专利名称：云制造环境中基于资源约束的服务选取方法
技术领域：
本发明属于系统软件集成领域，涉及云制造环境下对制造资源的一种服务选取技术，具体涉及一种云制造环境中基于资源约束的服务选取方法。
背景技术：
云制造是云计算中的一个分支领域，是面向企业协同制造的云环境。其中，资源主要关注的是制造资源。制造资源是指完成产品整个生命周期的所有生产活动的软、硬件元素，包括了设计、制造、维护等相关活动过程中涉及的所有元素，制造资源的表现形式就是能提供制造资源的Web服务。制造资源的虚拟化技术在云制造环境下有其独特性，不能忽略业务因素。资源服务化技术的核心就是制造资源选取。云制造平台就是通过集成和信息化这些制造资源，并通过虚拟化技术实现云制造过程管理。但目前，在现有技术中，云计算多侧重云存储方面，云制造方面的研究刚刚起步。同类产品目前主要包括集团企业的云制造平台、中小企业的云制造平台等等，而且大多处于探索阶段。在此类服务平台上，服务选取的方法目前多数都是采用难以准确获取的服务质量信息，如服务响应时间、服务可用性等。而且在协同制造领域，基于SOA(Service-Oriented Architecture)的企业应用软件行业特征明显,大多是为了支持企业的某项业务，服务的功能基本不通用，很难形成有规模的候选服务群，常规的基于服务质量的服务选取方法在云制造虚拟化的设计方法上面临困境。
发明内容
本发明的目的在于克服传统服务选取方法的不足，提供一种既提高服务选取效率，又能提高所选服务的可用性的云制造环境中基于资源约束的服务选取方法，解决云制造资源服务化的关键性核心技术难题，使得协同制造领域的云计算-云制造能尽快地平台化，为云计算领域中新兴的制造云提供资源服务化的核心技术解决途径，也为服务选取提供优化手段，实现平台实用化、规模化。其技术方案为一种云制造环境中基于资源约束的服务选取方法，包括以下步骤I)形式化资源为元数据模型描述资源元数据模型，云制造平台提供虚拟资源维护功能，要求企业用户提供如下信息资源基本信息、提供商信息、填加资源属性、填加资源总数、资源单位、资源价格信息；虚拟资源搜索用于协助对资源的维护用户选择资源类型，填写关键字，点击搜索，搜索资源，系统根据用户输入的关键字，进行切词，搜索标签或名称含有关键字的资源，按照使用次数进行倒序排序，返回给用户，根据资源信息在平台的存放情况不同，分为普通资源、常用资源、外部资源，针对每一种资源的搜索方式有所区别，普通资源搜索是直接在资源池中搜索，而外部资源搜索必须调用每一个企业提供的Web服务进行搜索，然后将结果综合，返回给用户，常用资源搜索则取自于常用资源池；
2)形式化资源约束模型，资源模型采用关系表达式和逻辑表达式的形式描述成XML格式，其中包括了表达式本身、表达式中变量的出处信息；3)注册资源元数据模型和资源约束模型，经过步骤I)、步骤2)，分别形成RMeta.xml和RConstraint. xml两个文件，并部署 到服务平台目录XXXResource中，XXX为企业账户，该目录存放该企业的资源元数据模型和约束模型；4)资源服务有效性检测基于资源元数据模型和资源约束模型的描述，在服务运行阶段，采用算法进行服务有效性检测，算法步骤如下定义资源约束若服务Sj在执行前必须满足约束P (Si. R) = TRUE,则称服务Sj依据约束P依赖于服务Si产生的资源R，简称为服务的资源约束，记作P (Si. D) — S」。若不存在服务Si, D为公共资源，即服务S」依据约束P依赖于公共数据D ；定义有效资源集对资源约束P (Si. D) — Sj，如果服务Sj执行之前服务Si的资源Si. D已经注册到服务平台，称Si. D为有效资源集合，记为Available (Si. D) = TRUE，有效资源集清楚地区分了资源的特征和值之间的关系，即只有资源集被服务执行产生后，才能用于后序服务的资源约束满足性的判断，才能生效；检测服务的资源约束满足性算法SrvAvailable，输入服务S以及S需满足的资源约束集P，输出P是否得到满足，即TRUE或者FALSE，算法思路对资源约束集P中的所有关系表达式或逻辑表达式的值进行检测，同时考虑表达式中的资源均为有效资源，若全部为真，则认定该服务S的资源约束已得到满足，否则，不满足；服务动态组合时的有效性检测算法PostSrvAvailable,算法PostSrvAvailable适用于服务的时序组合(即服务工作流)情况，主动检测约束的满足性可提前预知待组合服务的有效性。算法输入某服务Si的后序节点集合及其对应的约束集的超集,输出所有约束集的资源约束满足性，算法思路根据对工作流模型图进行深度优先搜索，通过引入资源约束模型，逐路径检测后序服务节点对应的资源约束的满足性(算法SrvAvailable)，检测到结果为FALSE的关系表达式或逻辑表达式，表明此路径存在不满足资源约束的服务节占.5)资源选取包括直接选取和服务工作流的动态选取与组合，无论哪种情形，均根据步骤4)形成的检测算法选取服务。进一步优选，步骤I)中所述的具体搜索过程如下A定义一个共同的搜索接口，在定义三个接口分别用来用户输入关键字或资源类别进行搜索、获取资源剩余数量、返回资源详细信息；B对于普通资源、常用资源、外部资源这三类资源，分别定义三个类实现A中共同搜索接口，根据资源类型实现搜索功能；C定义三个针对具体搜索类的工厂类，创建对应的搜索类对象；D搜索大资源池，方法如下对用户的输入进行分词，最原始的分词采用空格为分隔符。如果用户输入词组或者长词组，则使用一种中文分词工具包进行分词，将用户选择的类别信息、分词所得的关键字作为条件，查询名称、标签中含有这些关键字的资源，将这些得到的资源按照一定的规则计算与用户输入条件的相似度，然后根据相似度进行排序，并返回结果；E搜索常用资源池，除搜索对象是常用资源池外，方法同D ;
F搜索外部资源，从共同搜索接口继承，执行其他节点提供的搜索服务。对每一个提供外部资源的个体均使用相同的方法，以UML做参数，实例化外部搜索接口，调用其中的搜索函数进行搜索，取得搜索结果；G将搜索结果整合，并按照相似度进行排序，返回。与现有技术相比，本发明的有益效果为(I)本发明提出的服务选取 方法，为云制造服务平台提供了资源选取的具体方法以及技术实现步骤，可为资源服务化的实现提供最为关键的方法；(2)本发明摒弃了传统的基于QoS的服务选取方法存在的弊端，不依赖于候选服务集，在候选服务少的情况下仍可使用；(3)本发明进一步从系统中分离了资源描述以及资源约束描述，并描述成模型注册到服务平台，这种结构的改进使约束满足性的检测成为现实，进而可检测资源服务组合的有效性，可提高企业应用集成的效率，并具有很高的灵活性。
图I是本发明云制造平台中基于资源约束的服务选取方法结构图；图2是本发明基于资源约束的服务选取方法主体流程图；图3是本发明资源搜索方法的主体流程图；图4是本发明算法SrvAvailable的流程图；图5是本发明算法PostSrvAvailable的流程图。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细地说明。参照图1，本实施例就是一个中小企业云制造服务平台。该平台核心部件包括资源虚拟化管理、虚拟资源配置、资源服务化管理、服务注册管理、工作流模型设计工具、过程监控器。本发明的资源选取方法用于资源服务化管理，实施过程要点如下第一，用XML描述资源和资源约束。I.制造资源描述格式a)资源基本信息(必要信息)
权利要求
1.一种云制造环境中基于资源约束的服务选取方法，其特征在于，包括以下步骤 1)形式化资源为元数据模型描述资源元数据模型，云制造平台提供虚拟资源维护功能，要求企业用户提供如下信息资源基本信息、提供商信息、填加资源属性、填加资源总数、资源单位、资源价格信息； 虚拟资源搜索用于协助对资源的维护用户选择资源类型，填写关键字，点击搜索，搜索资源，系统根据用户输入的关键字，进行切词，搜索标签或名称含有关键字的资源，按照使用次数进行倒序排序，返回给用户，根据资源信息在平台的存放情况不同，分为普通资源、常用资源、外部资源，针对每一种资源的搜索方式有所区别，普通资源搜索是直接在资源池中搜索，而外部资源搜索必须调用每一个企业提供的Web服务进行搜索，然后将结果综合，返回给用户，常用资源搜索则取自于常用资源池； 2)形式化资源约束模型，资源模型采用关系表达式和逻辑表达式的形式描述成XML格式，其中包括了表达式本身、表达式中变量的出处信息； 3)注册资源元数据模型和资源约束模型，经过步骤I)、步骤2)，分别形成RMeta.xml和RConstraint. xml两个文件，并部署到服务平台目录XXXResource中，XXX为企业账户，该目录存放该企业的资源元数据模型和约束模型； 4)资源服务有效性检测基于资源元数据模型和资源约束模型的描述，在服务运行阶段，采用算法进行服务有效性检测，算法步骤如下 定义资源约束若服务S」在执行前必须满足约束P (Si. R) = TRUE,则称服务S」依据约束P依赖于服务Si产生的资源R，简称为服务的资源约束，记作P (Si. D) — S」。若不存在服务Si, D为公共资源，即服务Si依据约束P依赖于公共数据D ； 定义有效资源集对资源约束P (Si. D) — Sj，如果服务Sj执行之前服务Si的资源Si. D已经注册到服务平台，称Si. D为有效资源集合，记为Available (Si. D) = TRUE，有效资源集清楚地区分了资源的特征和值之间的关系，即只有资源集被服务执行产生后，才能用于后序服务的资源约束满足性的判断，才能生效； 检测服务的资源约束满足性算法SrvAvailable，输入服务S以及S需满足的资源约束集P，输出P是否得到满足，即TRUE或者FALSE，算法思路对资源约束集P中的所有关系表达式或逻辑表达式的值进行检测，同时考虑表达式中的资源均为有效资源，若全部为真，则认定该服务S的资源约束已得到满足，否则，不满足； 服务动态组合时的有效性检测算法PostSrvAvailable,算法PostSrvAvailable适用于服务的时序组合(即服务工作流)情况，主动检测约束的满足性可提前预知待组合服务的有效性。算法输入某服务Si的后序节点集合及其对应的约束集的超集，输出所有约束集的资源约束满足性，算法思路根据对工作流模型图进行深度优先搜索，通过引入资源约束模型，逐路径检测后序服务节点对应的资源约束的满足性(算法SrvAvailable)，检测到结果为FALSE的关系表达式或逻辑表达式，表明此路径存在不满足资源约束的服务节点； 5)资源选取包括直接选取和服务工作流的动态选取与组合，无论哪种情形，均根据步骤4)形成的检测算法选取服务。
2.根据权利要求I所述的云制造环境中基于资源约束的服务选取方法，其特征在于，步骤I)中所述的具体搜索过程如下A定义一个共同的搜索接口，在定义三个接口分别用来用户输入关键字或资源类别进行搜索、获取资源剩余数量、返回资源详细信息； B对于普通资源、常用资源、外部资源这三类资源，分别定义三个类实现A中共同搜索接口，根据资源类型实现搜索功能； C定义三个针对具体搜索类的工厂类，创建对应的搜索类对象； D搜索大资源池，方法如下对用户的输入进行分词，最原始的分词采用空格为分隔符。如果用户输入词组或者长词组，则使用一种中文分词工具包进行分词，将用户选择的类别信息、分词所得的关键字作为条件，查询名称、标签中含有这些关键字的资源，将这些得到的资源按照一定的规则计算与用户输入条件的相似度，然后根据相似度进行排序，并返回结果； E搜索常用资源池，除搜索对象是常用资源池外，方法同D ； F搜索外部资源，从共同搜索接口继承，执行其他节点提供的搜索服务。对每一个提供外部资源的个体均使用相同的方法，以UML做参数，实例化外部搜索接口，调用其中的搜索函数进行搜索，取得搜索结果； G将搜索结果整合，并按照相似度进行排序，返回。
全文摘要
本发明公开了一种云制造环境中基于资源约束的服务选取方法，首先要对企业资源形式化，并以元数据形式存储为XML格式，形成资源元数据模型；将资源约束形式化，并以关系表达式、逻辑表达式的形式描述成XML格式，形成资源约束模型；把资源元数据模型、资源约束模型注册到云制造服务平台上，作为资源池配置的一项，工作流运行时，即开始了企业的管理、企业间的交互，此时工作流引擎通过读取工作流模型，即可获取资源约束模板，并结合运行时企业注册的资源元数据，对所有资源约束进行满足性检测；检测结果可用于资源服务的有效性识别，作为服务选取的直接依据。本发明可提高企业应用集成的效率，并具有很高的灵活性。
文档编号H04L29/08GK102664915SQ20121007864
公开日2012年9月12日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者张帅, 李海波, 梁梦夏, 陈艳秋 申请人:李海波