（管理科学与工程专业论文）基于Agent协商的供应链协同计划模型.pdf

独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知除了文中特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：缝燃日期：盈厶：丘墨 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定即：学校有权 保留送交论文的复印件允许论文被查阅和借阅学校可以公布论文的全部或部分 内容可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：垒叁噬导师签名：日期：纠垒：当 摘要 摘要 近年来，随着经济全球化的发展，企业面临的竞争环境更加复杂，人们普 遍认为企业之间的竞争正在向供应链之间的竞争转变。随着竞争压力的日益加 剧，制造业中的企业开始寻求采购、生产、分销计划的协同，以降低成本、提 高响应速度和客户服务水平。信息技术的高速发展为其提供了有力的技术支持， 近年来有关供应链协同计划的研究逐渐成为热点。目前这些研究大都假设供应 链中的成员企业具有完全信息，即研究信息对称条件下的供应链协同计划问题。 但在供应链协同计划过程中，非对称信息条件下的供应链协同计划问题在实际 经济活动中常常发生。 本论文研究非对称信息条件下的供应链协同计划优化问题。在非对称信息 条件下，供应链中具有信息优势的某个企业，为了实现自己的最优目标，通常 会隐瞒这些信息。这种行为不利于供应链整体最优目标的实现，也有损供应链 中其它企业的利益，往往会引起供应链协同计划过程中出现冲突，不利于供应 链协同计划的进行。本论文采用基于协商的协同模式研究供应链协同计划机制， 引入基于约束的冲突检测方法，建立了供应链协同计划冲突检测模型，采用 a g e n t 协商技术对检测到的冲突进行消解。 针对非对称信息条件下的供应链协同计划优化问题，本文在分析了供应链 协同计划面临的各种约束关系的基础上，研究基于a g e n t 协商的供应链协同计 划协商策略，建立一种非对称信息条件下的供应链协同计划模型。最后通过实 证分析，说明该模型能够有效解决供应链个体企业信息优势引发的供应链协同 计划过程中的冲突问题，提高供应链协同计划的效率。 这一研究有助于把协同计划自动化处理和决策支持扩展到更为一般的供应 链结构中，能有效提高供应链计划的效率和科学性，。降低供应链中个体和总体 成本，提高供应链管理水平。 关键词非对称信息；冲突检测；供应链协同计划；多a g e n t 北京工业大学管理学硕士学位论文 l i c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g i nr e c e n ty e a r s ，t h er e s e a r c ho ns u p p l yc h a i l lc o l l a b o r a t i v e p l a n n i n gh a sg r a d u a l l yb e c o m eh o t a tp r e s e n t ，t h e s es t u d i e sg e n e r a l l ya s s u m et h a t t h es u p p l yc h a i nm e m b e rc o m p a n i e so w nc o m p l e t ei n f o r m a t i o na b o u te a c ho t h e r , u n d e rt h e s y m m e t r i c i n f o r m a t i o nc o n d i t i o n s h o w e v e r ，i nt h er e a le c o n o m i c a c t i v i t i e s ，t h es u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v ep l a n n i n gp r o c e s s o f t e no c c u r su n d e r a s y m m e t r i ci n f o r m a t i o nc o n d i t i o n s t h i sp a p e rs t u d i e st h ep r o b l e mo fs u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v ep l a n n i n gu n d e r a s y m m e t r i ci n f o r m a t i o nc o n d i t i o n s i nt h es u p p l yc h a i n ，s o m ee n t e r p r i s e st h a to w n a l la d v a n t a g eo fi n f o r m a t i o nu n d e ra s y m m e t r i ci n f o r m a t i o nc o n d i t i o n sm a yc o n c e a l t h ei n f o r m a t i o ni no r d e rt oa c h i e v et h e i ro p t i m a lg o a l s t h i sb e h a v i o ri sn o to n l y a g a i n s ts u p p l yc h a i no p t i m i z a t i o ng o a l s ，b u ta l s od e t r i m e n t a l t oi n t e r e s t so fo t h e r s u p p l yc h a i nm e m b e rc o m p a n i e s ，w h i c ho f t e nl e a d st oc o n f l i c t si nt h ec o l l a b o r a t i v e s u p p l yc h a i np l a n n i n gp r o c e s s ，a n d t h i si sn o tc o n d u c i v et os u p p l yc h a i n c o l l a b o r a t i o ns c h e m e t h i sp a p e rs t u d i e st h es u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g m e c h a n i s m sb ya d o p t i n gc o l l a b o r a t i v em o d e lb a s e do nc o o r d i n a t i o n t i f f sp a p e r i n t r o d u c e sc o n f l i c td e t e c t i o nm e t h o di n t ot h es u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g s t u d y , e s t a b l i s h e sas u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v ep l a n n i n gc o n f l i c td e t e c t i o n m o d e l ，a n d u s e sn e g o t i a t i o nb a s e do na g e n tt od i s p e lt h ed e t e c t e dc o n f l i c t t os o l v es u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v ep l a n n i n go p t i m i z a t i o np r o b l e mu n d e rt h e a s y m m e t r i ci n f o r m a t i o nc o n d i t i o n s ，t h i sp a p e rf i r s t l ya n a l y z e sr e l a t i o n s h i p sa m o n g t h ev a r i o u sc o n s t r a i n t si nt h es u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g ，t h e ns t u d i e st h e c o l l a b o r a t i v es t r a t e g yo ft h es u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v ep l a n n i n gb a s e do na g e n t ，a n d e s t a b l i s h e sas u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v e p l a n n i n gm o d e lu n d e rn o n - s y m m e t r i c i n f o r m a t i o nc o n d i t i o n s f i n a l l yt h i sm o d e li ss i m u l a t e dv i aa na p p l i c a t i o ne x a m p l e ， a n dt h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h em o d e lc o u l dd i s p e lt h ec o n f l i c t sc a u s e db y i n d i v i d u a le n t e r p r i s ei n f o r m a t i o na d v a n t a g e si nt h es u p p l yc h a i n ，a n di t sh e l p f u lt o i l i 北京工业大学管理学硕士学位论文 i m p r o v ee f f i c i e n c yo ft h es u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g t h i sr e s e a r c hi sh e l p f u lt oe x t e n dt h ea u t o m a t e dp r o c e s s i n gc o l l a b o r a t i v ep l a n a n dd e c i s i o ns u p p o r tt ot h em o r eg e n e r a l s u p p l yc h a i ns t r u c t u r e ，a n di tc a na l s o i m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n ds c i e n t i f i c i t yo ft h e s u p p l yc h a i np l a n n i n g ，r e d u c e i n d i v i d u a lc o s ta n do v e r a l lc o s to ft h es u p p l yc h a i n ，a n di m p r o v em a n a g e m e n tl e v e l o f s u p p l yc h a i n k e y w o r d sa s y m m e t r i ci n f o r m a t i o n ；c o n f l i c td e t e c t i o n ；s u p p l yc h a i nc o l l a b o r a t i v e p l a n n i n g ；m u l t i a g e n t i v 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第1 章绪论1 1 - 1 研究背景及研究意义1 - 1 1 1 研究背景1 1 1 2 研究意义2 一 1 2国内外研究现状及分析2 1 2 1 供应链协同计划模型研究现状及分析2 1 2 2 a g e n t 协商研究现状及分析4 1 3 本文的研究内容一6 - 1 4 本文的组织结构一6 第2 章相关理论介绍9 2 1 供应链协同计划相关理论一9 2 1 1 供应链协同计划概念9 - 2 1 2 供应链协同计划模式9 2 2 协同冲突检测相关理论1 1 2 2 1 协同冲突检测理论1 1 2 2 2 协同冲突消解理论1 2 - 2 3 多a g e n t 技术一1 4 2 3 1 a g e n t 的含义- 1 4 2 3 2a g e n t 的基本结构1 5 2 3 3 多a g e n t 系统一1 7 - 2 4 本章小结1 8 一 第3 章供应链协同过程中的冲突检测和消解1 9 - 3 1供应链协同过程中的冲突检测1 9 - 3 1 - 1 供应链关系描述1 9 3 1 2 基于约束网的供应链协同计划问题表述2 0 一 3 1 3 供应链协同计划冲突检测模型2 2 3 2 供应链协同过程中的冲突消解2 3 3 2 1 冲突消解的多a g e n t 结构- 2 3 3 2 2 基于多a g e n t 的冲突消解流程一2 4 3 3 本章小结- 2 6 一 第4 章非对称信息条件下的供应链协同计划一2 7 4 1非对称信息条件下的供应链协同计划模型一2 7 4 1 1 供应链协同计划问题描述2 7 4 1 2 非对称信息条件下的供应链协同计划分析2 8 4 1 3 多a g e n t 的供应链协同计划模型一3 l - 4 2 多a g e n t 的供应链协同计划框架与流程3 3 - 4 2 1 多a g e n t 的供应链协同计划框架- 3 3 一 v 北京工业大学管理学硕七学位论文 4 2 2 多a g e n t 的供应链协同计划流程3 4 4 3 供应链协同计划的多a g e n t 协商协议与策略3 5 4 3 1 供应链协同计划的多a g e n t 协商协议3 5 4 3 2 生产商a g e n t 协商策略3 6 4 3 3 供应商a g e n t 协商策略3 8 4 3 4 运输商a g e n t 协商策略4 0 4 4 本章小结4 2 第5 章实证分析4 3 5 1 企业背景4 3 5 2 模型模拟4 4 5 2 1a s i sm o d e l 4 4 5 2 2t o b em o d e l 4 6 5 3 数据分析4 7 5 4 本章小结5 1 结论5 3 参考文献5 5 攻读硕士学位期间所发表的学术论文5 9 攻读硕士学位期间所参与的课题6 卜 致谢6 3 v i 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 研究背景及研究意义 1 1 1 研究背景 随着经济全球化进程的加快，企业之间的竞争己经超越了国界。企业面临 的竞争环境也变得空前复杂。企业不仅面临与国内同行的竞争而且面临与国际 同行之间的竞争。随着经济全球化和市场竞争的加剧，消费者需求的个性化日 趋明显，并形成了交付期多变的环境。越来越多的企业意识到，2 1 世纪是大规 模定制时代，以最快的响应速度满足客户个性化需求是在激烈的供应链竞争中 获得竞争优势的关键因素之一。如何满足客户的需求、提升市场占有率、降 低成本以获得良好的经营利润是摆在企业家面前的重要难题。 企业逐渐认识到，要在激烈的市场竞争中保持优势，必须以客户为中心， 在保证产品质量的前提下，利用i t 技术加快产品的开发、制造和分销速度，缩 短新产品上市和交货时间，在降低成本的同时为客户提供全方位的服务。而供 应链管理就是从物流的全过程的角度统一考虑物流各环节之间的连贯、协调等 问题，通过改造和集成业务流程、与供应商以及客户建立协同的业务伙伴关系 从而大大提高企业的竞争力，使企业在复杂的环境中立于不败之地。 供应链管理是以同步化、集成化计划为核心以各种技术为支持围绕供应、 生产作业、物流和满足需求来实施的。供应链管理的核心工作之一就是对供应 链中的物料、资金进行合理的计划和调度船1 。供应链管理的目的是尽量以较低 的成本完成生产，并安全及时地把产品送到客户手中。要想顺利达成这一目的， 需要准确高效的供应链计划。供应链计划在供应链管理过程中起着极为重要的 作用，是体现供应链效率与效益的关键性环节。 在需求预测的基础上通过供应链计划，企业的采购、生产、配送等运作过 程得以有序进行。然而市场的快速变化却使企业无法进行准确预测、难以对这 一变化做出及时反应。“牛鞭效应 进一步加深了需求变化带来的影响，使企业 承担过高的库存风险，供应商关系恶化，削弱了企业的计划性。此外，多品种 小批量的生产模式导致大部分制造企业需要面对更复杂的物料管理与在制品管 理，制造企业在进行原料采购时需要面对众多的供应商，生产时需要进行频繁 的生产线切换，进行复杂的生产排程。在这种情况下，原材料供应商则需要面 对频繁和多样的原材料采购订单，无法形成经济批量的生产计划，紧急供货申 请等问题。面对这些问题，人们越来越希望能够采取一定的措施，来降低需求 的不确定性，增加整个供应链的透明度，提高供应链计划的有效性。供应链协 同计划是实现这一目标的有效手段，因此近年来有关供应链协同计划的研究逐 渐成为热点。由于供应链系统本身的复杂性和优化目标的多样性，协同计划的 北京工业大学管理学硕士学位论文 侧重各有不同 3 1 。目前在对供应链协同计划的研究中大都假设供应链中的所有 成员对于其它成员享有完全信息，非对称信息下的供应链决策问题在实际经济 活动中常常发生，近年来也有专家学者对此问题进行研究，如文献f 4 8 】。但这 些研究都集中在设计一种契约协调机制来实现供应链协同，但现实社会的复杂 多样，使得契约协调的实际操作受到限制。 1 1 2 研究意义 本论文针对多级、多成员供应链，采用基于协商的协同模式研究协同计划 机制，研究非对称信息条件下的供应链协同计划问题。在分析了多级、多成员 供应链协同计划过程中可能发生的冲突的基础上，引入a g e n t 协商理论，研究 以生产商为核心企业针对多供应商的供应链协同计划模型。 本论文受北京市社会科学规划办公室重点课题项目( 北京现代制造企业供 应链协同优化问题研究( s 0 0 1 1 7 9 0 2 0 0 9 0 1 ) ) 资助，是在我们的前期研究成果 9 一1 2 基础上的进一步研究。本文研究的目的是解决非对称信息条件下的供应 链协同计划不能顺利进行的问题。有利于企业间动态合作和业务流程集成冲突 的消解，实现真正意义上的供应链管理。本文着眼于制造业，研究制造业企业 为主体的供应链协同计划，这一研究有助于把协同计划自动化处理和决策支持 扩展到更为一般的供应链结构中，能有效提高供应链计划的效率和科学性，降 低供应链中个体和总体成本，提高供应链管理水平。 1 2 国内外研究现状及分析 1 2 1 供应链协同计划模型研究现状及分析 目前供应链协同计划模型的研究主要包括通过契约实现供应链协同、多 a g e n t 协同计划系统和使用数学规划模型的供应链协同计划三个方面【l 3 1 。 1 2 1 1 通过契约实现供应链计划协同由于企业都追求自身利润最大化，因此 在供应链协同计划过程中常常发生个体理性和集体理性的矛盾冲突。人们认为， 解决这一冲突的办法不是否认个体理性而是设计一种机制，使得供应链决策能 够在满足个体理性的同时达到集体理性。基于这种思想人们提出了基于契约的 协调方法。其主要思路就是通过契约机制来平衡供应链成员决策激励，使供应 链成员决策与供应链整体目标趋于一致从而提升供应链整体绩效同时达成“双 赢”局面i 川。这一方面研究的主要包含两类问题，一类是报童问题( n e w s v e n d o r p r o b l e m ) 即一个零售商面临随机需求时向制造商购买一定量产品以满足需求， 同时又能把库存量控制在合理的范围内，如文献【1 5 】、文献【1 6 】。另一类是当制 造商和零售商面临产品补给的批量决策时，个体及整个供应链范围的成本优化 问题。针对此类问题的研究，m o n a h a n 等人【l7 】分析了制造商如何通过提供一定 数量的折扣以引导零售商定购总体最优数量的产品，在此基础上，l e e 等人【1 8 】 第l 章绪论 对这一分析进行了概括。w e n g 等人【1 9 】则在此基础上增加了需求的价格敏感性 因素，扩展了相应的模型。随着研究的进展，l e e 等人1 2 0 l 为包含独立实体管理 的多级库存系统的供应链提供了一种优化控制的激励方案。f r a n s o o 等人【2 l j 研究 了在由一个供应商和多个零售商组成的有分歧的供应链中如何通过需求信息的 交换和服务层约束的定义来提高供应链的协同能力。文献【2 2 】对供应合同设计 方面的研究进行了综述。 在目前的供应链协同计划模型研究中，契约协调是研究比较多的一种方法， 如文献 2 3 2 7 。契约研究多采用博弈论为理论工具，分析各种契约形式及其参 数对供应链成员决策行为的影响。采用博弈论建立的模型需要考虑多个个体的 决策目标，而这些目标又由很多个体的决策变量决定，这给定量研究带来了很 大困难。模型求解结果大都只能使用隐函数的形式描述，且常常存在多个均衡 状态，难于进行精确地解析分析。因此目前契约协调的研究主要是针对较为简 单的库存模型，契约协调的实际意义受到很大局限。 1 2 1 2 多a g e n t 协同计划系统多a g e n t 协同计划系统主要是起到仿真的作 用。仿真方法是供应链分布决策问题中常采用的方法，它一般利用实际或模拟 的数据，使用计算机对给定的数学模型进行仿真计算，再由分析所得结果得到 有益的信息。或者通过多a g e n t 系统的运行，了解特定流程或结构的供应链是 否可行。在多a g e m 协同计划系统的研究方面，文献 2 8 】指出在供应链协同计划 中a g e n t 作为可以彼此交互的自治实体，能够独立完成总体问题的子任务，从 而提供软件解范例。f o x 等人【2 9 】描述了一个基于多a g e n t 的系统，其中功能型 a g e n t 能够实现订单获得、物流、运输和生产计划等功能。类似的s w a m i n a t h a n 等人【3 0 l 提出了一种多a g e n t 系统结构其中包含工厂、供应商等功能型a g e n t 和 库存管理、运输流程及需求计划等控制型a g e n t ，在供应链运作中，功能型a g e n t 利用控制型a g e n t 来支持其决策制定。蒋曼【3 l 】提出了一种供应链网络制造系统 三层a g e n t 模型，并在此基础上设计了一个多a g e n t 的、适应供应链企业环境 的生产计划系统。g r o l i k 等人【3 2 】给出了生产计划与控制及供应链管理方面基于 a g e n t 解决方案的相关综述。陈远高【3 3 】提出了基于多a g e n t 的协同供应链模型。 陈志祥【3 4 1 提出了以网络化制造环境下的敏捷供应链管理为背景，探讨了分布式 多代理体系结构的供应链协同技术。根据供应链群体协作特点，人们把供应链 合作关系分为战略性合作、紧密性合作与松散性合作3 种。基于不同的合作关 系，采用3 种分布式协调机制：黑板机制、合同网机制和拍卖与投标机制，建 立了相应的供应链计划求解策略面向约束的近似搜索算法、综合模型分解 算法和拍卖算法，并对算法进行了应用仿真实验及数据分析。仿真结果表明了 算法的合理性与有效性。 人们普遍认为仿真方法直观，对分布问题求解能力比较强，但一般无法给 北京t 业大学管理学硕十学位论文 出问题的优化解且依赖于特定问题。另外如何从仿真结果中得到有价值信息也 是单纯使用仿真方法的难点之一。 1 2 1 3 数学规划模型利用数学规划模型研究供应链协同计划问题时，供应链 协同计划i 口j 题被肜式化为优化问题。人们认为从数学的角度考察供应链协同计 划问题，供应链的协调本质上就是一个非线性的约束规划问题。在现有的研究 成果中，求解优化问题的方法众多，既包括可行方向法、梯度投影法、割平面 法、罚函数法和障碍函数法等多种数学规划方法，还包括遗传算法、模拟退火 法等在内的现代搜索算法。数学规划方法在定量研究中使用较为广泛。它通过 对系统的建模，对模型进行分析和严密的理论证明得到问题的结果。在这方面 的研究中，e r e n g u e 等人【3 5 】给出供应链中生产、配送和库存计划的子模型。 o z d a m a r 等人1 3 6 l 针对生产配送系统开发了一个集中而详细的规划模型。 z a p f e l 等人u7 j 针对钢铁制造企业提出了一个规划模型，该模型涉及除制造和配 送以外的购买决策。葛健等人【3 8 】针对模糊需求与具备随机生产能力的跨国供应 链计划，提出了一种规划模型并利用遗传算法与模糊模拟技术相结合的混合算 法对模型进行了求解。周泓等人【3 9 】针对带有序列相关的机器调整时间和有限缓 冲空间的流水车间批量计划问题给出了非线性混合整数规划模型，并提出一种 混合协同进化算法对模型进行求解。文献【4 0 】、【4 1 分别对供应链环境下的数学 规划模型进行了综述。但这里所提到的数学规划模型都假设采用集中决策制定 方式即企业内部集成计划，因此该类模型无法应用到独立的供应链成员间的协 同计划。 对于供应链协同计划问题，从研究的目标讲，往往要给出问题的最优解。 但供应链协同计划问题本身一般都包含很多非线性因素与不确定因素，这给研 究带来了很大的难度。所以在使用数学规划法研究此类问题时一般都对模型做 了很大程度的简化，例如忽略非重要的因素，对非线性因素与随机因素进行假 设等。在使用数学规划模型研究供应链协同计划问题时，对于单周期问题一般 采用随机规划，对多周期问题往往将问题转化为动态规划的形式，然后利用随 机动态规划的方法求解。数学规划法的优点是严密说服力强能够表现出问题的 本质，缺点是建模复杂，不能考虑过多的因素，结果不够直观。目前对数学规 划模型的研究方法多是基于单一决策者的集中或层级式决策结构，人们普遍认 为数学规划模型不适合供应链协同计划的分布决策特点。 本论文的供应链协同计划模型研究以数学规划模型为基础，根据a g e n t 协 商特点进行改造使其满足分布决策的需要，建立了非对称信息条件下多a g e n t 的供应链协同计划模型，并对此模型进行了仿真验证。 1 2 2a g e n t 协商研究现状及分析 自j e n n i n g s 提出协商研究以来，a g e n t 协商研究日益兴盛【4 2 l 。目前对协 第1 章绪论 商的研究主要集中于对基于多a g e n t 技术的自动协商的研究。根据协商议题的 数量及协商参与者的数量对自动协商进行分类，人们把自动协商分为双边单议 题协商( b s n ) ，双边多议题协商( b m n ) ，多边单议题协商( m s n ) ，双边多 议题协商( m m n ) 四种类型。其中多议题协商比较适应于现实生活，但比较复 杂。 人们对单议题协商问题已经做了大量研究工作，基于劝说的协商、基于辩 论的协商、自适应协商、协商本体和不完全信息协商等都属于单议题协商的研 究范畴。在目前的研究理论中，人们把多议题协商主要划分为三类：双边多议 题协商，拍卖和并发协商。两个a g e n t 对多个议题进行一对一的协商称为双边 多议题协商，两个a g e m 对某一问题的多个属性进行协商或者对多个问题进行 协商都属于双边多议题协商1 4 3 1 。m a s 中引入拍卖方法，作为一种a g e n t 之间多 对一协商的机制。目前人工智能技术在拍卖领域中所起的作用主要是决策和协 调，比如多重拍卖和双向拍卖中b i d 的确定问题、组合拍卖中获胜者的确定 ( w d p ) 问题和多重拍卖中监视多个a g e n t 之间的协调问题。针对这些问题计 算机科学家们提出了一些研究方法和策略。研究方法有：动态规划方法、概率 方法、贝叶斯方法、模糊神经网方法、遗传算法、分支界定法、学习的方法、 模糊逻辑、供求曲线法和原子提议方法提出的策略有：零智能( z i ) 策略、零 智能加( z i p ) 策略、g i i e r s t a d d i e k h a u t ( g d ) 策略、固定标价( f m ) 策略、c h r i s p r e i s t ( c p ) 策略、f l 策略和r b 策略m 1 。 n g u y e n 研究了更复杂的并发协商并给出了并发协商模型。并发协商在形 式上与反拍卖有些类似，一个a g e n t 为了购买一种商品或服务进行并发协商， 即一个购买a g e n t 从其环境中的众多可能提供者中寻找一个服务提供者。其中 的关键问题是承诺管理，因为a g e n t 希望在最终达成一致之前能够与其它a g e n t 有中间协议，直到最后，他再从中选择最合适的一个作为达成交易的对象【4 引。 和反拍卖相比，并发协商具有更优的性能。在并发协商中，买方在选择卖方的 同时能够出价和回价，这样就可以达成更优的交易；其次，并发协商有时间限 制，可以节约时间，使得协商更有效。 目前a g e n t 协商研究取得了很大的进展。a g e n t 协商本身在解决竞争、交 互和合作等自动协商问题上也展示了自己的优越性。为此本论文根据供应链协 同计划的特点，结合a g e n t 协商技术，讨论基于a g e n t 协商的供应链的协同计 划模型，协商协议与策略。 通过以上对国内外研究现状的分析，可以将供应链协同计划方面研究的主 要不足之处大致归结为以下几个问题： ( 1 ) 已有的研究讨论对称信息条件下供应链的协同问题居多，并且大部分 基于集中计划的方式进行研究，很少针对非对称信息条件下的供应链协同问题， 北京工业大学舀理学硕十学位论文 从协商过程的角度进行研究。 ( 2 ) 目前对基于协商的协同计划决策模型研究方面，主要从单个供应商与 单个或多个购买方的二级供应链进行研究，而缺乏对多级、多成员供应链的研 究。 ( 3 ) 目前主要是利用a g e n t 的交互性和自治性建立起协同供应链模型，而 对利用a g e n t 协商建立供应链协同计划模型研究则比较少，而且在研究时缺乏 对a g e n t 协商策略选择和协同计划模型自我更新的研究。 ( 4 ) 目前对供应链协同计划的研究中很少人研究供应链各成员之间的冲突 问题，只是泛泛的指出有可能各成员企业存在冲突，然后笼统定义冲突水平来 进行协商算法建模。而且为了建模的方便，往往把冲突问题简单化了，不符合 实际情况。 ( 5 ) 对于协同计划中供应链成员协商策略方面，目前仅对批量进行简单的 折衷处理，没有对多轮次协商的信息加以利用，也没有对降低成本所产生的效 益进行有效分配。 1 3 本文的研究内容 针对以上的不足之处，本论文研究非对称信息条件的供应链协同计划问题。 本文以多级、多成员供应链为研究对象，在供应链协同过程中引用冲突检测和 消解技术，以尽早地发现供应链协同计划中可能存在的冲突并对其采取合理的 方案进行消解，避免资源的浪费、成本的提高以及由此带来的违约情况。针对 本文研究的以生产商为核心企业的供应链结构，本文采用基于约束的冲突检测 技术进行供应链协同过程中的冲突检测，并采用a g e n t 协商技术对检测到的冲 突进行消解。 随后本文重点介绍了非对称信息条件下的供应链协同计划模型，在分析了 供应链协同计划面临的各种问题的基础上，针对本文研究的实际问题，建立了 多a g e n t 的供应链协同计划模型，给出了多a g e n t 的供应链协同计划框架与流 程，分析了供应链协同计划的多a g e n t 协商协议与协商策略。 最后本文最后通过实证分析说明该模型能够有效解决供应链个体企业信息 优势引发的供应链协同计划过程中的冲突问题，提高供应链协同计划的效率。 1 4 本文的组织结构 本文主要研究基于a g e n t 协商的供应链协同计划模型，共分为五个部分。 第一章介绍了选题背景及研究意义，分析了国内外关于供应链协同计划模 型的研究现状。 第二章介绍了相关理论，明确了供应链协同计划概念和供应链协同计划模 式，介绍了协同中的冲突检测和消解技术，并介绍了多a g e n t 技术。 第l 章绪论 第三章分析了供应链协同过程中的冲突检测和消解，结合本文研究的问题 建立了供应链协同计划过程中的冲突检测和消解模型。 第四章分析了非对称信息条件下的供应链协同计划，引入a g e n t 协商技术， 用a g e n t 代表参与协商的供应链成员企业，建立非对称信息条件下的供应链协 同计划模型，并给出了基于a g e n t 协商的供应链协同计划多a g e n t 框架和供应 链协同计划流程。分析了协商协议以及各a g e n t 的协商策略。 第五章针对北京市北方印刷机电器厂的原料采购问题做了仿真实验，验证 了本文提出的模型，。实证分析结果表明该模型能够有效解决供应链个体企业信 息优势引发的供应链协同计划过程中的冲突问题，提高供应链协同计划的效率。 第六章结论指明了本文的创新之处，并对以后的研究做了进一步的探讨。 北京 二业大学管理学硕士学位论文 - 8 第2 章相关理论介绍 第2 章相关理论介绍 2 1 供应链协同计划相关理论 2 1 1 供应链协同计划概念 供应链协同计划是指独立而相邻的供应链成员间主计划( m a s t e rp l a n n i n g ， m p ) 活动的协同过程。供应链中实现中心化主计划的整合部分被称为计划域， 它显示了属于每个计划域的网点布局和相应的计划过程 4 6 1 。 供应链协同计划通过强化供应链合作伙伴间的信息共享，来制定供应链各 成员企业的共同对策。采用供应链协同计划加速整个供应链渠道库存流转，压 缩产品销售前置期的外部整合过程，协调生产、市场、财务的综合目标，达到 最充分的需求链满足和最佳库存速度的多赢效应，并最终实现企业利润最大化。 在没有供应链协同计划的情况下，每个供应链成员企业的主计划任务都是以自 己相应域的独立视角并基于本地需求预测来完成的。但在不同域中的运作实际 上没有关联，因此非协同的计划很容易导致次最优( s u b 。o p t i m i z a t i o n ) 和低效 率，如不必要的库存缓冲或频繁的计划调整。通过供应链协同计划，供应链各 成员企业建立相对稳定的合作关系，通过供需方面的协商和信息交流使得参与 供应链协同计划的各成员企业能够更准确地把握市场需求情况，共同优化生产 流程，提高生产效率，有效降低库存成本，提高供应链的敏捷性，实现共赢。 2 1 2 供应链协同计划模式 要把数学规划方法和分布式决策制定相结合，即将规划模型用于独立的规 划域问的计划，需要提出适当的协同模式来描述规划域间的相互关系。目前人 们普遍认为供应链协同计划主要有三种协同模式：下游向上游逐级规划 ( u p s t r e a mp l a n n i n g ) 模式、集中协调优化模式和基于协商的协同计划模式。 2 1 2 1 逐级规划模式在逐级规划模式中，下游企业首先根据自己的当前和历 史产品市场销量情况，在周期时段内做出持续更新的需求预测，并根据这一预 测向上游企业提出物料需求。上游企业根据下游企业的物料需求制定其运作计 划并向更上游企业提出物料需求，通过逐级规划实现整个供应链的协同计划过 程。在这一模式的研究方面，文献 4 7 】所讨论的下游向上游逐级规划的模式易 于实现，但没有考虑本地决策对供应链上游成员的影响，从而只能获得相对集 中协同的次优计划。b a r b a r o s o g l u 等人1 4 8 】考虑了带有一个配送阶段和一个生产 阶段的供应链，在此供应链中的生产阶段出现能力不足时，通过采用启发式方 法修改配送决策的方式来扩展逐级规划模式。z i m m e r 4 9 1 针对一个购买方和一个 供应方的情形提出了一种协同方案。该方案也采用基于下游向上游逐级规划的 模式，但通过对购买方域的预期扩展了基本方案，即在供应方计划模型中包含 北京工业大学管理学硕二l 二学位论文 了一个简单的供应方决策模型。 在研究中人们发现逐渐规划模式的优化性能较差，如s i m p s o n 等人针对三 级供应链通过计算测试研究了次优化的程度，发现采用下游向上游逐级规划模 式与集中规划模式相比，二者的供应链总成本半均有1 4 1 的差距。 2 1 2 2 集中协调优化模式在集中协调优化模式里，人们将整个供应链看作一 个整体，用一个统一的数学规划模型来表示所有供应链成员的计划问题，通过 优化求解方法来获得供应链范围总体最优的解。这一模式的研究成果较多，是 目前供应链协同计划方面的重点研究方向，国内相关的研究也主要集中在这一 领域。 对这一模式研究最典型的是采用拉格朗日松弛算法，即利用拉格朗日算子 作为影子价格，在供应链成员企业间发挥了协调作用，实现供应链的分布处理。 其中e r t o g r a l 等人【5 0 】提出了基于拉格朗日松弛算法的协同机制，并由一个集中 的a g e n t 反复设定供应数量的目标值和乘数以及评价特定域计划结果的收敛 性。赵天智等人【5 i j 基于协调理论分析了供应链的资源共享、物流和时序3 种依 赖关系，应用拉格朗日松弛技术进行优化协调。聂兰顺等人【5 2 】基于模型的加可 分性结构将供应链计划问题分解为成员独立的子问题，应用遗传算法更新拉格 朗日乘子来协调成员子问题的决策。周威等人【5 3 j 基于拉格朗日松弛算法提出了 一种前溯式可行化方法，实现整个供应链生产计划的协调优化，并在文献 5 4 】 中采用增广拉格朗日算法进行了改进。 此外孙会君等人【5 5 l 提出了在多工厂、多分销商条件下二级分销网络生产计 划制定的双层规划模型，并用极点搜索法和k - t 法对模型进行求解。杨红红等 人p 6 j 针对供应链约束批量计划问题，建立以生产成本、库存成本与运输成本之 和为目标的数学规划模型，并采用基于两级遗传算法对模型进行求解。杨文胜 等人 5 7 1 把供应链响应时间视为一种重要的可分配资源，对供应链响应时间进行 了优化建模，并采用模拟退火算法和离散搜索算法对模型进行求解。陈淮莉等 人【5 剐以供应链成本和运行时间平衡优化为目标，采用遗传算法求解供应链协同 计划。赵建华等人【5 9 】采用模糊数学方法描述模糊单位生产成本、模糊生产能力 以及模糊需求下的分布式多工厂的供应链批量生产计划问题，并采用遗传算法 对模型进行求解。 利用集中协调优化模式可以实现供应链整体最优的目标，但在实现供应链 整体最优的同时并不能保证参与供应链协同计划个体达到最优目标。此外集中 协调优化往往建立在供应链成员企业之间共享完全信息的假设基础上。事实上 参与供应链协同计划的企业之间往往不会一开始就把所有相关的企业信息进行 共享，通常需要在协商的过程中获得必要的信息。 2 1 2 3 基于协商的协同计划模式在基于协商的协同计划模式里，人们将供应 行相关信息的交流。通过多轮的交互逐步实现各方认可的优化结果。采用基于 协商的协同计划模式制定供应链协同计划不需要预先知道供应链成员企业的所 有相关信息，在实现供应链整体最优目标的同时能够实现个体的相对最优，并 且基于协商的协同计划模式能够很好地实现各成员间的利益平衡，这种模式的 研究前景十分广阔。 基于协商的协同计划模式是一种较新的研究角度，相关的研究文章也较少。 其中d u d e k 等人1 6 0 1 基于协商方法建立了面向两个成员