（管理科学与工程专业论文）基于多智能体的虚拟企业自动协商研究.pdf

摘要 虚拟企业是2 1 世纪的新型企业管理和运营模式，虚拟企业具有 组织构成的动态性、物理范围的分布性、结构的可重构性、市场机会 的快速应变性等特点。 随着人工智能以及a g e n t 技术的发展，利用具有一定自主推理、 自主决策能力的a g e n t 以及由其组成的多a g e n t 系统( m a s ) 来模拟、 优化、实施、控制虚拟企业供应链的运行，已经成为研究和实施虚拟 企业供应链的重要方法之一。如何应用多a g e n t 技术实现一种高效、 智能的交易模型，为虚拟企业各组成成员之间实现在线自动协商已经 成为虚拟企业供应链研究的一个重要方向。 通过查阅大量文献，对相关理论的研究现状进行了介绍。然后对 其所涉及的虚拟企业理论、a g e n t 及其理论和a g e n t 协商理论进行了 较系统的归纳。在此基础上提出了一种虚拟企业自动协商框架和算 法，并对其进行了较为深入的分析，通过设计算例对所提出的算法进 行了试算和检验。随后，在单主题协商基础上提出基于指标均衡和权 重区间数的虚拟企业供应链合作伙伴选择方法。最后开发了一个原型 系统，使其能够模拟虚拟企业盟主、盟员双方自动协商的过程。 在该协商模型中，引进盟员盟主数量比参数以期扩大其适用范 围，并反映a g e n t 可以感应周围环境的变化；引进协商双方的下一步 期望价格和保留价格，用其确定出价策略概率函数的偏好参数及修改 可能的出价区间范围，使协商模型能够较好地反映协商双方的心智态 度，进而可模拟现实生活中的讨价还价协商过程，取得了较好的效果。 关键词虚拟企业，多智能体，自动协商，出价策略，伙伴选择 a b s t r a c t v i r t u a le n t e r p r i s e ( v e ) i san e wm a n a g e m e n ta n do p e r a t i o nm o d ei n 21s tc e n t u r y v i r t u a le n t e r p r i s eh a st h ec h a r a c t e ro fd y n a m i cs t r u c t u r ei n o r g a n i z a t i o n ，d i s t r i b u t e dr a n g e s i n p h y s i c s ，r e s t r u c t u r a b l e a n d r a p i d r e s p o n s ei ng r a s p i n gc h a n c ei nt h em a r k e t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fa r t i f i c i a li n t e l l i g e n c ea n dt h et e c h n o l o g yo f a g e n t ，p e o p l e m a k eu s eo ft h e a g e n t w h i c hh a st h e a b i l i t y o f s e l f - r e a s o n i n g ，s e l f - d e t e r m i n a t i o n a n d m u l t i - a g e n ts y s t e m s w h i c ha r e m a k eu po ft h ea g e n t st os i m u l a t e ，o p t i m i z e ，i m p l e m e n ta n dc o n t r o lt h e o p e r a t i o n o ft h ev es u p p l y c h a i n ，i t i s b e c o m i n go n eo ft h em o s t i m p o r t a n ta p p r o a c hi nr e s e a r c ha n di m p l e m e n tv es u p p l yc h a i n h o wt o a p p l yt h et e c h n o l o g yo fa g e n t st or e a l i z eae f f i c i e n t ，i n t e l l i g e n tt r a n s a c t i o n m o d e lh a sb e c o m ea ni m p o r t a n tr e s e a r c hd i r e c t i o ni nv e s u p p l yc h a i n ，s o a st or e a l i z et h eo n l i n ea u t o m a t i cn e g o t i a t i o na m o n gt h em e m b e r si n v e t h u st h i s p a p e rw i l l d os o m er e s e a r c ha b o u tv ea u t o m a t i c n e g o t i a t i o nb a s e do nm u l t i a g e n t b yr e a d i n gal o to fl i t e r a t u r e ，t h ea u t h o ri n t r o d u c e dt h er e s e a r c h a c t u a l i t yo ft h er e l a t e dt h e o r y , t h e ns u m m a r i z e dt h et h e o r yo fv e ，a g e n t a n d n e g o t i a t i o nw h i c hw e r e i n v o l v e di nt h er e s e a r c h s u b j e c t ，t h e n p r o p o s e s e dau n i v e r s a lv ea u t o m a t i cn e g o t i a t i o nf r a m e w o r ka n dan e w n e g o t i a t i o na l g o r i t h m ，a n da l s od os o m eg o o dr e s e a r c ha b o u ti t t h ea u t h o r a l s od e s i g n e dac a l c u l a b l ee x a m p l et ov e r i f yt h ea l g o r i t h m ，b a s e do nt h e n e g o t i a t i o nr e s u l t st h ea u t h o rp r o p o s e dam e t h o do np a r t n e rs e l e c t i o ni n v i r t u a l s u p p l yc h a i nb a s e d o ni n d e x e q u i l i b r i u ma n dp o w e ri n t e r v a l n u m b e r s a tl a s tt h ea u t h o rd e v e l o p e dap r o t o t y p es y s t e mt os i m u l a t et h e p r o s e s so fa u t o m a t i cn e g o t i a t i o nb e t w e e nt h ec o r ee n t e r p r i s ea n dt h e l e a g u e re n t e r p r i s e si nv e i nt h i sn e g o t i a t i o nm o d e l ，t h ea u t h o ri n t r o d u c e di n t ot h ep a r a m e t e ro f t h en u m b e rr a t i oo fc o r ee n t e r p r i s ea n dl e a g u e re n t e r p r i s e ，i tc a ni n d i c a t e t h a tt h ea g e n tc a na p p e r c e i v et h ee n v i r o n m e n ta n dc a na c ts y n c h r o n o u s l y , t h ea u t h o ra l s oi n t r o d u c e di n t ot h ep a r a m e t e ro fn e x te x p e c t a t i o np r i c e a n dr e s e r v e d p r i c er e s p e c t i v e ly ，a n d u s et h e mt oc o n f i r mt h er i s k i i p a r a m e t e ro rm o d i f yt h el i k e l yp r i c ei n t e r v a l ，i tc a nm a k et h em o d e lr e f l e c t t h ep r i c ea t t i t u d eo ft h et w on e g o t i a t i o np a r t i e s ，a n dc a na l s os i m u l a t et h e i t e r a t i o no fo f f e r i n gp r i c ev e r yw e l li nr e a l i t y k e yw o r d sv i r t u a l e n t e r p r i s e ，m u l t i - a g e n t ，p r i c es t r a t e g y , p a r t n e r s e l e c t i o n 1 1 1 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本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，除了论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 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：李釜肇 日期：盟年兰月笪日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：堑兰生导师签名 之畔。f e ：年一月一日 硕士学位论文第一章导论 1 1 引言 11 1 课题来源 第一章导论 本课题来源于导师承担的国家自然科学基金项目( 编号：7 0 1 7 2 0 1 5 ) ：基于 敏捷制造的多智能体协同生产管理及其系统研究。本文是其子课题：基于多智能 体的虚拟企业自动协商研究。 二十世纪九十年代以来，信息化浪潮席卷全球，虚拟企业成为当今发达国家 和先进企业竞相研发的21 世纪企业运行模式。传统企业运作方式和管理模式面 临着巨大的冲击，以网络化、知识管理、全球化为主要特征的虚拟企业电子化商 务模式已经成为当前网络信息技术发展和研究的热点之一，而虚拟企业各组成成 员之间的自动协商技术是虚拟企业有效实现中的一个重要问题。 虚拟企业自动协商是指通过各种电子方式而不是面对面的方式完成交易， 它是信息技术的高级应用，用来增强贸易伙伴之间的商业关系，同时也是一种以 信息为基础的商业构想的实现，用来提高贸易过程中的效率，是商业交易的新模 式。在基于电子商务平台协商的基础上，各行业的企业都将通过网络连接在一起， 使得各种现实与虚拟的合作都成为可能。 在国际竞争日益激烈以及客户需求日益多样化的时代背景下，企业竞争的胜 负已不再仅仅取决于企业自身，而在很大程度上取决于企业所在的虚拟企业供应 链性能。虽然在虚拟企业供应链管理过程中人们力图拆除企业问的围墙，建立跨 企业的协作，但是由于虚拟企业成员是独立的利益主体和决策主体，从而使得供 应链的运行往往具有自治性、分布性、并行性等特点，这些特点向虚拟企业管 理提出了挑战。而目前随着人工智能以及a g e n t 技术的发展，利用具有一定自主 推理、自主决策能力的a g e n t 以及由其组成的多a g e n t 系统( m a s ，m u l t ia g e n t s y s t e m ) 来模拟、优化、实施、控制虚拟企业供应链的运行，已经成为研究和实 施虚拟企业供应链的重要方法之一。 基于以上分析，作者拟研究基于多a g e n t 的虚拟企业自动协商问题。 硕士学位论文 第章导论 1 1 2 研究背景 自动协商作为一个广泛而复杂的问题l 吸引了许多领域，如通信、语言学、对 策论、经济学、计算机科学等方面研究者的注意，并做了大量工作。这里主要就 协商协议、对策论、协商支持系统给出相关研究背景。 1 协商协议 归功于人类长期的协商j 力史和基十人类协商的广泛应用，存在许多不同类型 的协商协议。招标，买主指定他想获得的产品和服务，然后多个卖主进行投标， 这是一种最简单形式的协商。1 9 8 0 年s m i t h 在分布式问题求解中提出的合同网 协议( c n p ，c o n t r a c tn e tp r o t o c 0 1 ) 是其典型的协议“1 。拍卖是另一种形式的协 商，它的协议有好几种：英式拍卖、荷兰式拍卖等。英式拍卖中，拍卖人给出起 始价，然后进行拍卖，直到只有一个投标者为止。荷兰式拍卖中，拍卖人给出最 高价，然后不断降低价格，直到一个投标者愿意接受这个价格。 拍卖这种形式的协商协议已在i n t e r n e t 取得了很大的成功。许多的商业拍 卖站点如o n s a l e ，e b a y 己投入运行。一些流行的站点如y a h o o 和a m a z o n c o m 也 提供了拍卖服务。 拍卖的特点是只需要很少的交易费用，高效率，容易使用，能够同时处理很 多的投标者，能够处理社会环境中的不确定性。”。 i n t e r n e t 上的拍卖获得巨大的成功，以致一些研究者认为它是电子商务中 唯一有效的协调机制”1 “。其实除了拍卖外，一对一的直接协商也是一种重要的 协调机制，它同样可运用于电子商务。这两种o l 带 j 是相互补充的。 这种一对一的直接协商协议就是讨价还价协议，双方通过轮流交换建议直至 达成一致意见或任一方退出。这种讨价还价型协商的研究长久以来吸引着经济学 家，因为这种协商是交换和市场的基础。通用的协商理论“1 被用于处理在真实环 境中人们怎样协商，但缺乏关于讨价还价协商的形式化和完整的理解，以致不能 用来开发自动协商系统。有几个实用的协商模型9 1 ，它们由实验和社会心理学家 提出，但它们很难在可计算的软件系统里去实现他们的协商理论。当前己实现的 自动讨价还价协商系统还处于初步阶段，这些原型系统只支持单因素协商，使用 的协商策略非常简单，一般都是线性变化。事实上，与拍卖在商业应用和学术领 域的广泛流行相比，自动讨价还价系统远远落后了。g u t t m a n 和m a e s “认为， 尽管它是相对容易去实现一个自动拍卖系统，但这种系统不很适合像零售市场 ( b 2 c ) 和商家到商家( b 2 b ) 这样的应用。因为它不能提供个性化的服务，不能提供 给商家客户的个性化的需求信息及不能在商家与客户之间保持良好的理解和长 期的商业合作关系。一般来说拍卖适合于数量有限和定义明确的商品交易，如古 硕士学位论文第一章导论 董，名画等。 2 对策论 对策论( b i n m o r e1 9 9 0 。，g i b b o n s1 9 9 2 “) 是对冲突的数学研究。既然协 商是被用来解决冲突的，所以对策论也被用于协商过程。对策论的研究集中在以 下两个方面：对协商各方是否可达成一致意见的判断：协商机制设计：通 过定义限制游戏者可能的策略协议和定义对各方来说取得所谓p a r e t o 结果的机 制( z l o t k l n r o s e n c h e i n1 9 9 6 “) 。一个p a r e t o 结果是对各方来说产生最大效 用值的解决方案。经典对策论的这些研究是基于以下假设：游戏的各方是完 全理性的( 有无限的计算能力) ；游戏者有关于其它游戏者的完全知识。 很明显，在真实的现实世界里，这样的假设是不成立的。在不完全信息的情 况下，即使各方之间存在可以达成一致意见的区间，运用对策论也可能会失败。 而且，对策论主要被用来预测协商的结果，它并没有给出取得这些结果的途径和 在协商过程中怎样去选择最优的协商策略“”。所以对策论在开发自动协商系统 的作用是有限的。 3 协商支持系统 协商支持系统( n s s ，n e g o t i a t i o ns u p p o r ts y s t e m ) 和群体决策支持系统 ( g d s s ，g r o u pd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ) 是决策支持系统( d s s ，d e c i s i o ns u p p o r t s y s t e m ) 在协商领域的扩展。协商的挑战性和基于人类协商的缺点，促使人们研 究计算机支持的协商。通常所说的n s s 是用来在协商过程的各个阶段为协商者提 供帮助。 j e l a s s i 和f o r o u g h i “已开发了表达协商者行为特征和认知方面的工具。 澳大利亚的应用系统分析研究所开发的n e g o p l a n 是决策支持软件系统的例子， 它用p r o l o g 语言实现，模拟决策过程。另一个例子是m a t w i n ，s z a p i r o 和h a i g h 的让步模型，它硬编码一个通用的让步策略进入多因素协商支持系统。 有名的网上协商支持系统i n s p i r e 由g r e g o r ye k e r s t e n 。1a n dg o r d o nl o “6 1 开发，它提供协商者偏好的提取和评价的工具，给协商者提供通信系统和协商过 程的可视化显示，但整个协商过程都需要用户的参与。 尽管d s s 和n s s 是强大的工具，能够支持协商，其实现和计算方法在系统结 构、功能要求、用户接口方面有助于协商问题的解决，但一个n s s 系统典型强调 的是支持而不是自动协商，它需要用户不停的手工输入，协商的各个阶段需要人 的介入。 硕士学位论文第一章导论 11 3 研究意义 目前基于多智能体的虚拟企业自动协商研究的意义主要集中在以下几个方 面： 1 本研究作为导师承担的国家自然科学基金项目( 编号：7 0 1 7 2 0 1 5 ) ：基于 敏捷制造的多智能体协同生产管理及其系统研究的子课题，虚拟企业自动协商问 题是其中较复杂的部分。目前国内能够模拟虚拟企业在线自动协商的算法可操作 性和实用性都不强，本文力图在此方面作一点工作，具有一定的前瞻性。 2 利用多a g e n t 技术的智能性、主动性、反应性等特点来研究和模拟虚拟 企业各组成成员之间的协商本身就是目前松散型协同工作研究的一个热点。 3 本研究基于多a g e n t 的自动协商力图改善传统商务协商中的时延，为虚 拟企业各组成成员提供更为主动、具有智能性、可动态调整的个性化服务，体现 智能商务( 具有学习能力) 、个性化商务以及高效商务。的特点。使各个企业都 能专注于强化自身的核心竞争力，从而提高管理服务水平和社会信誉。 4 通过对基于多智能体的协作技术及协商方法的研究，为虚拟企业各成员 企业之间的协同生产运作提供理论与方法。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 虚拟企业理论研究现状 始于1 9 9 5 年末的美国国家工业信息基础设施协议n i i i p ( n a t i o n a l i n d u s t r i a li n f o r m a t i o ni n f r a s t r u c t u r ep r o t o c o l s ) 项目是虚拟企业领域的 第一个重大项目，其目的是支持虚拟企业的形成以及为虚拟企业成员在异构的分 布式计算环境中进行协作提供技术规范。n i i i p 涉及到虚拟企业整个生命周期， 即机会识别、构建、运行及解散全过程。n i i i p 基于一些开放的技术标准，比如 c o r b a 技术、分布式面向对象技术、产品建模与描述，如产品模型数据交换标准、 信息建模技术如工作流管理等。欧盟在e s p r i t 计划框架下，主要面向虚拟企业 的基础结构开展了一系列研究，如xc i t t i c 、p r o d n e ti i 、m a r v e l o u s 等，德国 提出代号为“制造2 0 0 0 ”的研究计划。日本制定了智能制造系统( i m s ) 国际合 作研究计划，完成了“2 l 世纪企业集成和全球制造”( g l o b e m e n 2 1 ) 和“全球工 程制造企业网”( g l o b t m e n ) 项目的研究，提供了一套针对虚拟企业的业务过程 建模理论与方法。 具体来说，m e z g a r 针对中小规模企业组建虚拟企业给出了网络化协调运作 硕士学位论文第一章导论 框架。k a t z y 提出了设计和组建虚拟企业的概念模型，并以瑞士一家中型制造企 业为例进行了实证研究。z h o u 等对支持虚拟企业中生产制定的信息管理体系进 行了研究。h o o g e w e e g e n 等提出了以信息和通信技术为使能技术，采用网络化模 块设计方法组建虚拟企业的思想。f i t z p a t r i c k 等讨论了虚拟企业的多种组织方 式。b e r n u s 提出了基于a g e n t 的虚拟企业组织设计方法和集成结构。x u a nf z h a 等提出了基于知识密集型的多智能体协作组装建模和过程计划研究。d a v i d r a j u h 等利用信息技术对虚拟企业自动构建的电子商务实现进行了卓有成效的研究。 相对国外来说，我国对虚拟企业研究起步较晚，国家8 6 3 c i m s 主题专家组 从9 3 开始对敏捷制造、虚拟企业进行了跟踪研究和理论探讨并取得了丰富成果。 国家自然科学基金也加大了对虚拟企业相关问题研究项目的资助，主要在研的和 完成的项目有：清华大学陈剑主持的复杂信息环境下的虚拟企业风险控制研究项 目，中国科学院软件研究所韩永生负责的面向大规模定制的虚拟企业生产模式研 究项目，哈尔滨工业大学的徐小飞主持的集成化敏捷虚拟企业组织管理与决策支 撑环境项目，宁波大学叶飞帆主持的虚拟企业环境下基于延迟生产理论的全面供 应链管理项目等等。涉及到虚拟企业的经营模式、信息系统框架、伙伴搜索与选 择、运作机制、生产计划和控制、业务过程建模、风险管理等众多内容，正逐步 形成敏捷制造和虚拟企业的理论体系。在这种大好形式之下，我们对虚拟企业进 行研究显得尤为必要。 1 2 2a g e n t 技术及m a s 研究现状 a g e n t 的理论和技术，特别是多a g e n t 的理论和技术，为分布开放系统的分 析、设计和实现提供了一个崭新的途径，被誉为“软件开发的又一大突破”。a g e n t 理论与技术的研究最早源于分布式人工智能( d a i ，d i s t r i b u t e da r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e ) ，但从8 0 年代末开始，a g e n t 理论、技术研究从d a i 领域中拓展 开来，并与许多其他领域相互借鉴和融合，在许多不同于最初d a i 应用的领域得 到了更为广泛的应用。面向a g e n t 技术作为一门设计和开发软件系统的新方法已 经得到了学术界和企业界的广泛关注。最近，a g e n t 技术与语义w e b “技术结合， 使人们对w e b 信息的获得和利用更加简单和有效。 a g e n t 技术源于分布式人工智能研究，并可追溯到1 9 7 7 年h e w i t t 提出的并 发a c t o r 模型“。这个模型设计了具有自控行为、互作用和并发执行的对象， 并取名为a c t o r s 。a c t o r s 可视为最早出现的a g e n t ，它具有封装的内部状态， 能经由消息传送与其他a c t o r s 通信和并发执行动作。 到了2 0 世纪9 0 年代初，分布式问题求解是研究a g e n t 技术的主要推动力。 硕士学位论文 第一章导论 这个时期，研究的注意力集中于解决支持分布式协同工作的“宏”问题，如a g e n t 间的交互作用和通信、任务的分解和分配、协调和合作、协商解决冲突等；其目 的在于说明、分析、设计与集成由多个协作的a g e n t 构成的系统，从而促进了 a c t o r 、d v m 、m a c e 等典型的分布式问题求解系统和合同网、多级协商、基于知 识的协商等冲突解决协议的研究工作。这些研究工作的共同特点是强调了a g e n t 的紧密型群体合作，而非个体能力的自治和发挥。 2 0 世纪9 0 年代分布式计算环境的快速成长和普及廊用，使研究者们认识到 紧密型协同工作( 分布式问题求解) 并非实用需求的主流，松散型协同工作( 只有 在某些环节或只有在必要时才需合作) 才是社团组织和个人迫切需要的计算机支 持功能，从而促进了对a g e n t 的行为理论、体系结构和相互间通信语言的深入研 究，以及旨在发挥个体能力的多类型a g e n t 的开拓工作。这极大繁荣了a g e n t 技 术的研究和开发，不仅使a g e n t 技术更易于实用化，也使协同工作( 包括紧密型 协同工作) 的成效因个体的高技能和高性能而得以确保和提高。本文所提虚拟企 业自动协商属于一种松散型协同工作的研究范畴。 1 2 3 协商理论研究现状 研究协商问题以前主要有公理化方法和策略方法“。每个公理系统都从 不同侧面反映局中人理性行为属性，并作为一种规则对每个协商问题给出确定的 结局。有两种不同的公理化方法：关于结局空间和关于冲突点的公理化方法。每 种公理化方法也有两种不同倾向：以n a s h “为代表的公理化方法是对协商问 题的解概念和解的属性公理化；以h a r s a n y i “为代表的公理化方法是对理性行 为的各个侧面公理化，从而给出解概念。后者易于反映解的理性行为特征，前者 是一种更形象化和数学化的方式。 策略方法是研究协商问题讨价还价过程的方法，它把协商问题描述成多对策 过程。z e u t h e n ”“最早使用策略方法研究协商问题，提出了研究协商过程的重要 模型和原理。这个原理给出了在讨价还价过程中局中人作出让步的原则。z e u t h e n 提出一个完全由效用函数和冲突点描述的量，来反映局中人在下一协商阶段愿意 面对冲突而不让步的极限状态。z e u t h e n 称这个量为风险极限，并用这个量给出 了在讨价还价过程中的让步准则。z e u t h e n 最先把这种方法用于劳务市场中的二 人协商问题，学者们很快发现它具有一般性并用于协商问题，对多人协商问题通 过引入多边风险极限来讨论。 协商理论的经典公理化方法是以完全信息为前提的，在此基础上，讨论各种 公理化协商解。由于互相完全了解，协商问题的最后结局必须按大家可接受的共 6 硕士学位论文 第一章导论 同规则确定。于是，常常把反映局中人相同协商能力的对称性作为一条基本假定。 h a r s a n y i “”首先认识到这种与实际不符的现象并开始考虑不完全信息问题。 m y e r s o n “。研究了局中人相互不了解对方的偏好信息的协商问题，他将其描述成 一个仲裁模型并利用h u r w i c z ”3 提出的激励相容性概念设计一种激励相容选择 机制，这种机制激励局中人告诉仲裁人其真实偏好。 关于多a g e n t 自动协商研究有以下代表性研究： ( 1 ) k a s b a h k a s b a h 为麻省理工学院媒体实验室的一个实验性的线上交易系统。使用者 可以在k a s b a h 上面派遣买卖a g e n t 来帮助产品交易 c h a v e z ，1 9 9 6 。这些a g e n t 将会自动寻找适合的买方或是卖方，然后进行自动协商，如图卜1 。 图1 1 双向拍卖 资料来源： c h a v e z1 9 9 6 它所采用的竞标方式为双向拍卖( d o u b l ea u c t i o n ) 的一种变形：连续双向拍 卖( c o n t i n u o u sd o u b l ea u c t i o n ) 。在这种机制之下，买方与卖方不断的向对方 出价。只要遇到可以接受的出价，双方就马上成交。反之，再继续出价。此外， k a s b a h 的另一个特色是相同的交易物都在同一个拍卖会里进行协商，这样的做 法虽然限制了使用者发起拍卖会的权利，也没有其它的协商机制可供选择：不过， 让交易物品相同的所有对手彼此都有协商的机会( 因为都在同一个拍卖会场里) ， 可以增加比较的机会。 在出价策略方面，系统分别为买方、卖方提供三种不同的协商策略，让使用 者在派遣a g e n t 之前就决定。这些出价策略都是以时间为函数，而函数关系分别 有线性关系( a n x i o u s ) 、二次关系( c o o l h e a d e d ) 、以及三次关系( g r e e d y ) ， 如图卜2 所示。 硕士学位论文 第一章导论 $ b n 弹 g r e e d y n m e 一 图卜2k a s b a h 的出价策略资料来源： c h a v e z1 9 9 6 最初出价、最后出价、以及存续时间是除了函数关系之外的另外三种变量， 这些都必须在派遣a g e n t 进入市场之前就决定。之后，a g e n t 就会随着时间的行 进，依照协商策略函数在该时点所指示的价格出价。自动出价的立意虽佳，而且 k a s b a h 所提供的函数虽也有其依据，但当这些函数无法充分反映使用者真正想 要的出价策略时，常常会影响使用者使用系统的意愿。 ( 2 ) a u c t i o n b o t a u c t i o n b o t 为m i c h i g a n 大学建立的在线竞标网站。使用者同样可以在上面 派遣a g e n t ，并且填上相应的参数。而a u c t i o n b o t 的特色是它允许使用者选择 不同的竞标方案，包括e n g l i s ha u c t i o n s 、v i c k r e ya u c t i o n s 、( m + 1 ) s tp r i c e a u c t i o n s 、m t h p r i c ea u c t i o n s 、c o n t i n u o u sd o u b l ea u c t i o n s 、c h r o n o l o g i c a l m a t c ha u c t i o n s 。另外，a u c t i o n b o t 提供了一组应用程序接口，让使用者能自 己撰写a g e n t 程序。这样一来，a g e n t 的出价策略就可以由使用者自行决定。只 要所有的行为符合a u c t i o n b o t 提供的a p i 即可。如果使用者没有能力自行撰写 a g e n t 程序的话，也可以直接上a u c t i o n b o t 选择a g e n t ，但是不能很好符合意愿。 以上两个电子市场自动协商a g e n t 都属于单一属性价格协商而且不具备学 习能力。其模型以简单直观而为电子市场实际操作所接受。 ( 3 ) 具学习能力的自动协商研究 s y c a r a ( 1 9 9 8 ) 认为智能a g e n t 具有四种基本特征：适应性( s i t u a t e d n e s s ) 、 自主性( a u t o n o m y ) 、可调性( a d a p t i v i t y ) 以及社交性( s o c i a l b i l i t y ) 。智能 a g e n t 在自动协商的运用主要反映在学习能力上，能通过协商过程获得的信息与 经验调整自己的行为与协商策略。 在单一属性价格协商方面，b a z a a r ( 1 9 9 4 ) 使用贝叶斯概率模型( b a y s i a n p r o b a b i l i t y ) 作为学习机制，在协商过程中更新两个智能a g e n t 之间的提案。 在多属性协商方面，o l i v e r ( 1 9 9 6 ) 用遗传算法为基础建立了一套自动协商系统， 称为a d a p t i v ea r t i f i c i a la g e n t ( a a a ) 。o l i v e r 的研究迸一步证实了遗传算法 硕士学位论文第一章导论 能够学习和产生有效的协商策略，使得a g e n t 进行的协商效率比其他协商要好。 0 1 i v e r 的系统主要是一般性的学习策略，此一般性的策略只能够在环境变化不 大的状况下使用，因此有其局限性。 以上所有多a g e n t 自动协商研究对自己协商模型的提出和改进均有一定的 启发和指导作用。 1 2 4 出价策略协商算法研究现状 现实生活和网上拍卖分为公开拍卖和密封拍卖。公开拍卖又分两种具体形 式：英式拍卖和荷兰式拍卖：密封拍卖也分两种形式：封标第一价格拍卖和封标 第二价格拍卖。而网上拍卖使用双向拍卖较多。 双向拍卖的出价策略很多，通过查询有关文献”，归纳总结如下几种最具 有代表性的出价策略：“零信息”模型”“，由歌德( g o d e ) 和桑德( s u n d e r ) 于1 9 9 3 年提出，有两种具体的表现形式：一种是“约束型零信息”模型 ( z e r o i n t e l l i g e n c ew i t hc o n s t r a i n t ，z i c ) ，另一种是“无约束型零信息”模 型( z e r o i n t e l l i g e n c ew i t hu n c o n s t r a i n t ，z i u ) ，具体可参照有关文献； 克力夫( c l i f f ) 提出的“增强型零信息”模型”“，这个模型是在“零信息”模 型基础上提出的，并考虑了交易成功与否对利润率的影响：基斯泰德和蒂克霍 德( g j e r s t a da n dd i c k h u a t ) 提出的一个基于信心函数来计算最大期望收益的 报价模型”“( 即“g d 模型”) ：桑居等( s u n j u ，d u r f e ea n dw i l lj a m ) 给出的 一个有自适应能力的报价模型”“p - s t r a t e g y ”，它把双向拍卖看作一个马尔 科夫链( m a r k o vc h a i n ) ，并同时考虑了交易过程的动态性和交易结果的不确定 性；以及詹文杰等( z h a ne ta 1 ) 提出的“k 一零信息”模型“”( k - z i ) ，考 虑了假定市场允许的最高报价。这些模型有其优点，对本文出价策略协商算法的 提出有很好的启示作用，但是其中有的模型过于注重数学模式化，编程实现有一 定难度，故而本文提出一种新的出价策略模型。 1 3 本文的研究思路与内容 1 3 1 研究思路 本文遵循从理论到实证的研究思路。 首先研读了大量文献，对相关理论的研究现状进行了较为全面的介绍。然后 对其所涉及的虚拟企业理论、a g e n t 及其理论以及a g e n t 协商理论进行了较为全 硕士学位论文第一章导论 面的归纳和阐述。在此基础上提出了一种虚拟企业自动协商框架和算法，并且对 其进行了较为深入的分析和探讨。在踟商基础上提出一种基于指标均衡和权重区 间数的虚拟企业合作伙伴选择方法。最后开发了一个原型系统，能够模拟虚拟企 业盟主、盟员双方自动协商的过程。该协商算法与现实生活中的买卖协商比较相 近，具有一定的实际意义，可以用于虚拟企业在线自动协商。 在该模型中，智能a g e n t 采用用户偏好属性充分刻画其所代表的企业或用户 的交易目标和行为特征以及一些重要的心智特征。模型中涉及的出价策略函数不 但考虑了时间对出价的影响，还考虑了外界环境比如说盟员盟主双方数量比以及 各自的风险偏好程度等对自身出价价格的影响。同时，a g e n t 具有一定的学习能 力，能够根据对方的出价价格调整自己的出价行为。在协商之前，防商各方可以 根据自己的特点首先确定自己的偏好属性，当然最好还是a g e n t 能够根据周围环 境或历史记录情况动态实时地改变自己的偏好属性参数，这样可以增加a g e n t 协 商的灵活性和适用范围。 1 3 2 研究内容 本文研究的内容具体包括以下几个方面： ( 1 ) 拟对虚拟企业电子商务自动协商的研究现状进行研究。 ( 2 ) 拟对虚拟企业的基本理论、多a g e n t 及其理论、a g e n t 协商理论进行概 括和整理。 ( 3 ) 在前人研究的基础上，拟提出基于多a g e n t 的虚拟企业自动协商的形式 化框架描述，以及提出一种买卖双方的出价策略协商算法，并对算法中每个参数 的实际意义及其对决定出价的影响情况进行详细的分析和比较。在协商得到结果 的基础上提出一种虚拟企业供应链合作伙伴选择方法。 ( 4 ) 拟开发模拟虚拟企业自动协商的原型系统。这里要借鉴美国耶鲁大学人 工实验室的智能体开发工具和软件包c i a g e n t 。在此软件的基础上，拟初步实现 买卖双方( 盟主和盟员) 自动协商的模拟过程。 1 3 3 本文的结构安排 本文共分为五章，其中第三章、第四章是本文的核心部分。 第一章：论述研究问题的时代背景和国内外研究现状，阐述研究框架及本 文结构安排。 第二章：本文研究的理论基础，比较系统地归纳和概括了虚拟企业的基本 o 硕士学位论文第一章导论 概念和理论，多a g e n t 及其理论，a g e n t 协商理论等。 第三章：构建了基于多a g e n t 的虚拟企业自动协商模型。并且对协商问题 进行了形式化描述，提出了一种自动协商出价算法，并对算法中各个参数对出价 的影响进行了较为详细的分析和探讨。设计了一个单主题的价格协商算例，分别 对是否考虑协商对手出价情况两种情况进行了研究，具有一定的现实意义。在双 方通过协商得到协商结果的基础上，提出一种基于指标均衡和权重区间数的虚拟 企业供应链合作伙伴选择方法。 第四章：基于前面特别是第三章的分析，作者在现有软件平台的基础上开 发一个虚拟企业自动协商原型系统，该系统能够比较好的反映虚拟企业各组成成 员的协商过程，并且对自己的协商出价算法进行了检验，表明这种协商是有效的。 第五章：总结和展望。 硕士学位论文 第二章相关理论分析 2 1 虚拟企业理论 第二章相关理论分析 2 1 1 虚拟企业的定义及特点 1 虚拟企业的定义 自从1 9 9 1 年p r e i s s 、g o l d m a n 和n a g e l 在一份题为2 1 世纪制造企业战略： 一个工业主导的观点“的研究报告中首次提出虚拟企业的概念以来，立即受 到了各界的广泛关注。1 9 9 2 年d a v i d o w 和m a l o n e 发表了虚拟企业：2 1 世纪企 业的构建和新生“一书，从产品角度出发，对虚拟企业的概念进行了探讨。 1 9 9 3 年b y r n e 在美国商业周刊上发表了名为“虚拟企业”的封面文章， 首次明确指出：为了追求最大的适应性，虚拟企业是多个企业快速形成的、暂时 的企业联盟，以把握快速变化的机遇。该文还概括了大量工业界人士对虚拟企业 的意见，是虚拟企业研究中最为经典的一篇文献。1 9 9 4 年g o l d m a n 、n a g e l 和 p r e i s s 再次合作发表了敏捷竞争者与虚拟组织”“一书，进一步指出：计算 机网络和远程通讯技术的结合，使许多企业有可能将地理位置上和组织上分散的 能力结合在一个“虚拟企业”中，并在该过程中获得强有力的竞争优势。该书进 一步扩展了虚拟企业涵盖的范围。从此，虚拟企业研究进入了一个新的理论研究 阶段，并得到了实业界人士的广泛重视。尽管如此，虚拟企业还没有形成一个完 全统一的定义，这本身表明了虚拟企业研究的复杂性与多样性。比较典型的几种 定义如下： 定义1 ”虚拟企业是一些相互独立的企业( 如供应商、客户、甚至竞争者) 通过信息技术连接的、暂时性的企业网络，以共享技能、共同分担成本、并开发 新的市场。 定义2 ”“虚拟企业是一些相互独立的商业过程或企业的暂时联合，这些企 业在诸如设计、制造、分销等领域分别为该企业联盟贡献出自己的核心能力。 定义3 ”“虚拟企业是一个领导型企业和其他组织在内部或外部形成的联盟， 这个联盟能在极短的时间内建立起某种特定产品或服务的世界一流竞争能力。 定义4 ”“虚拟企业由一系列“核心能力”的结点组成，这些结点组成一个 供应链以抓住某一特定的市场机会。 定义5 ”“虚拟企业是一些公司的暂时联合，以实现技能共享和成本分担， 硕士学位论文第二章相关理论分析 其目的在于把握快速变化的市场机遇。 定义6 ”虚拟企业是指不同的企业借助信息网络的支持，为了快速响应市 场机遇，对企业的技术、核心能力及资源进行整合而形成的暂时性联盟。 定义7 “虚拟企业是一些相互独立的商业过程或企业伙伴主要通过信息技 术而实现的暂时联合，这些伙伴在诸如设计、制造、分销等领域分别为联盟贡献 出自己的核心能力，以实现技能共享和成本分担，并迎合快速变化的市场机遇。 2 虚拟企业的特点 ( 1 ) 组织构成的动态性：虚拟企业是一个为实现市场机会而临时组成的具有 企业功能的组织形式。它不同于以资产为纽带构建的