Runtime Composition in Dynamic System of Systems: A Systematic Review of Challenges, Solutions, Tools, and Evaluation Methods
软件工程
2025-10-15 v1 多智能体系统
摘要
背景：现代系统系统 (SoS) 越来越在动态环境中运行（如智慧城市、自动驾驶），其中运行时组合——即对组成系统 (CS) 的即时发现、集成和协调——对于适应性至关重要。尽管对该领域兴趣不断增加，但文献仍缺乏对动态SoS中运行时组合的 cohesive 综合。目标：本研究综合了动态SoS中运行时组合的研究，识别出核心挑战、解决方案策略、支持工具和评估方法。方法：我们进行了系统文献综述 (SLR)，筛选了2019年至2024年间发布的1,774项研究，选取80项Primary研究进行主题分析 (TA)。结果：挑战分为四个类别：建模与分析、韧性运营、系统编排和CS的异构性。解决方案涵盖七个领域：共仿真和数字孪生、语义本体、集成框架、自适应架构、中间件、形式化方法和AI驱动的韧性。服务导向的框架主导了工具开发，而仿真平台支持评估。跨工具的互操作性、有限的跨工具链工作流程以及缺乏标准化基准仍是关键空白。评估方法包括仿真基准、实现驱动和以人为中心的研究，这些方法已应用于智慧城市、医疗保健、国防和工业自动化等领域。结论：该综述揭示了包括自主性与协调、建模-现实差距以及社会技术集成等张力。它呼吁制定标准化评估指标、可扩展的分布式架构和跨领域框架。该分析旨在为开发和实施动态可组合SoS指导研究人员和实践者。
引用
@article{arxiv.2510.12616,
title = {Runtime Composition in Dynamic System of Systems: A Systematic Review of Challenges, Solutions, Tools, and Evaluation Methods},
author = {Muhammad Ashfaq and Ahmed R. Sadik and Teerath Das and Muhammad Waseem and Niko Makitalo and Tommi Mikkonen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.12616},
year = {2025}
}