Web服务作为基于服务架构的主要实现之一,我们可以通过Web服务跨平台语言使用服务提供商所提供的资源。基于更加有效的整合Web服务的目的,产生了Web服务组合技术,并且因为其具有语义的特性得到了广泛的研究。OWL的出现给基于本体的语义Web服务研究奠定了基础,在其基础上发展而来的OWL-S体系则是在这方面最重要的标准之一。许多在基于OWL-S的研究中,主要注重于Web服务组合过程的研究,对于非功能性需求关注较为缺乏,但是非功能性参数对于Web服务组合方面的性能表现有至关重要的作用。在OWL-S的体系中,Web服务的性能分析不但能够帮助服务提供商应对复杂的Web服务请求中出现的问题,更好的调整自身所提供的Web服务的技术架构,提升Web服务性能,还能够帮助服务用户进行决策,采用更加贴合实际要求的Web服务。在本文的工作中,我们为OWL-S体系的形式化流程和性能分析提出了一个基于随机Petri网的模型。这个模型使用非马尔可夫链随机Petri网对OWL-S中Web服务组合流程中涉及的控制流和数据流进行建模。我们可以对OWL-S的Web服务组合流程用本文中的模型进行描述,并且能够定量地分析其中所涉及到的部分性能参数。接着我们引入了复合服务实例,对本文中模型可靠性进行验证,然后根据模型对Web服务部分性能参数的分析,选取了一种基于时间序列的方法对这部分性能参数进行了评估预测。本文中所提出的模型不仅仅能够对语义Web服务组合过程进行形式化流程的描述,能够更为直观的表现Web服务组合技术流程的语义,而且还能够对其中所涉及的部分性能参数进行定量的分析。