务供应链故障处理方法。 上述研究工作较好地解决了服务供应链即时构建过程中的关键问题,仿真实验表明,所提出的算法具有较好的时间效率。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP391.1;TP393.09

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7 王s，

本文编号：1192297