Web service composition using logic programming

Abstract

Geschäftsprozesse definieren die Ablauforganisation eines Unternehmens. Die Modellierung von Geschäftsprozessen ergibt ein formales Geschäftsprozess-Modell. Solche Modelle können von Experten erstellt werden, die alle möglichen Fälle im Voraus festlegen. Sie können aber auch mittels eines Software-Tools für einen spezifischen Geschäftsfall automatisch zusammengebaut werden. In Verbindung mit Webservices ermöglicht die Erstellung von Geschäftsprozessen zur Laufzeit "mass-customization" von Dienstleistungen und Produkten.<br />Zudem unterstützt diese Methode vernetzte Unternehmen, den Anforderungen, die durch rasch wechselnde Rahmenbedingungen entstehen, zu entsprechen. Im allgemeinen werden Planungstechniken angewendet, um die komplexe Aufgabe der Erstellung zuverlässiger Geschäftsprozesse aus einzelnen Bestandteilen durchzuführen. Diese Dissertation folgt dieser Herangehensweise und präsentiert eine Planungsmethode, die auf Answer Set Programming beruht, einer speziellen Form logischer Programmierung. Bei Answer Set Programming wird ein Problem ausschließlich auf deklarative Weise beschrieben und danach eine generische Problemlösungsmethode, das "Guess/ Check/Optimize"-Paradigma, angewendet. Zusätzlich zur "klassischen" Planung erlaubt Answer Set Programming die Spezifierung einer Vielzahl an Einschränkungen und bietet eine Reihe von Möglichkeiten zur Spezifizierung von Kriterien, die dazu beitragen, die "beste" zulässige Lösung zu finden. Diese Dissertation zeigt, wie Kompositionsprobleme dargestellt werden und wie zusätzliche Regeln und Einschränkungen angewendet werden, um zeitliche Schlussfolgerung, Geschäftsregeln und komplexe Datentypen zu unterstützen. Die Herangehensweise wurde evaluiert und ihre Umsetzbarkeit wurde beim ersten und zweiten "Web service composition contest" gezeigt

The behavior of an enterprise is defined by its business processes and modeling of business processes results in a formal business process model. Building such models can be done by human experts who define all possible execution traces in advance, or by automatic composition on behalf of a particular business case. In conjunction with Web services technology, on-the-fly creation of business processes allows mass-customization of services and products and helps networked enterprises to cope with the challenges of rapidly changing environments. Typically, planning techniques are applied to perform the complex task of composing reliable business processes from basic services. The thesis follows this approach and presents a planning method based on Answer Set Programming, a special logic programming method. With Answer Set Programming, a problem is formulated in a strictly declarative mode and a generic problem solving method, the Guess/Check/Optimize paradigm, is applied to the problem. In addition to classical planning, Answer Set Programming allows to specify a variety of constraints and optimization features that help to figure out the "best" admissible solution. The thesis shows how a composition problem is expressed and how additional rules and constraints are applied to support temporal reasoning, business rules, and complex data types. The approach has been evaluated and its feasibility has been proved when participating in the first and second Web service composition contest