云计算环境下时序感知服务流程的动态适配与运行保障研究

According to the key problems about temporal-aware service process in cloud service environment that emerge in each stage of its lifecycle, in this project we will research the following three aspects: automated dynamic adaptation on modeling stage, real-time monitoring of temporal consistency on execution stage, temporal exception handling and prevention on feedbak analysis stage. Here we explain three researching aspects in detail. (1) We research the automatic construction and correction mechanism of incomplete and inaccurate message mapping, and present the quantitative verification approaches for the various temporal compatibility of process adaptation. Then we study the flexible adaptation of service processes with changeable execution time and service replacement algorithm, as well as interactive adapter customized approach. (2) We study dynamic temporal verification methods under different execution modes, as well as the checkpoint setting strategy. Then the online selection algorithm for services in the execution of processes is researched. (3) In order to guarantee the independence and privacy of the service process, we study flexible exception handling mechanism, and analyze the potential conflict between the business logic and exception handling rules. Then we research exception patterns by process mining, as well as service selection or recommendation approach based on service relation network. Our study is very important for both enhancing the management level of service process for enterprises, and promoting the development of cloud computing software.

针对云计算环境下时序感知服务流程在生命周期各个阶段出现的关键问题，本项目拟从建模时的自动化动态适配、运行时的时序一致性实时监控、以及反馈分析时的时序异常处理与防范三个方面展开研究：(1).研究非精确消息映射的自动化生成与修正机制；提出满足不同程度时序兼容性的定量分析方法；研究弹性时间服务流程的柔性适配机制和服务替换算法，以及交互式的适配器定制和推荐方法。(2).针对云计算环境下服务流程不同执行方式，分别研究相应的动态时序验证方法，以及检测点高效设置策略；研究执行中服务实时选取的在线算法。(3).在保证独立性和隐私性前提下，进行柔性化时序异常处理机制的研究，并分析异常处理规则与业务逻辑之间潜在冲突问题；然后，提出揭示时序异常出现规律的过程挖掘算法，以及基于服务关联网络的服务选择或推荐方法。本项目预期成果对于增强企业对服务流程的管理水平，以及推动云计算软件发展具有重要意义。

针对云计算环境下时序感知服务流程在生命周期各个阶段出现的关键问题，本项目从建模时的自动化动态适配、运行时的时序一致性实时监控、反馈分析时的时序异常处理与防范以及原型系统的设计开发方面展开研究。本项目已经获得了较为丰富的成果，超额完成了预定计划。 项目组已经发表论文16篇（在线发表或正式出版），其中期刊论文12篇，会议论文4篇。上述12篇期刊论文中，9篇SCI检索或待检索，3篇属于EI检索，分别发表在已经《IEEE Transactions on Industrial Informatics》、《IEEE Transactions on Engineering Management》、《Future Generation Computer Systems》等国际期刊上。另外，4篇会议论文都属于EI检索，发表在IEEE International Conference on Web Services (ICWS) 等国际会议论文集上。.(1) 建模时的自动化动态适配方面，工作成果包括：服务流程间非精确消息映射的自动化生成与修正机制，基于Petri网模块化时序可达图的适配时序兼容性定量分析方法，有限能力情况下服务流程适配的时序兼容性定量分析方法，弹性执行时间情况下基于协同进化驱动的多服务流程柔性适配和服务优化算法，等。.(2) 运行时的时序一致性实时监控方面，工作成果主要包括：集中执行方式下基于生成图的服务流程动态时序验证方法，动态分割执行方式下基于Petri网分割的动态时序验证方法，动态分割执行方式下面向服务的动态时序验证方法，服务流程基于动态冗余时间的检测策略与验证方法，等。.(3) 反馈分析时的时序异常处理与防范方面，工作成果包括：服务流程的柔性化时序异常处理机制，服务流程数据层面的安全潜在冲突验证与消解方法，服务流程适配模型时序异常违反的挖掘与修复算法，服务关系网络下服务流程协同模型的时序异常分析方法，等。.(4) 原型系统的设计开发方面，已经设计开发了相应的软件或系统，对上述理论方法进行了有效验证。.总之，本项目成果不但可以增强企业和供应链对服务流程的管理水平，实现企业信息架构的业务敏捷性以及与合作伙伴的业务协同，从而带来较大经济效益；而且可以提升云计算软件的智能性和可靠性，从而促进相应系统或软件的发展。