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Robuste multikriterielle Dienstkomposition in Informationssystemen
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Dokumententyp
Text/Journal Article
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Datum
2014
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Verlag
Springer
Zusammenfassung
Dienstkompositionen werden dazu verwendet, Geschäftsprozesse in einer Vielzahl von Anwendungsdomänen zu implementieren. Die Quality-of-Service (QoS)-basierte Auswahl von Diensten berücksichtigt mehrere, typischerweise konfliktäre und möglicherweise unsichere QoS-Attribute. Ein multikriterieller Lösungsansatz ist wünschenswert, um eine Menge alternativer Dienstselektionen zu ermitteln. Außerdem ist festzustellen, dass die Unsicherheit von QoS-Attributen in existierenden Ansätzen vernachlässigt wird. Daraus folgt, dass es erforderlich ist, Dienst-Rekonfigurationen zu betrachten, um eine Verletzung von QoS-Restriktionen zu vermeiden. Das in der Arbeit untersuchte Problem ist NP-schwer. Der Artikel stellt einen heuristischen multikriteriellen Dienstauswahlansatz vor, der dazu entworfen wurde, eine Pareto-Front alternativer Dienstselektionen mit vertretbarem Rechenaufwand zu ermitteln. Die erhaltenen Dienstselektionen sind robust bezüglich einer eingeschränkten Ausführungsdauer, wenn unsichere Antwortzeiten berücksichtigt werden. Der vorgeschlagene Lösungsansatz basiert auf einem Nondominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II)-Ansatz, der problemspezifische Eigenschaften ausnutzt. Die Anwendbarkeit des vorgeschlagenen Lösungsansatzes wird durch eine Simulationsstudie gezeigt.AbstractService compositions are used to implement business processes in a variety of application domains. A quality of service (QoS)-aware selection of the service to be composed involves multiple, usually conflicting and possibly uncertain QoS attributes. A multi-criteria solution approach is desired to generate a set of alternative service selections. In addition, the uncertainty of QoS-attributes is neglected in existing solution approaches. Hence, the need for service reconfigurations is imposed to avoid the violation of QoS restrictions. The researched problem is NP-hard. This article presents a heuristic multi-criteria service selection approach that is designed to determine a Pareto frontier of alternative service selections in a reasonable amount of time. Taking into account the uncertainty of response times, the obtained service selections are robust with respect to the constrained execution time. The proposed solution approach is based on the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA)-II extended by heuristics that exploit problem specific characteristics of the QoS-aware service selection. The applicability of the solution approach is demonstrated by a simulation study.