（计算机软件与理论专业论文）智能流程模式的研究及其应用.pdf

山东大学博士学位论文 摘要 网络已经改变了人们的世界，并且正在产生更大的改变，现在人们越来越喜 欢去网络获取帮助，完成自己的任务。w e b 服务的出现提供了一种企业之间互相 自动的进行通讯的能力，使得网络应用为人们提供帮助的能力大大增强，网络应 用通过协调、组织、调用各个服务商提供的w e b 服务，可以很容易的为用户提 供更加强大的功能。很多情况下，按照流程组织各种w e b 服务，可以更好的满 足用户复杂的、个性化的需求，也可以更加有效的组织各个w e b 服务，发挥w e b 服务的最大作用。但是在面向w e b 服务的互联网环境下，按照流程组织w 曲服 务，给原有的流程模式带来了新的挑战。 第一个挑战来自用户的转变，流程模式的使用者由成熟规范的企业用户，渐 渐转为数目巨大、个性各异的普通用户。企业中的业务流程相对比较成熟、规范， 需求也比较明确、稳定，这种情况下事先由专家定制一个适合业务需要的流程是 很合理的，这也是传统流程模式的处理方式，但是当流程模式直接面向普通用户 的时候，情况就不同了。普通用户的数目众多、层次不一，常常提出个性化的要 求，定制统一的流程已经无法满足众多的个性化要求，而为每个个性化要求单独 定制流程也不现实。另外，如何提交用户需求也是一个需要解决的新问题。在传 统的面向企业用户的流程模式中，这通常不是一个计算机处理的问题；但是当流 程模式面向普通用户时，必须设计一个友好、智能的交互工具，用来获取、规范、 分析用户的需求，这个交互工具应该有更加友好、灵活、智能的交互界面，并且 可以自动规范和分析用户提出的需求，理解用户需求中真正的含义。 第二个挑战则来自流程中任务完成者的改变。传统的流程模式中，任务多由 事先编写好的程序单元或者企业应用完成，多数情况下，确定的应用完成指定的 任务，服务于特定的流程。而在面向服务的互联网环境中，完成任务的主体已经 扩展到了所有满足要求的w 曲服务，新的问题随之而来：w 曲服务的数量呈现爆 炸式增长，相同或相似功能的服务之间正在出现竞争，这时需要更加智能的流程 模式来为每个任务选择一个合适的服务：很长时间内，服务之间都无法达成业务 层面的统一标准，因此即使是完成相同功能的服务，也会由于提供商的不同而导 致操作完全不同，这需要更加灵活、智能的方式自动查找满足用户需要的服务， 山东大学博士学位论文 并且自动处理服务之间接口的不一致：用户希望完成流程中各个任务的服务互相 配合，整体达到最优效果，而非仅仅为每个任务选择最合适的服务。 因此，在面向服务的互联网环境中，迫切需要一种更加灵活、更加智能、更 加敏捷的新型流程模式，为此本文提出了一种新型的流程模式一一智能流程 ( s m a r t f l o w ) 模式。在s m a n f l o w 模式中，流程不再由专家或用户事先定制，而 是根据用户需求自动生成；流程的完成者不再是指定的服务，而是根据用户需求 自动选择：一个流程不再为众多用户服务，而是服务于指定的用户，充分体现个 性化；一个流程模型中不再有多个流程实例同时运行，而是有少量甚至只有一个 流程实例；流程模型不再长久有效，执行完毕后就被抛弃；流程模型不再是面面 俱到的复杂模型，相对更加简洁快捷。这种新的流程模式使计算机支持的流程管 理技术融合在人们的生活中，成为人们正常生活的一部分，让人们体会不到它的 存在，追求一种“去流程化”。在支持s m a r t f l o w 模式的网络应用中，即使是首 次接触的新手，也能获得满意的服务，这正是用户和网络应用共同追求的梦想。 旅游领域就是一个迫切需要s m a r f f l o w 模式的领域。旅游领域现在已有众多 的旅游服务，例如机票预定、酒店预定、导游服务、景点介绍、租车服务等等。 将这些服务按照流程组织起来就能为游客提供满意的旅游，但是如何组织这些流 程对游客来说却是个难题，因此尽管存在各种各样功能强大的服务，能否从旅游 网站获取满意的旅游，却主要依赖于游客的旅游经验。于是，一方面游客抵制使 用旅游网站获取旅游，另一方面旅游服务商也不愿向旅游网站提供w e b 服务， 最终造成了一种的双亏的尴尬局面。借助s m a r t f l o w 模式，作者试图解决这一难 题，作者所在的研究小组正在开发一个基于s m a r t f l o w 模式的智能虚拟旅行社平 台( i n t e l l i g e n tp i a f f o r m o f v i r t u a lt r a w la g e n c y ，简称口t a ) 。 s m a r t f l o w 模式是一个复杂的模式，要达到理想的效果，存在许多关键问题 需要解决。作者及其研究小组在实现基于s m a r t t l o w 模式的礤v i t a 的过程中，对 于其中若干关键问题提出了具体的解决方法，并基于i p v i t a 逐步实现，检验这些 方法的有效性。这些方法不但可以应用在其他使用s m a r t f l o w 模式的应用中，对 于其它机器智能问题的解决也有启示作用。概括来说，本文主要的贡献如下： 1 介绍了s m a r t t l o w 模型的整体架构，并对各个功能模块的作用及其之间的 关系进行了详细描述。 i i 山东大学博- a 学位论文 整个s m a r t f l o w 模型分为用户交互模块、服务注册模块、流程生成模块、流 程执行模块和服务评估模块。本文中详细介绍了各个模块的功能，以及相互之间 的关系，并且结合i p v i t a 详细介绍了s m a r t f l o w 模式的整体运行过程。 2 设计了一种友好交互工具，用于同用户进行交互获取用户需求，并对其 进行规范和分析。 作者提出了一种基于元服务的用户界面自动生成方法，这种方法可以根据用 户的喜好，为用户生成个性化的交互界面；同时结合本文设计的一种语义交互方 式，交互过程在领域本体的支持下更加智能、友好；另外由于服务注册过程同样 基于元服务，因此交互结果更便于查找到满意的服务。 3 提出了一种面向领域的服务注册策略，并按照这种策略建立了面向领域 的服务注册中心。 同用户交互工具一样，服务注册策略同样是基于元服务，这样更便于根据用 户需求查找服务。这种策略中，服务商除了需要提交对元服务定义中属性的承诺 之外，还可以提交宣传其服务特点的广告。 4 介绍了一种根据用户需求自动生成业务流程的方法，这也是本文的最主 要创新点和本文重点。 根据用户需求自动生成个性化的业务流程，是s m a r t f l o w 模式有别于传统流 程模式的最大特色。本文提出了一种基于m a r k o v 决策过程( m d p ) 的元流程自 动生成算法，用于生成符合用户个性化需要的抽象元流程，并且提出了一种基于 遗传算法的全流程最优的服务选择算法，用于为元流程选择全流程最优的w e b 服务，经过i p v i t a 中的实验和比较，取得了令人满意的效果。 5 设计了更加友好的流程执行方法，在业务流程执行过程中，通过与用户 的友好交互，使用户感觉执行过程更加友好。 6 提出了一种更加实用的服务评估方法，根据流程执行的情况，对服务完 成任务的情况进行评估，并作为服务选择的重要标准。 本文的若干创新都在i p v i t a 上得到了验证，充分显示了s m a r t f l o w 模式在面 向服务的互联网环境下的优点，也为进一步完善s m a r t f l o w 模式和将s m a r t f l o w 模式推向实用做出了有益的探索。 关键词：w e b 服务，流程技术，智能流程模式，智能流程 i i i 山东大学博士学位论文 a b s t r a c t i n t e m e th a sc h a n g e da n di sc h a n g i n go u rw o r l dh e r ea n dt h e r et o d a y i ni u t e m e t s a t u r a t e d 、i t l la l lk i n d sw e bs e r v i c e s a p p l i c a t i o n ss u c ha sw e bs i t e si sp o w e r f u lm u c h m o r et h a nb e f o r et op e r f o r mv a r i o t i sk i n d so ft a s k sa n dp r o v i d es a t i s f i e ds e r v i c e sf o r u s e r s i ns e r v i c eo r i e n t e di n t e m e te n v i r o n m e n t sh o wt oc o o r d i n a t ea l lk i n d so fw e b s e r v i c e st oc o o p e r a t ew i t he a c ho t h e ri sf a c i n gn e wc h a l l e n g e sd i f f e r e n tf r o mw h a t t r a d i t i o n a lw o r k f l o w t e c h n o l o g yp e r f o r m s 1 h ef i r s tc h a l l e n g ec o m e sf r o mt h ec o n v e r s i o no fc u s t o m e rf r o me n t e r p r i s eu s e r st o c o m m o nu s e r s i ne n t e q ) r i s eab u s i n e s sp r o c e s si sn o r m a l ，u n a m b i g u o u sa n ds t a b l e , s o i ti sv e r ys o u n dt op r e d e f i n eaf l o wm o d e lb ye x p e r t st oc o n t r o lt h ee x e c u t i o no ft a s k b u ti ti saa b s o l u t e l yd i f f e r e n tp r o b l e mw h e nc u s t o m e r sb e c o m ec o m m o ni n t e r a c t n s e r s t h e r ea r es om a n y 璐e 硌谢1 l la l lk i n d so fi n d i v i d u a lr e q u i r e m e n t st h a te i t h e r d e f i n i n gau n i v e r s a lf l o wm o d e lf o ra l lu s e l 丐o rd e s i g n i n gs p e c i f i cf l o w sf o re v e r y u s e r sa l ei m p o s s i b l ea n du n r e a l i s t i co nt h eo t h e rh a n d , u s e r se x p e c tam o r ef r i e n d l y i n t e r a c t i v et o o l sh e l pt os u b m i tt h e i rr e q u i r e m e n t s ，a n dt h e s et o o l sc a l ln o r m a l i z eu s e l d e m a n d s ，a n a l y z eu s e rp r e f e r e n c e sa n du n d e r s t a n du s e ri n t e n t i o n s a n o t h e rc h a l l e n g ei st h ee x p a n d i n go ft a s k s p e r f o r m e ri nb u s i n e s sp r o c e s sf r o m e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n st oa l lw e bs e r v i c e ss a t u r a t e di ni n t e r a c t f i r s t , w e bs e r v i c e s w i l le x p l o d ew i t hn u m b e ri ni n t e m e t , a n dc o m p e t i t i o nb e t w e e ns i m i l a rw e bs e r v i c e s w i l lc o m ef o r t h t h e r e f o r e , u s e r se x p e c tan e wf l o wp a t t e r ni n t e l l i g e n t l ya n d a u t o m a t i c a l l yr e s o l v et h i sd i f f i c u l tp r o b l e m s e c o n d ，b e c a u s eo fa b s e n c eo fb u s i n e s s c r i t e r i o nf o rw e bs e r v i c e s ，t h e r ea r ea b s o l u t e l yd i f f e r e n to p e r a t i o nm e t h o d se v e nf o r s e r v i c e s 谢1 l ls i m i l a rf u n c t i o n s ，w h i c hi sa n o t h e rp r o b l e mt ob er e s o l v e db yan e w f l o wp a t t e r n l a s t , w h a tu s e rn e e di sap e r f e c tf l o wr a t h e rt h a nf f o m ep e r f e c tw e b 自e r v j c e s , s oh o wt os e l e c ts a t i s f i e dw e bs e r v i c et oc o o p e r a t em o r ee f f i c i e n t l yw i t h e a c ho t h e ri ng l o b a lf l o wv i e wi sa ni m p o r t a n tp r o b l e mt o o t h e r e f o r e ，i ns e r v i c eo r i e n t e de n v i r o n m e n t sw en e e das m a r t e r , m o r ei n t e l l i g e n ta n d m o r ef l e x i b l ef l o wp a a e m i nt h i sp a p e r , an e wf l o wp a n e m s m a r t f l o wp a t t e mi s v 山东大学博士学位论文 p r e s e n t e da n di th a ss o m en o v e lf e a t u r e st oa d e p tm o r ep e r f e c t l yt os e r v i c eo r i e n t e d i n t e r a c te n v i r o n m e n t s i ns m a r t f l o wp a t t e m ，f l o wd e f i n i t i o nm o d e li sa u t o m a t i c a l l y g e n e r a t e da c c o r d i n gt o u s e rr e q u i r e m e n ti n s t e a do fp r e d e f i n e db ye x p e r t ；w h i c h s e r v i c e sc o o p e r a t ew i t he a c ho t h e rt oh e l pu s e r sp e r f o r mt a s ka r ef l e x i b l ys e l e c t e d i n s t e a do fs t i f f l yb o u n d e db yd e s i g n e r ；af l o wp r o v i d e si n d i v i d u a ls e r v i c ef o rs p e c i f i c u s e rr a t h e r t h a n a m a s s o f u s e r s ；t h e r e i s o n l y o n e i n s t a n c e i n f l o w m o d e l t o b ee x e c u t e r a t h e rt h a nm a n yi n s t a n c e sr u ni nss a m ef l o wm o d e l ，a n daf l o wm o d e li so u to fu s e w h e ni t st a s ki sa c c o m p l i s h e d i ns m a r t f l o wp a t t e r n ，f l o wt e c h n o l o g yb e c o m e sap a r t o fu s e r s l i f et od i s a p p e a rf r o mu s e r s a w a r e n e s s ，w h i c hi st h eg o a lo fc o m p u t e r t e c h n o l o g yt op u r s u e o naw e bs i t eu s i n gs m a r t f l o wp a t t e m e v e naf r e s hu s e rc a n a l s oe n j o ys a t i s f i e ds e r v i c ep r o v i d e db ya l lk i n d so fw e bs e r v i c e sr a t h e rn o tt ol e a r n t h e mf i r s t l y , w h i c ha r ew h a tb o mu s e r sa n dw e bs i t e sd r e a m e d t o d a ye - t r a v e l sa r ev e r ye s s e n t i a lt ou s es m a r t f l o wp a t t e m n o wt h e r eh a v eb e e n al o to fs e r v i c e sr e l a t e dt ot r a v e l ，s u c ha st i c k e tb o o k i n g ，h o t e lr e s e r v a t i o n ，d e s t i n a t i o n g u i d e ，a t t r a c t i o nb o o k i n g ，a n ds oo n t o u r i s t sm a yg e tas a t i s f a e t o 拶t r a v e lt ou s et h e m , h o w e v e r , w h e ni tc o m et ot h eq u e s t i o nh o wt oa r r a n g et h e s es e r v i c e s ，t h 盯b e c o m e p u z z l e d t h e r e f o r eh o wt og e tas a t i s f i e dt r a v e li ne - t r a v e lw e bs i t et o d a yd e p e n d m a i n l yo nt o u r i s t se x p e r i e n c ea b o u t t r a v e la l t h o u g ht h e r ea r es om a n yp o w e r f u lt r a v e l w e bs e r v i c e s i i lt h i ss i t u a t i o n ，ar e s e a r c hg r o u pi n c l u d i n ga u t h o r ，i sd e v e l o p i n gm v i 饥 w h i c hi ss h o r tf o rt h ei n t e l l i g e n tp l a t f o r mo fv i r t u a lt r a v e la g e n c y , w h i c hi sa l l i n t e l l i g e n tw e bp l a t f o r mu s i n gs m a r t f l o wp a t t e r n 邛v i t ap r o v i d e sf a n t a s t i cf u n c t i o n s ： t d u r i s 招c a nd e s c r i b et h e i rp r e f e r e n c e sl i k ec h a t t i n gw i t ho l df r i e n d si n s t e a do f c h o o s i n go n ef r o mt h er i e ；dt o u rl i n e s ，a n ds e r v i c ep r o v i d e r sc a nr e g i s t e rt h e i r s e r v i c e sl i k ep u b l i s h i n gt h e i ra d v e r t i s e m e n t sa n dc a l la d j u s tt h e a d v e r t i s e m e n t s t o a t t r a c tm o r et o u r i s t sa d v i s e db yt h ep l a t f o r m m o r e o v e lt h ep l a t f o r mw i l la r r a n g e s u i t a b l et r a v e lp r o c e s sa n di n v o k ea p p r o p r i a t ew e bs e r v i c et op r o v i d eas a t i s f a c t o p y t r a v e lf o rt o u r i s t s s m a r t f l o wp a t t e mi sas o p h i s t i c a t e dp a t t e r nw i t hm a n yd i f f i c u l tp r o b l e m st ob e r e s o l v e d i nt h ed e v e l o p m e n to fi p v i t au s i n gs m a r t f l o wp a t t e r n ，r e s e a r c hg r o u p i n c l u d i n ga u t h o rp r e s e n t ss o m en o v e la n do r i g i n a li d e a l sa n dm e t h o d st or e s o l v et h e s e v i 山东大学博士学位论文 k e yp r o b l e m s ，s o m eo fw h i c hh a db e e nv a l i d a t ei ni p v i t at h ei d e a l sc a l lb eu s e dn o t o n l yi ns m a t t f l o wp a t t e mb u ta l s oi nr e s e a r c ha b o u tf l o wt e c h n o l o g ya n dm a c h i n e i n t e l l i g e n t i ng e n e r a l ，c o n t r i b u t i o n so f t h i sa r t i c l ea l el i s ta sf o l l o w i n g ： ( 1 ) 1 1 1 ea r c h i t e c t u r eo fs m a r t f l o wp l a t f o r mi si n t r o d u c e di nd e t a i l ， s m a r t f l o wp l a t f o r mi sc o m p o s e do fu s e ri n t e r a c t i v et o o l ，s e r v i c e sr e g i s t r y , s m a r t f l o wg e n e r a t o r , s m a r t f l o we n g i n ea n ds r n a r f f l o we v a l u a t o r i nt h i sa r t i c l e ，w e i n t r o d u c e df u n c t i o n so ft h e s em o d u l ea n dr e i a t i o n sb e t w e e nt h e mi nd e t a i l a n dt h e r u n n i n go fs m a r t f l o w i si n , e d u c e dt oh e l pr e a d e r su n d e r s t a n di td e a f l y ( 2 ) au s e ri n t e r a c t i v et o o li sd e s i g n e dt oh e l pu s e r ss u b m i tt h e i rr e q u i r e m e n t s f r i e n d l ya n di n t e l l i g e n t l y u s e ri n t e r a c t i v et o o lg e n e r a t e sf r i e n d l yu s e ri n t e r f a c ef o ri n d i v i d u a lu s e r s a c c o r d i n gt ot h e i rp r e f e r e n c ea n dm e t as e r v i c e s b e c a u s es e r v i c er e g i s t e ri n f o r m a t i o n h a sc l o s er e l a r i a n 埘t l lm e t as e r v i c e st o o u s e rr e q u i r e m e n ts u b m i t t e du s i n gi n d i v i d u a l u s e ri n t e f f a c ei sm o r ec o n v e n i e n tt om a t c hi t ( 3 ) as e r v i c er e g i - s t r a t i o ns t r a t e g yf o rs p e c i f i ci n d u s t r yi sp r e s e n t e da n das e r v i c e r e g i s t r yi sb u i l da c c o r d i n gt oi t t h i ss t r a t e g yu s e sm e t as e r v i c e 嬲t h ei n d u s t r ys t a n d a r dt on o r m a l i z es e r v i c e r e g i s t e ri n f o r m a t i o n i nt h i ss t r a t e g ys e r v i c ep r o v i d e ri sp e r m i t t e da l s ot os u b m i t a d d i t i o n a li n f o r m a t i o na b o u ts e r v i c ew i t h o u ti nm e t as e r v i c es t a n d a r d , s u c h 勰s e n d c e a d v e r t i s e m e n t ( 4 ) a na u t o m a t i cg e n e r a t i o na l g o r i t h mf o rs m a r t f l o wi sp r o v i d e d , w h i c hi sa w o n d e r f u li d e a lt or e s o l v eak e yp r o b l e mo f t h i sa r t i c l e u s i n gt h i sa l g o r i t h mm e t af l o wm o d e lb a s e do nm a r k o vd e c i s i o np r o c e s s e s ( m d p ) i ns m a r t f l o wg e n e r a t e sm e t af l o wa c c o r d i n gt ou s e fp r e f e r e n c e a n dt h i sm o d e l u p d a t e s i t s e l fb a s eo np r o b a b i l i t yw h i c hi sm o r ea d e p tt ot h es t o c h a s t i ca n d s o p h i s t i c a t e ds e r v i c eo r i e n t e de n v i r o n m e n t f u r t h e r m o r e , ae v a l u a t i o na n ds e l e c t i o n a l g o r i t h mi ng l o b a lv i e wb a s e do ng e n e t i ca l g o r i t h m si sp r e s e n t e dt om a t c hm e t sf l o w t os m a r t f l o wi t i sm o r es i m p l e ，p r a c t i c a la n dr e l i a b l et od i v i d ew h o l ep r o c e s so f s m a r 棚o wg e n e r a t i o ni n t ot w o s t e p s ：m e t a f l o wg e n e r a t i o na n ds m a r t f l o w t r a n s f o r n l a t i o n v i i 山东大学博士学位论文 ( 5 ) af r i e n d l ys m a r t f l o we n g i n ei sd e s i g n e d ，a n d t h es m a r t f l o we x e c u t ep r o c e s si s m o r ef r i e n d l yf o ru s e r sa c c o r d i n gt o s m a r t f l o ws h o w e rb e f o r ee x e c u t i o na n d s m a r t f l o w a l e r t i n ga f t e re x e c u 6 0 n ( 6 ) a ne v a l u a t i o nm e t h o df o rw 西s e r v i c e sa n ds m a r t f l o w i si n t r o d u c e d , a n dt h e e v a l u a t i o nr e s u l ti so n eo fi m p o r t a n ta c t o r sf o rs e r v i c es e l e c t i o na n dp l a t f o r ma d j u s t o r t h e s en o v e li d e a sa n dm e t h o d sh a v e b e e np r o v e di ni p v i t au s i n gs m a r t f l o wp a t t e r n ， w h i c hi n d i c a t eaw o n d e r f u lf u r i r ea b o u tn e wg e n e r a t i o n f l o w p a r e m i n s e r v i c e o r i e n t e di n t e r a c te n v i r o n m e n t s k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e ，p r o c e s s t e c h n o l o g y , s m a r t f l o wp a t t e r n ， s m a r t f l o w v i l l 原创性声明和关于论文使用授权的说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：菡生日期：塑丛丝：! f 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：煎望。导师签名： 山东大学博士学位论文 第一章绪论 本章作为本文的引子，引出了本文的研究背景，同时点明了本文研究的意义。 在本章中，本文介绍了跟本文相关的两种重要的技术w 曲服务和流程管理技 术。在概括了本文的内容和主要创新之后，本章列出了本文的组织结构。由于本 文所介绍的研究是一个相当庞大的系统，涉及若干计算机科学领域的研究，因此 本文并未在绪论部分详述本文借鉴的相关研究，在后面诸章中，相关研究将分门 别类的进行介绍。 1 1 研究背景 网络已经改变了人们的世界，并且正在产生更大的改变。互连网已经遍布人 们生活的各个角落，几乎任何传统的活动都可以在互联网上找到替代品。随着计 算机技术的不断发展，互联网能提供的优质服务已远远超出了先前的想象，人们 越来越喜欢从网络获取各种帮助，协助完成自己的任务。现在，人们可以在互联 网上购物交易、交流谈心、欣赏娱乐、浏览新闻等等，可以说“网络生活”的梦 想正在变成现实。 在功能越来越强大的同时，互联网上的网络应用也变得越来越庞大复杂。开 发、维护和运营一个网站是一个相当繁重的工作。以旅游网站为例，网站不但要 维护自身的功能如用户界面、信用安全，自身业务等复杂的工作，还要负责与客 票、宾馆、景区等形式各异的外部信息进行通讯，这大大增加了网站的运营成本。 w 曲服务的出现为互联网应用提供了一个难得的机遇。w 曲服务提供了一种 互联网应用之间互相自动的进行通讯的能力，借助这种能力，网络应用和服务商 之问的交流更加简单，使得网络应用为人们提供帮助的能力大大增强。网络应用 通过协调、组织、调用各个服务商提供的w e b 服务，可以很容易的为用户提供 更加强大的功能。但是组织这些w e b 服务不是简单的罗列各种w e b 服务，由于 各个w 曲服务之间存在着必然的联系，同时相似功能的w e b 服务之间还存在着 竞争，因此通常情况下，需要精心组织各种w e b 服务之间的调用关系。很多复 杂情况下，为了满足用户复杂的、个性化的需求，同时也为了更加有效的组织各 山东大学博士学位论文 个w e b 服务，网络应用还需要按照流程组织各种w e b 服务，才能更好的满足用 户的需要，发挥w e b 服务的最大作用。在这种面向服务的互联网环境下，现有 的流程管理模式并不能很好的胜任这个任务，面l 临着巨大的挑战。 一方面，挑战来自用户的转变：流程模式由面向成熟规范的企业用户，渐渐 转为面向数目巨大、个性各异的普通互联网用户。通常企业中的业务流程相对比 较成熟、规范，对其的需求比较明确、稳定，这种情况下事先由专家定制一个适 合业务需要的流程是很合理的，这也是工作流模式的处理方式。但是当这种流程 模式直接面向普通用户的时候，情况就不同了：普通用户的数目众多、层次不一， 常常提出个性化的要求，定制统一的流程已经无法满足众多的个性化要求，而为 每一个个性化要求单独定制流程也不现实。另外，如何提交用户需求也有了新的 要求，当面向企业用户时，这通常不是一个计算机处理的问题：但是当面向普通 用户时，必须设计一个友好、智能的交互工具，用来获取、规范、分析用户的需 求，这个交互工具应该有更加友好、灵活、智能的交互界面，并且可以自动规范 和分析用户提出的需求，理解用户需求中真正的含义。 另一方面，挑战还来自流程中任务完成者的改变。传统的流程模式中，任务 多由事先编写好的程序单元或者企业应用完成，多数情况下，确定的应用完成指 定的任务，服务于特定的流程。而在面向服务的互联网环境中，完成任务的主体 已经扩展到了互联网中所有满足要求的w 曲服务，这时情况就发生了变化：w 曲 服务的数量呈现爆炸式增长，相同或相似功能的服务之间正在出现竞争，这时需 要更加智能的流程模式来为每个任务选择一个合适的服务；很长时间内，服务之 间都无法达成业务层面的统一标准，因此即使是完成相同功能的服务，也会由于 提供商的不同而导致操作完全不同，这需要更加灵活、智能的方式自动查找满足 用户需要的服务，并且自动处理服务之间接1 2 1 的不一致；用户希望完成流程中各 个任务的服务互相配合，整体达到最优效果，而非仅仅为每个任务选择最合适的 服务。 在这种情况下，传统的流程模式尤其是工作流模式，很难应对这些挑战。由 于缺乏一种灵活、智能的流程模式，使用现有流程模式很难充分利用各种已经存 在的w e b 服务，快速的建立新的网络应用。在当前情况下，w 曲服务只是充当 两个固定的网络应用间交互信息的通道，w 曲服务技术当初的美好设想无法实 2 山东大学博士学位论文 现。当前，w e b 服务面对的尴尬局面如图1 1 所示，由于缺乏一种组织、协调 w e b 服务的新型流程模式，w e b 服务的作用和能力大大折扣，由于未能达到提 出时的设想，w e b 服务技术正在受到人们的质疑。 图1 1w e b 服务面对的尴尬局面 在面向服务的互联网环境中，迫切需要一种更加灵活、更加智能、更加敏捷 的新型流程模式，因此，本文提出了一种新型的流程模式一一智能流程 ( s m a r t f l o w ) 模式。在s m a r t f l o w 模式中，流程不再由专家或用户事先定制，而 是根据用户需求自动生成：流程的完成者不再是指定的服务，而是根据用户需求 自动选择；一个流程不再为众多用户服务，而是服务于指定的用户，充分体现个 性化；个流程模型中不再有多个流程实例同时运行，而是有少量甚至只有一个 流程实例；流程模型不再长久有效，执行完毕后就被抛弃；流程模型不再是面面 俱到的复杂模型，相对更加简洁快捷。这种新的流程模式使计算机支持的流程管 理技术融合在人们的生活中，成为人们正常生活的一部分，让人们体会不到它的 存在，追求一种“去流程化”。因此，在支持s m a r t f l o w 模式的网络应用中，如 图12 所示，即使是首次接触的新手，也能获得满意的服务，这正是用户和网络 应用共同追求的梦想。 山y f i 大学博士学位论文 图1 2s m a r t f l o w 出现后的欣喜局面 实现s m a r f f l o w 模式是一个复杂的工作，涉及到流程管理、语义技术、人工 智能、人机交互、用户预测、数据分析与挖掘、知识管理等多个领域的知识，本 文将针对s m a r t f l o w 模式中的各个难题，逐一提出解决方案，这些方案将在后面 几章中详细介绍。 s m a r f f l o w 模式具有巨大的理论价值，它对流程管理技术、人机交互技术、 语义与知识管理、计算机智能等领域均具有巨大的借鉴意义：此外，s m a r t f l o w 模式还拥有广泛的应用前景，使用s m a r t f l o w 模式的网络应用，可以最大限度的 利用已有的w e b 服务，减轻开发和维护的成本，