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隨著企業(yè)信息化的普及和現(xiàn)代服務(wù)產(chǎn)業(yè)的興起, 一成不變的業(yè)務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法使倉(cāng)儲(chǔ)物流企業(yè)適應(yīng)業(yè)務(wù)流程具有重復(fù)性、復(fù)雜性、靈活性、多變性等特點(diǎn)的倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè), 也無(wú)法使其滿足客戶“需要什么”, 倉(cāng)儲(chǔ)就“提供什么”的要求。

面對(duì)客戶提出的個(gè)性化需求, 首先要對(duì)其進(jìn)行形式化的描述和表達(dá), 確定每個(gè)需求所屬的任務(wù), 并建立需求和任務(wù)與服務(wù)的映射關(guān)系, 根據(jù)需求和任務(wù)發(fā)現(xiàn)可用的候選服務(wù), 根據(jù)一定的規(guī)則和約束選擇服務(wù)。通過(guò)分析倉(cāng)儲(chǔ)物流中心的業(yè)務(wù)可以發(fā)現(xiàn), 倉(cāng)儲(chǔ)中心的任務(wù)分為面向客戶的任務(wù), 例如入庫(kù), 出庫(kù), 運(yùn)輸, 裝卸等和內(nèi)部管理任務(wù), 例如記賬, 調(diào)撥, 盤(pán)點(diǎn)等。客戶提出的個(gè)性化需求只是針對(duì)面向客戶的任務(wù), 而且客戶可以自由的選擇此倉(cāng)儲(chǔ)物流中心提供的其中的一個(gè)或幾個(gè)任務(wù), 即任務(wù)需求個(gè)性化。同時(shí)針對(duì)選擇的每個(gè)任務(wù)提出在任務(wù)完成過(guò)程中需要滿足的功能約束, 即過(guò)程需求個(gè)性化。

具體到服務(wù)模型上, 客戶提出的個(gè)性化需求會(huì)包括功能約束和服務(wù)質(zhì)量Qo S約束, 倉(cāng)儲(chǔ)中心需要根據(jù)客戶表達(dá)的需求分離出這兩種約束, 并進(jìn)行形式化描述。根據(jù)形式化的功能約束查找相應(yīng)符合條件的服務(wù), 得到候選服務(wù)集。同時(shí)根據(jù)形式化的Qo S約束在候選服務(wù)集中選擇出最能滿足Qo S約束的服務(wù), 形成選定服務(wù)集。對(duì)選定的服務(wù)進(jìn)行服務(wù)組合, 形成可執(zhí)行的服務(wù)模型, 從而使客戶的個(gè)性化需求在運(yùn)行過(guò)程中得到滿足。

客戶個(gè)性化需求模型中涉及到倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域的各種術(shù)語(yǔ), 明確兩個(gè)術(shù)語(yǔ)之間的相似程度, 從而度量相關(guān)服務(wù)與我們所需服務(wù)的相似程度, 我們首先需要構(gòu)建倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域的個(gè)性化需求主題樹(shù)。

本文采用自頂向下的方法構(gòu)建這種概念層次體系, 先將每個(gè)任務(wù)可能出現(xiàn)個(gè)性化需求的屬性列出來(lái), 然后再分別針對(duì)每個(gè)屬性列出常見(jiàn)的需求值。如圖2, 入庫(kù)任務(wù)可能涉及到個(gè)性化需求的屬性有貨物類(lèi)別, 貨物價(jià)值等等, 而根據(jù)以往歷史數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)針對(duì)每個(gè)屬性列出客戶提出的常見(jiàn)的需求值或此屬性全部取值。

圖2 入庫(kù)任務(wù)主題樹(shù)  下載原圖

構(gòu)建好倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域的個(gè)性化需求主題樹(shù)后, 則要定義基于此主題樹(shù)計(jì)算概念相似度的方法, 本文計(jì)算概念相似度采用文獻(xiàn)提出的方法:, 其中, n是術(shù)語(yǔ)t1和t2在主題樹(shù)層次中所具有的最大深度, θá是權(quán)重, 可簡(jiǎn)單的取取值定義如下, 

例如, 。

客戶的各種個(gè)性化需求都是針對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)中心的任務(wù)提出的, 因而定義個(gè)性化需求的描述模式為一個(gè)二元組Requirement:=<Task, Constraint>, 其中Task是此個(gè)性化需求對(duì)應(yīng)的倉(cāng)儲(chǔ)中心的任務(wù), 對(duì)于功能性需求來(lái)說(shuō), Constraint是一個(gè)三元組Constraint:=<Attribute, Value, Weight>, 其中Attribute是屬性名稱(chēng), Value是屬性值, Weight是此約束的權(quán)重, 權(quán)重的取值范圍為[0, 1]。客戶除了會(huì)提出與倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域任務(wù)相關(guān)的功能性需求外, 還會(huì)提出一些服務(wù)質(zhì)量的約束, 比如對(duì)于服務(wù)客戶更看重的是其完整性還是安全性。對(duì)于非功能性需求來(lái)說(shuō), Constraint是一個(gè)二元組Constraint:=<P, W>, 其中P代表質(zhì)量參數(shù), 如可用性, 可靠性等, W代表權(quán)值。每一個(gè)質(zhì)量參數(shù)對(duì)應(yīng)著一個(gè)權(quán)值, 客戶根據(jù)自身情況給出相應(yīng)的質(zhì)量參數(shù)的權(quán)值, 用來(lái)表達(dá)該參數(shù)對(duì)于客戶的重要性。

在面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)中, Web服務(wù)描述被認(rèn)為是服務(wù)提供者和請(qǐng)求者的一種約定。因而將服務(wù)描述模型定義為WS:=<G, F>, 其中G為服務(wù)功能描述, F為非功能描述即服務(wù)質(zhì)量描述?？蛻魝€(gè)性化需求提出的服務(wù)的功能約束, 要滿足客戶要求則要進(jìn)行功能約束的匹配;在選定的候選服務(wù)集中可以根據(jù)非功能約束即服務(wù)質(zhì)量選擇一個(gè)特定的服務(wù), 從而此服務(wù)既滿足客戶的功能性需求同時(shí)滿足非功能性約束。

以上個(gè)性化需求模型中我們已經(jīng)針對(duì)每個(gè)任務(wù)提取出客戶對(duì)于此任務(wù)的一系列約束, 首先根據(jù)任務(wù)關(guān)鍵字進(jìn)行關(guān)鍵字搜索, 對(duì)服務(wù)注冊(cè)信息進(jìn)行關(guān)鍵詞的精確匹配來(lái)發(fā)現(xiàn)可以完成此任務(wù)的服務(wù), 然后從已經(jīng)進(jìn)行了任務(wù)匹配的服務(wù)中發(fā)現(xiàn)符合功能性約束的候選服務(wù)。抽象客戶的功能性約束為向量R={ (a1, v1, w1) , (a2, v2, w2) , …., (ai, vi, wi) , …..}, ai代表屬性名, vi代表屬性值, wi代表約束的權(quán)值。對(duì)于服務(wù)描述模型中功能性描述則可以抽象為向量G={t1, t2……, tj, ……}, tj代表一系列特征值。在WSDL中, 基本功能描述采用元素<serviee Name>和<text Deseription>分別定義Web服務(wù)名稱(chēng)和文本描述, 對(duì)元素<serviee Name>和<text Deseription>中的內(nèi)容進(jìn)行抽取, 得到描述性信息, 接著采用分詞軟件對(duì)基本描述進(jìn)行特征項(xiàng)提取;或者倉(cāng)儲(chǔ)物流中心在實(shí)現(xiàn)服務(wù)構(gòu)件時(shí)統(tǒng)一的按照某種格式進(jìn)行服務(wù)文本描述, 這樣只要抽取出WSDL中的<text Deseription>元素, 同樣按照某種格式進(jìn)行分割就可以得到一系列的特征值。設(shè)定一個(gè)閾值ε, 通過(guò)判定是否大于閾值來(lái)選擇服務(wù)。如果相似度大于閾值, 則認(rèn)為該Web服務(wù)滿足用戶的需求, 加入到候選服務(wù)集。假設(shè)針對(duì)某一任務(wù)的功能需求約束有m項(xiàng), 某一服務(wù)的特征值有n項(xiàng), 則定義相似函數(shù)為, 其中sim (aá, t?) 和sim (bá, t) ?皆可利用基于主題樹(shù)的概念相似度計(jì)算方法計(jì)算出來(lái)。

算法描述:

Step1.得到客戶的個(gè)性化需求, 按照以上定義的需求描述方法, 形式化的描述客戶的個(gè)性化需求。

Step2.利用任務(wù)關(guān)鍵字查詢, 查找此任務(wù)的相關(guān)服務(wù)。

Step3.對(duì)利用任務(wù)關(guān)鍵字查找出的服務(wù)進(jìn)行特征值提取, 并向量化特征值, 同時(shí)向量化個(gè)性化需求。

Step4.設(shè)定閾值ε, 利用以上定義的相似度函數(shù), 計(jì)算服務(wù)相似度, 將大于閾值的服務(wù)記錄到候選服務(wù)集中。

假設(shè)客戶的個(gè)性化需求為Requirement:=<入庫(kù), { (貨物價(jià)值, 高, 1) , (堆放方式, 貨架存放, 1) , (保管方式, 密封, 0.8) }>, 利用任務(wù)關(guān)鍵字入庫(kù)進(jìn)行查詢, 查找得出入庫(kù)任務(wù)的相關(guān)服務(wù)5個(gè), 編號(hào)為sá, s?, s?, s??s?, 其特征值如下表:

向量化客戶功能約束倉(cāng)儲(chǔ), R={ (貨物價(jià)值, 高, 1) , (堆放方式, 貨架存放, 1) , (保管方式, 密封, 0.8) }, 向量化特征值, 例如S1:G={貨物類(lèi)別, 水產(chǎn), 溫度, 冷凍, 包裝方式, 袋裝}。計(jì)算服務(wù)相似度, S1:Sim (R, G) =2.1;S2:Sim (R, G) =2.35;S3:Sim (R, G) =2.74;S4:Sim (R, G) =2.28;S5:Sim (R, G) =2.71。設(shè)定閾值ε=2.5, 則候選服務(wù)集中有服務(wù)s3, s5。

通過(guò)數(shù)據(jù)模擬可以發(fā)現(xiàn), 此算法還是可以很好的將符合功能性約束條件的服務(wù)篩選出來(lái), 而且符合程度也可以體現(xiàn)在最后的相似度值上, 這樣, 如果客戶只要求最好的達(dá)到功能性約束要求, 而未提出有關(guān)服務(wù)質(zhì)量的約束, 則候選服務(wù)集中相似度值最大的服務(wù)即為選定服務(wù)。

客戶在要求倉(cāng)儲(chǔ)中心提供的服務(wù)滿足其功能性需求的同時(shí), 還會(huì)提出相關(guān)的服務(wù)質(zhì)量的約束。根據(jù)以上服務(wù)描述模型WS:=<G, F>, F為非功能描述即服務(wù)質(zhì)量描述。本文采用的服務(wù)選擇模型是對(duì)文獻(xiàn)的算法模型進(jìn)行的改進(jìn), 假設(shè)候選服務(wù)集中存在n個(gè)符合功能性需求的web服務(wù), 每一個(gè)服務(wù)都具有m個(gè)質(zhì)量參數(shù)q1, q2, ……, qm, 每個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)權(quán)值。有些服務(wù)質(zhì)量參數(shù), 例如吞吐量、可靠性等, 它們的值越大說(shuō)明服務(wù)質(zhì)量越好, 我們稱(chēng)之為正向參數(shù);而對(duì)于另外一些參數(shù)如響應(yīng)時(shí)間等, 它們的值越小代表服務(wù)質(zhì)量越好, 我們稱(chēng)之為反向參數(shù)。設(shè)max是Qo S的參數(shù)的最大值。通過(guò)用max減去每個(gè)反向參數(shù), 將反向參數(shù)轉(zhuǎn)化為正向參數(shù)。

由于不同的服務(wù)參數(shù), 其取值范圍很是不同的, 我們通過(guò)每個(gè)參數(shù)值都除以候選服務(wù)集中所有服務(wù)在該參數(shù)上的平均值, 來(lái)降低某個(gè)參數(shù)值特別大對(duì)最后服務(wù)質(zhì)量的計(jì)算精確性產(chǎn)生影響。因此定義服務(wù)質(zhì)量度量函數(shù)為

其中q1, q2, ql為正向參數(shù), ql+1, ql+2, ……qm為反向參數(shù), wi為qi的權(quán)值。是候選服務(wù)集中所有服務(wù)在質(zhì)量參數(shù)i和質(zhì)量參數(shù)j上的平均值。

根據(jù)以上定義的服務(wù)質(zhì)量度量函數(shù)計(jì)算候選服務(wù)集中所有服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量, 選取服務(wù)質(zhì)量度量函數(shù)值最大的服務(wù)為最終完成此任務(wù)的服務(wù), 從而完成了服務(wù)選擇。

本文以倉(cāng)儲(chǔ)物流中心為應(yīng)用背景, 建立支持個(gè)性化服務(wù)匹配的倉(cāng)儲(chǔ)物流中心系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖, 如圖3所示:

圖3 倉(cāng)儲(chǔ)物流中心系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖  下載原圖

構(gòu)建構(gòu)件庫(kù)首先要獲取構(gòu)件。將倉(cāng)儲(chǔ)物流中心能夠提供的服務(wù)構(gòu)件全部存儲(chǔ)在服務(wù)層的構(gòu)件庫(kù)中, 并封裝為服務(wù)。管理層是支撐整個(gè)框架正常運(yùn)行最為關(guān)鍵的部分, 包括服務(wù)組合、服務(wù)選擇、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)注冊(cè)四大功能。服務(wù)發(fā)現(xiàn)根據(jù)約束條件發(fā)現(xiàn)服務(wù)加入到候選服務(wù)集, 服務(wù)選擇在候選服務(wù)集中根據(jù)約束選定服務(wù), 構(gòu)成選定服務(wù)集。應(yīng)用層中將選定的服務(wù)通過(guò)組合和編排成一個(gè)業(yè)務(wù)流程, 從而作為單獨(dú)的應(yīng)用程序而使用, 最后在表示層各客戶通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)物流中心企業(yè)門(mén)戶調(diào)用相應(yīng)業(yè)務(wù)流程, 進(jìn)而調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)。

本文分析了倉(cāng)儲(chǔ)物流中心的業(yè)務(wù), 建立了個(gè)性化需求的形式化描述模型, 提出了倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域個(gè)性化需求主題樹(shù)的構(gòu)建方法及基于主題樹(shù)的概念相似度計(jì)算方法, 定義了需求與服務(wù)的相似函數(shù), 提出了基于功能性需求約束的個(gè)性化服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法并進(jìn)行了數(shù)據(jù)驗(yàn)證, 然后研究了對(duì)于滿足功能約束的服務(wù)如何根據(jù)非功能約束進(jìn)行篩選, 即基于服務(wù)質(zhì)量的個(gè)性化服務(wù)選擇方法, 最后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了支持個(gè)性化服務(wù)匹配的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn):本文針對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)務(wù), 提出了可以滿足客戶個(gè)性化需求的服務(wù)匹配方法, 將普通的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)選擇算法應(yīng)用到倉(cāng)儲(chǔ)物流個(gè)性化服務(wù)領(lǐng)域, 并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了相關(guān)的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng), 提高倉(cāng)儲(chǔ)物流中心的服務(wù)能力和客戶的滿意度。