（管理科学与工程专业论文）多智能代理技术在分销管理信息系统中的应用研究.pdf

浙江大学硕上学位论文 1 55 v 7 6 l 摘要 进入2 1 世纪，企业的信息化程度在不断提高，应用的部门主要包括财务、 办公、人事、销售、生产计划、客户等，有数据显示，在销售管理方面的应用 在众多部门中属于增长最快，特别对于一些传统行业的企业来说，为了能在竞 争中获得优势，都纷纷选择通过实施分销管理提高企业效率，分销管理信息系 统正是在这样的背景下蓬勃发展起来的一个重要的信息系统产品，它主要实现 对企业分销渠道的管理如总部、销售子公司、经销商、代理商或连锁店等的 应用软件系统，其管理对象主要是订单、库存、财务往来等。但在实际应用中 传统的分销管理信息系统在新的形势下显得力不从心，系统中的子系统各自为 阵，结构松散，缺乏协同关系，导致无法体现分销管理中人们工作的协同性， 同时，由于系统功能是基于某一固定模式开发和运作导致业务流程的重构性较 差，无法适应动态变化的环境，而且目前的系统主要基于对事务的处理和汇总 统计，数据上的深度分析较少，也未能提供较多的决策支持，在数据过滤和业 务处理也缺少智能化。而智能代理( a g e n t ) 技术和多a g e n t 技术的出现恰好 可以为解决这些难题提供技术支持，在面对处理复杂的任务或是规模庞大的分 布式系统时，以多a g e n t 的组织方式构建系统并采用面向a g e n t 的开发方法显 示出其特别的优势，同时为了提高系统的智能分析功能，采用数据挖掘技术， 设计了智能分析m a s ( m u l t f a g n e ts y s t e m ) ，使分销系统真正具有智能性，这 是未来应用软件发展的一个重要方向一智能化，也是本文研究的意义所在。 本论文主要针对目前的分销管理信息系统软件所存在的缺点以及对多 a g e n t 技术的特点和可行性的逐一分析，期望以多a g e n t 技术为基础，采用面 向a g e n t 系统的开发过程，建立一个合理而实用的m a s ( m a s ：m u ll i a g e n t s y s t e m ) 模型，并采用扩展u m l 对其中的主要予系统作了描述以支持智能分销 管理信息系统软件的开发，同时，期望通过智能分析m a s 的设计提高系统的智 能分析能力，提高系统效率。 关键词：a g e n t ，多a g e n t 系统( m s ) 分销管理，商务智能，扩展u m l 浙江大学硕士学位论文 r e s e a r c ha n d d e s i g n o fd i s t r i b u t i o n m a n a g e m e ts y s t e m b a s e do nm a s a b s t r a c t ：s t e p p i n gi n t o2 1c e n t u r y ，t h em o r ea n dm o r em o d e r ni n f o r m a t i o n t e c h n o l o g yi sa p p l i e di n t oe n t e r p r i s e sm a n a g e m e n t s u c ha sf i n a n c i a l m a n a g e m e n t ，o f f i c ea u t o m a t i o n ，h u m a n r e s o u r c e s m a n a g e m e n t ，s a l e s m a n a g e m e n ta n dp r o d u c ep l a n n i n g n o w ，i nt h e s ef i e l d s ，t h el e v e l o f a p p l i c a t i o ni ns a l em a n a g e m e n ti si n c r e a s i n gr a p d i d l y t h ed i s t r i b u t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m i s e x a c t 】yt h ek e yt oh e l pt h em a n a g e rs o l v et h e p r o b l e m c o n f r o n t e d d u r i n g t h e p r o c e s s e s o fs a l e s a 1 t h o u g ht h e d i s t r i b u t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mm a k e st h ee n t e r p r i s e sk n o wa b o u tt h e m e s s a g ef r o mm a r k e t i n gc h a n n e l st i m e l y ，a n dh a v et h ea b i l i t yt oh a v e f a s tr e a c t i o na n d s u p p l y t h es t o c k c e n t i n u o u s l y ，t h e r e a r e m a n y 1 i m i t a t i o ni ns u c hs y s t e m i n f o r t u n a t e l y ， w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n t o fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y 。t h em u l t i a g e n ts y s t e mh a se m e r g e da sa ni m p o r t a n ta r e ai n a r t i f i e i a l i n t e l l i g e n t i tp r o v i d e s an e w w a y f o r a n a l y z i n g a n d d e s i g n i n gd i s t r i b u t e do p e n a n dc o m p l e xs y s t e m s i nt h i sp a p e r ，w ef i r s t i n t r o d u c et h ec o n c e p t i o no fa g e n ta n dm u l t i a g e n ts y s t e m s ，t h e n ，b r i n g f o r w a r dan e wf r a m e w o r ko fi n t e l l i g e n td is t r i b u t i o nm a n e g e n m e ts y s t e m b a s e do nm a s f i n a l l y ，w eg i v ea ne x a m p l eo fs t e e ls a l ec o r p o r a t i o na n d c o n c l u d e w i t hs o m e p o s s i b l e f u t u r ed if e e t 【o n so fm a sr e s e a r c hi n d i s t u r i b u t i o nm a n a g e m e n t k e y w o r d s ：a g e n t ：m a s ；d i s t r i h u t i o nm a n a g e m e n t ，b i ，a u m l 2 浙江大学硕上学位论文 1 绪论 1 1 论文的研究背景 随着信息技术的迅猛发展，全球进入了知识经济时代，市场更趋于全球 化、网络化、知识化，这给中国快速发展的市场带了巨大的影响，同时也带来 了前所未有的发展机遇。 中国加入w t o 后，国外公司大举进入，原有的行业、区域保护逐渐被打 破，企业面临的市场竞争日益剧烈，同时，各种高科技技术和先进手段不断出 现以及客户的需求不断多样化，企业面对着一个变化迅速且难以预测的买方市 场，而我国大部分企业在管理上仍是粗放型的管理模式，缺乏科学化、规范化、 程序化，对市场剧变的响应越来越迟缓和被动。为摆脱困境，企业采取了许多 先进的单项制造技术和管理方法，在时问、成本以及质量等方面的计划和控制 虽取得了一定的进步，但与发达的工业国家相比仍存在较大的差距，在响应市 场的灵活性和快速满足客户需求方面也没有实质性改观，因此如何引入适合中 国国情的先进管理模式，通过数字化、集约化的手段使企业由粗放型转向集约 型的管理已经迫在眉睫。企业意识到，应用具体的制造技术与管理方法是一个 方面，而更重要的是突破传统的生产模式和经营理念，由“纵向一体化”向“横 向一体化”转变。 全球制造及由此产生的供应链管理是“横向一体化”管理思想的典型代 表，任何一个企业都不可能在所有业务上成为世界上最杰出的企业，只有优势 互补，才能共同增强竞争实力。因此，国际上一些先驱企业摒弃了过去那种从 设计、制造直到销售都自己负责的经营模式，转而在全球范围内与供应商和销 售商建立最佳的合作伙伴关系，从而形成一种长期的战略联盟，结成利益共 同体。在体制上，这个群体组成了一个主体企业的利益共同体，在运行形式上， 构成一条从供应商、制造商、分销商到最终用户的物流和信息网络。 另一方面，i n t e r n e t 技术的出现和以此为代表的各种信息技术的发展为 人们创造了一种新的不受时空和计算机本身约束的信息交流、共享和协作的方 式。这种新的方式也给企业带来了前所未有的机遇和挑战，它不仅意味着企业 6 浙江大学硕士学位论文 自动化程度的提高、管理费用的降低，而且更为重要的是，它改变了企业内部 以及企业与外界的信息交流方式，导致了产业结构和经营方式的革命。在竞争 激烈的现代商业社会中，能否及时获得信息并迅速作出响应，已成为衡量一个 企业竞争能力的重要标志，而电子商务技术的成熟为企业建立全新的经营模式 提供了技术保障。 因此，传统企业必须积极改善企业的经营管理模式，以提高企业竞争力， 通过先进的信息技术手段，将分散的销售机构组成一个信息共享，经营与数据 同步，数据与市场同步的有机整体，使企业与分销商以及供应商并驾齐驱，通 过降低库存、合理利用资源，建立一个具有竞争优势的价值链，从而达到企业 与分销商和供应商的多赢局面。 1 1 1 分销管理信息系统研究的重要意义 要想在激烈的国内国外市场竞争中获得胜利，销售环节的好坏非常关键， 在国外，商品的分销成本通常占到一个行业商品零售价格的15 至4 0 ，国内的 统计数据则更高。这个数字表明了改善分销渠道管理对于提高企业利润率的重 要作用。分销活动是企业生产经营在市场上实现效益的体现，并直接影响到企 业生产计划的制定、采购活动的进行、仓储部门的调配等工作的开展。因此销 售渠道已经成为了企业竞争的关键因素，具备长远眼光的企业开始重视销售渠 道的建设，并建立了一定规模的分销网络来实现与客户的多渠道更紧密的接 触，包括独立的销售公司、办事处还有广泛的代理商、经销商或连锁商店、 加盟店等。特别是在面向客户的制造业环境中，企业的驱动力已由生产转向了 通过分销和服务体系的附加值。 站在制造商的角度，采用分销渠道的销售模式，建立合理的分销网络， 加强对分销环节的管理以及总部库存和各地分销点库存的合理调配具有很多 的优点：一、降低了销售费用，节省了制造商的库存、场地、人员等费用；二、 低成本快速实现大规模销售，包括地域的扩张、品种的增加和销售额的增长； 三、满足客户的个性化和集成的需求；四、降低了资金风险，渠道承担了收款 风险；五、中国幅员辽阔，各地方市场环境个性化强，农村与城市、东西部之 间差异大，渠道为制造商提供了区域销售经验；六、可以充分利用渠道的客户 7 浙江大学硕士学位论文 资源和客户关系等。 但随着企业规模的扩大，业务遍及全国或世界时。分销机构越来越多， 并呈现网状的多层次状态，同时，为了了解更大更远的市场信息，企业对信息 的需求提出了更高的要求，而在传统的分销管理中，分销企业所面临的主要问 题有；外地分公司、办事处、经销网点的经营状况无法实时监控；外地网点的 订货、销售、库存、收入等数据和信息反馈速度慢，商品积压、缺货情况经常 出现；业务流程、往来单据、经营数据采用手工记录和操作，准确性差，易受 人为因素的干扰，不利于进一步的统计、分析和处理；客户需求和市场信息不 能及时反馈到企业总部，经营决策者缺乏准确数据和信息的支持，从而使生产 预测和商品调拨计划含有较大的盲目性和滞后性；对代理商的管理无从入手。 更谈不上与代理商结成紧密的合作关系等等。 因此。如何有效管理自己的分销体系? 如何合理控制库存? 如何掌握重 要的客户资源? 如何提升企业的经营与决策能力? 如何缩短进入市场的时 间? 都成为了企业比较关心的问题，也逐渐成为了工业界和学者研究的内容。 同时，作为企业也非常希望能有适合市场要求，满足需求的分销管理软件出现， 在这种背景下，本论文希望能对这些问题进行深入的研究，并提供一定的技术 支持。 1 1 2 分销管理信息系统应用现状 进入2 l 世纪，企业的信息化程度在不断提高，应用的部门主要包括财务、 办公、人事、销售、生产计划、客户等，有数据显示，在销售管理方面的应用 在众多部门中属于增长最快，特别对于一些传统行业的企业来说，为了能在竞 争中获得优势，都纷纷选择通过实施分销管理提高企业效率，分销管理信息系 统正是在这样的背景下蓬勃发展起来的一个重要的信息系统产品，它主要实现 对企业分销渠道的管理如总部、销售子公司、经销商、代理商或连锁店等的 应用软件系统，其管理对象主要是订单、库存、财务往来等。预计整个分销管 理软件的市场可达百亿的规模，面对这个巨大的市场，国内外的软件厂商都纷 纷加入到分一杯羹的竞争行列，包括一些大中型的e r p 厂商，如s a p 、o r a c l e 、 用友等，它们分销管理模块与制造、财务、客户关系管理等密切集成在一起， 浙江大学颈士学位论文 而一些开发供应链管理软件供应商，如i 2 、l o g i s t i c ss o f t w a r e 等公司的软 件则在需求和库存预测、库存分布的优化等方面，有着很大的优势。那些小型 的专业分销管理软件厂商更是如过江之鲫，非常之多，产品也各有特色，如通 利科技、国能科诺等，还有一些c o m 公司，如新网公司，它们借助于自身的技 术实力，也推出了分销管理信息系统产品和服务。 我们对市场上的分销管理软件发展作了分析，从系统结构而言，早期的 产品主要是基于c s 结构开发的，目前也有不少的系统仍采用该模式。它在把 控制权交给最终用户的同时，仍保持了对后台数据和资源的集中控制和管理， 但随着应用需求和客户端的数量激增，c s 模式面临了很多的问题，包括； 各个应用子系统各自为政，结构松散。 c s 结构中描述的关系主要是主从关系或服务者客户关系，没有强 调实体间相互协同完成任务的协同关系，无法充分体现分销管理活动 中人们工作中的协同关系。 由于分销业务数据放在本地，定期上报总公司，容易出现不及时、失 真等现象，从而导致的管理不利等。 c s 移植性较差，不同开发工具开发的应用程序，一般来说互不兼容， 增加了系统集成的难度。随着经济竞争的加剧和企业技术的创新，企 业的管理模式和业务流程也是处于不停的变化当中。而且为了适应外 部变化的环境，企业需要动态地进行业务流程的重组，但是目前分销 管理信息系统的系统功能是基于某一固定的模式去开发和运作的企 业几乎不能实现业务流程地重构，除非进行软件的2 2 次开发。 为了克服c s 结构系统存在的缺点，现在众多的公司都推出了基于b s 的 多层计算结构分销管理软件，如用友的伟库网上分销管理信息系统。这类产品 的客户端通过浏览器将录入、查询、统计、打印报表等请求提交给w e b 应用服 务器，通过应用程序服务器在后台对数据库进行处理操作，将结果返回给客户 端，这在一定程度上实现了对各地销售情况的实时监控，对企业的分销信息实 现了网络化的远程管理但在实际应用过程中，也暴露了新的问题： 系统在提供信息服务时需要客户端和服务器保持稳定连接和同步计 算，对网络的稳定性和带宽依赖性较强，适合稳定的局域网环境。 浙江大学硕士学位论文 在b s 计算模式中，由于需要把全部或者部分网络资源下载到本地客 户端后进行处理，影响了网络速度也浪费系统通信资源。尤其是对应 用程序服务器的访问，随着用户的不断增加，常常出现拥塞现象。 在b s 系统中的信息共享主要是通过消息传递和远程过程调用( r p c ) 实现，因此不具备智能性，不能对环境变化做出相应的实时的反应。 由于大部分系统都是针对某些特定环境开发，灵活性和扩展性都显不 足，对于异构的d b m s 在删w 环境中互连和协同都十分困难，对企业约 束较大，同时由于没有全面集成信息的能力，缺乏实用性，这也是现 有分销系统难以取得实效的主要原因， 另外一方面，从系统功能而言，早期的产品可以看作是一个数据处理系统， 对进销存进行管理，包括基础数据、销售管理、配送管理、库存管理、采购管 理、分销资源计划、配送资源计划、渠道发展计划、资源协同计划等。企业管 理的基础大部分主要基于对事务的处理和汇总统计，数据上的深度分析较少， 也未能提供较多的决策支持，在数据过滤和业务处理也缺少智能化。虽然现在 很多产品声称具有智能性，但由于沿用的仍是过去传统的技术，因此在这方面 的功能较为薄弱，缺少智能分析。而目前经济的竞争已不再是企业纯粹占有资 源上的竞争而是利用资源上的竞争，哪个企业能充分利用拥有的资源，做智能 的决策，以智慧战胜对手，才是竞争上的真正胜利。因此，企业期望着管理系 统能能够具有智能、动态的信息处理能力，以适应不断变化的环境。通过一种 智能型的分销管理信息系统以提高企业的竞争力。 1 1 3 基于多a g e n t 的分销管理信息系统构想 如上所述，目前的分销管理信息系统在实际应用中存在诸多不足，而 a g e n t 技术的出现恰好为解决这些问题提供了技术支持。 a g e n t 技术起源于人工智能领域，从用户的角度看，它是一个软件实体， 可以模拟人类的行为和关系，具有智能性和行为自主性，能够提供相应的信息 服务。国内外的许多学者纷纷组成相应的研究团体进行这方面的开发研究，其 中比较有影响力的是：美国斯坦福大学的信息研究中心，麻省理工大学的智能 a g e n t 研究所和加拿大多伦多大学的企业集成实验室( e i l ：e n t e r p r i s e l o 浙江大学硕士学位论文 j n t e g r a t i o nl a b o r a t o r y ) 。他们相继地开发出自己的企业产品，并在企业中 取得了一定的效益；在亚洲，新加坡国力大学的工业及系统工程系、香港科技 大学，香港a t 大学和香港城市大学也有相应的研究中心；在国内，华中理工 大学的系统所费奇教授所主持开发的物流系统也取得很大的成功，浙江大学智 能所的王树青等人从分析企业流程再造的本质出发，提出了支持动态企业模型 的多a g e n t 系统模型。 本文正是在此启发之下，提出以多a g e n t 方式构建分销管理信息系统， 并采用数据挖掘等商务智能技术以实现智能分销管理的目的。 分销系统自身构成呈现出分布性、异构性，开放性以及各角色之间是相 对自治且具有广泛联系的这些特点使得传统的集中式解决思路不足以实现其 效用，而目前很多系统采用的一般的分布式系统构造思路，也很难体现系统中 各角色的行为能力和自治性，因此，本论文认为采用基于多a g e n t 的系统构造 思想来进行分销管理信息系统设计是非常适合的： 首先，这种系统中的各智能体是自律的，可以在充分的信息交流的基础 上自行决策，其控制是分布式的、非中心化的，这满足了分销系统中各角色的 分布性特性、以及不同利益趋向和相对自治的行为模式。 其次，通过引入多a g e n t 的各种协调机制，可以为分销系统的中不同利 益角色间的协调、协商和合作分析设计提供依据。 第三，多a g e n t 系统的结构是开放的、可动态重组的，其中a g e n t 本身 是一种粗粒度的概念，可以有效的屏蔽各种异构特性。与传统的结构模式相比 较，这种生物型的模式具有了更大的柔性、机敏性和抗扰动的能力。 1 2 论文的研究目标 智能管理是人工智能、管理学，系统工程、计算机与通讯技术等多学科、 多技术相互结合、相互渗透而产生的一门新技术。随着计算机以及i n t e r n e t 的广泛应用，软件a g e n t 在各行各业都有应用。近十年来，电子商务已经成为 一个非常活跃的研究领域。而软件a g e n t 在这一领域已经被公认为是一种非常 有希望的解决办法，特别是在面对复杂的任务或是规模庞大的分布式系统时， 浙江大学硕士学位论文 面向a g e n t 技术就显示出其特别的优势。例如随着对供应链的研究，基于软件 a g e n t 的产品已经被应用于生产计划、行程安排、过程控制，物流配送以及供 应链管理系统中。 本论文研究的主要目标是，针对目前的分销管理信息系统软件所存在的 缺点，期望以多a g e n t 技术为基础，采用面向a g e n t 系统的开发过程，建立一 个合理而实用的m a s ( m a s ：m u l t i a g e n ts y s t e m ) 模型，并采用扩展u m l 对其 中的主要子系统作了描述以支持智能分销管理信息系统软件的开发，同时，期 望通过智能分析m a s 的设计提高系统的智能分析能力。 1 3 本文的研究思路 本论文以分销管理信息系统的研究为主线，论文的结构如下圈所示 2 浙江大学硕士学位论文 图1 - 1 研究路线图 第一章：绪论。论述本文的研究背景和主要内容以及论文的基本思路和各 个章节的内容安排。并对现有的分销管理信息系统软件的应用现状作了分析， 讨论了其存在的不足，并提出了基于多a g e n t 技术的解决方案的构想。 第二章：介绍了a g e n t 和多a g e n t 技术的一些基础理论，并分析了基于 多a g e n t 的分销管理信息系统较传统系统的优势。 第三章：将面向a g e n t 的软件开发思想引入分销管理信息系统的开发和设 计，首先分析了智能代理技术的特点以及面向a g e n t 的开发基本方法，并提出 浙江大学硕士学位论文 建立基于多a g e n t 技术的智能分销管理信息系统( a i d m ) 的总体框架。 第四章：提出基于组织理论的多a g e n t 建模步骤以对智能分销管理信息系 统中的业务流程m a s 为例进行详细设计。 第五章：讨论了商务智能技术在a i d m 中的应用研究，提出基于多智能体 技术( m u l t 卜a g e n t ) 的商务智能分析m a s 的设计思想，以实现销售决策分析 智能化； 第六章：对全文的研究工作加以总结，并展望了相应的后继工作。 本文的主要创新点如下： 提出将多a g e n t 技术应用于企业分销管理，并采用面向a g e n t 的设计 方法构建智能分销管理信息系统。 提出基于多a g e n t 技术的商务智能分析m a s 的设计思想，帮助企业实 现销售决策分析智能化； 浙江大学硕上学位论文 2 多智能代理技术理论综述 如前所述，企业面对的是一个变化多端，难以预测的买方市场，传统的信 息集成技术难以适应现代企业信息化系统的发展要求，主要表现在：集成异构 信息孤岛乏术：太多考虑技术方案，忽略技术与组织之间的相互依赖关系；忽 略了人的因素，对计算机系统实际上是人机系统这一事实认识上的不足等。 a g e n t 技术和面向a g e n t 的软件开发方法的出现则为解决以上问题提供了一条 新的途径，它不仅可以促进分布、开放、动态的软件开发，而且可以有效的支 持软件复用，借助多智能代理( m u l t i a g e n t ) 所具有的集成性、协调性、智能 性、适应性、自组织性来解决企业信息集成中若干问题，一方面能解决信息集 成的复杂性问题，另一方面也能克服传统方法在进行企业信息集成过程所表现 的不足。 2 1 智能代理( a g e n t ) 智能代理( a g e n t ) 又称为智能体，它属于计算机和人工智能领域的范畴， 人工智能和网络技术相结合的产物。它是一种计算机系统，它能够根据外部环境 的变化，自主地完成预先设定的任务。 早在从2 0 世纪6 0 年代起，传统的人工智能技术开始致力于对知识表达、 智能推理、机器学习等领域的研究，这些研究成果在计算机软件中的应用使得 软件有了一定程度上的主动性，并在自主判断和行为选择上有了定的智能 性。而对a g e n t 的研究最早源于7 0 年代对分布式人工智能的研究，当时智能 a g e n t 的概念由m i t 的著名计算机科学家及人工智能学科的创始人之一的m m i n s k y 在1 9 8 6 年出版的( ( s o c i e t yo f m i n d ) ) 一书中提出。他曾试图将社会与行 为的概念引入计算机中，并把这样的一些计算社会中的个体称为a g e n t 。这是 一个十分大胆的假设。社会机制和传统意义上计算的本质区别在于：在问题求 解中，传统的计算是封闭的，这意味着传统的计算需要满足一致性的要求，相 反“社会机制”是开放的，不能满足一致性的条件，在有矛盾的条件下，社会 中的一部分个体通过某种协商机制获得一个可以接受的解。在1 9 9 4 年，m i n s k y 浙江大学硕士学位论文 在( ( c o m m u n i c a t i o no fa c m ) 杂志上对这个概念作了更明确的说明： a g e n t 是 一些具有特别技能的个体”，对计算机系统而言，这是指“当你试图说明完成 一些任务的机器而无需了解它是如何工作时，即将其处理为黑箱时，就称其为 a g e n t ”。这个说明是从社会与社会中的个体两个方面来规定的。对社会而言， a g e n t 是能完成一些特定任务的个体，社会不关心它是如何工作：而对个体丽言， 则要求它们具有一定的技能，否则将不为社会所接受。 在i n t e r n e t 这一目前最庞大的互联网络环境中，计算机软件体系结构和组 织结构的复杂性不断增加，传统的软件设计方法已经无法满足实际需要，分布 式、智能化才是今后软件系统发展的基本方向。软件分布式的目标是要将问题 进行分解，由多个实现了知识共享的软件模块或网络节点来共同完成问题求 解，而智能化的目标是要在智能主机之间实现智能行为的协调，两者的结合就 产生了软件a g e n t 的概念。随着分布式计算机技术、面向对象技术、计算机网 络技术的发展，特别是i n t e m e t 的普及与迅猛发展，都使得a g e n t 的研究成为 计算机技术研究的一个新的热点。 2 1 1 a g e n t 的特点 a g n e t 是构成多智能代理系统的基本元素，对a g e n t 的理解是讨论多智能 代理系统的基础。目前，虽然软件a g e n t 在研究领域中尚没有个理想的定义， 但如前所述，人们普遍认为a g e n t 是运行于动态环境的、具有高度自治能力的 实体，它能够接受其它实体的委托并为之服务。根据h a s s e ( 1 9 9 7 ) 的整理，作为 一个a g e n t ，应具备如下的五项性质： 自主性( a u t o n o m y ) ：这是a g e n t 的基本特性，即a g e n t 可以控制它自身 的行为和内部的状态，不需要入类的直接干涉，就可以进行持续的动 作，它的行为是主动的、自主的；a g e n t 具有自己的目标( g o a b 年u 意图 f i n t e n t i o n ) ；根据目标、环境等的要求，a g e n t 应该对自己的短期行为 做出规划。 社会性( s o c i a la b i l i t y ) ：a g e n t 能够通过某种a g e n t 通信语言与其它 a g e n t 交换信息，这是a g e n t 协商与协作的基础。社会性还可以叫做 可通信性。 6 浙江大学硕士学位论文 反应一陛( r e a c t i v i t y ) ：a g e n t 对环境的感知和影响。a g e n t 具有探知自身 所处环境的能力，并能够对该环境做出反应。无论a g e n t 生存在现实 的世界( 如机器人，i n t e r n e t 上f 拘j r 务a g e n t ) ，还是虚拟的世界中( 如虚 拟商场中的a g e n t ) ，所有的a g e n t 都应该能够感知它们所处的环境， 并通过它们的行为改变环境。一个不能对环境做出影响的物体不能被 称为是a g e n t 。 能动性( p r o a c t i v e ) ：传统的应用程序是被动地由用户来运行的而且机械 地完成用户的指令，但是a g e n t 的行为应该是主动的，或者说是自发 的。a g e n t 感知周围环境的变化，并做出基于目标的行为( g o a l o r i e n t e d b e h a v i o r ) 。 理性( r a t i o n a l i t y ) ：a g e n t 能够以理性的方式选择并执行必须行动以达 成目标。 以上特性反映了a g e n t 的基本特性，在一些具体的研究领域，根据研究重 点不同，则可以在附加一些额外的特性，如移动性、诚实性、友好性等。 2 1 2 a g e n t 的工作原理及通用结构 刁i ： a g e n t 通过传感器感知环境，通过效应器作用于环境。其工作原理如图所 传感器 图2 1a g e n t 的工作原理 在生产制造环境中，代理可以分成任务代理和资源代理。任务代理是指， 把全过程中的各项任务作为代理，每个任务利用各种实体( 如机床、机器人、 浙江大学硕士学位论文 工件、等) 作为资源，这些实体是完全被动的，它们由任务代理来控制。资源 代理是指，把代理分配给一定的资源设备，通过代理数目的增减，来反应系 统资源的变化。此外，还有学者提出了另外一种新的代理，即个人助理( p e r s o n a l a s s i s t a n t ，p a ) 。企业中的人通过p a 同各种智能代理进行交互，当人通过p a 对智能代理的消息作出响应时，人采用他们的方式作用，p a 帮助人参加决策， 体现了人机协同工作的概念。 一个a g e n t 的通用结构如下图所示： 图2 - 2a g e n t 的通用结构 1 与其它a g e n t 的通信模块：负责与其它a g e n t 之间可靠的数据通讯， 这里是端一端基于消息的通信方式。 2 与本机上其它软件的接口： 最主要的是与浏览器的接口，a g e n t 经过 推理决策后表现的行为主要是控制浏览器，另外，也有可能与本机工 作站中的其它控制软件接口。 3 数据库：存放系统的运行参数和某一具体群体会议的有关内容，如会 议议程、有关演说稿等。 4 信念库：用来存放决策者的偏好信息或个性，如决策者查询资料时喜 欢到的网站、决策者决策时的效用函数等。 浙江大学硕士学位论文 5 知识库： 它是指导与其它群体成员协同工作的核心，也是所有智能活 动的依据，代理可以根据知识库中的知识自动地或半自动地行为。它 必须拥有以下三方面基本知识：运作的知识，完成系统的基本任务； 协调的知识，以适应不断变化的系统：良好的沟通能力，能与环 境和其他智能代理进行交互。智能代理的知识库并不是静态的，它将 随着智能自主体的实时状态和学习过程而实时更新。 其中信念库与数据库和知识库的区别是，信念库中存放的数据是针对 具体的决策者，其中大部分信息都是在用户使用系统过程中形成的。数据 库和知识库是针对系统和会议的，其中的数据在移动到工作站端时一并带 来，信念库中的信息在决策者退出会场时就被删除，即使返回到a g e n t 服 务器的信息库中，也是以决策者的身份保存，且只有当该决策者再次进入 此会议系统时才调出该a g e n t 传给此决策者。 2 1 3 a g e n t 分类 n w a n a 在1 9 9 6 年对a g e n t 从以下几个方面进行了分类分析： 流动性( m o b i l i t y ) ；按照是否具有在网络中进行流动的能力将 a g e n t 分为静止和流动； 思考性( d e l i b e r a t i v e ) ：按照是否基于知识表示和符号推理来规 划和协调自身行为分为思考型、反应型和混合型a g e n t ： 展示特性( e x h i b i ta t t r i b u t e s ) ：按照a g e n t 所具有的展示特性可 以识别出至少三类，包括自治型、学习型和合作型a g e n t 角色分类( a c t o r ) ：按a g e n t 所扮演的角色分类； 根据这几方面分析，n w a n a 提出可以识别出以下类型的a g e n t ： 协作型a g e n t 。协作型a g e n t 强调自治性和合作性，主要用于突 破资源限制，重用“遗产”系统，从分布资源中寻求答案。卡内 基梅隆大学的t o m m i t c h e l l 和s y c a r a 领导开发的p l e i a d e s 项目是 一个典型的协作型a g e n t 原型，如图所示，包括三层：第一层由 t a s 组成，根据用户要求执行特定任务；第二层由i a s 组成，根 据t a s 的请求提供其所需的信息；第三层是各类信息资源。 浙江大学硕士学位论文 图2 - 3 协作型a g e n t 接口型a g e n t 。接口型a g e n t 是为了提供一个友好的人机交互界 面，为操作者完成一项复杂任务提供帮助。 一一一- 、 图2 - 4 接口型a g e n t 移动型a g e n t 。移动型a g e n t 能够漫游于广域网络中，通过与各 种主机的交互进行信息收集并将结果自动提交给主人。采用移动 a g e n t 计算模式可以有效地降低分布计算中的网络负载，提高通 信效率。在分销管理中，由于企业和分销点往往是处于不同的地 域，分布较广，通过引入移动a g e n t 可以大大提高信息检索等效 率。 2 0 浙江大学硕上学位论文 反应型a g e n t 。反应型a g e n t 包含了感知内外部状态变化的感知 器、一组对相关事件作出反应的过程和一个依据感知器激活某过 程执行的控制系统，它的智能取决于感知和行动，是a g e n t 与它 周围环境交互的结果。 混合型a g e n t 。混合型a g e n t 是根据其应用领域的要求综合应用 各类a g e n t 的特性以达到更好的设计特性。 2 2 多a g e n t 系统 在现代应用环境中，仅能完成特定任务的单个a g e n t ，整体封闭缺乏柔性， 而且因为它们仅工作在对象级，因而无法对更高层次上的抽象提供支持，也无 法进行组合，以处理复杂的过程。而多a g e n t 系统( m u l t i a g e n ts y s t e m s ， 简记为m a s ) ，简单地说，即由多个a g e n t 个体构成的系统，是具有社会功能和 通讯能力的自治代理系统，突破了单智能主体的某些局限性，对全球制造、制 造自动化和远程通讯都至关重要。它们通过相互作用，用以追求某些目标或完 成某些任务。在人工系统中，多a g e n t 系统更提供了一种有效的方法将分布式、 智能化等特点集于一身。因此，多a g e n t 系统构造研究具有非常广泛的意义 2 2 1 多a g e n t 系统的本质与特性 多a g e n t 系统是人工智能理论的发展和延拓，为在时问和空间上分布的系 统实现集成提供了一条便捷之路，该系统由多个a g e n t 形成的松散耦合的网络 系统。这些a g e n t 在物理上或逻辑上是分散的，其行为是自治的，它们为了共同 完成某个任务，或达到某些目标遵守某种协议连接起来，通过交互与协调，可以 形成一定的社会群体和组织结构，解决超出单个a g e n t 能力或知识的问题。因 此，多a g e n t 系统已成为了建造大型复杂分布式信息处理系统的重要技术和框 架，其本质就是一种分布式的问题求解模式。 一般来说，多a g e n t 系统具有以下几个主要特性： 处于系统中的每个a g e n t 都只具有不完全的信息和有限的信息处理能 力。 浙江大学硕士学位论文 整个系统的控制和决策是呈分布特性的。 系统中信息、知识是非集中的。 信息的处理过程是异步的。 2 2 2 多a g e n t 系统的体系结构 由于多a g e n t 系统需要多个a g e n t 通过相互协商和合作来完成任务，因而 它的体系结构包含了单个a g e n t 体系结构和a g e n t 群体结构两部分，其中单个 a g e n t 体系结构与它们所处的a g e n t 群体所研究的内容紧密相关；而a g e n t 群 体结构是指单个a g e n t 之间进行协调和合作的交互框架。 如前所述，个体a g e n t 的体系结构描述了他的基本成分及其作用、各成分 的联系与交互机制、使用算法等。目前主要分为三类，即：思考型a g e n t 、反 应型a g e n t 以及混合型a g e n t 。而多a g e n t 系统的体系结构则是指各a g e n t 之 间的通信和控制模式，它的选取直接影响到整个系统的性能，从运行控制的角 度来看，多a g e n t 系统的体系结构可分为3 种： 1 集中式结构：这种结构将系统分成多个组，每个组采用集中式管理， 即每一组a g e n t 提供一个有全局知识的控制a g e n t ，通过它来实现多 a g e n t 合作的局部控制，如任务规划和分配等，并且由一个消息传递 a g e n t 来承担消息传递任务，而整个系统采用同样的方法对各成员 a g e n t 组进行管理。集中式的结构可以保持系统内部信息的一致性， 较容易地实现系统的管理、控制和调度。但这种结构也存在较为致命 的缺点：随着各a g e n t 复杂性和动态性的增加，控制的瓶颈问题也愈 加突现，而且，一旦控制局部或全局区域的管理a g e n t 崩溃将导致整 个区域或系统的崩溃。 2 分布式结构：各a g e n t 组之间和组内各a g e n t 之间均为分布式结构， 各a g e n t 组或a g e n t 无主次之分，处于平等地位。a g e n t 是否被激活 以及激活后采取什么动作则取决于系统状况、周围环境、自身状况以 及当前拥有的数据。这种结构中可以存在多个中介服务机构，为a g e n t 成员寻求协作伙伴时提供服务。这种结构的优点是：增加了灵活性， 和稳定性，控制的瓶颈问题也能得到缓解，但仍有不足之处；因每个 浙江大学硕士学位论文 a g e n t 组或a g e n t 的运作受限于局部和不完整的信息( 如局部目标、 局部规划) ，很难实现全局一致的行为。 3 混合式结构：一般是由集中式和分布式两类结构组成，它包含一个或 多个管理服务机构，此机构只对部分成员a g e n t 以某种方式进行统一 管理，参与解决a g e n t 之间的任务划分和分配、共享资源的分配和管 理、冲突的协调等，其他成员之间则是平等的，它们的行为是由自身 作出决策。这种结构平衡了集中式和分布式两种结构的优点和不足， 适应了多a g e n t 系统的复杂、开放的特性，因此是目前较普遍采用的 系统结构。 a g e n tla g e n t2a g e n t3 理a 酵n t 图2 - 5 多a g e n t 系统的三种体系结构 2 2 3 多a g e n t 系统应用领域 多a g e n t 系统在描述和分析复杂系统时具有很强的优越性，主要应用于实 现反应型的信息系统建设，包括开放信息系统、复杂信息系统以及人机共栖信 息系统。从八十年代开始，其应用领域涉及包括工业、商业、医疗等诸多行业。 浙江大学硕上学位论文 其中对于企业而言可以应用于企业过程重组、企业业务流程管理、信息管理以 及电子商务等。 企业过程重组 面对激烈的市场竞争，许多企业都需要对企业过程重组，对原有的信 息系统进行重构，此时，一方面需要满足这种需求，另一方面又需要 尽量保护企业在信息系统方面的投资，因此，企业必须采用新技术以 改变传统的信息系统封闭、不易重构的弊端，而多a g e n t 系统是一个 很好的选择。设立基本功能体层、功能代理层以及代理协作层的基于 a g e n t 的三层结构模型很好地解决原有的弊端。 业务流程管理 在一个大的企业内部，决策人员需要根据从各部门收集的信息作出决 策，这是一个复杂且耗时的工作。传统的m i s 系统越来越难以胜任。 采用多a g e n t 系统可以解决这个问题它将业务流程看作是由一些能 提供服务、具有协商能力的a g e n t 组成的“社团”每个a g e n t 代表企 业中某个角色或者部门。想要获得某些服务的a g e n t 通过与其他a g e n t 协商，达成一定的协议，从而实现业务流程的自主有效的组织。 信息管理 随着i n t e r n e t 的迅速发展和普及，网络信息量也激增，借助目前的简 单工具( 如搜索引攀) 往往很难从浩瀚的信息海洋中很快找到所需的信 息。用户需要一个信息助手、它能了解用户的信息需求，自主帮助 用户从网上获取信息，并过滤出用户需要的信息，及时推荐给用户。 电子商务 虽然电子商务本身还处在发展阶段，但是多a g e n t 系统技术应用于电 子商务已经成为许多大学和公司的研究方向。m i t 的s m i t h 和m a e s 等 人开发了一个基于g a s 的“电子市场”一k a s b a h 系统。在该系统中， “买方”a g e n t 根据用户的消费倾向和消费水平选择用户需要的商品， 同“卖方”a g e n t 进行“讨价还价”，双方成交后通过第三方的网上银 行代理支付，“卖方”a g e n t 代理商家分析用户的消费趋向，据此向各 种消费群体主动推销商品。 2 4 浙江大学硕士学位论文 2