[发明专利]一种面向云制造的服务组合路径构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向云制造的服务组合路径构造方法，即一种根据抽象服务集生成服务组合路径完全图，并从中选取最优服务组合路径的方法。该发明属于分布式制造系统信息集成技术领域。

背景技术

虽然网络化制造已经有了较大的发展，但是无论在技术上还是运营模式还存在着一定的问题，如缺乏服务的集中管理和运营，没有很好地解决制造资源的动态共享与智能分配以及在网络通信、数据传输中的安全性等，这些问题严重阻碍了网络化制造的推广应用。针对当前制造业信息化发展和应用过程中遇到的瓶颈问题，结合云计算、物联网、面向服务的技术、高性能计算技术等理念和新技术，中国工程院李伯虎院士及其团队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)，并已在学术界和工业界都得到了广泛的认可。云制造是一种面向服务的、高效低耗和基于知识的网络化智能制造新模式，是对现有网络化制造与服务技术进行的延伸和变革。它将各类制造资源和制造能力虚拟化、服务化，构成制造资源和制造能力池，并进行统一的、集中的智能化管理和经营，实现智能化、多方共赢、普适化和高效的共享和协同，通过网络和云制造系统为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的服务。

在基于服务的虚拟企业应用过程中，服务被认为是最重要的组成单元，通过服务提供者(Service Provider)、服务请求者(Service Requester)和服务注册中心(Service Registry)三个基本角色的交互，完成服务的封装、发布、查找、组合、绑定和调用等活动，进而实现具体的应用。但是，注册中心中的服务一般保持着较小的粒度，即以功能相对简单的单个服务或原子服务的形态出现。当服务请求者提出复杂任务需求时，单个服务往往不能满足用户的需求，就需要将若干个服务进行组合，形成功能更强的组合服务以实现服务增值的目的，即服务组合。

在云制造模式下通过服务的组合实现资源及服务的整合，首先需要将无法被已有服务所满足的复杂任务请求分解为一系列的子任务，针对每一子任务，为其分配合适的具体服务，实现复杂任务请求到云制造系统中已有具体服务的映射，为下一步通过执行服务来完成用户的服务请求提供可能。在这个过程中，首要的就是将由子任务匹配得到的抽象服务按照一定的逻辑顺序和流程构造成服务组合路径，然后再对服务组合路径进行抽象服务到具体服务的实例化操作。因此，服务组合路径的构造是一个关键性的问题。

但是，目前针对服务组合的研究大多都是假设在服务组合路径的实例化操作已经完成的情况下，进行的服务组合方法和优化研究，忽略了服务组合路径构造这一重要环节，对服务组合路径构造没有可行性的技术细节方面的研究工作。鉴于现有研究中的不足，为了解决服务组合路径构造问题，给出服务组合路径构造方法是目前云制造技术中一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明涉及一种面向云制造的服务组合路径构造方法，即一种只需要把用户的服务请求和匹配得到的抽象服务集信息输入，便可构造出服务组合路径，从而为下一步具体服务组合方案的生成和优选等操作提供技术支持的方法。

本发明提出一种面向云制造的服务组合路径构造方法，即一种在服务请求的驱动下，根据抽象服务集生成服务组合路径图，并由此选取最优服务组合路径的方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤1)把服务请求也看成一个有着输入/输出功能的服务，因此，将服务请求分解为输入请求抽象服务和输出请求抽象服务，其中输入请求服务为只包含了服务请求的输入而输出为0的服务，输出请求服务为只包含了服务请求的输出而输入为0的服务。

步骤2)对于给定的任务分解后为子任务所匹配到已存在的抽象服务构成的服务集，要生成服务组合路径，首要的问题就是发现各个抽象服务之间的偏序关系，即为每个抽象服务寻找它所有可能的前序服务或后序服务。对于由输入请求抽象服务、输出请求抽象服务和一系列抽象服务组成的集合，建立两个数组，一个为各个服务的输入参数数组，另一个为各个服务的输出参数数组，然后计算两个数组中元素的相似度，进而推理找出这些抽象服务间的偏序关系。

步骤3)利用哈斯图来表示所有抽象服务以及抽象服务间的偏序关系，就可以得到服务组合路径完全图。鉴于服务组合路径构造的特殊性，需要将服务请求的输出和输入必须分别置于在哈斯图的第一层和最末层，并且当抽象服务间的偏序关系中出现并行关系或分支关系时，就把具有并行关系或分支关系的抽象服务画在同一层上。