（机械电子工程专业论文）协商理论在敏捷制造系统中的应用研究.pdf

摘要 论文题目：协商理论在敏捷制造系统中的应用研究 学科专业：机械电子工程 研究生：谢天保签名： 指导教师：张璩教授签名： 摘要 协商( n e g o t i a t i o n ) 是人际互动模式中最复杂的一种沟通方式。协商系统就是人们为 了实现协商过程，借助计算机技术和网络技术等信息技术，构建的一个协商体系结构，用 于完成协商过程中的所有活动。敏捷制造环境下的企业必须具有快速重组能力，在重组的 过程中难免产生资源冲突或利益冲突，这就需要协调，而协商是解决冲突最有效的协调方 式。本文围绕协商理论在敏捷制造系统中的应用问题展开研究，主要研究工作如下： 研究了a g e n t 的概念，m u l t i a g e n t 系统结构、通讯语言等相关技术，构建了基于a g e n t 的自动协商系统框架。分析了目前比较前沿的博弈论协商、启发式协商、说服式协商和基 于机器学习技术的协商理论及其各自的优缺点，研究了支持自动协商的关键技术问题：多 协商任务的自动化执行技术、协商协议的定义及形式化描述，以及协商协议和协商内容的 知识共享问题。 分析了敏捷制造环境下企业之问合作竞争的关系，构建了基于“双赢”协商的敏捷 供应链管理系统，重点研究了系统中的“双赢”协商模型。分析了传统多属性协商模型存 在的效用计算和协商偏好信息完备问题，对效用计算公式进行了合理化的修正，提出了解 决偏好信息不完备条件下实现“双赢”协商的技术方案以及基于神经网络学习技术的自适 应协商策略，并进行了实验分析验证。 分析了传统的基于整数规划法的重构算法不能反映敏捷制造的动态性特征的局限性。 建立了基于协商的重构算法数学模型。在此基础上，提出了基于c n c p 扩充网协商协议的 自组织招标的网络资源集成方案，并对集成方案采用遗传算法进行了优化，对优化方案实 施二次招标以考证优化方案的可行性。实验结果表明，通过协商进行系统重构的方法是科 学合理的，体现了敏捷制造动态性色彩。 分析了敏捷制造环境下企业之间的合作关系，构建了通过经济赔偿而由承担后续加工 任务的成员赶上生产进度的控制系统模型。重点研究了一对多( 多个紧后任务) “赔偿式” 协商模型，基于“多赢”协商的思想，通过等效用插值法，建立了统一约束协商属性下各 方协商的策略。对于经典的工期一费用协商问题，进行了模拟实验分析。 研究了j a d e 平台下a g e n t 的黄页管理机制、a c l 通讯语言，开发了敏捷供应链环境 l 西安理工大学博士学位论文 下企业物资采购协商系统、敏捷制造重构原型系统。 关键词：a g e n t ；自动协商；“双赢”协商；敏捷制造系统重构；生产进度控制 本课题得到以下基金资助： 国家8 6 3 重点课题( 子项) ( n o 2 0 0 2 a a 4 1 4 0 4 6 - i ) 陕西省教育厅自然科学专项基金( n o 0 4 j k 2 6 6 ) 2 a b s t r a c t t i t l e ：a p p l i c a t i o nr e s e a r c h o nt h en e g o t i a t l o nt h e o r y u n d e ra g i l em a n u f a c t u r l n ge n v l r o n m e n t m a j o r ：m e c h a n i c a le l e c t r o n i ce n g i n e e r i n g n a m e ：t i a n b a ox l es i g n a t u r e ：。i 监 s u p e r v i s o r ：p r o f j i nz h a n gs i g n a t u r e ： a b s t r a c t n e g o t i a t i o ni st h em o s tc o m p l i c a t e dm o d eo f c o m m u n i c a t i o ni nh u m a ni n t e r a c t i o nm o d e l s i no r d e rt oc a r r yo u tt h en e g o t i a t i o np r o c & 鲻，t h en e g o t i a t i o ns y s t e mb a s e do ni n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ys u c ha sc o m p u t e ra n dn e t w o r kt e c h n o l o g yi sc o n s t r u c t e da sn e g o t i a t i o na r c h i t e c t u r e t oa c c o m p l i s ha l la c t i v i t i e si nn e g o t i a t i o np r o c e s s u n d e ra g i l em a n u f a c t u r i n gm o d e ，e n t e r p r i s e s m u s th a v et h ec a p a b i l i t yo f r a p i dr e c o n f i g u r a t i o n ，i nw h i c hi t i sh a r dt oa v o i dt h ec o n f l i c t so f r e s o u l c e sa n di n t e r e s ta n dh a r m o n i z i n gi sn e e d e d n e g o t i a t i o ni st h em o s te f f e c t i v ew a yo f h a r m o n i z i n gt os o l v et h ec o n f l i c t si nt h i sp r o c e s s t l l i sp a p e ri sc o n c e r n e dw i t ht h er 龉e a r c ho n t h ea p p f i c a t i o no f n e g o t i a t i o nt h e o r yi na g i l em a n u f a c t u r i n gs y s t e m m a i nr e s e a r c hw o r kb e i n g c a r f i e do u ti sa sf o l l o w s a na g e n t - b a s e df r a m e w o r ko fa u t o m a t e dn e g o t i a t i o nh a sb e e nc o n s t r u c t e db a s e do nt h e t h e o r e t i c a ld i s c u s s i o no ft h ec o n c e p to fa g e n t , t h ea r c h i t e c t u r eo fm u l t i a g e n ts y s t e m ， c o m m u n i c a t i o nl a n g u a g ea n dr e l a t e dt e c h n o l o g y a f t e rt h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so f s o m ep r e s e n t l ya d v a n c e dt h e o r ys u c ha sn e g o t i a t i o no nt h eg a m et h e o r y , h e u r i s t i cn e g o t i a t i o n , p e r s u a d i n gn e g o t i a t i o na n dn e g o t i a t i o nt h e o r yo nm a c h i n el e a r n i n gi sa n a l y z e d ，t h ek e y t e c h n i c a lp r o b l e m st os u p p o r ta u t o m a t e dn e g o t i a t i o n ，s u c ha sa u t o m a t i ce x e c u t i o nt e c h n i q u eo f m u l t i - t a s kn e g o t i a t i o n , t h ed e f i n i t i o na n df o r m a l i z a t i o nd e s c r i p t i o no fn e g o t i a t i o np r o t o c o l ， s e l f - a d a p t i n go fn e g o t i a t i o np r o t o c o la n dk n o w l e d g es h a r i n gp r o b l e mi nn e g o t i a t i o np r o t o c o l a n dc o n t e n t e t c 2 鹏s t u d i e d a na g i l es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nw i n - w i nn e g o t i a t i o ni sb u i l tu pb a s e d o nt h ea n a l y z i n go f t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nc o m p e t i t i o n sa n dc o - o p e r a t i o n sa m o n ge n t e r p r i s e s i na g i l em a n u f a c t u r i n ge n v i r o n m e n t t h ew i n - w i nn e g o t i a t i o nm o d e li nt h ea g i l es u p p l yc h a i n m a n a g e m e n ts y s t e mi ss t u d i e dm a i n l y a f t e rt h ep r o b l e mo f u t i l i t yc a l c u l a t i o na n dt h ep r o b l e m o f c o m p l e t e p r e f e r e n c e s i n f o r m a t i o ne x i s t i n g i nc o n v e n t i o n a l m u l t i i s s u e s n e g o t i a t i o n m o d e l i ss y s t e m a t i c a l l yc o n s t r u e d , t h ef o r m u l ao fu t i l i t yc o m p u t i n gi sr a t i o n a l l ym o d i f i e d ，a n dt h e t e c h n i q u es c h e m ew h i c hi m p l e m e n t sw i n w i nn e g o t i a t i o nu n d e rt h ec o n d i t i o no fi n c o m p l e t e p r e f e r e n c e si n f o r m a t i o n a sw e l la ss e l f - a d a p t a t i o nn e g o t i a t i o ns t r a t e g yb a s e do nn e u r a ln e t w o r k 3 西安理工大学博士学位论文 l e a r n i n gt e c h n i q u ea r cp u tf o r w a r d ，w h i c ha r ep r o v e de x p e r i n a e n t a l l yt ob ev a l i d t h em a t h e m a t i c a lm o d e lo fr e c o n f i g u r a t i o na l g o r i t h m sb a s e do nn e g o t i a t i o nh a sb e e n a d v a n c e da f t e rt h e l i m i t a t i o nn o tr e f l e c t i n gt h ed y n a m i cc h a r a c t e ri na g i l em a n u f a c t u r i n g s y s t e mi nt r a d i t i o n a lr e c o n f i g u r a t i o na l g o r i t h m sb a s e do ni n t e g e rp r o g r a m m i n gi sa n a l y z e d a n e t w o r kr c s o n r c a si n t e g r a t i o ns c h e m ew h i c hc a nb er e a l i z e db ys e l f - o r g a n i z a t i o nb i d d i n gb a s e d o nt h en e g o t i a t i o np r o t o c o lo fc n c pe x t e n s i o nn e ti sp u tf o r w a r d t h ei n t e g r a t i o ns c h e m ei s o p t i m i z e db yu s i n go f g e n e t i ca l g o r i t h m ，a n ds e c o n d a r yb i d i n gi se x e c u t e di no r d e rt oo b t a i nt h e f e a s i b i l i t yo ft h eo p t i m i z a t i o nr e s u l t t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t si n d i c a t et h a t ：t h em e t h o do f s y s t e mr e c o n f l g u r a t i o nb yn e g o t i a t i o ni so fs c i e n t i f i ca n ds u i t a b l ef e a t u r e s , r e f l e c t i n gt h e d y n a m i cc h a r a c t e ro f a g i l em a n u f a c t u r i n gs y s t e m w i t ht h es y s t e m a t i ca n a l y s i so ft h ec o - o p e r a t i o n sr e l a t i o n s h i pa m o n ge n t e r p r i s e si na g i l e m a n u f a c t u r i n ge n v i r o n m e n t , ac o n t r o ls y s t e mm o d e lw i t ht h em e m b e r st a k i n gt h en e x t m a c h i n i n gt a s kt oc a t c hu pa l 啦t h ep r o d u c t i o ns c h e d u l eb ye c o n o m i cc o m p e n s a t i o nh a s b e e nc o n s t r u c t e d w i t l li t sf o c u so nt h er e s e a r c ho ft h eo n e - t o - m o r ec o m p e n s a t i o nn e g o t i a t i o n m o d e l t h eb u i l d - u po f n e g o t i a t i o ns t r a t e g yu n d e ru n i f o r mr e s t r a i n e dn e g o t i a t i o na t t r i b u t i o n si s b a s e do nt h ei d e ao fm u l t i p l e - w i nu s i n ge q u a lu t i l i t yi n t e r p o l a t i o nm e t h o d s t h es i m u l a t e d e x p e r i m e n tf o rc l a s s i c a lt i m e - c o s tn e g o t i a t i o np r o b l e mi ss y n t h e s i z e d i n v e s t i g a t i o nh a sb e e nc a r r i e do u to ny e l l o wp a g em a n a g e m e n tm e c h a n i s mo fj a d e p l a t f o r ma n da c lc o m m u n i c a t i o nl a n g u a g e e n t e r p r i s em a t e r i a lp u r c h a s i n gn e g o t i a t i o ns y s t e m a n da g i l em a n u f a c t u r i n gr e c o n f i g u r a t i o np r o t o t y p es y s t e mh a v eb e e nd e v e l o p e di na g i l e m a n u f a c t u r i n ge n v i r o n m e n t k e yw o r d ：a g e n t ；a u t o m a t e dn e g o t i a t i o n ； w m - w i n n e g o t i a t i o n ；t h ea g i l em a n u f a c t u r i n g s y s t e mr e c o n f i g u r a t i o n ；p r o d u c t i o ns c h e d u l ec o n t r o l 4 独创性声明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我个 人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名：翊5 主：煎；。降7 月o 日 学位论文使用授权声明 本人女塑! ：盘在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并 已经在西安理工大学申请博士硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的 学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；2 ) 为教学和 科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办 理。 ( 保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文作者签名：画垂堡。导师签名：! 蔓丝夕。0 7 年宁月c 。日 绪论 1 绪论 随着计算机科学技术的飞速发展，网络化制造对企业经营模式产生了巨大的影响。 企业之问的竞争将由产品竞争转变成服务竞争，企业管理将由生产管理转变为供应链管 理，企业资源管理将由内部资源的管理转变为外部资源管理的整合。这就决定了企业的生 产和管理既有内部管理，又有外部交互能力，企业必须具有快速重组能力。由于各企业都 是自主经营的经济实体，在重组的过程中难免产生资源冲突或利益冲突，这就需要协调， 而协商是解决冲突最有效的协调方式。 1 1 协商概述 协商( n e g o t i a t i o n ) 一直是经济学家、搏弈论专家深刻探讨的课题，是人际互动模式 中最复杂的一种沟通方式，协商理论涉及到经济学、管理学、计算机科学和人工智能等多 学科领域，因此对协商问题的研究也是从不同角度进行的，目前为止对协商仍然没有一个 明确的统一定义。以下介绍几种影响较大、具有代表性的观点。 1 1 1 协商的概念 r a i f f a i n 认为协商是一个过程，通过这个过程，相关的结构化的信息被交换，并且形 成公共观点和规划的一致性。协商也可以看作是一个决策过程，在这个过程中，两个或更 多的参与者各自做出决策，并为了各自的利益相互之间进行交流，协商的结果不再是一方 得到的更多，另一方得到的就少，而是通过协商使双方都有收获。 d a v i s 和s m i t h l 2 】在1 9 8 1 年提出合同网协议时，将协商看成是一种匹配任务与与完成 任务者的的“组织原则”。他们认为协商主要包含三个要素： 首先，双方进行信息交流。 其次，协商双方从自己的观点出发评估信息。 最后，通过相互选择达成一致意见。 o u r f e e 等人1 3 l 从协作规划问题求解的角度对协商进行定义：协商是通过交换结构化 信息制定各方都能接受的共同计划的过程。即协商是协作双方( 多方) 为达成共识而减少 不一致性或不确定性的过程。d l l r f c e 认为协商具有以下特征： 涉及两个或两个以上的成员。 协商成员彼此互相依赖。 存在明显或潜在的利益。 共同解决的意愿。 j e n n i n g s l 4 1 是早期研究主体、协商问题的学者之一，他从集合论的观点给出协商的定 义：协商可以被看作是在由各个协商参与者在各自允许的范围空间中寻找潜在的同意域空 间，也就是寻找空间的交集。他所提出的说服式协商就是各方通过调整各自的空问域，以 提高协商成功的可能性。 西安理工大学博士学位论文 h u h n s 5 】将协商定义为一个过程，通过该过程实现两个或多个主体达到联合决策。在 该过程中，每一个主体都试图达到自己的目标或目的，当出现冲突时，通过让步或寻求其 他的解决方法来达成一致意见。 随着人工智能领域新兴a g e n t 理论的出现，协商中的主体被具有自主决策能力的 a g e n t 所替代，出现了自动协商的概念。在m a s ( m u l t i a g e n ts y s t e r n ) q b ，当自主的a g e n t 存在目标冲突时，最合适的协调形式就是协商，a g e n t 之间进行的协商，人们往往定义为 “多个a g e n t 为了就某些问题达成一个可共同接受的协议而进行的交流过程”。对于这个 概念可以有两个层面上的理解，一个是技术层面的，一个是应用层面的。技术层面的协商 是指在多a g e n t 系统中，为了共同协作完成任务，进行资源和任务分配等而在a g e n t 之闻 进行的协商。从a g e n t 的目标、意图、规划等心智态度出发来研究主体协作，是分布式人 工智能( d a i ) 领域发展出的解决a g e n t 间协作问题的技术之一，多用于工业控制、全局或 局部优化的调度系统中；而应用层面的协商是指现在人们利用a g e n t 技术来模拟现实中的 协商或者用a g e n t 完全代替人进行协商，是以最终协商双方达成关于某项交易的协议，然 后双方根据协议完成交易，双方的目的是在协商过程中达到自身利益的最大化，通常应用 博弈论、经典力学等理论对主体协作的行为、方法和技术进行研究，多用于电子商务、供 应链管理系统中。 协商系统就是人们为了实现协商过程，借助计算机技术和网络技术等信息技术，构建 的一个协商体系结构，用于完成协商过程中的所有活动。协商系统要考虑的问题包括协商 的角色、协商的内容、协商的协议、协商的策略、协商的过程和协商的后续工作等等。因 此，协商系统是一个复杂的，动态的系统。 一个协商系统包含三个重要组成部分，协商协议( n e g o t i a t i o np r o t o c 0 1 ) 和协商策略 ( n e g o t i a t i o ns t r a t e g i e s ) ，这两者共同构成了一个协商系统的协商机制( n e g o t i a t i o n m e c h a n i s m ) 。此外再加上协商目标( n e g o t i a t i o no b j e c t ) ，便构成了自动协商”儿力。儿町所要 研究的3 个主要议题： ( 1 ) 协商协议：是指控制、管理a g e n t 阃交互协商的规则集合。其控制内容包括协商 参与者的允许类型、协商状态( 如交互报价、协商结束等) 、可触发协商状态改变的事件( 如 报价已被接受) 、协商参与者在不同状态下可采取的有效行为( 如在什么状态下由谁发出何 种讯息) 等。 ( 2 ) 协商策略：协商策略是a g e n t 决策和选择协商协议和通信消息的策略，协商策略 模型的复杂程度、决策范围主要受协商协议设计的影响与制约，协商目标以及为实现目标 a g e n t 所拥有的资源对协商策略也有影响。 ( 3 ) 协商目标：指要达成的协议所覆盖的问题范围，即协商的问题数量。也可称之为 协议结构。最简单的属于单一属性协商( s i n g l ei s s u e ) ，如交易双方仅就价格问题进行协 商。而更多的情况下，协商还要包括数量、质量、运输时间以及运输方式、罚金等各种问 题，这属于多属性( m u l t i - i s s u e s ) 协商。 2 绪论 1 1 2 协商的研究范畴 m u e l l e r “”提出了协商研究范畴的一种划分方法，该划分方法比较全面的综合了关于 协商研究的各个方面，理顺了各范畴i 日j 的相互关系。这罩我们把协商的研究范畴区分为协 商理论和协商技术两大范畴，然后在各自的范畴内进行细分。 ( 1 ) 协商理论研究范畴 关于协商谈判的理论，通常都是在规范性假定及公理体系下导出各种各样的解。 n ”。 针对某一具体的协商模型，协商理论主要涉及模型中的公共知识、假设条件、效用与偏好 以及相关决策理论。 公共知识 所谓公共知识就是所有协商参与者都知道的知识，并且任一参与者知道其他参与者 都知道这个知识。例如协商协议( 规则) 以及协商内容的议题集合就是参与协商a g e n t 间的公共知识；一般情况下单价乘以采购数量为总报价，采购数量较多时，单价会打折等 等，这些都是公共知识。 假设条件 在协商模型中，为了便于决策，常常需要对参加协商主体的决策行为进行假设。例 如r o s e n s c h e i n 的协商模型使用的对策论工具主要是n a s h 合作与非合作对策。协商机制 以3 个假设为基础：1 、a g e n t 追求自己的最大效用；2 、效用矩阵是公共知识；3 、a g e n t 是理性的。 b 效用函数与偏好 传统协商理论的模型与方法是建立在效用偏好与效用理论基础上的，主要是用效用 函数来反映决策者的偏好情况，通过使效用函数最大或是选择最大效用值所对应的方案进 行决策。效用函数把人的偏好结构集结成一个实函数，它使涉及人的复杂决策问题转化成 了数学分析问题。 协商策略 协商策略是a g e n t 决策和选择协商协议和通信消息的策略。协商策略基本上可以分 为5 类：单方让步、竞争型策略、协作型策略、破坏协商和拖延协商。后两类策略不利于 推进协商进程，而单方让步策略只在协商陷入僵局或协商不再有意义时才起作用，所以只 有竞争型和协作型策略才是有意义的。 ( 2 ) 协商技术研究范畴 协商技术涉及协商系统的自动化、智能化技术支持问题。主要包括：a g e n t 通讯方式、 通讯语言以及协商知识共享( 协商协议、协商内容形式化描述) 等技术问题。 通讯方式 a g e n t 之间的语占交互是以通讯的方式进行的，通讯是协商系统必须研究的基础技 术。在多a g e n t 系统中，a g e n t 问的通讯方式一般分为两类，即黑板方式和信息传递方式， 其中黑板方式与传统a i 系统中的团线方式相同，是广播通讯；信息传递方式又可以划分 3 西安理工大学博士学位论文 为同步和异步信息传递，同步信息传递是进行通讯的两个a g e n t 之间直接通讯。异步信息 传递是将信息放在二者事先约定的地方，信息存取可以是在不同的时刻进行。一般情况下， 协商内容决定a g e n t 的通讯方式，例如协同设计协商系统中，多采用黑板方式：而在商品 服务的协商系统中，多采用消息传递方式。 通讯语言 a g e n t 通讯的实现，目前多采用基于“言语行为”( s p e e c ha c t s ) 理论的a g e n t 通讯 语占( a c l ：a g e n tc o m m u n i c a t el a n g u a g e ) 。应用比较广泛的a g e n t 通信语言主要包括d a r p a 的k q m l ( k n o w l e d g eq u e r ya n dm a n i p u l a t i o nl a n g u a g e ，知识查询与操纵语言) 以及f i p a 组织提出( f o u n d a t i o nf o ri n t e l l i g e n tp h y s i c a la g e n t s ) 的f i p a a c l 。k q m l 语言被广 泛采用，已成为a g e n t 通讯原语的一种标准，但k q m l 原语行为并不能支持a g e n t 问关于 目标、任务的高层次的复杂的多回合的协商( 需要扩充原语行为) 。 协商协议 协商协议的主要研究内容是a g e n t 通信语言( a c l ) 的定义、表示、处理和语义解释。 m u e l l e r 认为，协商协议的最简单形式就如一条协商通信消息：( ( 协商原语) ，( 消息内 容) ) 。其中协商原语即消息类型，它的定义通常基于言语行为理论。消息内容除包含消 息的发送者、接收者、消息号、发送时间等固定信息外，还要包括与协商应用的具体领域 有关的信息描述。 协商知识共享 协商协议的形式化表示方法通常有3 种：巴科斯范式表示、有限自动机表示和语义 表示。大多数情况下，协商协议定义为一个有限状态自动机，协商协议的状态自动转换图 具有直观明了的特点，很容易为人们所理解，然而要使机器a g e n t 明白，真正实现协商协 议的知识共享，发布于w e b 上，使众多的用户享用，需要定义面向协商协议的本体。此外， 要使a g e n t 能够理解协商的具体内容，同样需要定义协商目标( 内容) 的本体。 1 1 3 协商发展现状 目前在各种不同的学科领域内，都有对协商理论的深入研究。这些学科包括社会心 理学、经济学、市场学、组织理论、运筹学和分布式人工智能等。其中经济学和分布式人 工智能方面的研究成果比较突出。但多处于理论研究阶段，真正付之于实践的实用系统并 不多见，这里介绍几种影响较大的实用系统。 9 0 年代中期人们开始把协商系统引入电子商务应用领域，1 9 9 6 年美国麻省理工学院 a c h a v e s “3 1 主持开发了智能电子商场网上购物系统k a s b a h ，在基于w e b 的k a s b a h 系统 中，用户根据自己的需求创建自治的a g e n t 进行买卖交易或服务，a g e n t 之间的通讯使用 专用的语言。k a s b a h 向用户提供三种协商策略：主动的、冷静的和谨慎的，分别对应线 性函数、二次函数和指数函数，从而代表用户完成协商。k a s b a h 系统无任何学习能力， 不能为客户提供任何智能决策。 d t g a n a l y t i c a lm e d i a t i o n 1 系统采用目标规划和假设的线形效用函数去分析协商 4 绪论 各方的偏好差别并将分析结果传递给协调者，由他向协商者建议应在哪些议题上作出妥协 和让步。a n a l y t i c a lm e d i a t i o n 是早期设计用来处理多方多议题协商模型的学者之一。 此后许多协商模型都采用线性效用函数。实际上当某议题的报价值过大或过小时，效用计 算未必呈线性关系，协商者对其的关心程度( 偏好) 可能会发生变化，模型没有考虑效用函 数和偏好关联性，a g e n t 没有学习能力。 1 9 9 7 年，美国明尼苏达大学m a k s i mt s v e t o v a t y “”主持开发用于i n t e r n e t 网上商务 的标准开放式可扩展系统m a g m a ，m a g m a 系统支持异类a g e n t 之间的通讯，极力实现商务 过程的自动化，包括商品信息广告、分类查询、商品存储与运送、银行卡支付服务。m a g m a 系统提供自动协商和人为控制协商两种交易方式，在人为控制协商方式，客户a g e n t 从商 场获取合适的商机提交客户，客户提交报价和反报价，直至协商结束。在自动协商方式， 引入了v i c k r e y 拍卖机制，供应方a g e n t 与最高报价a g e n t ( 采购方代理之间) 以次高报价 成交；或采购方a g e n t 与最低报价( 在供应方代理之问) 次低报价成交。引入了v i c k r e y 拍卖机制自动协商优势在于： 提供了一个简单稳定的自动交易体制。 不需要交互协商策略。 需要很少的安全性，由于代理的底价不必隐藏起来。 由于最优的策略是真实报价，所以不需要动态策略行为来揭示其他代理的机密信 息。 英国伦敦大学c a r l e ss i e r r a “”等人建立了多策略a g e n t 协商模型。该模型以英国 电讯服务行业为背景，是一个多属性、多策略的协商模型。策略模型解决的重点问题是 a g e n t 产生初始报价的过程，评价对手的报价及提出反报价的过程，模型为a g e n t 设计了 多种策略，包括时日j 策略、资源策略和模仿策略，而a g e n t 的报价可以是这几种策略的组 合。这些策略是基于三种简单的数学函数设计的，简化了搜索的难度。同时这些策略是模 型事先预定的，协商过程中a g e n t 并不能根据自身意愿动态调整，a g e n t 没有任何学习能 力。 1 。2 敏捷制造 随着企业之间竞争的加剧，越来越多的企业管理者开始重新审视己有的组织形式和管 理模式。过去的企业管理者一直着眼于企业内部效率的提升，如2 0 世纪8 0 年代许多企业 采取扁平化组织以提升企业内部效率。随着“减量经营”手段的广泛采用，内部成本降低 的源泉趋于枯竭。当今世界市场同趋多变，产品生命周期短、更新换代快、品种增加、批 量减小，顾客对产品的交货期、价格和质量的要求越来越高，在这种情况下，如何敏捷地 提供可利用的知识和技术，快速开发新产品，重组资源，组织生产，快捷地满足客户的个 性化需要，就成为企业能否赢得竞争、不断发展的关键。敏捷制造就是在这种背景下，由 美国于1 9 9 1 年提出，并在实践中得到了一定的应用，取得了初步的效果。 西安理工大学博士学位论文 1 2 1 敏捷制造的涵义和优势 敏捷制造( a g il em a n u f a c t u r i n g ) 是指制造业在充分发挥自身优势与特色的基础上， 将不同地域的制造资源( 设备、人力、财力等) 利用i n t e r n e t ，迅速组成超越空问的动态 联盟，快速推出高质量、低成本的产品。 敏捷制造体系可以认为主要有2 个实际内涵“”：虚拟企业( v i r t u a le n t e r p r i s e ) 和 虚拟开发( v i r t u a ld e v e l o p m e n t ) 。 ( 1 ) 虚拟企业具有较大优势的某一企业经过市场的调查研究后完成某一产品的概念 设计，然后组织其它具有某些设计带4 造优势的企业组成动态联盟，快速完成产品的设计加 工，抢占市场。各联盟企业问通过现代通信技术相互联系，由盟主协调工作，实现同地或 异地设计制造过程。 ( 2 ) 虚拟开发一个产品的生命周期主要包括概念设计、结构设计、制造装配、使用 等阶段。各因素之间的相互关系比较复杂，且相互影响。要想加快开发速度，就必须借助 现代化的计算机设备构成一个虚拟开发环境。 敏捷制造作为一种现代生产管理模式，是一种以柔性生产技术和动态组织为特点， 采用企业间网络技术从而形成快速适应市场的社会化制造体系。与传统的生产管理模式相 比，它具有以下几方面的优势： ( 1 ) 反应敏捷。敏捷制造对变化的市场和客户化的产品作出快速和准确反应。使产品 设计、开发、快速成型等各项工作并行进行，迅速设计和制造高质量的新产品，以满足用 户需求。 ( 2 ) 具有灵活多变的动态组织机构。它能以最快的速度把企业内部、企业外部的优势 力量集中在一起，形成具有快速响应能力的动态联盟。在企业内部：将多级管理模式变为 扁平结构的管理模式。在企业外部：将竞争变为协作。通过网络，充分谓动、利用各种资 源，迅速、经济地生产出有竞争力的产品。 ( 3 ) 产品服务可以全程面向用户。敏捷制造采用模块化、柔性化的产品设计方法和重 组工艺设备，使产品的功能和性能可根据用户的具体要求进行改变，借助c a d 、c i m 和仿 真技术可让用户很方便地参与设计，虚拟制造，在整个产品生产期、使用期，用户都将获 得“面对面”的服务和全面的“解决方案”。 ( 4 ) 敏捷制造可以达到充分的资源共享。通过广泛的企业内外网络联系，可以使资源 ( 知识资源、信息资源和物质资源等) 突破企业内部的等级、部门知识共享障碍和企业间的 地域界限，发挥最大的经济潜力，改变企业问你死我活的输赢( w i n - - l o s e ) 关系，而代之 以互利合作的共赢( w i n w i n ) 关系，体现了全新的现代经营理念。 ( 5 ) 敏捷制造可以充分调动和发挥“人”的作用。敏捷制造提倡以人为中心的管理， 强调用分散决策代替集中控制，用对话沟通机制代替递阶控制机制。它的基础组织是“多 学科群体”，是以任务为中心的一种动态、松散组合，提倡“基于统观全局的管理”，充 分做到权力下放，以此来调动和发挥人的主动性和积极性。 6 绪论 敏捷制造作为一种能够整合企业外部资源而提升企业效率的新的组织和管理模式，响 应了中国当代经济发展的需要。它强调在合作中形成竞争优势，在企业信息化、市场法制 化和结构扁平化的基础上进行构建虚拟企业，依靠信息技术加强合作，能在不增加投入的 情况下充分组合和利用现有资源，提高竞争力。 1 2 2 敏捷制造系统 制造系统是工艺、机器系统、人、组织机构、信息流、控制系统和计算机的集成组合， 其目的是取得产品制造的经济性和产品性能的国际竞争性。制造系统由制造单元构成，在 企业中，制造单元是一种具有某种相对独立加工功能的逻辑实体，它是制造系统的基本构 成成分，不同的制造单元的组合，可完成不同的制造任务。虚拟企业环境下的制造系统就 是盟主为了响应某一制造任务，对企业内部、外部的制造单元进行重组，组成一个具有实 际制造能力的系统。此外，能够智能地解决制造系统的资源调度、管理和控制，而这个制 造系统在形式上是虚拟的，为了敏捷响应制造任务而组成，随着任务的结束而消失。我们 称之为敏捷制造系统，它是虚拟企业面向产品制造的一种表现形式“埘。 任何一个敏捷制造系统都由若干个来自企业内部、外部的制造单元组成，各制造单元 在独立完成自身任务的同时，又相互合作，共同完成制造任务。这种工作方式明显地呈现 出群体性、交互性、协作性的特点，新一代网络环境下的敏捷制造系统呈现如下的特性： ( 1 ) 分布性。敏捷制造单元可能来自不同企业、不同区域，对设备的物理位置没有要 求，设备按加工逻辑路线组成系统。网络环境下的企业协作与传统协作的最大区别就是 其能跨越地域的限制，提供高效的协作支持，特别是当今全球化竞争和跨企业协作的情 况下，这意味着制造环境应构建在广域网上。 ( 2 ) 动态性。这里的动态包括三层含意：盟主企业能根据市场机遇，快速地重构制造 系统，以谋求产品生命周期最短、费用最低，在竞争中赢得主动；组织结构上的动态意 味着设计和制造协作节点的不确定性；而设计和制造过程的动态则表示人员安排、设计 与制造进度控制的动态变化。系统是一个动态系统，具有建立、运行、清算解体的生命 周期。 ( 3 ) 自治性。敏捷制造单元可能来自于经济独立的自主企业，企业之间的关系、地位 是平等的，能够完成日常生产的组织与管理，具有自主权。 ( 4 ) 开放性。敏捷制造平台环境的开放性不仅体现在动态联盟设计节点的灵活配置和 增加删除更改，即使用的开放性上：而且体现在系统的可扩展性，即开发的开放性上。 ( 5 ) 智能性。敏捷制造系统集成了智能制造系统的能力，是一个知识密集型的过程。 各领域的专业人员利用自己的专家知识进行决策，获得自己的可行方案，而这些方案又 要通过不断的知识型决