面向目標的遷移工作流主動服務(wù)方法研究.pdf

1、遷移工作流(Migrating Workflow)是將移動agent計算模式應(yīng)用于工作流管理的一門新技術(shù)。與傳統(tǒng)的工作流模型不同，遷移工作流是一個或多個遷移實例(Migrating Instance)在不同工作位置(Work Place)之間不斷遷移并就地利用工作位置服務(wù)執(zhí)行業(yè)務(wù)活動的過程，其中，遷移實例是工作流活動的主體，工作位置是工作流聯(lián)盟成員服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點映射。工作流聯(lián)盟上所有工作位置的集合稱作遷移工作流環(huán)境，為了與本文研究相

2、區(qū)別，文中稱為單工作位置環(huán)境。目前的遷移工作流研究主要采用面向過程的方法，即令遷移實例攜帶業(yè)務(wù)過程說明書工作。業(yè)務(wù)過程說明書中固有的結(jié)構(gòu)化屬性，不可避免地會限制遷移實例求解問題的靈活性，降低其對環(huán)境動態(tài)變化的適應(yīng)性。
　　 為了克服面向過程的遷移工作流方法的不足，在面向目標的遷移工作流模型中，遷移實例攜帶工作流目標說明書工作。工作流目標既可以通過遷移實例自身的服務(wù)發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)，也可以通過工作位置的服務(wù)推薦實現(xiàn)(本文稱工作位置對遷移實

3、例的工作位置導(dǎo)航和工作流資源推薦為遷移工作流主動服務(wù))。當工作流目標可以分解為多個業(yè)務(wù)子目標時，對于并行的業(yè)務(wù)子目標，不同的遷移實例可以在不同的工作位置上生成并首先在該工作位置運行。因為面向目標的遷移工作流可以大大提高遷移實例對工作環(huán)境動態(tài)變化的適應(yīng)性，因此特別適合那些活動及其轉(zhuǎn)移規(guī)則難于完全定義的跨機構(gòu)業(yè)務(wù)過程。
　　 本文針對單工作位置環(huán)境上主動服務(wù)能力不足的問題，在國家自然科學(xué)基金項目的資助下，以曾廣周教授提出的遷移工作流

4、系統(tǒng)框架為基礎(chǔ)，研究了一類面向目標的遷移工作流主動服務(wù)方法，包括：基于業(yè)務(wù)熟人域的遷移工作流主動服務(wù)環(huán)境構(gòu)建方法，業(yè)務(wù)熟人域上面向目標的遷移實例導(dǎo)航服務(wù)方法，業(yè)務(wù)熟人域上面向目標的遷移工作流資源服務(wù)推薦方法，業(yè)務(wù)熟人域上多服務(wù)主體收益分配方法，并通過實驗對研究成果進行了驗證和分析。
　　 本文的主要工作包括：
　　 1.面向目標的遷移工作流主動服務(wù)環(huán)境構(gòu)建方法研究。
　　 針對單工作位置環(huán)境上主動服務(wù)能力不足的問

5、題，本文借鑒人類社會中的“小世界現(xiàn)象”，提出了一種基于業(yè)務(wù)熟人域的遷移工作流主動服務(wù)環(huán)境構(gòu)建方法。方法的基本思想是：首先依據(jù)成員合作關(guān)系的類型和性質(zhì)，將工作流聯(lián)盟上的成員劃分為面向目標的“小世界”(稱為業(yè)務(wù)熟人域)集合；然后通過業(yè)務(wù)熟人域之間的成員合作關(guān)系，將工作流聯(lián)盟上的成員集合映射為一個業(yè)務(wù)熟人網(wǎng)絡(luò)，該業(yè)務(wù)熟人網(wǎng)絡(luò)即為面向目標的遷移工作流主動服務(wù)環(huán)境。文中重點討論了業(yè)務(wù)熟人域的可構(gòu)造性質(zhì)，給出了業(yè)務(wù)熟人域的構(gòu)造算法和演化策略。實驗表

6、明，基于業(yè)務(wù)熟人域為遷移實例提供主動服務(wù)，較之單工作位置服務(wù)有更高的服務(wù)能力。
　　 2.面向目標的遷移工作流服務(wù)導(dǎo)航方法研究。
　　 在面向目標的遷移工作流模型中，服務(wù)導(dǎo)航是指當前工作位置向遷移實例推薦下一個合適的工作位置，工作位置上的導(dǎo)航主體既可以有全局工作流視圖，也可以沒有全局工作流視圖。本文只研究導(dǎo)航主體缺少全局工作流視圖的情況，因此，對服務(wù)導(dǎo)航方法的最低要求是不能造成遷移實例迷航而使遷移工作流中斷。針對業(yè)務(wù)熟人

7、域上導(dǎo)航主體缺少全局工作流視圖的問題，本文視業(yè)務(wù)熟人域為當前導(dǎo)航主體部分可觀測的工作流環(huán)境，采用POMDP方法，提出了一種基于業(yè)務(wù)熟人域的服務(wù)導(dǎo)航模型，定義了目標關(guān)聯(lián)策略描述規(guī)范，給出了服務(wù)導(dǎo)航索的生成算法和目標驅(qū)動的服務(wù)導(dǎo)航算法。實驗表明，基于業(yè)務(wù)熟人網(wǎng)進行服務(wù)導(dǎo)航，可以有效避免遷移實例迷航，并具有較高的導(dǎo)航效率和導(dǎo)航可靠性。
　　 3.面向目標的遷移工作流資源服務(wù)推薦方法研究。
　　 在面向目標的遷移工作流模型中，工

8、作流資源服務(wù)推薦是指工作位置向遷移實例推薦那些能夠滿足工作流目標的數(shù)據(jù)、程序、工具和用戶，以幫助遷移實例高效地完成那些需要在本地執(zhí)行的任務(wù)。如果工作位置上的工作流資源服務(wù)能力受限，輕則會影響工作流進程的速度，重則會造成工作流進程停滯。針對單工作位置上資源服務(wù)能力不足的問題，本文建立了一種基于業(yè)務(wù)熟人域的多主體工作流資源服務(wù)推薦方法。為了快速實現(xiàn)成員間的資源服務(wù)分擔(dān)，本文重點研究了成員發(fā)現(xiàn)和群組織中的通信協(xié)議問題。實驗表明，本文建立的通信

9、協(xié)議，可以有效提高基于業(yè)務(wù)熟人域的多主體資源服務(wù)推薦效率，具有很好的服務(wù)可靠性。
　　 4.面向目標的遷移工作流多服務(wù)主體收益分配方法研究。
　　 業(yè)務(wù)熟人域上的遷移工作流主動服務(wù)，本質(zhì)上是一種多主體聯(lián)合主動服務(wù)。為了保證多主體之間的穩(wěn)定合作，本文針對現(xiàn)有研究成果中收益分配策略對收益補償評估的不足，提出了一種基于動態(tài)合作博弈的多主體收益分配策略。策略的基本思想是：將多主體收益分配問題形式化為一個多人動態(tài)合作博弈，通過尋求

10、動態(tài)合作博弈中馬爾可夫完美均衡計算多主體的收益補償，并利用補償協(xié)調(diào)多服務(wù)主體最優(yōu)收益分配。文中定義了多主體共識原則，給出了業(yè)務(wù)熟人域上的收益分配算法。實驗表明，本文提出的收益分配策略能夠使多服務(wù)主體根據(jù)最優(yōu)共識原則，分配各方的合作收益，從而達到多贏的帕累托最優(yōu)局面。
　　 本文工作的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在：
　　 1.針對單工作位置環(huán)境主動服務(wù)能力不足的問題，提出了一種基于業(yè)務(wù)熟人域的遷移工作流主動服務(wù)環(huán)境模型。
　　

11、 業(yè)務(wù)熟人域是工作流聯(lián)盟成員集合上面向服務(wù)目標的成員子集，其“小世界”性質(zhì)使得業(yè)務(wù)熟人域容易構(gòu)造和演化。由業(yè)務(wù)熟人域互連而成的業(yè)務(wù)熟人網(wǎng)絡(luò)，覆蓋工作流聯(lián)盟上的所有成員和服務(wù)，因而可以保證遷移實例有一個目標可達的動態(tài)工作環(huán)境。與單工作位置環(huán)境相比，業(yè)務(wù)熟人域上不僅蘊含了更強的多主體聯(lián)合服務(wù)能力，而且可以使遷移實例在同一個業(yè)務(wù)熟人域上就近盡可能地完成多個工作流子目標，從而提高執(zhí)行效率。
　　 2.針對業(yè)務(wù)熟人域上服務(wù)主體缺少全局工作

12、流視圖的問題，提出了一種部分可觀測環(huán)境下的遷移工作流服務(wù)導(dǎo)航方法。
　　 在面向目標的遷移工作流模型中，業(yè)務(wù)熟人域上的工作流視圖是導(dǎo)航主體唯一可見的局部工作流視圖，或稱作導(dǎo)航主體部分可觀測的遷移工作流環(huán)境。與基于全局工作流視圖的服務(wù)導(dǎo)航模型和算法相比，本文建立的部分可觀測環(huán)境下的遷移工作流服務(wù)導(dǎo)航方法，不僅可以使工作流設(shè)計者擺脫全局工作流視圖難以完善定義的困境，而且能夠使遷移實例盡可能地在業(yè)務(wù)熟人域上遷移和就地工作，因而既可以有

13、效規(guī)避迷航風(fēng)險，也可以提高工作流效率。
　　 3.針對業(yè)務(wù)熟人域上的合作穩(wěn)定性問題，提出了基于動態(tài)合作博弈的多主體收益分配策略。
　　 業(yè)務(wù)熟人域上的服務(wù)主體都是理性的工作流參與者，他們在追求工作流全局目標的同時，必定關(guān)注自己的收益，因此，合理的收益分配是保持業(yè)務(wù)熟人域穩(wěn)定的基礎(chǔ)。與現(xiàn)有研究成果中的收益分配策略相比，本文提出的基于動態(tài)合作博弈的多主體收益分配策略，彌補了現(xiàn)有策略對收益補償評估的不足，實現(xiàn)了服務(wù)主體收益的最