[論文レビュー] A multi-criteria service selection algorithm for business process requirements

Sophea Chhun, Chantal Cherifi+2 more|arXiv (Cornell University)|May 15, 2015

Service-Oriented Architecture and Web Services参考文献 22被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、インスタンスベースのオントロジー整合を介してWebサービスオントロジー（WSOnto）とBPMN 2.0ベースのビジネスプロセスを統合する、多基準サービス選択アルゴリズムを提案する。機能的特性、サービス品質（QoS）値、およびその時間的変動を考慮することで、ビジネスプロセス要件を満たす正確で文脈に適応したWebサービスのランク付けを可能にし、時間の経過とともに選択精度を向上させる。

ABSTRACT

The selection of the most appropriate Web services to realize business tasks still remain an open issue. We propose a multi-criteria algorithm for efficient service selection. Web services and their QoS values are stored in a Web service ontology (WSOnto) and business processes are modeled with the BPMN2.0 specifications. Our algorithm performs an instance-based ontology matching between the WSOnto and the business process ontology. The business context, functional properties and QoS values of Web services are considered. The algorithm computes the variation of QoS values over times. This strategy allows better accurate Web services ranking relevant to a user's request.

研究の動機と目的

• 複雑で動的な要件下でのビジネスプロセス向け最適Webサービスの選択という課題に対処する。
• 機能的、非機能的（QoS）、および文脈的サービス属性を統合的な選択フレームワークに統合する。
• QoS値の時間的変動をモデル化することで、正確なサービスランク付けを実現する。
• ビジネスプロセスモデル（BPMN 2.0）とWebサービスオントロジー（WSOnto）間の相互運用性を支援する。
• リアルタイムのQoSダイナミクスとビジネス文脈を組み込むことで、サービス選択の関連性を向上させる。

提案手法

• ビジネスプロセスをBPMN 2.0でモデル化し、機能的およびワークフロー段階の要件を捉える。
• ドメイン固有のWebサービスオントロジー（WSOnto）を用いてWebサービスおよびそのQoS属性を表現する。
• ビジネスプロセスオントロジーとWSOnto間のインスタンスベースのオントロジー整合を実施し、サービスとプロセスの意味論を一致させる。
• 機能的適合性、QoS指標（例：応答時間、可用性）および時間的QoSトレンドを統合した複合ランク関数に組み込む。
• 時間経過に伴う動的QoS変動を計算し、サービスの信頼性およびパフォーマンスの進化を反映する。
• 機能適合度、QoS値、時間的安定性の重み付き集約に基づいて候補サービスをランク付ける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして機能的および非機能的サービス特性を統合し、ビジネスプロセスのサービス選択を効果的に行えるか？
• RQ2 QoS値の時間的変動が、サービスランク付けの正確性をどの程度向上させられるか？
• RQ3 オントロジー統合は、ビジネスプロセスモデルとWebサービス記述の間の意味的ギャップをどのように埋め合わせるか？
• RQ4 ビジネス文脈は、選択されたサービスの関連性にどのような影響を与えるか？
• RQ5 実世界のビジネスシナリオにおいて、動的QoSモデリングは静的QoSベースの選択を上回るか？

主な発見

• 提案されたアルゴリズムは、時間的変動するQoSトレンドを組み込むことで、最適でないサービスの選択リスクを低減し、サービス選択の正確性を向上させる。
• インスタンスベースのオントロジー統合により、BPMN 2.0プロセスモデルとWSOntoサービス記述の間で効果的な意味的整合が達成される。
• 機能的要因、QoS、および文脈的要因を統合的なランク付けモデルに統合することで、関連性と正確性が向上する。
• 本手法は、変化するサービスパフォーマンスに動的に適応でき、リアルタイムのビジネスプロセス実行に適している。
• 実証的評価では、本アルゴリズムが、サービスの関連性および信頼性の観点で、従来の静的QoSベースの選択を上回ることが示された。