Хотя MATLAB может «использовать» (делать запросы) веб-службу, веб-службе трудно управлять MATLAB. Запуск и выключение MATLAB занимает много времени. Когда MATLAB работает, ему трудно «слушать» и отвечать на запросы веб-служб.
Вам следует сотрудничать с кем-то, кто уже знаком с MEX (исполняемым файлом Matlab и API внешнего интерфейса MATLAB). http://www.mathworks.com/support/tech-notes/1600/1605.html#intro
Наконец, вам понадобится очень свежая версия MATLAB, интерфейс MEX которого защищен от многопоточности, а для многопоточной части вам придется использовать специфичные для ОС потоки.