（管理科学与工程专业论文）多Agent在动态供应链合作伙伴选择中的应用研究.pdf

中文摘要 摘要 动态供应链的竞争优势源于各组成企业的互补性和集成能力，合作伙伴的选 择是动念供应链组建和运行的关键。本文在基于多a g e n t 的动态供应链体系结构 基础上，结合盟主多目标选择模型与招标模型，并引入多智能体概念，提出了一 种基于动态供应链目标分解和优化的动态供应链伙伴选择模型。 该模型首先将动态供应链的总目标分解为一组子目标，通过对动态供应链目 标体系进行描述与分解，将动态供应链伙伴选择问题表示为分布式约束满足和优 化问题，并由盟主a g e n t 向候选盟员a g e n t 发布企业需求信息，然后盟主a g e n t 与有意参与投标的盟员a g e n t 进行谈判协商，并采用多属性效用理论对所有候选 合作伙伴企业进行评估。对多属性效用函数的求解采用将a g e n t 和传统的整数线 性规划求解算法分枝定界法相结合的方式，给出了具体的基于a g e n t 模型的 求解算法，进而降低了算法实现的时间复杂度。 当所有候选盟员都不满足要求时，系统将对动态供应链的目标体系和约束条 件进行修改，重新进行伙伴的选择。最后以电视机设计的伙伴选择为例，叙述了 该伙伴选择模型的具体应用。 动态供应链目标描述与分解方法，为不同企业之间的谈判提供了通用词汇； 用分稚式约束满足和优化的方法对问题进行形式化描述，可以为企、l k 之间的谈判 提供论域和决策支持。希望为解决动念供应链伙伴选择问题提供一种新思路。 关键词：动态供应链；多a g e n t ；合作伙伴选择 英文摘要 a b s t r a c t d y n a m i cs u p p l yc h a i n sc o m p e t i t i v ea d v a n t a g es t e m sf r o mt h ec o m p l e m e n t a r i t y a n di n t e g r a t i o na b i l i t yo ft h ev a r i o u sc o m p o n e n t s p a r t n e rs e l e c t i o ni st h ek e yo fa d y n a m i cs u p p l yc h a i n sf o r m a t i o na n do p e r a t i o n t h i st h e s i sp r o p o s e sam o d e lo f d y n a m i cs u p p l y c h a i n s p a r t n e r s e l e c t i o nb a s e do n t a r g e td e c o m p o s i t i o n a n d o p t i m i z a t i o n t h i sm o d e li sb a s e do nm u l t i - a g e n tb a s e dd y n a m i cs u p p l yc h a i ns y s t e m ， c o m b i n e dt h em u l t i o b j e c t i v es e l e c t i o nm o d e lw i t ht h et e n d e rm o d ea n da d di nt h e c o n c e p to fm u l t i - a g e n t t h i sm o d e ld e c o m p o s e st h eo v e r a l lo b j e c t i v eo fd y n a m i cs u p p l yc h a i ni n t oas e to f s u b - t a r g e t sa tf i r s t t h r o u g hd e s c r i b e sa n dd e c o m p o s et a r g e ts y s t e mo fd y n a m i cs u p p l y c h a i n ，e x p r e s st h ep r o b l e mo fd y n a m i cs u p p l yc h a i n sp a r t n e rs e l e c t i o na sd i s t r i b u t e d c o n s t r a i n ts a t i s f a c t i o na n do p t i m i z a t i o n t h ep r i n c i p a la g e n tr e l e a s e si n f o r m a t i o no n b u s i n e s sn e e d st of e d e r a la g e n t t h e n ，t h ep r i n c i p a la g e n tm a k e sac o n f e r e n c ew i t ht h e f e d e r a la g e n tw h i c hw a n tt oj o i ni nt e n d e r , a n de v a l u a t ea l lt h ee n t e r p r i s e sw h i c ha r e s u i t a b l ef o rs e l e c t i o nb ym u l t i a t t r i b u t i v eu t i l i t yt h e o r y s o l v em u l t i a t t r i b u t i v eu t i l i t y f u n c t i o nb yc o m b i n ea g e n ta n dt r a d i t i o n a li n t e g r a ll i n e a rp r o g r a m m i n gw h i c hi sa l s o o f t e nc a l l e dt h e ”c ha n db o u n da l g o r i t h m ”l e a dt ot h es p e c i f i cam e t h o do fs o l v i n g b a s e do na g e n tm o d e l w h e na l lt h ec a n d i d a t e sd on o tm e e tt h er e q u i r e m e n t s ，t h es y s t e mw i l lc h a n g e g o a l ss y s t e ma n dc o n s t r a i n t so fd y n a m i cs u p p l yc h a i n ，a n dc h o o s et h ep a r t n e r sa g a i n f i n a l l y , f o re x a m p l e ，t a k et h et vd e s i g np a r t n e rs e l e c t i o n ，d e s c r i b e st h es p e c i f i c a p p l i c a t i o nf o r t h ep a r t n e rs e l e c t i o nm o d e l t h em e t h o do fg o a ld e s c r i p t i o na n dd e c o m p o s i t i o no fd y n a m i cs u p p l yc h a i n p r o v i d e sp o p u l a rl a n g u a g ef o rt h en e g o t i a t i o na m o n gt h ed i f f e r e n te n t e r p r i s e s t h i s t h e s i sf o r m a l i z e st h ep r o b l e mw i t hd i s t r i b u t e dc o n s t r a i n ts a t i s f a c t i o na n do p t i m i z a t i o n ， w h i c hc a np r o v i d el a n g u a g er e g i o na n dd e c i s i o n - m a k i n gf o r t h en e g o t i a t i o na m o n gt h e d i f f e r e n te n t e r p r i s e s t h eg o a lo ft h i st h e s i si st h a tu s ed i s t r i b u t e dc o n s t r a i n ts a t i s f a c t i o n a n do p t i m i z a t i o ns o l u t i o n st op r o v i d ean e wt h o u g h tf o rt h ed y n a m i cs u p p l yc h a i n p a n n e rs e l e c t i o np r o b l e m 英文摘要 k e yw o r d s ：d y n a m i cs u p p l yc h a i n ；m u l t i - a g e n t ；p a r t n e rs e l e c t i o n 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文 = = 多g 金卫主查塾奎链廑壁金缝丛佳造捶主鲍廑旦婴塞= = 。除 论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已 经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：茎豇 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中圈优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文全 文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版发 行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 ：锄 导燃：嘴( 乃闻 。日期：纠年月2 7 日 多a g e n t 在动态供应链构建中的应用研究 第1 章绪论 1 1 研究背景和选题意义 随着经济的全球化的到来，企业的跨国经营越来越多，企业的商业环境变的 越来越复杂，供应链成员之间的关系并非恒久不变，而是随着利益关系动态变化， 企业伙伴与伙伴之间需要更多的协商与协调。企业之间的竞争将逐步演变为企业 所在的供应链之间的竞争，也就是市场机会的捕捉能力，即快速地生产出用户所 需产品的能力。 全球经济的一体化使人们发现在全球化大市场竞争环境下任何一个企业都不 可能在所有业务上成为最杰出者，必须联合行业中其它上下游企业，建立一条经 济利益相连、业务关系紧密的行业供应链，实现优势互补，充分利用一切可利用 的资源来适应社会化大生产的竞争环境，共同增强市场竞争实力。马士华和林勇 等认为供应链合作关系是供应商与制造商之间，在一定的时期内的共享信息、共 担风险、共同获利的协议关系。认为合作关系形成的原因是为了降低供应链总体 成本、降低库存水平、增强信息共享、改善相互之间的交流、保持战略伙伴相互 之间操作的一贯性、产生更大的竞争优势，以实现供应链节点企业的财务状况、 质量、产量、交货期、用户满意度和业绩的改善和提高i lj 。 例此，建立动态供应链合作伙伴关系显得十分的必要。建市合作伙伴关系的 必要性还体现在合作伙伴关系的建立将给成员企业带来更大的效益。成员企业通 过与精心挑选的少量供应商或分销商建立合作伙伴关系，可以使成员企业在时间、 质量、成本和服务( t i m e 、q u a l i t y 、c o s t 、s e r v i c e ，t q c s ) 这四个关键因素方面 具有优势，从而可以快速开发或实现某种产品或社会服务。供应链合作关系带来 的效益在t q c s 这四个方面主要表现为【1 】： ( 1 ) 供应链合作伙伴关系有助于缩短供应链总周期时间； ( 2 ) 供应链合作伙伴关系有助于提高产品的质量及技术含量； ( 3 ) 供应链合作伙伴关系有助于降低供应链成本； ( 4 ) 供应链合作伙伴关系有助于提高供应链的服务水平。 第1 章绪论 供应链合作伙伴的选择是供应商与制造商基于多目标的一个动态协商过程， 现在使用的方法基本上是根据经验以及传统的结构化方法，这对于市场经济体制 下的企业选择来说会存在很大问题。因为市场经济下的企业运作呈现无序和多样 性的特点，属于非线性的范畴，而供应链也表现出非常强烈的复杂系统特征，如 开放性、系统元素之间的强耦合、从混沌到有序的演化、分形的演化规律等。这 些用典型的结构化方法无法实现，因此研究基于非结构化的和智能的评价与选择 技术具有非常重要的理论与现实意义。各成员是具有独立利益和决策的主体，因 此，供应链具有自治性、分布性、并行性和弱耦合等特点，这些特点使得传统的 研究方法遇到了挑战。 智能体( a g e n t ) 具有自治性、协作性、主动性和时间连贯性，尤其是多智能 体( m u l t i a g e n t ) 可以很好地模拟供应链问题，因为多智体系统具有很好的鲁棒 性和灵活性，非常适合处理数据、知识、控制分散的分布式问剧2 。s w a m i n a t h a n 通过把多智能体建模和模拟技术与其他供应链模拟技术作比较，认为多智能体方 法是一种低成本、高效率、可重用的供应链建模与模拟技术。相对于其他基于先 进先出事件队列处理机制的模拟方法而言，多智能主体系统所具有的自治性、分 布性、协作性的特点更能描述供应链随机性大和多点分布决策的特征1 3 j 。 a g e n t 建模方法的介入不是对传统技术( 如非线性动力学方程、博弈论等) 的 替代，它们之间的关系应该是相互融合、互为补充、相互促进和 t 同发展，使研 究手段更为完善并不断进步。所以从技术的角度来讲，基于a g e n t 的供应链建模 技术应该是以a g e n t 为核心概念，以m a s 为框架，将传统的研究技术( 如数学手 段等) 和先进的计算机科学技术( 如计算机网络技术、分布式技术等) 、人工智能 技术( 如神经网络、模式识别等) 融合在一起而形成的先进技术，与其它的技术 相比，它是一种更有效、更先进和更有发展前景的技术手段。 1 2 国内外研究现状 随着制造方式的变迁，供应链理论的发展，供应链上的核心企业对合作伙伴的 评价和选择问题，被不断地赋予新的内容，得到了学术界与企业界越来越多的关 注。供应商与客户之间不再是传统的一般往来关系和直接的供应关系，而是成为 多a g e n t 在动态供应链构建中的应用研究 长期的、信息共享的、风险与报酬共担的利益相关的链式伙伴关系。由于市场是 不断动态变化的，所以核心企业在选择合作伙伴时会根据市场的变化及客户的要 求，按照评价的准则选出最优的合作伙伴。 1 2 1 动态供应链合作伙伴关系的描述 m a l o n i 等人【3 l 认为供应链合作伙伴关系是供应渠道中两个独立实体为了取得 特定的目标和利益而结成的一种关系。这种关系通常可以通过降低总成本、降低 供应链上的库存和增加信息共享水平来提高每个成员的财务和经营绩效。 m a c b e t h 等人认为合作伙伴关系是这样的，顾客和供应商建立一种亲密的长期 合作伙伴关系，它的目标在于保证最有可能的商业优势，其原则是团队合作胜于 相互搏斗一即“双赢”。 r a c k h a m l 3 j 认为真正的企业变革，指的是组织之间以团队合作、合理创造价值 的方法来产生变化；公司发出新的合作经营方法，协作企业以取得前所未有的活 力和竞争力；这种新的关系就被称为“伙伴关系 。 r o b e r tj v l k u r k a 等人【5 】指出，伙伴关系是买方和供应商就一段较长时间达成的 承诺和协议，其内容包括信息共享，以及分享和分担由于伙伴关系带来的利益和 风险，也就是说，伙伴的概念必须建立在合作和信任之上。供应链管理中的合作 伙伴选择和战略合作( p a r t n e r i n g ) 有较多相似之处。英困固家经济开发委员会对 p a r t n e r i n g 的定义为：两个或以上的组织，为了获得特别的商业目标，最大化每个 参与者的效益而组成的长期约定。 马士华和林勇【l j 等认为供应链合作关系是供应商与制造商之间，在一定的时期 内的共享信息、共担风险、共同获利的协议关系。认为合作关系形成的原因是为 了降低供应链总体成本、降低库存水平、增强信息共享、改善相互之间的交流、 保持战略伙伴相互之间操作的贯性、产生更大的竞争优势，以实现供应链节点 企业的财务状况、质量、产量、交货期、用户满意度和业绩的改善和提高。 j o h nt m e n t z e r 和s o o n h o n g 等通过对零售业供应链的研究，从先行基础 ( a n t e c e d e n t s ) 、取向( o r i e n t a t i o n ) 、实现( i m p l e m e n t a t i o n ) 3 个方面对供应链管 理跨组织的战略与运作层合作本质进行了分析，认为环境的压力是合作的主要原 第1 章绪论 因，即市场国际化、动态( d y n a m i c ) 和顾客驱动( c u s t o m e rd r i v e n ) 等，而企业 问的合作可以获得高水平的合作、增强的适应性和柔性i 舡7 l 。 幽内对于供应链合作伙伴关系的研究也是在近几年j 。得到发展和重视的，例 如在对上海大众汽车有限公司和2 0 家汽车零部件供应商进行调查的基础上，揭示 了中国汽车工业中制造商和供应商之间的合作关系的现状，对比了该关系与j i t 环 境下制造商和供应商之间关系的差异并分析了原因。本文认为，对供应商的评价 应依据供应商在质量、交货期、批量柔性、交货期与价格的权衡、多样性等方面 的水平，而不能仅仅依据价格因素进行选择。目前，国内外对供应链合作伙伴选 择研究成果如表1 1 表述。 表1 1 国内外对供应链合作伙伴选择研究成果 t a b 1 1r e s e a r c hr e s u l t so fs u p p l yc h a i np a r t n e r so nt h ec h o i c e 研究对象作者文献研究内容 陈勋，毛波 2 e r p 环境f 供府商与制造商关 供应商选择 系 马士华 1 模糊综合评价 s h a m iln a o u m4 供应链协约、合作激励 陈志祥，马士华6经济博弈分析 s w a m i n a t h a njm3 合作促成冈素分析 供应链合作 张辉8 供应链合作博弈 最 j 9 评价顺客i 商意度 杨忠j ：，马十华 7 委托一代理 1 2 2 合作伙伴选择方法现状 供应链合作关系的建立通常是为了降低供应链总成本、降低库存水平、增强 信息共享、改进相互之间的交流、保持操作的一贯性、产生更大的竞争优势，以 实现供应链节点企业的财务状况、质量、产量、交货期、业绩的改善和提高。显 然，合作关系强调合作和信任。实施供应链合作关系就意味着新产品的共同开发、 数据和信息的交换、利益分享和风险共担。但是在我国的实践中，供应链中企业 间的合作关系令人担忧。要改善供应链合作关系，提高供应链合作的水平，达到 供应链合作的目的，很有必要对我国企业之间的供应链合作的现状进行分析，从 一4 一 多a g e n t 在动态供应链构建中的应用研究 而找到一条可行之路。 通过以上的综述可以发现，对于供应链合作伙伴选择的意义已经取得共识。 虽然在链中企业会考虑自身的利益极大化，但由丁供应链强调的是合作的竞争( 链 内的合作和链i 日j 的竞争) ，因此博弈的成分是相对较少的。从技术角度来看，由于 供应链管理中有较多人和组织的参与，其复杂程度很高，属于复杂系统的范畴， 而基于a g e n t 的建模与仿真可以很好的解决此类问题，并且仍然是今后研究的主 要领域之一。从选择方法来看，传统的方法( 如线性规划法、层次分析法等) 越 来越受到应用的挑战，而集合现代人工智能等技术已经成为趋势，并且可以预见， 一种方法已不能满足所有选择的需要，因此，将方法进行必要的融合来辅助决策 将是今后发展的必然趋势。 1 2 3 现有的伙伴选择模型及其优缺点 许多学者从不同角度使用不同技术研究了合作伙伴选择问题。当前解决伙伴 选择问题的模型主要有两种【8 】：( 1 ) 盟主多目标决策模型。盟主企业综合考虑多种 因素决定最终合作盟员，采用层次分析法等方法根据多项决策因素评价合作盟员， 但该模型无法反映动态因素，如动态供应链目标或子目标的变动。( 2 ) 招投标模 型。当订购数量大、合作伙伴竞争激烈时，可采用招标法来选择适当的合作伙伴。 它是由企业提出招标条件，各招标合作伙伴进行竞价，然后由企业决标，弓提出 最优的合作伙伴订立合i 卅或 力、议。 招标法可以是公丌招标，也可以是指定，然后竞级招标。公丌招标对投标者 的资格不予限制；指定竞标则由企业预先选择若干个可能的合作伙伴，再进行竞 标和决标。 这种方法竞争性强，企业能在更广泛的范围内选择适当的合作伙伴，该模型 通过多回合的谈判协商确定合作盟员，并可以实时交换合作方的动态信息，以获 得供应条件有利的、便宜而实用的产品或服务。 但招标手续繁杂，时间长，不能适应紧急定购的需要，订购机动性差，有时 订购者对投标者了解不够，双方未能充分协商，造成货不对路或不能按时到货， 不适用于动态供应链合作伙伴选择，难以针对多目标进行谈判，不能全面优化多 第l 章绪论 a g e n t 子任务调度。 本文在综合两者优缺点的基础上，提出一种改进的模型。 多a g e n t 系统( m a s ) 是分布式人工智能的一个重要研究领域，m a s 中每个 a g e n t 具有自治性、分布性，并可以理解主人的需求，这与供应链成员的特征吻合， 所以把a g e n t 应用于供应链合作伙伴选择是非常合理有效的。 1 3 本文研究思路及框架 第1 章：绪论，首先介绍了论文的研究背景及选题意义，即供应链管理思想在 国内外企业合作中的应用情况，提出了在供应链管理领域中，进行供应链合作伙 伴选择的重要意义。其次，着重介绍了当前国内外对供应链合作伙伴选择的研究 现状。 第2 章：论述了a g e n t 技术及m a s 理论以及a g e n t 技术在供应链管理中的应 用情况。 第3 章：对动态供应链合作伙伴选择进行概述。包括动态供应链的概念，结 构模型和特征，在此基础上阐述了合作伙伴选择的相关理论。 第4 章：提出了基于多a g e n t 的动态供应链合作伙伴选择方案。 在基于多 a g e n t 的动态供应链体系结构基础上，通过对动态供应链目标体系进行描述与分 解，将动态供应链伙伴选择问题表述为分布式约束满足和优化问题，并用分支定 界法解决分布式约束满足问题，进而以a g e n t 谈判的方式来求解该问题，最终得 到优化的伙伴选择方案。 第5 章：基于a g e n t 模型解决合作伙伴选择问题，利用移动a g e n t 模型实现分 枝定界法，提高计算效率。最后以电视机设计的伙伴选择为例，叙述了该伙伴选 择模型的具体应用。 第6 章：结论。对文章做出详细总结，文章的创新点以及展望。 本文的研究框架如图1 1 所示。 一6 一 多a g e n t 在动态供应链构建中的应用研究 动态供应链合作伙伴选择 + 动态供应链合作伙伴选择合作伙伴选择步骤 + 基于m a s 的动态供应链伙伴选择方案 l 山 、l ， 山 l f ，j i 分解 分仰式约束满足 a g e n t 谈判 彳文一 、l 用案例进行说明 图1 1 研究框架 f i g 1 1s t u d yf r a m e 一7 一 第2 章a g e n t 技术及m a s 理论 第2 章a g e n t 技术及m a s 理论 a g e n t 的理论、技术，特另u 是多a g e n t 的理论、技术，为分布丌放系统的分析、 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重大突破。a g e n t 理论 与技术研究最早源于分布式人工智能( d a i ) ，但从2 0 世纪8 0 年代末丌始，a g e n t 理论、技术研究从d a i 领域中拓展丌来，并于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。 对a g e n t 的研究大致可分为智能a g e n t 、多智能体系统( m u l t i a g e n ts y s t e m ， m a s ) 和面向a g e n t 的程序设计( a g e n to r i e n t e dp r o g r a m m i n g ，a o p ) 这三个相互 联系的方面。智能a g e n t 是m a s 研究的基础，被看成是m a s 研究中的微观层次， 主要研究a g e n t 的理论和结构；而有关a g e n t 间关系的研究则构成了m a s 研究的 宏观层次。智能a g e n t 和m a s 的成功应用要借助于a g e n t 的应用方法，即a o p 以及a o p 开发工具或平台。 2 1a g e n t 概述 2 1 1a g e n t 的基本定义 在计算机和人工智能领域中，a g e n t 可以看成是一个实体。它通过传感器感知 环境，通过效应器作用于环境。a g e n t 为了达到一定的月标，有荷自成规律地执行 任务的i ：作模式。著名a g e n t 理论研究者、英团的w o o l d r i d g e 博十和j e n n i n g s 教 授认为：a g e n t 是一个具有自主性、社会能力、反应性和能动性等性质的基干硬件 或( 更经常的) 基于软件的计算机系统，该定义允许在更宽范围的环境中设计 a g e n t ，而且其中增加了通信要求1 9 - 1 1 l 。 一个a g e n t 最基本的特性包括：感知性或反应性( 根据环境的变化做出响应) 、 自治性( 控制自己的行为) 、面向目标性( 主动地发出一些动作要求) 和针对环境 性。每个a g e n t 首先应具备这些最基本的特性，然后再根据其应用情况拥有其他 特性，如：移动性( 可以将自己从一台电脑转移到另外的一台电脑) 、自适应性、 通信能力( 包括协商、写作等能力) 、理性、持续性或时间连续性、自启性、自利 等特性。我们可以从中归纳出在社会经济建模中a g e n t 应当具有的性质和能力。 一8 一 多a g e n t 在动态供应链构建中的应h j 研究 智能a g e n t 的属性如图2 1 所示： 图2 1 智能a g e n t 的属性 f i g 2 1a g e mp r o p e r t i e s ( 1 ) 自主性( a u t o n o m y ) ：一个a g e n t 能在没有与环境的相互作用或来自环境 的命令的情况下自主执行任务。这是a g e n t 区别于普通软件程序的基本属性； ( 2 ) 响应性( r e a c t i v i t y ) - a g e n t 必须对来自环境的影响和信息做出适应的响 应； ( 3 ) 动性面向目标( p r o a c t i v i t y g o a lo r i e n t e d ) ：a g e n t 不仅对环境变化做出 反应，向儿在特定情况下采取生动行为，这种自身采墩主动的能力需要a g e n t 育 严格定义的目标； ( 4 ) 推理学习自适应能力( l e a r n i n g a d a p t a t i o n ) ：a g e n t 的智能由三个主要部 件来完成，即内容知识库、学习或自适应能力以及基于知识库内容的推理能力； ( 5 ) 可移动性( m o b i l i t y ) ：一个a g e n t 在计算机网络中漫游的能力； ( 6 ) 角色( c h a r a c t e r ) ：a g e n t 在社会活动中对安全性、风险、信任、城市等因 素的考虑； ( 7 ) 通信合作协调( c o m m u n i c a t i o n c o o p e r a t i o n c o o r d i n a t i o n ) ：这是在a g e n t 群体中应具有的社会属性。 一9 一 第2 章a g e n t 技术及m a s 理论 2 1 2 移动a g e n t 移动a g e n t ( m o b i l e - a g e n t ，m a ) 是指能够在网络中移动并执行、完成某些功 能的a g e n t l l 2 1 。目前已经有学者将移动a g e n t 戍用在集群系统，如电子商务系统、 交易谈判系统以及道路交通导航系统并取得了较好的效果1 1 3 。1 6 1 。在供应链中引入 移动a g e n t ，通过增强供应链网络中各环节的信息传递速度和共享程度，克服由于 信息孤立造成的信息失真和对信息的扭曲，从而提高供应链的敏捷性和对r h 场的 快速反应能力，降低供应链的牛鞭效应。 移动a g e n t 可视作具有跨地址空间持续运行的a g e n t ，能够在异构网络环境下 从一主体迁移到另一主体上并且持续运行。它具有自身的行为、数据、运行状态 和路线，并且将其行为、数据、运行状态和线路进行捆绑，作为一个独立的单元 对象，通过其派遣和收回机制，实现在网络计算机之间的移动，达到数据、信息 的获取和传输的目的1 1 7 】。 在多a g e n t 供应链中，引入移动a g e n t 可以将分散的供应链多a g e n t 通过移动 a g e n t 联系起来，使得分布的供应链的各个节点运行都具有智能性、动态性，具有 求解大规模问题的能力，应用移动a g e n t 技术，可实现供应链节点之间的信息共 享，有效地解决供应链优化、协作和协调等问题。移动a g e n t 通过i n t e r n e t ( 或 i n t r a n e t ) 在供应商、生产商、分销商和零售商之间移动来实现供应链节点企业之 问的协调管理，图2 2 描绘了移动a g e n t 在供j 迎链系统的基本结构。 多a g e n t 在动态供应链构建中的应用研究 生产商 一，一一一= = i m 0 b i j e 、 a g e n t 警 m o b i l e 篙a g e n t 厂 k i n t e m e t “ m o b i l e 、 ? a g e n t m o b i l e a g e n t ? j 、二二一一，_ 。 零售商， 、一一 图2 2 基t m o b i l e a g e n t 供应链系统运行框架 f i g 2 2m o b i l e - a g e n tb a s e ds u p p l yc h a i ns y s t e mf r a m e w o r k 2 2m a s 的概念和体系结构 2 2 1m a s 概念和特征 m a s 的概念最初源于d a i 领域，它是由多个自治或半自治的a g e n t 组成的系 统。其中的a g e n t 各自捐j 有独特的目标结构，可以按照约定的语言和协议与其它 a g e n t 进行通信合作，完成超越单个a g e n t 能力的复杂问题求解。 m a s 的核心思想就是通过个体a g e n t 之间的相互作用，使m a s 作为整体的 问题求解能力大于各a g e n t 个体所具有的问题求解能力的简单相加。其主要特征 表现在：( 1 ) 协作性：m a s 中的a g e n t 可以相互协作，解决单个a g e n t 无法解决的 问题；( 2 ) 并行性：m a s 可以通过a g e n t 间的异步并行活动，提高处理复杂问题求 解的质量和效率；( 3 ) 健壮性：m a s 不依赖于某个单一的控制器去协调所有的任务， 不会像集中控制那样因为某一控制器的崩溃而导致系统瘫痪；( 4 ) 易扩展性：m a s 松散耦合的特征，保证了其组件的可重用性和可扩充性；( 5 ) 分布性：m a s 的数据、 资源分散在系统环境的各个a g e n t 中，表达了系统描述问题的分布性。 、。， i 分销商 ， 第2 章a g e n t 技术及m a s 理论 此外，m a s 还具有柔性特征，它的结构既可以是紧密型的，也可以是松散型 的，它的组成可以是粗粒度的，也可以是细粒度的。如人工神经元网络可以被看成 是一种紧密型的精细的m a s 系统，它的每个元件或单元都是一个具有有限智能的 a g e n t ，这些a g e n t 的合作可以提高整个系统的智能水平；而一般意义下的分布式 问题求解系统则是一种松散型的问题求解网络，其中的每个a g e n t 都能够完成复 杂问题求解的一部分工作，能够随环境的变化调整自已的行为，并且与其他代理 进行通信和协作，如并行工程中的冲突消解和约束满足问题的求解就可以采用松 散耦合的m a s 予以解决。 2 2 2m a s 的结构 m a s 的结构旨在刻画系统中a g e n t 之间的连接，揭示a g e n t 间的信息和控制 关系，反映系统中信息的存储和共享方式、问题求解能力的分御模式等。如图2 3 ， 它被认为是一个标准的m a s 系统结构图【1 8 】，其中的a g e n t 可以在环境中各自行动， 不同的a g e n t 有不同的“作用范围”，但这些作用范围可能会相互重叠。各a g e n t 影响范围相重叠的事实反映着a g e n t 的活动之间存在依赖关系，需要建立合适的 交互框架进行协调。 多a g e n t 在动态供应链构建中的应用研究 + 一交互 o a 嚷e n t 环境 图2 3m a s 系统基本结构 f i g 2 3t h eb a s i cs t r u c t u r eo fm a ss y s t e m 2 3 供应链管理战略选择中应用a g e n t 方法的优势 当前，企业的商业环境变得越来越复杂，供应链成员之i 、日j 的关系已不在保持 恒久不变，而是动态地发生变化，企业伙伴与伙伴之i 日j 需要更多的协商与协调， 简单、缺乏柔性的e d i 、e m a i l 等技术显然难以跟上目前复杂多变的商业环境【”】。 现在消费者都要求企业更快的响应速度、更好的服务质量、更优惠的价格，因此 企业需要更先进的且适合企业目前环境的技术来提高企业供应链管理的效率。 随着a g e n t 及多a g e n t 系统的发展，a g e n t 技术在供应链管理运用中具有巨大 的潜力和作用，其在供应链管理战略选择中具有以下优势： ( 1 ) 促进供应链成员企业一体化的进程，使供应链更加集成化，提高供应链的 第2 章a g e n t 技术及i v l a s 理论 运行效率； ( 2 ) 提高供应链管理战略选择的整体智能化水平，实现合作伙伴的自动协商选 择： ( 3 ) 提供战略合作伙伴选择整体的解决方案，加强系统环境中各部分的协同能 力和整合能力； ( 4 ) 实现供应链成员之间动态的交流、协调，柔性地调整自身的计划和战略， 以应付市场的多变。 2 4a g e n t 技术在供应链管理中的应用情况 智能自主体作为一种新的系统模拟工具、一种有效的分布式求解工具、以及 一种新的信息系统的基础框架，已经被引入到供应链研究领域中来。目前，许多 研究人员主要集中在供应链的建模和实施两个方向上开展理论研究和应用研究。 根据引入智能自主体的不同目的，可以把这些研究项目分为( 1 ) 建模与模拟( 2 ) 计划 调度与优化求解( 3 ) 运行与实施。 ， 2 4 1 建模与模拟 建立供应链的多智能体主体仿真模型，通过模拟实际供应链的运行，为供应 链过程重组和供应链运行管理提供决策支持，是智能自主体在供应链管理中的一 个晕要应用斤向。 在1 9 9 3 年，m a k r 5 f x o 所领导的多伦多人学企业集俞实验室，首先提出智能 自主体取代人来管理企业内部供应链的设想。提出了相应的多主体系统框架模型。 在这个设想的指导下，f o x 等人建立了“集成供应链管理 研究项目，在今后的几 年中，开发出了一套基于规则的主体协同语言c o o l ( c o o r d i n a t i o nl a n g u a g e ) 和 一套多智能主体开发平台a b s ( a g e n tb u l i d i n gs h e l l ) ，并把它们应用于供应链的 建模与模拟中。在文献中f o x 等人用4 0 个智能自主体模拟了一个小型电脑生产 商的内部供应链的运行情况，通过改变参数，模拟了生产设备损坏的意外情况， 并分析了由此对原材料库存产生的影响。 s w a m i n a t h a n 等【3 1 首次把多智能主体建模和模拟技术与其它供应链模拟技术作 了一个比较，指出多智能主体方法是一种低成本、高效率、可重用的供应链建模 多a g e n t 在动态供应链构建中的应用研究 与模拟技术。相对于其他基于先进先出事件队列处理机制的模拟方法而言，多主 体系统所具有的自治性、分布性、协作性的特点，更能够描述供应链随机性大和 多点分布决策的特征【1 4 】。 林福仁等利用s w a r m 多主体丌发工具，建立了企业外部供应链网络的多主 体模型。通过该模型，他们集中研究了不同的供应链策略，如需求管理策略、信 息共享策略、物料分配策略等，对企业定单完成过程的影响。 k u b o t a 等【2 2 】用多智能主体模型模拟t n 造工厂内部的机器、传送带、自动导 引车、仓库等实体的运作过程和控制逻辑，并把模型扩展到企业外部的供应商， 分析了供应商行为对某个生产制造环节的影响。通过对供应链模型模拟数据的分 析，决策者能够发现生产制造环节中可能出现的瓶颈问题。 2 4 2 计划调度与优化求解 企业供应链的各个环节一般都具有独立的计划调度能力，但是只有把这些独 立分散的计划调度能力协调、整合在一起，才能使整条供应链得到优化。利用多 智能主体系统协调供应链各个环节的计划调度，是研究历史较长，而且应用性很 强的一个领域。 在基于多智能主体的计划调度系统中，每个智能自主体代表不同的资源，如 机器设备、运输车辆、工人等，并日负责该资源的计划与调度。目前，自辛体之 间广泛采用协议网络规范，通过) ( 寸各种资源进行竞价，达到优化资源配胃，协调 计划调度的目的。为了解决协议网络发现和解决冲突能力弱的缺点，诈：多学者同 时还引入了基于黑板【2 3 l 的任务协同机制，或者对协议网络规范进行了改良，提出 了诸如扩展的协议网络规范、市场驱动型协议网络等改进方案。目前，在计算机 集成制造( c i m s ) 领域，对这种基于多智能主体系统的分布式计划调度系统作了 大量的研究。 传统的以单一数据流和控制流为主的企业供应链过程建摸和模拟方法，在单 一主体的智能行为下只能达到过程方案的局部优化效果。利用多主体分布计算的 特点，在对供应链建摸之后，用多智能主体系统进行分布式协同求解，能够求出 供应链运行的全局优化方案。林福仁等1 2 4 】在供应链的多主体模型中引入了增强学 第2 章a g e n t 技术及m a s 理论 习算法，使得系统能够学习以前的经验，采取最优的策略以提高定单完成过程的 效率。彭俊松等【2 5 】利用多主体系统，求解企业内部供应链的重组方案，为企业的 重组活动提供决策支持。 2 4 3 运行与实施 利用智能a 主体构建企业的信息基础平台，将智能自主体作为供应链协调和 通信的主体，控制和管理企业供应链的运行，以提高供应链管理的自动化和智能 化程度，是智能自主体应用于供应链管理的一个重要研究方向。 在m e e t am o r t h i i 系统中，智能自主体被设计成系统信息交流与业务协调的中 介，力图实现不同企业信息系统之间的动态集成【2 6 】。这种中介形式的系统结构还 便于引入行为优化的机制，以改善供应链的性能。 在文献中，提出一类自治性和智能性更强的供应链多智能自主体体系结构。 这种系统体系不要求有一个负责通信和协调的中介自主体存在，每个自主体都具 有充分的信息通信和任务求解与计划协调的能力。各个企业能够在多自主体系统 之上开发自己的应用信息系统，由智能自主体作为地位平等的买卖者代表各自主 体的利益，动态的参加到供应链的运行中来。 b r u g a l i 在1 9 9 6 年首先把移动代理技术引入到供应链信息系统的实施中【2 8 1 。他 利用移动代理在顾客和纺织厂之间传递定单数据和生产数据，用这种方式整合企 业之m 的舛种的信息系统，加速企业定译处理的过程。d a s g u p t a 等j i ：发了m a gn e t 系统，该系统足- 一个利用移动代理实现原料全球采购的原型系统。他们还研究 了移动代理的传输效率，用实验结果拙述了移动代理代码长度与传输效率之间大 致关系。 目前，a g e n t 技术在供应链管理中有着广泛地研究，并且供应链管理中供应商 管理研究也较多，但对于基于m a s 的供应链管理中的合作伙伴选择的研究尚没有 全面和系统的研究成果，以及可供操作的实施方法。本文将a g e n t 应用在动态供 应链的目标分解以及解决复杂系统计算问题，以提高动态供应链合作伙伴选择的 准确性与客观性。 多a g