智能流程模式的研究及其應(yīng)用.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)改變了人們的世界，并且正在產(chǎn)生更大的改變，現(xiàn)在人們?cè)絹?lái)越喜歡去網(wǎng)絡(luò)獲取幫助，完成自己的任務(wù)。Web服務(wù)的出現(xiàn)提供了一種企業(yè)之間互相自動(dòng)的進(jìn)行通訊的能力，使得網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用為人們提供幫助的能力大大增強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用通過(guò)協(xié)調(diào)、組織、調(diào)用各個(gè)服務(wù)商提供的Web服務(wù)，可以很容易的為用戶提供更加強(qiáng)大的功能。很多情況下，按照流程組織各種Web服務(wù)，可以更好的滿足用戶復(fù)雜的、個(gè)性化的需求，也可以更加有效的組織各個(gè)Web服務(wù)，發(fā)揮Web服務(wù)的最大作用。但

2、是在面向Web服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，按照流程組織Web服務(wù)，給原有的流程模式帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。 第一個(gè)挑戰(zhàn)來(lái)自用戶的轉(zhuǎn)變，流程模式的使用者由成熟規(guī)范的企業(yè)用戶，漸漸轉(zhuǎn)為數(shù)目巨大、個(gè)性各異的普通用戶。企業(yè)中的業(yè)務(wù)流程相對(duì)比較成熟、規(guī)范，需求也比較明確、穩(wěn)定，這種情況下事先由專家定制一個(gè)適合業(yè)務(wù)需要的流程是很合理的，這也是傳統(tǒng)流程模式的處理方式，但是當(dāng)流程模式直接面向普通用戶的時(shí)候，情況就不同了。普通用戶的數(shù)目眾多、層次不一，常常提出個(gè)

3、性化的要求，定制統(tǒng)一的流程已經(jīng)無(wú)法滿足眾多的個(gè)性化要求，而為每個(gè)個(gè)性化要求單獨(dú)定制流程也不現(xiàn)實(shí)。另外，如何提交用戶需求也是一個(gè)需要解決的新問(wèn)題。在傳統(tǒng)的面向企業(yè)用戶的流程模式中，這通常不是一個(gè)計(jì)算機(jī)處理的問(wèn)題；但是當(dāng)流程模式面向普通用戶時(shí)，必須設(shè)計(jì)一個(gè)友好、智能的交互工具，用來(lái)獲取、規(guī)范、分析用戶的需求，這個(gè)交互工具應(yīng)該有更加友好、靈活、智能的交互界面，并且可以自動(dòng)規(guī)范和分析用戶提出的需求，理解用戶需求中真正的含義。 第二個(gè)挑戰(zhàn)

4、則來(lái)自流程中任務(wù)完成者的改變。傳統(tǒng)的流程模式中，任務(wù)多由事先編寫(xiě)好的程序單元或者企業(yè)應(yīng)用完成，多數(shù)情況下，確定的應(yīng)用完成指定的任務(wù)，服務(wù)于特定的流程。而在面向服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，完成任務(wù)的主體已經(jīng)擴(kuò)展到了所有滿足要求的Web服務(wù)，新的問(wèn)題隨之而來(lái)：Web服務(wù)的數(shù)量呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，相同或相似功能的服務(wù)之間正在出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)，這時(shí)需要更加智能的流程模式來(lái)為每個(gè)任務(wù)選擇一個(gè)合適的服務(wù)；很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，服務(wù)之間都無(wú)法達(dá)成業(yè)務(wù)層面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此即使是完成

5、相同功能的服務(wù)，也會(huì)由于提供商的不同而導(dǎo)致操作完全不同，這需要更加靈活、智能的方式自動(dòng)查找滿足用戶需要的服務(wù)，并且自動(dòng)處理服務(wù)之間接口的不一致；用戶希望完成流程中各個(gè)任務(wù)的服務(wù)互相配合，整體達(dá)到最優(yōu)效果，而非僅僅為每個(gè)任務(wù)選擇最合適的服務(wù)。 因此，在面向服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，迫切需要一種更加靈活、更加智能、更加敏捷的新型流程模式，為此本文提出了一種新型的流程模式——智能流程(Smartflow)模式。在Smartflow模式中，流

6、程不再由專家或用戶事先定制，而是根據(jù)用戶需求自動(dòng)生成；流程的完成者不再是指定的服務(wù)，而是根據(jù)用戶需求自動(dòng)選擇；一個(gè)流程不再為眾多用戶服務(wù)，而是服務(wù)于指定的用戶，充分體現(xiàn)個(gè)性化；一個(gè)流程模型中不再有多個(gè)流程實(shí)例同時(shí)運(yùn)行，而是有少量甚至只有一個(gè)流程實(shí)例；流程模型不再長(zhǎng)久有效，執(zhí)行完畢后就被拋棄；流程模型不再是面面俱到的復(fù)雜模型，相對(duì)更加簡(jiǎn)潔快捷。這種新的流程模式使計(jì)算機(jī)支持的流程管理技術(shù)融合在人們的生活中，成為人們正常生活的一部分，讓人們體

7、會(huì)不到它的存在，追求一種“去流程化”。在支持Smartflow模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，即使是首次接觸的新手，也能獲得滿意的服務(wù)，這正是用戶和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用共同追求的夢(mèng)想。 旅游領(lǐng)域就是一個(gè)迫切需要Smartflow模式的領(lǐng)域。旅游領(lǐng)域現(xiàn)在已有眾多的旅游服務(wù)，例如機(jī)票預(yù)定、酒店預(yù)定、導(dǎo)游服務(wù)、景點(diǎn)介紹、租車服務(wù)等等。將這些服務(wù)按照流程組織起來(lái)就能為游客提供滿意的旅游，但是如何組織這些流程對(duì)游客來(lái)說(shuō)卻是個(gè)難題，因此盡管存在各種各樣功能強(qiáng)大的服務(wù)

8、，能否從旅游網(wǎng)站獲取滿意的旅游，卻主要依賴于游客的旅游經(jīng)驗(yàn)。于是，一方面游客抵制使用旅游網(wǎng)站獲取旅游，另一方面旅游服務(wù)商也不愿向旅游網(wǎng)站提供Web服務(wù)，最終造成了一種的雙虧的尷尬局面。借助Smartflow模式，作者試圖解決這一難題，作者所在的研究小組正在開(kāi)發(fā)一個(gè)基于Smartflow模式的智能虛擬旅行社平臺(tái)(IntelligentPlatformofVirtualTravelAgency，簡(jiǎn)稱IPVita)。 Smartflo

9、w模式是一個(gè)復(fù)雜的模式，要達(dá)到理想的效果，存在許多關(guān)鍵問(wèn)題需要解決。作者及其研究小組在實(shí)現(xiàn)基于Smartflow模式的IPVita的過(guò)程中，對(duì)于其中若干關(guān)鍵問(wèn)題提出了具體的解決方法，并基于IPVita逐步實(shí)現(xiàn)，檢驗(yàn)這些方法的有效性。這些方法不但可以應(yīng)用在其他使用Smartflow模式的應(yīng)用中，對(duì)于其它機(jī)器智能問(wèn)題的解決也有啟示作用。概括來(lái)說(shuō)，本文主要的貢獻(xiàn)如下： 1.介紹了Smartflow模型的整體架構(gòu)，并對(duì)各個(gè)功能模塊的作用

10、及其之間的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)描述。 整個(gè)Smartflow模型分為用戶交互模塊、服務(wù)注冊(cè)模塊、流程生成模塊、流程執(zhí)行模塊和服務(wù)評(píng)估模塊。本文中詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊的功能，以及相互之間的關(guān)系，并且結(jié)合IPVita詳細(xì)介紹了Smartflow模式的整體運(yùn)行過(guò)程。 2.設(shè)計(jì)了一種友好交互工具，用于同用戶進(jìn)行交互獲取用戶需求，并對(duì)其進(jìn)行規(guī)范和分析。 作者提出了一種基于元服務(wù)的用戶界面自動(dòng)生成方法，這種方法可以根據(jù)用戶的喜好，為

11、用戶生成個(gè)性化的交互界面；同時(shí)結(jié)合本文設(shè)計(jì)的一種語(yǔ)義交互方式，交互過(guò)程在領(lǐng)域本體的支持下更加智能、友好；另外由于服務(wù)注冊(cè)過(guò)程同樣基于元服務(wù)，因此交互結(jié)果更便于查找到滿意的服務(wù)。 3.提出了一種面向領(lǐng)域的服務(wù)注冊(cè)策略，并按照這種策略建立了面向領(lǐng)域的服務(wù)注冊(cè)中心。 同用戶交互工具一樣，服務(wù)注冊(cè)策略同樣是基于元服務(wù)，這樣更便于根據(jù)用戶需求查找服務(wù)。這種策略中，服務(wù)商除了需要提交對(duì)元服務(wù)定義中屬性的承諾之外，還可以提交宣傳其服務(wù)

12、特點(diǎn)的廣告。 4.介紹了一種根據(jù)用戶需求自動(dòng)生成業(yè)務(wù)流程的方法，這也是本文的最主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和本文重點(diǎn)。 根據(jù)用戶需求自動(dòng)生成個(gè)性化的業(yè)務(wù)流程，是Smartflow模式有別于傳統(tǒng)流程模式的最大特色。本文提出了一種基于Markov決策過(guò)程(MDP)的元流程自動(dòng)生成算法，用于生成符合用戶個(gè)性化需要的抽象元流程，并且提出了一種基于遺傳算法的全流程最優(yōu)的服務(wù)選擇算法，用于為元流程選擇全流程最優(yōu)的Web服務(wù)，經(jīng)過(guò)IPVita中的實(shí)驗(yàn)和

13、比較，取得了令人滿意的效果。 5.設(shè)計(jì)了更加友好的流程執(zhí)行方法，在業(yè)務(wù)流程執(zhí)行過(guò)程中，通過(guò)與用戶的友好交互，使用戶感覺(jué)執(zhí)行過(guò)程更加友好。 6.提出了一種更加實(shí)用的服務(wù)評(píng)估方法，根據(jù)流程執(zhí)行的情況，對(duì)服務(wù)完成任務(wù)的情況進(jìn)行評(píng)估，并作為服務(wù)選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)。 本文的若干創(chuàng)新都在IPVita上得到了驗(yàn)證，充分顯示了Smartflow模式在面向服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的優(yōu)點(diǎn)，也為進(jìn)一步完善Smartflow模式和將Smartfl