尤殿龍，申利民，，楊永濤

（1.燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，河北 秦皇島 066004；2.燕山大學(xué) 信息化處，河北 秦皇島 066004）

1 問題的提出

Web服務(wù)組合和云制造技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了制造資源的共享與協(xié)同，形成了不同粒度的網(wǎng)絡(luò)化制造服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了制造系統(tǒng)中資源服務(wù)的增值［1］。制造服務(wù)的資源共享和應(yīng)用過程是基于Web服務(wù)形成業(yè)務(wù)流的過程，其解決方案是動(dòng)態(tài)生成的，即先有業(yè)務(wù)流程、后有虛擬企業(yè)［2］。Web服務(wù)組合作為提高制造資源利用率、實(shí)現(xiàn)制造資源服務(wù)增值的關(guān)鍵途徑之一，對(duì)制造服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)施具有重要作用［3］。為適應(yīng)環(huán)境變化，持續(xù)滿足用戶需求，面向制造服務(wù)的 Web服務(wù)組合需要調(diào)整和演化［3－4］。Web服務(wù)組合演化主要從業(yè)務(wù)功能和服務(wù)性能兩方面開展，包括服務(wù)架構(gòu)、業(yè)務(wù)邏輯、會(huì)話協(xié)議、安全機(jī)制和通信規(guī)則等變化，其中，本文研究的業(yè)務(wù)流程演化關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯和規(guī)則，屬于功能演化，是 Web服務(wù)組合演化最基本的問題。

Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程演化指組合服務(wù)的業(yè)務(wù)流程結(jié)構(gòu)可以根據(jù)應(yīng)用需求和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，主要表現(xiàn)為其組件服務(wù)數(shù)目的可變性、結(jié)構(gòu)關(guān)系的可調(diào)節(jié)性與結(jié)構(gòu)形態(tài)的動(dòng)態(tài)可配置性［5］。面向Web服務(wù)的業(yè)務(wù)流程演化研究主要包括：①業(yè)務(wù)流程重組方法研究，如面向過程的資源組合方法和面向活動(dòng)的資源組合方法等［3］；②業(yè)務(wù)流程演化控制方法研究，包括工作流技術(shù)、Agent技術(shù)和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（P2P）技術(shù)等［6］；③業(yè)務(wù)流程重組建模方法研究，包括流程建模［7］和過程代數(shù)方法建模等［8］；④業(yè)務(wù)流程演化類型研究。演化類型是指按照Web服務(wù)組合交互規(guī)則、參與服務(wù)或業(yè)務(wù)流程的功能變化抽取出來的共通點(diǎn)［5］。

業(yè)務(wù)流程演化的分類方法是軟件演化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，但目前演化分類方法尚無一致的標(biāo)準(zhǔn)［9］（常見分類見相關(guān)工作部分）。當(dāng)前，針對(duì) Web服務(wù)組合（包括制造服務(wù)）業(yè)務(wù)流程演化方面的研究存在以下問題：①Web服務(wù)組合中的參與服務(wù)正從功能單一、粒度較小的原子服務(wù)向具有復(fù)雜業(yè)務(wù)流程和組件集成的大粒度服務(wù)發(fā)展。大粒度Web服務(wù)組合的演化若采用小粒度服務(wù)組合常用的節(jié)點(diǎn)替換的方法，將使得不受演化影響的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)也要參與其中，擴(kuò)大演化波及范圍，提升演化開銷［10］。②以往的Web服務(wù)組合演化研究主要是在服務(wù)編制層面，即演化發(fā)生在單個(gè)服務(wù)內(nèi)部，對(duì)外不可見、不影響全局，如單個(gè)服務(wù)的糾錯(cuò)和優(yōu)化等。服務(wù)編排層面的多個(gè)服務(wù)協(xié)同演化一直是Web服務(wù)組合演化的難題［11］。③服務(wù)編排層面的演化方法主要是根據(jù)服務(wù)編排協(xié)議對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行完全替換、狀態(tài)替換和路徑替換等，缺少在演化設(shè)計(jì)階段對(duì)演化實(shí)施方案的確定依據(jù)的分析和演化發(fā)生后變化細(xì)節(jié)的描述［12］。因此，服務(wù)編排層面的大粒度 Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程演化既是Web服務(wù)組合演化的難點(diǎn)，也是迫切需要解決的問題，而演化類型的判定是其中的研究重點(diǎn)之一。

服務(wù)組合的演化過程與演化類型密切相關(guān)。對(duì)Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程演化類型的判定可分以下幾種情況：①確定演化是否波及到參與服務(wù)，明確全局業(yè)務(wù)流程演化前后的變化狀態(tài)。例如：服務(wù)組合演化類型判定中的內(nèi)部式演化，表示演化沒有波及到伙伴服務(wù)。增值式演化、削減式演化和全局式演化表示演化波及到了伙伴服務(wù)；削減式演化表示原有業(yè)務(wù)流程的刪減；增值式演化增加了新的業(yè)務(wù)流程等；②確定演化過程是否伴隨著服務(wù)編排協(xié)議的調(diào)整。例如，內(nèi)部式演化和削減式演化原有的服務(wù)編排協(xié)議繼續(xù)有效，增值式演化和全局式演化需要修改服務(wù)編排協(xié)議；③得出單個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的演化類型，確定演化過程中需要調(diào)整的功能點(diǎn)，如組件和功能模塊等；④得出單個(gè)服務(wù)的演化類型，確定服務(wù)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的變化細(xì)節(jié)，如內(nèi)外業(yè)務(wù)流程的增加、刪除、修改、合并和分解等。

演化類型的判定可以發(fā)生在演化設(shè)計(jì)和演化發(fā)生以后的兩個(gè)階段：①在演化設(shè)計(jì)階段，根據(jù)演化發(fā)生前服務(wù)組合的業(yè)務(wù)邏輯和演化后的業(yè)務(wù)目標(biāo)，通過演化類型判定，可以確定哪些狀態(tài)節(jié)點(diǎn)、業(yè)務(wù)流程、參與服務(wù)需要調(diào)整，做出何種調(diào)整，明確狀態(tài)節(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系，減少邏輯沖突和降低業(yè)務(wù)流程錯(cuò)誤，以此作為確定一個(gè)低成本的、波及范圍小的演化實(shí)施方案的依據(jù)之一。例如，就服務(wù)組合層面演化而言，內(nèi)部式演化、削減式演化、增值式演化和全局式演化的演化成本依次遞增。增值式演化可以通過在擴(kuò)展原有服務(wù)編排協(xié)議的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的變化；削減式演化可以在原有服務(wù)編排協(xié)議不變的情況下，直接對(duì)各服務(wù)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程進(jìn)行刪減；②演化過程發(fā)生后（特別是動(dòng)態(tài)演化），在對(duì)演化結(jié)果不可知的情況下，可以運(yùn)用演化類型判定規(guī)則，通過監(jiān)聽狀態(tài)節(jié)點(diǎn)或參與服務(wù)的接口的外部可觀察行為，判定服務(wù)組合中的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)、業(yè)務(wù)流程或參與服務(wù)在演化前后發(fā)生了哪些變化，進(jìn)而通過演化日志記錄演化過程。

本文關(guān)注演化發(fā)生在服務(wù)編排層面時(shí)，大粒度Web服務(wù)組合（包括制造服務(wù)）業(yè)務(wù)流程演化類型的判定問題，即演化突破單個(gè)服務(wù)內(nèi)部，深入到伙伴服務(wù)中，演化過程伴隨服務(wù)編排協(xié)議的調(diào)整，需要伙伴服務(wù)協(xié)同參與。同時(shí)，將服務(wù)編制層面的演化看成服務(wù)編排層面演化的一個(gè)特例。針對(duì)Web服務(wù)組合演化類型的判定，運(yùn)用互模擬理論，從三個(gè)層面開展演化類型的判定（如圖1）：

（1）單個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)演化類型判定 狀態(tài)節(jié)點(diǎn)指服務(wù)內(nèi)由輸入動(dòng)作引起狀態(tài)變化的功能點(diǎn)，如構(gòu)件、功能模塊等。通過弱模擬和弱互模擬理論，將單個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)演化類型劃分為觀察等價(jià)、增值、削減和修改四類，并給出了判定規(guī)則。

（2）單個(gè)服務(wù)的演化類型判定 運(yùn)用強(qiáng)模擬和弱模擬理論，依據(jù)服務(wù)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程演化前后狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的變化，將單個(gè)服務(wù)演化類型分成基本動(dòng)作類型和復(fù)合動(dòng)作類型兩方面?；緞?dòng)作包括狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的增加、刪除和修改操作；復(fù)合動(dòng)作包括承接式合并、并行式合并、承接式分解和并行式分解四類，并給出了相應(yīng)的判定規(guī)則。

（3）服務(wù)組合演化類型的判定 運(yùn)用強(qiáng)模擬和弱模擬理論，根據(jù)全局業(yè)務(wù)流程在演化前后的變化，將Web服務(wù)組合演化類型劃分為內(nèi)部式、增值式、削減式和全局式演化四類，并給出了各自的判定規(guī)則。

Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程演化類型的判定是Web服務(wù)領(lǐng)域的一般性問題，研究成果主要適用于Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程功能性演化的類型判定。其中，面向制造服務(wù)的業(yè)務(wù)流程演化是Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程演化的重要應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)制造企業(yè)服務(wù)外包的特點(diǎn)，制造資源按照產(chǎn)品制造生命周期分為市場(chǎng)規(guī)劃、協(xié)同設(shè)計(jì)、第三方倉儲(chǔ)、精益生產(chǎn)、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)和物流7類［13］?；?Web服務(wù)的產(chǎn)品制造過程就是將產(chǎn)品制造生命周期中的上述類型通過服務(wù)加以描述，并以此構(gòu)建Web服務(wù)組合，進(jìn)而形成制造服務(wù)的全局業(yè)務(wù)流程。在制造服務(wù)領(lǐng)域，業(yè)務(wù)流程在功能上需要適時(shí)調(diào)整，以適應(yīng)需求變化。同時(shí)，作為Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程演化的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程演化類型的判定規(guī)則適用于制造服務(wù)的演化類型判定，且對(duì)開展制造領(lǐng)域服務(wù)演化的實(shí)施具有重要意義。

2 相關(guān)工作

演化類型研究是Web服務(wù)組合的重要研究領(lǐng)域，已經(jīng)取得了一系列研究成果。文獻(xiàn)［4］將服務(wù)演化分為靜態(tài)演化和動(dòng)態(tài)演化，靜態(tài)演化是利用一些演化操作對(duì)Web服務(wù)組合過程的定義進(jìn)行修改；動(dòng)態(tài)演化是指在運(yùn)行時(shí)刻對(duì)Web服務(wù)組合的過程定義進(jìn)行修改，使過程定義的變化動(dòng)態(tài)傳播到正在運(yùn)行的Web服務(wù)組合實(shí)例上。該分類是演化的最常見、最基本的分類形式，體現(xiàn)了演化實(shí)施過程中Web服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)，其中的動(dòng)態(tài)演化一直是學(xué)術(shù)界研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。文獻(xiàn)［9］提出了軟件服務(wù)的在線演化概念，認(rèn)為在線演化是在不中斷提供服務(wù)的前提下，自動(dòng)或借助外部動(dòng)態(tài)指導(dǎo)發(fā)生的軟件改變活動(dòng)，屬于動(dòng)態(tài)演化。

同時(shí)，按照演化的主動(dòng)性分為反應(yīng)型和前攝型，按照演化預(yù)期分為預(yù)期型和非預(yù)期型，按照自動(dòng)化程度分為自動(dòng)化的演化和人參與的交互式演化。該分類是按照演化活動(dòng)的外部特征分別從三個(gè)維度對(duì)演化類型進(jìn)行劃分，但沒有針對(duì)軟件服務(wù)的特定環(huán)節(jié)，如體系結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)邏輯和交互協(xié)議等給出演化實(shí)施細(xì)節(jié)。學(xué)術(shù)界將Web服務(wù)組合的動(dòng)態(tài)演化分為過程定義層（process definition level）演化和過程實(shí)例層（process instance level）演化兩類［4］。過程定義層演化需要替換相應(yīng)的 WS－CDL或業(yè)務(wù)過程執(zhí)行語 言 （Business Procedd Execution Language，BPEL）程序，演化影響到所有正在運(yùn)行中的Web服務(wù)組合實(shí)例；過程實(shí)例層演化只需要修改特定服務(wù)組合實(shí)例的過程定義，演化只影響到特定的服務(wù)組合實(shí)例［4］。

工業(yè)界從服務(wù)編制（orchestration）和服務(wù)編排（choreography）兩個(gè)層面來描述 Web服務(wù)組合［14］。服務(wù)編制描述Web服務(wù)組合的業(yè)務(wù)流程執(zhí)行；服務(wù)編排從全局視角描述服務(wù)間的交互協(xié)議，并以此協(xié)議為規(guī)約指導(dǎo)服務(wù)編制的實(shí)現(xiàn)［11］。與之相關(guān)的服務(wù)動(dòng)態(tài)演化也分為服務(wù)編制和服務(wù)編排兩個(gè)層面。服務(wù)編制層面的演化發(fā)生在單個(gè)服務(wù)內(nèi)部，對(duì)外不可見、不影響全局，如單個(gè)服務(wù)的糾錯(cuò)和優(yōu)化等；服務(wù)編排層面的演化突破單個(gè)服務(wù)內(nèi)部，深入到伙伴服務(wù)中，演化過程伴隨服務(wù)編排協(xié)議的調(diào)整，需要伙伴服務(wù)協(xié)同參與［11，14］。

文獻(xiàn)［15］根據(jù)演化的影響范圍提出了淺演化和深演化。淺演化是僅涉及單個(gè)服務(wù)的演化，深演化突破單個(gè)服務(wù)范圍，深入到伙伴服務(wù)中，并產(chǎn)生級(jí)聯(lián)的反應(yīng)。文獻(xiàn)［16］根據(jù)服務(wù)屬性的變化，從增加新的業(yè)務(wù)規(guī)則、相關(guān)業(yè)務(wù)事件類型等方面將演化分為結(jié)構(gòu)變化、業(yè)務(wù)協(xié)議變化、政策引起的變化和操作行為變化四種，但并沒有對(duì)各類服務(wù)組合的動(dòng)態(tài)演化方法進(jìn)行具體討論。文獻(xiàn)［12］針對(duì)Web服務(wù)業(yè)務(wù)流程的動(dòng)態(tài)演化，將協(xié)議演化分為完全替換、狀態(tài)替換、路徑替換、基于相關(guān)歷史的替換和基于客戶協(xié)議分析的替換。主要采用替換的方式完成服務(wù)的演化，然而，對(duì)于大粒度的Web服務(wù)演化而言，狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的增加、修改和刪除等操作也是必不可少的。同時(shí)，對(duì)于業(yè)務(wù)流程路徑內(nèi)的部分區(qū)間的演化采用完全替換或路徑替換的方法，會(huì)使演化發(fā)生在未受波及的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，造成不必要的開銷。

從以上演化類型的相關(guān)研究看，演化類型的分類主要是從宏觀層面，以Web服務(wù)組合演化過程的外部特征（如靜態(tài)演化與動(dòng)態(tài)演化、淺演化與深演化）或Web服務(wù)的技術(shù)架構(gòu)（如服務(wù)編制與服務(wù)編排、過程定義層與過程實(shí)例層）為依據(jù)進(jìn)行，缺少針對(duì)如業(yè)務(wù)邏輯、體系結(jié)構(gòu)、演化策略等層面的特定屬性演化類型及其演化實(shí)施細(xì)節(jié)的研究。Web服務(wù)組合中的業(yè)務(wù)流程貫穿于各個(gè)服務(wù)，業(yè)務(wù)流程演化是服務(wù)演化最基本的問題。業(yè)務(wù)流程演化類型研究并不關(guān)注演化過程中服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)，演化過程可能是靜態(tài)演化也可能是動(dòng)態(tài)演化。同時(shí)，如果某個(gè)服務(wù)發(fā)起業(yè)務(wù)流程演化，需要伙伴服務(wù)的協(xié)同參與，即演化波及到其他服務(wù)，則屬深演化。如果演化同時(shí)伴隨著服務(wù)編排協(xié)議的調(diào)整，則屬服務(wù)編排層面的演化。另外，因?yàn)樯婕暗絎S－CDL或BPEL程序的變化，所以業(yè)務(wù)流程演化也屬于過程定義層面的演化。

3 基本概念和模型

面向制造的服務(wù)模式將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和銷售等企業(yè)結(jié)成合作伙伴，形成一個(gè)分散型的網(wǎng)絡(luò)制造體系，通過組建虛擬企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的合作，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的資源共享和優(yōu)化配置［17］。當(dāng)用戶需求發(fā)生改變或者預(yù)期結(jié)果無法實(shí)現(xiàn)時(shí)，需要通過協(xié)同演化對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行變更和重組，以滿足新的生產(chǎn)需求。制造服務(wù)業(yè)務(wù)流程演化前后的狀態(tài)變化判定，是以狀態(tài)遷移模型和互模擬理論為基礎(chǔ)的［18－20］。首先，用狀態(tài)遷移模型來描述 Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行過程，該模型有一個(gè)狀態(tài)集合，通過動(dòng)作實(shí)現(xiàn)狀態(tài)遷移。其次，給出了業(yè)務(wù)流程、服務(wù)和Web服務(wù)組合的形式化定義；最后，運(yùn)用互模擬等價(jià)理論判定演化前后Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程的演化類型。為便于討論，給出如下相關(guān)概念。

定義1 狀態(tài)遷移模型［18］。動(dòng)作集合active上的一個(gè)狀態(tài)遷移系統(tǒng)是一個(gè)二元組（state，relation），其中：active是一個(gè)動(dòng)作集；state是一個(gè)狀態(tài)集；relation是一個(gè)遷移關(guān)系，記為。relation?state×active×state，如果a∈active，s，s′∈state，則滿足（s，a，s′）∈relation。

定義3 Web服務(wù)組合。Web服務(wù)組合WSC是一個(gè)三元組，WSC＝（Service，Bp，p），其中：Service是由服務(wù)組合內(nèi)所有服務(wù)組成的集合，簡(jiǎn)稱服務(wù)集；Bp是業(yè)務(wù)流程組成的集合；p是服務(wù)編排協(xié)議。

定義4 強(qiáng)模擬［18］。設(shè)（state，relation）是一個(gè)狀態(tài)遷移系統(tǒng)，sp，s′p，sq，s′q∈state ，R＝｛（sp，sq），（s′p，s′q），…｝是一個(gè)state上的二元關(guān)系，如果對(duì)于任意的spRsq，總有如下條件成立：

定義5 強(qiáng)互模擬［18］。設(shè)二元關(guān)系R及其逆R－1是狀態(tài)遷移系統(tǒng)（state，relation）上的強(qiáng)模擬，sp，s′p，sq，s′q∈state，R 是一個(gè)state 上的二元關(guān)系。如果存在一個(gè)強(qiáng)模擬R使得spRsq，則稱兩個(gè)狀態(tài)sp和sq是強(qiáng)互模擬或強(qiáng)等價(jià)，記作sp～sq。

定義6 弱模擬［19］。設(shè)（state，relation）是一個(gè)狀態(tài)遷移系統(tǒng)，sp，s′p，sq，s′q∈state，S＝｛（sp，sq），（s′p，s′q），…｝是state上的二元關(guān)系。如果對(duì)于任意的spSsq，總有如下條件成立：

定義7 弱互模擬［18］。設(shè)二元關(guān)系S及其逆S－1是狀態(tài)遷移系統(tǒng)（state，relation）上的弱模擬，sp，sq∈state，S是一個(gè)state上的二元關(guān)系。如果存在一個(gè)弱模擬S使得spSsq，則稱兩個(gè)狀態(tài)sp和sq是弱互模擬、弱等價(jià)或觀察等價(jià)，記作sp≈sq。

互模擬等價(jià)是進(jìn)程代數(shù)中最常用的等價(jià)關(guān)系，并且根據(jù)是否忽略內(nèi)部動(dòng)作分為強(qiáng)互模擬等價(jià)和弱互模擬等價(jià)［18－19］。強(qiáng)互模擬平等看待所有動(dòng)作（包括內(nèi)部不可見動(dòng)作）；弱互模擬是忽略內(nèi)部動(dòng)作的、可觀察外部動(dòng)作的等價(jià)［18］。前面將模擬定義為一個(gè)標(biāo)號(hào)遷移系統(tǒng)的狀態(tài)集之上的關(guān)系，實(shí)際上，互模擬往往發(fā)生在兩個(gè)或多個(gè)標(biāo)號(hào)遷移系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)這些標(biāo)號(hào)遷移系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)狀態(tài)的互模擬。本文關(guān)注面向制造服務(wù)系統(tǒng)的協(xié)同演化狀態(tài)遷移，將演化前后的服務(wù)組合分別描述為狀態(tài)遷移系統(tǒng)，因此屬于演化前后兩個(gè)狀態(tài)遷移系統(tǒng)間的互模擬。

4 服務(wù)組合演化類型判定

面向服務(wù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了企業(yè)間跨系統(tǒng)的業(yè)務(wù)操作，服務(wù)架構(gòu)下的協(xié)同制造過程是形成面向服務(wù)的業(yè)務(wù)鏈的過程［2］。制造環(huán)境下的 Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程需要依據(jù)制造需求不斷演化，演化類型的判定是確定服務(wù)演化實(shí)施方案的基礎(chǔ)，也是記錄演化變化發(fā)生細(xì)節(jié)的前提。面向制造服務(wù)的業(yè)務(wù)流程演化可能只發(fā)生在企業(yè)間協(xié)同服務(wù)平臺(tái)中單個(gè)服務(wù)內(nèi)部的單個(gè)或多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)上，如協(xié)同設(shè)計(jì)或產(chǎn)品銷售服務(wù)內(nèi)部，也可能是服務(wù)間業(yè)務(wù)流程的重新編排［8，21－22］，如產(chǎn)品銷售服務(wù)、售后服務(wù)和物流服務(wù)的協(xié)同演化等。因此，可以從單個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)、單個(gè)服務(wù)和服務(wù)組合三個(gè)層面判定演化類型，其中，狀態(tài)節(jié)點(diǎn)層面的演化是從單個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的視角，運(yùn)用弱模擬理論，不關(guān)注節(jié)點(diǎn)內(nèi)部行為，只判定狀態(tài)節(jié)點(diǎn)外部可觀察行為的變化；單個(gè)服務(wù)演化類型的判定從單個(gè)服務(wù)的視角判定服務(wù)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程及其狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和邏輯關(guān)系是否發(fā)生變化，期間可能伴隨著狀態(tài)節(jié)點(diǎn)層面的演化；Web服務(wù)組合層面演化的判定是從Web服務(wù)組合的整體視角判定演化前后全局業(yè)務(wù)流程的變化，期間可能伴隨參與服務(wù)的內(nèi)部業(yè)務(wù)流程及其狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的演化。

4.1 狀態(tài)節(jié)點(diǎn)演化類型判定

制造服務(wù)內(nèi)部包含多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)（即構(gòu)件、功能模塊等），如產(chǎn)品銷售服務(wù)中的接收訂單、庫存檢查等。狀態(tài)節(jié)點(diǎn)演化發(fā)生在單個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部，包括增值、削減、調(diào)整三種。“增值”表示狀態(tài)節(jié)點(diǎn)在原有功能不變情況下的功能擴(kuò)展，如供貨服務(wù)中的請(qǐng)求裝運(yùn)模塊增加了新的貨運(yùn)渠道；“削減”表示原有功能的減少，且未增加新的功能，如接收訂單模塊去除不必要的訂單確認(rèn)功能；“調(diào)整”表示既有原有功能的刪減，又有新功能的增加，如在提交訂單模塊中刪掉手機(jī)支付功能的同時(shí)，增加了基于客戶信譽(yù)記錄的貨到付款功能。規(guī)則1利用互模擬理論中的弱模擬和弱互模擬，不考慮狀態(tài)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部行為，只判定狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的外部可觀察行為。

規(guī)則1 狀態(tài)節(jié)點(diǎn)演化類型判定。p是服務(wù)service的一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，p演化后的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)稱為p′，sp是p 的狀態(tài)集，s′p′是p′的狀態(tài)集。如果p在演化前、后的狀態(tài)遷移模型分別是（sp，rp）和（s′p′，r′p′），對(duì)于?s∈sp，，?s′∈s′p′，且對(duì)于?s′∈s′p′，?s∈sp，則有如下判定規(guī)則：

（1）如果滿足sSs′∧s′Ss（亦可記作：s≈s′），即s與s′弱等價(jià)，則表明從外部行為看，p沒有發(fā)生演化（p內(nèi)部可能存在演化），屬于觀察等價(jià)。

表1 狀態(tài)節(jié)點(diǎn)p的狀態(tài)遷移序列與演化類型關(guān)系

4.2 單個(gè)服務(wù)內(nèi)部演化類型判定

制造服務(wù)中，單個(gè)服務(wù)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的演化是最常見的演化形式。單個(gè)服務(wù)演化關(guān)注服務(wù)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程中狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量及其邏輯關(guān)系的變化引起的服務(wù)外部行為變化。單個(gè)服務(wù)演化類型包括基本動(dòng)作類型和復(fù)合動(dòng)作類型。基本動(dòng)作包括狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的增加、刪除和修改操作。其中：①增加是指增添新的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，如在產(chǎn)品銷售服務(wù)中增加客戶信譽(yù)檢查節(jié)點(diǎn)，在物流服務(wù)中增加貨物核查節(jié)點(diǎn)，在售后服務(wù)中增加跟蹤服務(wù)管理節(jié)點(diǎn)；②刪除是指刪掉原有的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，如根據(jù)電子商務(wù)的特點(diǎn)，在產(chǎn)品售后服務(wù)中刪掉走訪服務(wù)管理節(jié)點(diǎn)；③修改是指增值、削減或調(diào)整原有狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的功能，如在產(chǎn)品銷售服務(wù)中對(duì)支付方式狀態(tài)節(jié)點(diǎn)增加貨到付款功能。規(guī)則2給出了單個(gè)服務(wù)內(nèi)部的基本動(dòng)作類型演化判斷方法。

規(guī)則2 單個(gè)服務(wù)內(nèi)部基本動(dòng)作類型演化的判定。設(shè)p是服務(wù)service中的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，p′是演化后的服務(wù)service′中的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，s′q是p′的狀態(tài)集，state和state′分別是service和service′的狀態(tài)集，sp?state，s′p′?state′。判定規(guī)則如下：對(duì)于 ?s′∈s′p′，?s∈state，

（1）如果?p′，滿足s s′∧s′ s，即s′非弱模擬s且s非弱模型s′表明service中不存在可以模擬p′的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，即service演化到service′過程中增加了新的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)。

（2）如果?p′，滿足s′Rs∧s s′，即s強(qiáng)模擬s′，且s′非弱模擬s，則表明service可以模擬service′中的任意狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，從service演化到service′刪除了原有狀態(tài)節(jié)點(diǎn)。

對(duì)于大粒度服務(wù)演化類型的判定，規(guī)則2中的state和state′可以定義為內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的狀態(tài)集，這樣可以降低互模擬判定規(guī)模，同時(shí)可以將業(yè)務(wù)流程抽象成單個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，用于判定業(yè)務(wù)流程間的互模擬關(guān)系。如圖4所示，供貨服務(wù)從service演化到service′，sservice和sservice′分別是service和service′的狀態(tài)集。sservice＝ ｛s1，s2，s3，s4｝，sservice′＝｛s1，s2，s3，s4，s5，s6｝，service的內(nèi)部業(yè)務(wù)流程包括（s1，s2，s3，s4）和（s2，s3，s4），演化后的業(yè)務(wù)流程在service 原有業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上又增加了新的業(yè)務(wù)流程（s1，s5）和（s6），說明單個(gè)服務(wù)service演化到service′發(fā)生了服務(wù)增值。

單個(gè)服務(wù)內(nèi)部演化的復(fù)合動(dòng)作包括合并和分解。合并是指將兩個(gè)或多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)合并成一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，包括承接式合并和并行式合并。承接式合并是將商品選擇和支付方式選擇兩個(gè)功能比較單一的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)合并成一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)；并行式合并是將網(wǎng)銀付款功能模塊和信用卡付款功能模塊合并成一個(gè)功能節(jié)點(diǎn)。分解是指將一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)分成多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，包括承接式分解和并行式分解，具體實(shí)例即上述合并動(dòng)作的逆過程。復(fù)合動(dòng)作由基本動(dòng)作構(gòu)成，如將一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)分解成多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，看作是發(fā)生了刪除和增加狀態(tài)節(jié)點(diǎn)兩類動(dòng)作；將一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)合并到其他狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，看成是刪除和修改兩類動(dòng)作。規(guī)則3給出了單個(gè)服務(wù)復(fù)合動(dòng)作類型演化的判定規(guī)則。

規(guī)則3 單個(gè)服務(wù)內(nèi)部復(fù)合動(dòng)作類型演化的判定。service′是service演化后的服務(wù)，pi，…，pj是service中的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，spi，…，spj分別是pi，…，pj的狀態(tài)集，p′i，…，p′j是service′的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，s′p′i，…，s′p′j分別是p′i，…，p′j的狀態(tài)集。單個(gè)服務(wù)復(fù)合動(dòng)作類型演化的判定規(guī)則如下：

（1）對(duì)于s∈spi∪…∪spj，s′∈s′p′，如果?s，?s′滿足sSs′∧s′Ss，則表明將service中的多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)合并成service′中的一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，且屬于并行式合并。

（2）對(duì)于s∈sp，s′∈s′p′i∪ … ∪s′p′j，如果 ?s，?s′滿足sSs′∧s′Ss），則表明將service中的一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)分解成service′中的多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，且屬于并行式分解。

（3）對(duì)于s∈spj，s′∈sp，如果?s′，?s滿足sSs′∧s′Ss，則表明將service中的多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)合并成service′中的一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，且屬于承接式合并。

（4）對(duì)于s∈sp，s′∈sp′j，如果?s，?s′滿足sSs′∧s′Ss，則表明將service中的一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)分解成service′中的多個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，且屬于承接式分解。

如圖5所示，服務(wù)service，service′和service″是具有演化關(guān)系的三個(gè)服務(wù)。其中，Sservice＝｛s21，s22，s23，s24，s25，s26｝，Sservice′＝ ｛s21，s22，s23a，s23b，s24，s25，s26｝和Sservice″＝｛s21，s22a，s22b，s23，s24，s25，s26｝，演化類型如表2所示。

表2 單個(gè)服務(wù)的復(fù)合動(dòng)作演化滿足條件和類型

4.3 服務(wù)組合演化類型判定

在面向制造服務(wù)的Web服務(wù)組合中，單個(gè)服務(wù)內(nèi)部的業(yè)務(wù)流程演化往往會(huì)引發(fā)伙伴服務(wù)中狀態(tài)節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)流程的協(xié)同變化，例如：若產(chǎn)品銷售服務(wù)中的付款方式增加了貨到付款，則在物流服務(wù)中就要增加接收客戶付款和向商品銷售商返款節(jié)點(diǎn)。根據(jù)互模擬理論中的強(qiáng)模擬和弱模擬、強(qiáng)互模擬和弱互模擬的定義，從全局業(yè)務(wù)流程中狀態(tài)節(jié)點(diǎn)演化的視角，判定服務(wù)組合演化類型。性質(zhì)1給出了強(qiáng)模擬和弱模擬，非弱模擬與非強(qiáng)模擬以及非弱互模擬與非強(qiáng)互模擬的關(guān)系。規(guī)則4給出了服務(wù)組合演化類型的判定規(guī)則。

性質(zhì)1 強(qiáng)模擬一定是弱模擬，強(qiáng)互模擬一定是弱互模擬。非弱模擬一定是非強(qiáng)模擬，非弱互模擬一定是非強(qiáng)互模擬。

證明 根據(jù)定義5，如果spRsq，則說明如果sp，則存在s′q使得，且s′pRs′q，滿足定義7，即sp?s′p，則存在s′q使得sq?s′q且如果α是內(nèi)部不可見動(dòng)作，則相當(dāng)于沒有外部動(dòng)作，如果α是外部可見動(dòng)作，則相當(dāng)于1個(gè)外部交互。因此，強(qiáng)模擬一定是弱模擬。證畢。

同理可證：強(qiáng)互模擬一定是弱互模擬。非弱模擬一定是非強(qiáng)模擬，非弱互模擬一定是非強(qiáng)互模擬。

規(guī)則4 服務(wù)組合演化類型的判定。Service是服務(wù)組合中的服務(wù)集，是發(fā)起演化的服務(wù)集，其中，service∈Service且service是發(fā)起演化的服務(wù)，service′是service演化后的服務(wù)。如果service，service′的狀態(tài)遷移模型分別是（state，relation）和（state′，relation′），則對(duì)于?s∈state，?s′∈state′，滿足如下判定規(guī)則：

表3給出了四種服務(wù)組合演化類型及其對(duì)服務(wù)編排協(xié)議、發(fā)起演化服務(wù)及參與演化服務(wù)業(yè)務(wù)流程的影響的對(duì)比。內(nèi)部式演化發(fā)生在單個(gè)服務(wù)內(nèi)部，屬于服務(wù)編制層面的演化；增值式演化、削減式演化和全局式演化發(fā)生在多個(gè)服務(wù)之間，演化波及到服務(wù)編排協(xié)議，屬于服務(wù)編排層面的演化。

以Web服務(wù)組合Cservice為例，如圖6所示。Cservice＝（Service，Bp，p）。其中：Service是服務(wù)集合，Service＝｛service1，service2，service3｝，Bp 是業(yè)務(wù)流程集合，p是服務(wù)編排協(xié)議，。Cservice演化前有三個(gè)業(yè)務(wù)流程，分別是：b1＝（s11，s12，s21，s22，s13），b2＝（s11，s12，s21，s22，s23，s24，s31，s32，s15，s26）和b3＝（s11，s12，s21，s22，s23，s24，s31，s25，s14，s26）。圖7～圖10是Web服務(wù)組合Cservice的四種服務(wù)演化類型。

表3 服務(wù)演化行為類型及影響

（1）內(nèi)部式演化 圖7是服務(wù)演化發(fā)起方的內(nèi)部業(yè)務(wù)流程演化，演化過程完全在服務(wù)Service1的內(nèi)部進(jìn)行，業(yè)務(wù)流程b1演化為b′1＝（s11，s17，s12，s21，s22，s13，s16），但外部可觀察行為（交互行為）沒有發(fā)生變化。該演化對(duì)服務(wù)編排協(xié)議和伙伴服務(wù)無影響，演化可以在不告知服務(wù)參與方的情況下直接進(jìn)行。

（2）增值式演化 在原有業(yè)務(wù)流程不變的前提下增加新的業(yè)務(wù)流程，并且服務(wù)的外部可觀察行為（交互行為）發(fā)生變化。如圖8所示，演化后的業(yè)務(wù)流程中，b1，b2和b3不變，增加了b4＝（s11，s12，s21，s22，s27，s28，s24，s31，s25，s14，s26）和b5＝ （s11，s12，s21，s22，s27，s28，s24，s31，s32，s15，s26）。該演化過程波及到服務(wù)編排協(xié)議和伙伴服務(wù)，演化過程可能需要升級(jí)其他業(yè)務(wù)流程內(nèi)的功能節(jié)點(diǎn)，如s22和s24，但演化前后的原有業(yè)務(wù)流程不變。

（3）削減式演化 原有業(yè)務(wù)流程在數(shù)量和功能上的縮減，服務(wù)的外部可觀察行為（交互行為）發(fā)生變化。如圖9所示，b3被刪減，b1和b2保留。由于b3的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)包含于service1，service2和service3中，演化對(duì)其他伙伴服務(wù)產(chǎn)生影響。但是，演化后的服務(wù)編排協(xié)議p′與原始服務(wù)編排協(xié)議p相比，存在p′?p，即p中具備完成演化后的業(yè)務(wù)流程b1和b2的編排協(xié)議，因此，演化后的業(yè)務(wù)流程可以在p下運(yùn)行。

（4）全局式演化 原有業(yè)務(wù)流程和服務(wù)的外部可觀察行為（交互行為）均發(fā)生變化，如圖10所示，業(yè)務(wù)流程包括：b1＝（s11，s12，s21，s22，s13），b′2＝（s11，s12，s21，s27，s28，s23，s24，s31，s32，s15，s26）和b′3＝ （s11，s12，s21，s22，s27，s28，s24，s31，s25，s14，s26），其中去掉了s23節(jié)點(diǎn)，增加了節(jié)點(diǎn)s27和s28。

5 實(shí)例分析

下面的例子說明了在制造服務(wù)的產(chǎn)品銷售和物流環(huán)節(jié)中Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程演化類型的判定問題。其中，圖11描述的是關(guān)于工藝品定制銷售的制造產(chǎn)品網(wǎng)上供銷服務(wù)組合CWS系統(tǒng)，該系統(tǒng)由客戶代理、供貨服務(wù)、物流服務(wù)、銀行服務(wù)、原料供應(yīng)服務(wù)和制造服務(wù)6個(gè)參與服務(wù)構(gòu)成。Service是CWS的服務(wù)集，且Service＝｛servicea，services，servicel，serviceb，servicey，servicem｝，Bp＝｛b1，b2，b3，b4｝是CWS的業(yè)務(wù)流程集。其中：業(yè)務(wù)流程b1＝（s11，s12，s13，s41，s14），b2＝（s11，s12，s13，（（s41，s42）‖s21），s22，s23，s24，s31，s32，s25，（s15‖ （s33，s16））），b3＝ （s11，s12，s13，（（s41，s42）‖s21），s22，s23，s61，s62，s64，s65，s31，s32，s25，（s15‖（s33，s16））），b4＝（s11，s12，s13，（（s41，s42）‖s21），s22，s23，s61，s62，s51，s52，s63，s64，s65，s31，s32，s25，（s15‖（s33，s16））），‖是并行執(zhí)行的。

供貨服務(wù)services為了盡可能地?cái)U(kuò)大銷售規(guī)模，在降低銷售風(fēng)險(xiǎn)的前提下吸引更多的消費(fèi)者，在原有的先網(wǎng)上支付、后發(fā)貨交易模式的基礎(chǔ)上，又引入了基于對(duì)消費(fèi)者信任檢查的貨到付款模式。因此，供貨服務(wù)（services）依此需求變化演化為服務(wù)service′s，在內(nèi)部增加了信用檢查s26和返款s27模塊，如圖12所示。

（1）狀態(tài)節(jié)點(diǎn)演化類型判定

以services為例，演化前services的狀態(tài)集Sservices＝｛s21，s22，s23，s24，s25｝，演化后service′s的狀態(tài)集Sservice′s＝ ｛s21，s22，s23，s24，s25，s26，s27｝，且 對(duì) 于?s′∈s′p′，?s∈sp，其中，sp∈Sservices，s′p′∈Sservice′s，根據(jù)規(guī)則1，s21和s23滿足sSs′∧s′ s，即s′弱模擬s，且s非弱模擬s′，表明s21和s23增加了新的狀態(tài)遷移，發(fā)生了增值；狀態(tài)節(jié)點(diǎn)s22、s24和s25滿足sSs′∧s′Ss，屬于觀察等價(jià)，即演化前后s22、s24和s25外部可觀察行為沒有發(fā)生變化；根據(jù)規(guī)則1，無法判定s26和s27的演化類型，說明無法在演化前的狀態(tài)集中找到與之匹配的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)。根據(jù)規(guī)則2，s26和s27滿足s s′∧s′ s，即s與s′非弱等價(jià)，表明s26和s27屬于演化后新增的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)。

（2）單個(gè)服務(wù)內(nèi)部演化類型判定

以services為例，根據(jù)services自身的內(nèi)部業(yè)務(wù)流程變化判定演化類型。services演化前的內(nèi)部業(yè)務(wù)流程 包 括：b2（s）：1＝ （（（s21，s22）‖s22），s23，s24），b3（s）：1＝b4（s）：1＝（（（s21，s22）‖s22），s23），b2（s）：2＝b3（s）：2＝b4（s）：2＝（s25）。services演化后的業(yè)務(wù)流程包括：b′2（s）：1＝（（（s21，s22）‖s22），s23，s24），b′2（s）：2＝b′3（s）：2＝b′4（s）：2＝b′6（s）：2＝b′7（s）：2＝ （s25），b′3（s）：1＝b′4（s）：1＝（（（s21，s22）‖s22），s23）、b′5（s）：1＝ （s21，s26），b′6（s）：1＝b′7（s）：1＝（s21，s26，s23）。將內(nèi)部業(yè)務(wù)流程抽象成狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，令state和state′分別為services和演化后服務(wù)service′s的狀態(tài)集，因?yàn)閎2（s）：1＝b′2（s）：1＝ （（s21，s22）‖s22），s23，s24），b2（s）：2＝b′2（s）：2＝ （s25），b3（s）：2＝b′3（s）：2＝ （s25），b3（s）：1＝b′3（s）：1＝ （（（s21，s22）‖s22），s23），b4（s）：1＝b′4（s）：1＝（（（s21，s22）‖s22），s23），b4（s）：2＝b′4（s）：2＝（s25），即以上業(yè)務(wù)流程內(nèi)部狀態(tài)節(jié)點(diǎn)及邏輯關(guān)系沒有發(fā)生變化，根據(jù)強(qiáng)互模擬等價(jià)關(guān)系，對(duì)于services中的任意內(nèi)部業(yè)務(wù)流程b，?s∈sb，?s′∈s′b′，其中，sb和s′b′分別是內(nèi)部業(yè)務(wù)流程b 和b′的狀態(tài)集，sb?state，s′b′?state′，得 出 b2（s）：1～b′2（s）：1，b2（s）：2～b′2（s）：2，b3（s）：1～b′3（s）：1，b3（s）：2～b′3（s）：2，b4（s）：1～b′4（s）：1，b4（s）：2～b′4（s）：2，說明services的內(nèi)部業(yè)務(wù)流程b2（s）：1，b2（s）：2，b3（s）：1，b3（s）：2，b4（s）：1，b4（s）：2演 化 前 后 沒 有發(fā)生變化。同時(shí)，根據(jù)規(guī)則2，演化后服務(wù)service′s中的內(nèi)部業(yè)務(wù)流程b′5（s）：1，b′6（s）：1和b′7（s）：1滿足，即s與不s′弱等價(jià)，表明從service中不存在可以模擬p′的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，即演化service到service′的過程中增加了新的“狀態(tài)節(jié)點(diǎn)”，即增加了新的內(nèi)部業(yè)務(wù)流程，因此，從services演化到service′s是在原有內(nèi)部業(yè)務(wù)流程不變的情況下，增加了新的內(nèi)部業(yè) 務(wù) 流 程 b′5（s）：1，b′6（s）：1和 b′7（s）：1。 其 中：b′5（s）：1＝（s21，s26），b′6（s）：1＝b′7（s）：1＝（s21，s26，s23）。

（3）服務(wù)組合演化類型判定

演化后的服務(wù)組合C′WS的參與服務(wù)集和業(yè)務(wù)流程集分別是Service′和Bp′，其中：Service′＝｛service′a，service′s，service′l，service′b，service′y，service′m｝，Bp′＝ ｛b′1，b′2，b′3，b′4，b′5，b′6，b′7｝。Bp′的業(yè)務(wù)流程包括：b′1＝（s11，s12，s13，s41，s14），b′2＝（s11，s12，s13，（（s41，s42）‖s21），s22，s23，s24，s31，s32，s25，（s15‖（s33，s16））），b′3＝（s11，s12，s13，（（s41，s42）‖s21），s22，s23，s61，s62，s64，s65，s31，s32，s25，（s15‖ （s33，s16））），b′4＝（s11，s12，s13，（（s41，s42）‖s21），s22，s23，s61，s62，s51，s52，s63，s64，s65，s31，s32，s25，（s15‖ （s33，s16））），b′5＝（s11，s12，s13，s21，s26，s17），b′6＝ （s11，s12，s13，s21，s26，s23，s61，s62，s64，s65，s31，s32，s25，（s15‖ （s33，s16））），b′7＝ （s11，s12，s13，s21，s26，s23，s61，s62，s51，s52，s63，s64，s65，s31，s32，s25，（s15‖（s33，s16）））。對(duì)于服務(wù)組合演化前后的CWS和C′WS，將業(yè)務(wù)流程集Bp和Bp′中的業(yè)務(wù)流程抽象成狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)強(qiáng)互模擬等價(jià)關(guān)系，可以得出b1～b′1，b2～b′2，b3～b′3，b4～b′4，即b1與b′1，b2與b′2、b3與b′3、b4與b′4強(qiáng)等價(jià)，同時(shí)，令STATE是CWS的全局狀態(tài)集，STATE′是C′WS的全局狀態(tài)集，?s′∈s′b′5，s′b′5?STATE′，?s∈STATE，s′b′5是全局業(yè)務(wù)流程b′5的狀態(tài)集，假設(shè)將實(shí)例的整個(gè)Web服務(wù)組合看成一個(gè)服務(wù)，根據(jù)規(guī)則2，演化后的Web服務(wù)組合中存在一個(gè)全局業(yè)務(wù)流程，滿足ss′∧s′s，即s′非弱模擬s且s非弱模擬s′，表明在Bp′中增加了全局業(yè)務(wù)流程b′5。同理，可證明在Bp′中增加了全局業(yè)務(wù)流程b′6和b′7。因此，將全局業(yè)務(wù)流程抽象成狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)判定規(guī)則4，對(duì)于?s∈STATE，?s′∈STATE′，滿足sRs′∧s′s，即s′強(qiáng)模擬s，且s非弱模擬s′，CWS發(fā)生了增值式演化。由此表明從CWS演化到C′WS是在原有全局業(yè)務(wù)流程不變情況下的增值式演化。

6 結(jié)束語

演化類型的判定是優(yōu)化制造服務(wù)業(yè)務(wù)流程演化實(shí)施方案和記錄演化前后變化細(xì)節(jié)的重要途徑。本文針對(duì)面向制造服務(wù)的Web服務(wù)組合業(yè)務(wù)流程演化類型判定問題，運(yùn)用互模擬理論，從單個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)、單個(gè)服務(wù)和服務(wù)組合三個(gè)層面進(jìn)行了深入分析，并給出了判定規(guī)則，具體工作包括：（1）通過弱模擬和弱互模擬理論判定節(jié)點(diǎn)的外部行為是否發(fā)生變化，將單個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)演化類型劃分為觀察等價(jià)、增值、削減和修改四類；（2）運(yùn)用強(qiáng)模擬和弱模擬理論，依據(jù)服務(wù)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程演化前后狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的變化，將單個(gè)服務(wù)演化類型分成基本動(dòng)作類型和復(fù)合動(dòng)作類型兩方面，其中，基本動(dòng)作包括狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的增加、刪除和修改操作，復(fù)合動(dòng)作包括承接式合并、并行式合并、承接式分解和并行式分解四類；（3）運(yùn)用強(qiáng)模擬和弱模擬理論，根據(jù)全局業(yè)務(wù)流程在演化前后的變化，將Web服務(wù)組合演化類型劃分為內(nèi)部式、增值式、削減式和全局式演化四類。演化類型的判定可以發(fā)生在演化設(shè)計(jì)階段和演化過程實(shí)施以后。設(shè)計(jì)階段的演化類型判定，可以確定哪些狀態(tài)節(jié)點(diǎn)、業(yè)務(wù)流程、參與服務(wù)需要做出調(diào)整，做出何種調(diào)整，明確狀態(tài)節(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系，以便確定一個(gè)低成本的、波及范圍小的演化實(shí)施方案；演化過程發(fā)生后（特別是動(dòng)態(tài)演化）的演化類型判定，可以實(shí)現(xiàn)在演化結(jié)果不可知的情況下，獲得狀態(tài)節(jié)點(diǎn)、業(yè)務(wù)流程或參與服務(wù)在演化前后的變化，進(jìn)而通過演化日志，記錄演化過程，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)演化過程中出現(xiàn)的問題。

演化類型的判定是服務(wù)編排層面大粒度Web服務(wù)組合協(xié)同演化的關(guān)鍵問題之一。在本文給出的演化類型判定規(guī)則的基礎(chǔ)上，下一步將從面向動(dòng)態(tài)演化的演化類型判定算法描述及其原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、服務(wù)編排層面演化的可實(shí)現(xiàn)性分析、演化過程的可信性判定等方面展開研究。同時(shí)，將研究重點(diǎn)放在運(yùn)行時(shí)刻的演化類型動(dòng)態(tài)判定機(jī)制和面向演化設(shè)計(jì)階段的基于功能性需求變化的演化類型選擇模型上。

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