（载运工具运用工程专业论文）基于模糊神经网络法的虚拟企业合作伙伴选择.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 当代社会已经由工业社会转向信息社会。信息社会罩知识得到充分的应用， 企业中人的地位日益重要，科技进步步伐明显加快，产品生命周期越来越短， 交通变得越来越便捷，各种先进通讯工具得到充分的利用，信息交流越来越容 易，企业经营可以突破地理位置的束缚，进行横向和纵向的扩展，相关企业之 间的联系变得更加复杂。对企业来说，在信息时代，在激烈的市场竞争中，只 有摆脱以往陈旧的经营观念和管理手段，将最前沿的科学管理方法引入管理机 制，才能获得持续发展的生机和活力，在这种条件下，无论是企业的组织形式 还是管理方式都发生了巨大的改变。虚拟企业理论正是在这种知识经济、网络 经济和知识管理的大背景下产生的，构建虚拟企业，实施经营，正逐步成为许 多企业实现迅速发展的有效途径。 组建虚拟企业成为未来制造企业提高市场竞争力的有效手段。如何快速、 低成本、低风险的集中最优秀的合作伙伴组建虚拟企业，便成为制造企业、专 家学者所必须解决的首要问题。伙伴选择是建立虚拟企业的关键环节之，直 接关系到虚拟企业最终的成败。如何通过对各潜在伙伴企业的特征信息进行分 析、整理、评估，确定一个最优的伙伴企业构成方案，继而确定各伙伴企业的 参与方式，显得十分重要。 论文首先回顾了虚拟企业的产生背景及其发展过程，概述了虚拟企业特点， 并较博细的介绍了虚拟企业以及合作伙伴选择的研究现状：接着介绍了目前研 究得比较广泛深入的各种伙伴选择方法( a h p 法、遽传算法、a g e n t 法和模糊推 理法等) ，分析了它们的优点和不足，结合前人的研究，应用f n n 法选择合作 伙伴；之后重点介绍了f n n 法的相关知识( 模糊逻辑和神经网络) ，并简要讨论 了虚拟企业伙伴选择评价指标确定问题；最后在上述工作的基础上借用m a t l a b 和a s e n e t 编写了一个基于f n n 法的伙伴选择框架，该框架充分地利用了 m a t l a b 强大的计算功能和n e t 的丰富表现能力，实现了网上选择合作伙伴。 好的神经网络需要大量数据的训练，在f n n 框架中可以灵活自由的动态调 整训练数据集，以达到更好的应用效果；网络时代，作为一款强大科学计算工 具的m a t l a b 同网络无逢结合一直是研究者们的梦想之一，f n n 框架也对这方 面进行了有益的尝试，提出用共享文件的方式实现m a t l a b 和w e b 交换数据。 关键宇：虚拟企业，合作伙伴，f n n ，m a t l a b ，w e b 茎翌里三查兰塑主兰垒堡苎 一 一 a b s t r a c t t h ec o n t e m p o r a r ys o c i e t yh a sa l r e a d yt u r n e df r o mi n d u s t r i a ls o c i e t yt o t h e i n f o r m a t i o ns o c i e t y i nt h ei n f o r m a t i o ns o c i e t y , k n o w l e d g eg e t sa b u n d a n ta p p l i c a t i o n ， t h es t a t u so ft h ee n t e r p r i s em i d d l e m a ni s i n c r e a s i n g l yi m p o r t a n t ，s c i e n t i f i c a n d t e c h n o l o g i c a lp r o g r e s sp a c e sa r eo b v i o u s l ya c c e l e r a t e d ，p r o d u c t sl i f ec y c l ei ss h o r t e r a n ds h o r t e r , t h et r a f f i cb e c o m e sm o r ea n dm o r ec o n v e n i e n t ，v a r i o u sk i n d so f a d v a n c e dc o m m u n i c a t i o nt o o l sg e ta b u n d a n tu s e ，i n f o r m a t i o ni n t e r c h a n g ei se a s i e r a n de a s i e r , e n t e r p r i s e sm a n a g e m e n tc a nb r e a kt h r o u g ht h eg e o g r a p h i c a lp o s i t i o n ， c a r r y o nh o r i z o n t a la n dv e r t i c a l e x p a n s i o n ，t h e c o n n e c t i o nb e t w e e nr e l e v a n t e n t e r p r i s e sb e c o m e sm o r ec o m p l i c a t e d t oe n t e r p r i s e ，a t i n f o r m a t i o na g e ，i nt h e f i e r c em a r k e tc o m p e t i t i o n ，o n l yg e tr i do ft h eo u t m o d e dm a n a g e m e n ti d e aa n d m a n a g e m e n t ，l e a dt h es c i e n t i f i co f f i c ep r o c e d u r eo ft h em o s tf o r w a r dp o s i t i o ni n t o t h em e c h a n i s mo f m a n a g e m e n t ， c o u l do b t a i nl i f ea n d v i g o r o fs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t u n d e rt h i sk i n do fc o n d i t i o n ，t h ee n o r m o u sc h a n g e sh a v ea l lt a k e n p l a c ei nb o t ht h eo r g a n i z a t i o n a lf o r m so fe n t e r p r i s e sa n dm a n a g e m e n ts t y l e t h e v i r t u a le n t e r p r i s e s e ) t h e o r yw a s j u s tp r o d u c e du n d e rt h eg r e a tb a c k g r o u n d so f t h i sk i n do fk o w n l e d g ee c o n o m y , c y b e r e c o n o m ya n di n f o r m a t i o n m a n a g e m e n t s t r u c t u r i n gv e i st h ee f f e c t i v ew a yt h a tal o to fe n t e r p r i s e sr e a l i z eb e i n gd e v e l o p e d r a p i d l yp r o g r e s s i v e l y s e t t i n gu pv e b e c o m e st h ee f f e c t i v em e a n st h a tt h em a n u f a c t u r i n gc o m p a n y r a i s e st h em a r k e tc o m p e t i t i v e n e s si nt h ef u t u r e h o wt h ef a s t ，m o s to u t s t a n d i n g c o o p e r a t i v ep a r t n e ro fc o n c e n t r a t i o no fl o wc o s t ，l o wr i s ks e t su pv e ，b e c o m e p r i m a r yp r o b l e mt h a tm a n u f a c t u r i n gc o m p a n y ， e x p e r t sa n ds c h o l a r sm u s ts o l v e t h e p a r t n e rc h o o s e s t ob eo n eo ft h ek e yl i n k so f s e t t i n gu pv e ，c o n c e r n v e sf i n a l s u c c e s so rf a i l u r ed i r e c t l y h o wt o a n a l y s e ，p u ti no r d e r ，a s s e s st h r o u g ht h e c h a r a c t e r i s t i ci n f o r m a t i o nt oe v e r yp o t e n t i a lp a r t n e r se n t e r p r i s e ，c o n f i r ma o p t i m u m p a r t n e r se n t e r p r i s ef o r m t h es c h e m e ，t h e nc o n f i r mt h ep a r t i c i p a t i o nm e t h o do f e v e r y p a r t n e r se n t e r p r i s e ，s e e mv e r yi m p o r t a n t t h e p a p e rh a sr e v i e w e dt h ep r o d u c t i o nb a c k g r o u n da n de v o l u t i o no fv e a tf i r s t ， 武汉理工大学硕士学位论义 s u mu pt h ev e sc h a r a c t e r i s t i c ，a n dt h er e s e a r c hc u r r e n ts i t u a t i o nw h i c hv eo f m o r ed e t a i l e di n t r o d u c t i o na n dc o o p e r a t i v ep a r t n e rc h o o s e ；t h e nh a sr e c o m m e n d e d s t u d y i n gt h ep a r t n e r t h a tm u s tb em o r ea n dc h o o s i n gv a r i o u sk i n d so f m e t h o d s ( a h p m e t h o d ，h e r e d i t a r ya l g o r i t h m ，a g e n tm e t h o r da n df u z z yr e a s o n i n gm e t h o d ，e t c ) a t p r e s e n t ，a n a l y s et h e i ra d v a n t a g ea n dd e f i c i e n c y ，p r o p o s ec h o o s i n gt h ec o o p e r a t i v e p a r t n e rw i m t h ef n nl a w ；l a t e ri n t r o d u c e dt h er e l e v a n tk n o w l e d g eo ff n nl a w e s p e c i a l l y ( f u z z yl o g i ca n dn e u r a ln e t w o r k ) ，a n dh a sd i s c u s s e db r i e f l yt h ev e s p a r t n e rc h o o s e st h ee v a l u a t i o ni n d e xt oc o n f i r mt h eq u e s t i o n ；l a s tu s i n gm a t l a ba n d a s e n e to na b o v e m e n t i o n e df o u n d a t i o n so fw o r k i n gw r i t e daf r a m e w o r kf o r s e l e c t i n go f v e p a r t n e r , w h i c hh a sr e a l i z e dt h a tc h o o s e st h ec o o p e r a t i v ep a r t n e ro n t h en e t t h eg o o dn e u r a ln e t w o r kn e e d s t r a i n i n g f o ra l a r g e n u m b e ro fd a t a ，t h e d y n a m i ca d j u s t m e n tt h a tc a l lb ef l e x i b l ea n df r e ei nf n nf r a m e w o r kt r a i n st h ed a t a c o l l e c t i o n ，i no r d e rt or e a c hb e t t e ra p p l i c a t i o nr e s u l t i nc y b e r t i m e s ，i ti so n eo f r e s e a r c h e r s d r e a m st oc o m b i n em a t l a b ，a sas t r o n gs c i e n c ec o m p u t a t i o n a lt o o l ，a n d n e t w o r k t h ef n nf r a m e w o r k c a r r yo n b e n e f i c i a lt r yt or e s p e c tt h i st o o ，i si tr e a l i z e b e t w e e nm a t l a ba n dw e b e x c h a n g et h ed a t ab ym e a n s o f s h a r i n gt h ef i l et op r o p o s e k e y w o r d s ：v i r t u a le n t e r p r i s e ， c o p a r t n e r ， f n n ，m a t l a b ，w e b i 1 茎堡堡王查兰堡主兰垡笙苎 第1 章绪论 1 1 虚拟企业介绍 1 1 1 虚拟企业及研究进展 随着社会的发展和科技的进步，人类不断地寻求更为先进更为快捷的制造 方法和管理模式。这些新方法、新模式的产生，为企业增强自身活力和竞争优 势提供了有效的保证。“虚拟企业”这一概念就是这种环境下诞生的。 作为一种全新的组织与管理模式，虚拟企业的产生与发展经历了一个不断 成熟的过程。2 0 世纪8 0 年代初期，日本的先进管理思想一度侵袭着美国工业 界。美国人简单地认为向日本学习就可以缓解自己在制造业上与日本的差距。 然而由于文化背景与社会条件的差异，这次转变最终以“工业竞争能力危机” 的失败告终。为此，美国国防部于1 9 9 1 年根据美国国会要求拟定了一个长期制 造技术规划的指令，委托里海( l e h i g h ) 大学艾柯卡研究所组成了一支联合研究 团队，对美国在改变世界工业格局中的作用和角色进行了研究，希望以此夺回 美国在制造业的世界领导地位。美国机械工程学会名誉理事肯尼斯普瑞斯 ( k e n n e t hp r e i s s ) 与史蒂文l 戈德曼( s t e v e nl g o l d m a n ) 、罗杰一n 内格尔( r o g e r n n a g e l ) 等在合作完成的一份题为2 l 世纪制造业研究：一个工业主导的观点 的研究报告中首次提出了虚拟企业( v i r t u a le n t e r p r i s e ，r e ) 的概念，并提出了以 虚拟企业为基础的敏捷制造模式，即以竞争力和信誉度为依据，选择合作伙伴， 组成由两个或两个以上成员公司共同合作的虚拟( 动态) 企业，以增强企业整体 的竞争能力，每个成员公司只做自己特长的工作，以便发挥最大的合作效能和 整体优势，用最少的投资和最快的反应速度去迎接市场的挑战【”。 事实上，对虚拟企业概念首次作出明确阐述的应源于威廉戴维陶( w i l l i a m h d a v i d o w ) $ 口麦克尔马隆( m i c h a e ls m a l o n e ) 于1 9 9 2 年发表的虚拟企业： 2 1 世纪企业的构建与新生书。书中论述到，虚拟企业是若干成员企业为共 同获得市场机遇而组成的动态联盟，实质在于突破企业的界限，在全球范围内 对企业内部和外部资源进行动态配置和优化组合，降低资产套牢风险，能够更 武汉理工大学硕士学位论文 快速地反应市场需求，更积极地参与市场合作和竞争【2 1 。 而后约翰t 拜恩( j o h na b y m e ) 于1 9 9 3 年在美国商业周刊上发表了名 为“虚拟企业”的文章，该文章总结性给出了虚拟企业作为一种组织形式应具 有的特点，同时列出了大量工业界人士对虚拟企业的意见，因此被看作是虚拟 企业研究中最为经舆的一篇文章。 1 9 9 4 年，史蒂文l 戈德曼( s t e v e nl g o l d m a n ) 、罗杰n 内格尔( r o g e r n n a g e l ) 和肯尼斯普瑞斯( k e n n e t hp r e i s s ) 等人联合发表了敏捷竞争者与虚拟 组织一书，书中明确指出：计算机网络和远程通信技术的结合，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。此外，书中还总结性地分析了6 个促使公司运 用虚拟企业模型的原因。这本著作标志着虚拟企业理论的形成。 随后，众多学者不断丰富这一理论。如霍奇( h o d g eb - j ) 等开始把虚拟企业 与企业核心能力联系起来；威廉( w i l l i a mb ) 等区分了“空”( h o l l o w ) 组织与“虚” ( v i r t u a l ) 组织，并详细探讨了虚拟组织结构驱动战略成功的条件：大卫- 沃特斯 ( d a v i d w a l t e r s ) 识别和比较了传统组织和新兴的虚拟组织的特点；b e r n u s 提出了 个基于a g e n t 的虚拟企业组织设计方法和集成结构；我国学者汪应诺等也对 虚拟企业的建立和集成环境以及敏捷虚拟企业的科学管理等方面作出了具体的 研究。 1 1 2 虚拟企业概念及特点 对虚拟企业而言，目前还没有一个统。的定义。在现有文献中，常会出现 一些与虚拟企业相近或相似的概念，如虚拟公司( v i s u a lc o r p o r a t i o n ) 、动态联 盟( d y n a m i ca l l i a n c e ) 、虚拟组织( v i r t u a lo r g a n i z a t i o n ) 、企业集成( e n t e r p r i s e i n t e g r a t i o n ) 、扩展企( e x t e n d e de n t e r p r 0 0 6 9 s e ) 、供应链管理( s u p p l yc h a i n m a n 堍e m e n t ) 、电子商务( e l e c t r o n i cc o m m e r c e ) 、网络组织州e t w o r k o r g a n i z a t i o n ) 币1 1 增值伙伴关系( v a l u e - a d d i n gp a r t n e r s h i p ) 等等i 3 1 。 目前国内外比较典型的定义如下： 定义一：b y r n ej a 认为，“虚拟公司是由相互独立的公司供应商、顾 客、甚至是竞争对手通过信息技术i t 连接的共享技能、成本和进入彼此的 市场的临时性网络。它没有中央办公室，也没有组织季候图。没有层次，也不 会有垂直一体化。” 武汉理工大学硕士学位论文 定义二：美国的n i i i p ( n a t i o n a li 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 ) 计划项目对虚拟企业的定义是：“虚拟企业是由不同的公司组成的共担成本、共 享技能以开拓快速变化的市场机遇的临时性联盟。” 定义三：l m c a m a r i n h a m a s t o s d 认为：“虚拟企业由一系列的核心能力的 合作结点组成，它们之间形成一个供应链来共同响应市场中的某一机遇。” 定义四：我国著名管理学家汪应诺等认为：“虚拟企业是指法律上相互独立、 具有独特核心能力的企业、研究院( 所) 、个人等，在不涉及所有权( 股权) 的前提 下，为了赢得某一市场机遇而结成的非永久性企业联合体。一旦台作使命完成， 该联合体即自行解散。这种不涉及股权关系、临时性的合作也称为虚拟合作或 虚拟一体化。” 4 1 综合以上观点，笔者认为：虚拟企业( v i r t u a l e n t e r p r i s e ，r e ) ，又称动态联 盟，是指一个企业内部或多个独立企业之间的多个经营实体，基于市场机遇， 为达成共同目标而形成的核心能力的联盟。它是一种虚拟的企业组织结构形式。 虚拟企业依靠电子信息手段进行联系及合作，将分布在不同地区的不同公司的 人力资源和物质资源组织起来，实现快速响应某一市场需求的目标。只要市场 机会存在，虚拟企业就会继续存在，市场机会消失，虚拟企业就将解体n 当代社会已经由工业社会转向信息社会。信息社会里知识得到充分的应用， 企业中人的地位日益重要，科技进步的步伐明显加快，产品生命周期越来越短， 交通变得越来越便捷，各种先进通讯工具得到充分利用，信息交流越来越容易， 企业经营可以突破地理位置的束缚，进行横向和纵向的扩展，相关企业之间的 联系变得更加复杂。对企业来说，在信息时代，在激烈的市场竞争中，只有摆 脱以往陈旧的经营观念和管理手段，将最前沿的科学管理方法引入管理机制， 才能获得持续发展的生机和活力，在这种条件下，无论是企业的组织形式还是 管理方式都发生了巨大的改变。虚拟企业理论正是在这种知识经济、网络经济 和知识管理的大背景下产生的，构建虚拟企业，实施经营，正逐步成为许多企 业实现迅速发展的有效途径。 虚拟企业具有如下特征： ( 1 ) 以信息技术和信息网络为依托虚拟企业成员可能分散在不同的地域， 依靠国际互联网i n t e m e t 、企业内部网i n t r a n e t 和外部网e x t r r r l e t 以及 支持异地协同工作的计算机软件c s c w 和c w 、虚拟现实v r 技术等 将他们方便地联系起来。 茎坚垒三查兰堡! ：兰壁堡兰 ( 2 ) 成员能力的独特性每一成员企业具有自己独特的核心能力，均是具有 专长化功能和核心能力的企业单元，这与现今实体企业的功能完整化 形成鲜明对比。 ( 3 、暂时性和动态性虚拟企业随市场机遇的存在雨存在，当市场机遇出 现时，迅速组建：当市场机遇消失时，自行解体，进入下一轮虚拟合 作。正是这种动态性特征使它具有对多边市场环境的快速反应能力。 ( 4 ) 成员企业相互信任每企业都相信彼此会为虚拟企业贡献出自己的 一切，包括技术诀窍( k n o w h o w ) 。这神信任是建立在目标高度一致和 利益共享的基础上。 ( 5 ) 企业的组织结构发生了显著变化它不再是按职能划分的固定的层 级式组织结构，而是由不同企业组成的多功能项目组( 团队) 和来自同一 企业的插件式企业模块( 单元) 组成的扁平化易于重构的柔性结构【”。 近年来，随着世界贸易的全球化的发展，虚拟企业的组建形式也得到了迅 速的发展。 始建于1 9 8 4 年的美国d e l l 计算机公司，经过仅仅1 3 年已经成长为一个 拥有1 2 0 亿美元资产的大公司。d e l l 公司的成功在很大程度上取决于其采用 了虚拟的运作方式。它依靠i n t e r n e t 在线销售，消除了多层管理结构和存货的 沉重负担。它利用与其他公司的合作，使其销售网络上约有一万名服务技师为 其产品做售后服务，尽管他们绝大多数都不是来自d e l l 公司，却都在按照契 约勤奋地工作着【6 】。 1 1 3 虚拟企业的构建过程 虚拟企业是由若干独立的企业、组织或个人组成的临时伙伴关系的联盟， 联盟中的每个伙伴贡献出自己在设计、制造或市场等方面的专长，以便在较短 的时间内将产品或服务( 以下统称为产品) 从构想推向市场，它在出现产品的市 场机遇时组建，并随着市场的消逝而解散。虚拟企业伙伴个数可以是两个或两 个以上，伙伴可以是竞争对手、客户、供应商，组建者一般是拥有核心技术者 或者最早发现市场机遇的企业。各参与企业为实现一个共同目标而形成动态联 盟体，这些实体可能是独立的敏捷型企业，也有可能是企业内部的某些部门。 一般来说，盟主企业对合作伙伴的选择过程应如图1 1 所示。由盟主企业 发现市场机遇后，确定抓住此机遇，然后分析完成该市场机遇所带来的生产任 茎竖里三盔兰塑圭兰丝兰兰一 务需要哪些资源( 这里的资源是一个广义的概念：既指硬件方面的原材料、加工 中心等，也指软件方面的技术和人员) 等。然后盟主企业再分析自身的各种状况， 图卜1 合作伙伴选择过程 确定自身相对于本次市场机遇的优势和不足，确定有没有必要组建动态联盟， 若有必要就开始公开招标。招标后，根据各个企业的优势不同，对希望合作的 企业进行筛选，最终选择出与本盟主企业优势互补的企业，组建动态联盟。在 上述决策过程中，对合作伙伴的选择过程或称为对竟标企业的筛选过程是十分 关键的。可以说，能否选择出最优的合作伙伴是此动态联盟能否成功地为客户 提供出满意产品的关键。p 】 1 1 4 虚拟企业合作伙伴选择意义 由于虚拟企业的生产系统及其生产过程具有r r s 特性f 企业的可重构性 武汉理工大学硕士学位论文 r e c o n f i g u r a b l e ，可重用性r e u s a b l e ，规模可调性s c a l a b l e ) ，虚拟企业各伙伴根 据联盟的要求迅速以它们自身的技术、人才和管理参与联盟，因而，伙伴选择 是建立虚拟企业的关键环节之一，直接关系到虚拟企业最终的成败。如何通过 对各潜在伙伴企业的特征信息进行分析、整理、评估，确定一个最优的伙伴企 业构成方案，继而确定各伙伴企业的参与方式，显得十分重要。 因此，研究组建虚拟企业的核心技术之一“基于模糊神经网络法( f n n ) 的 虚拟企业合作伙伴选择”有重要的现实意义。 本研究内容属预研性课题，得到了人才预测及人才资源湖北省交通 厅和消除“蓝鲸号”冒黑烟长江轮船总公司两项目的支持。 1 2 国内外研究现状 1 2 i 虚拟企业的研究现状 自2 0 世纪9 0 年代中期以来，关于虚拟企业的理论研究己成为管理科学中 的一个研究前沿和热点。如b e m u s l 8 1 提出了一个基于a g e n t 的虚拟企业组织设 计方法和集成框架；k a t z y 9 1 提出了一个设计和应用虚拟企业的概念模型，并以 瑞士的一个中型制造企业( e l e k t r oa g ) 为例进行了实证研究。我国学者占德 臣、徐晓飞等也对虚拟企业的建立及其集成环境等进行了一些探讨【旧一3 1 。 除此之外，关于虚拟企业的一些大型研究项目包括美国的n i i i p 1 4 l ( 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 ，美国工业信息基础设施协议1 ，该 项目耗资6 千万美元、涉及1 8 个组织，其目的是为了发展、示范和传播用于工 业虚拟企业的关键技术；欧盟在e s p r i t 计划框架下，主要面向虚拟企业的基 础结构也开展了些研究如l o g s m e 、x c i t t i c 、m a r v e l o u s l l 5 等项目。 从虚拟企业的提法出现至今只有短短1 0 余年的时间，然而就是在这短短的 1 0 余年中，人们围绕虚拟企业的概念和理论以及运行方法与模式等方面展开的 研究取得了丰硕的成果。如今，人们还在不断积极探索，希望在这个领域获得 更多收获，使虚拟企业带给企业更大的回报。 在当今具体的研究中，可以看出人们围绕着虚拟企业的全生命周期展开的 各个环节的深入研究。从机会识别到伙伴选择，从结构设计到运行反馈，人们 正在运用大量的数学算法和模型建立来解决有关虚拟企业的实际问题。 6 武汉理工太学硕士学位论文 例如，针对虚拟企业的构建过程，i d e f ( i n t e g r a t i o n d e f i n i t i o nm e t h o d ) 模型 被引入应用；针对合作伙伴选择与优化模型，人们引入了遗传算法：对于伙伴 核心能力的定量识别，引入了模糊聚类法：对于具体运行模式，引入了动态合 同( 又称灵活性合同) 网；对于企业受益分配、合作风险和投资额确定等问题采 用了a h p 模糊评判法；对于虚拟企业协调关系问题，引入了m u l t i a g e n t 系统 进行多个a g e n t 之间的信息关系和控制关系的管理和协调；针对虚拟企业中 的风险传递分析则引入了蒙特卡络仿真法和随机网络解析计算法；通过查找风 险瓶颈单元寻求风险全局优化模型，等等。同时，人们也开始向纵深方向细分 虚拟企业范畴。如敏捷企q k ( a v e a g i l ev i r t u a le n t e r p r i s e ) 就是汪应诺等我国管 理学专家提出并做出大量研究工作的虚拟企业中的一类。 1 2 2 虚拟企业合作伙伴选择的研究现状 虚拟企业作为适应外部环境而产生的种新型敏捷生产组织模式，已为理 论界和实业界所重视。然而，在虚拟企业的创建过程中，因为合作伙伴的独立 性与合作的临时性，使得伙伴选择成为一项关键且非常复杂的工作。针对这一 问题，国内外研究者做了大量的工作。 t a l l u r i 等最早提出了个基于两阶段的伙伴选择框架 】；w u 等人针对敏 捷企业的伙伴选择，给出了基于成本最小化的整数规划模型及图论求解方法 i t s ；w a n g 等人则根据任务的工序网络，基于时间与成本建立了非解析数学模 型及给出了求解的g a f d 算法【19 ；而冯蔚东等人则认为虚拟企业合作伙伴的 选择是一个多目标规划问题，建立了基于g a 算法数学模型【2 0 】。更多的研究者 则考虑伙伴选择问题的复杂性，多采用多属性综合评价方法来开展研究：鉴于 评价指标的模糊性和层次性，马鹏举等人( 1 9 9 9 ) 提出采用f a h p ( 模糊层次分 析法) 来解决伙伴选择问题。 近年来，国内外学者在上述方法的基础上进行了许多改进并提出了一些较 新的选择方法。a h p 法的难点是当决策指标及候选伙伴较多时，需要决策者提 供复杂的信息与知识，同时，为使决策科学合理，需要不同领域的专家共同决 策，而以往的研究对此没有足够的重视，基于此，李帅等人采用基于模糊群决 策的综合评价方法来研究该问题【2 l i ：针对评价指标间的权重确定问题，章玲等 人提出用模糊神经网络法来解决问题f 7 】；为解决候选伙伴较多，评价指标较多、 数据具有灰区间的实际复杂情况，康碧等人提出用灰色聚类法来选择合作伙伴 武汉理工大学硕士学位论文 【2 2 】：钟诗胜、汤新民引入多a g e n t 和合同网模型，提出网络协同环境下面向目 标的虚拟企业伙伴选择及任务调度优化模型，解决了虚拟企业环境下任务的分 解、子任务规划，以及任务分配优化问题 2 3 ，等等。 1 3 论文主要内容及创新点 论文的第一章首先介绍了虚拟企业的发展历程及虚拟企业概念的争议，对 国内外虚拟企业及其合作伙伴选择的研究现状做了简要介绍，还讨论了合作伙 伴选择在虚拟企业构建及管理过程中的重要性。 论文的第二章综述了虚拟企业合作伙伴选择的各种方法，分析了它们的优 缺点，提出了模糊神经网络法理论来进行伙伴选择，解决了各评价指标间的权 重计算问题。 论文第三章专门对模糊神经网络法进行了详细探讨，包括模糊逻辑和神经 网络，并对比分析了他们的优缺点，最后讨论了虚拟企业合作伙伴选择评价指 标的确定问题并介绍了模糊神经网络法选择伙伴的基本过程。 论文的第四章介绍了作者开发的基于模糊神经网络法的虚拟企业合作伙伴 选择框架的构建思想和过程。 论文最后一章总结全文，指出了模糊神经网络法在虚拟企业伙伴选择方面 的优点和不足，并展望了虚拟企业及其合作伙伴选择的发展前景以及今后的工 作方向。 论文的主要创新点： 扩展并完善了模糊神经网络法( f n n ) 在虚拟企业合作伙伴选择方面的 应用。将f n n 法和w e b 相结合，实现在w e b 上选择合作伙伴，并可 以动态调整训练数据集，提高训练效果； 实现了m a t l a b 科学计算语言和w e b 的有机结合。通过文件共享的方式 实现m a t l a b 和w e b 的数据交换与共享。 武汉理工大学顿上学位论文 第2 章虚拟企业合作伙伴选择方法 2 1 基本方法综述 伙伴选择实际上是一个多约束，多目标优化问题，其中又涉及到约束间的 权重分配因素。根据这些年来的研究，主要有以下几种方法进行伙伴选择：层 次分析法( 含模糊层次分析法，a h p 或f - a h p ) ，遗传算法( g a ) ，a g e n t 法，模 糊推理与博奕论结合的方法以及一些其他方法等。 2 1 1 层次分析法( a h p ) t l s a a t y 提出的层次分析法能将定性问题定量化，它对于解决多层次，多 目标的大系统优化问题行之有效。它的基本原理是将待评价的各因素两两比较 相对重要性，然后进行排序。可按下述步骤执行： ( 1 ) 首先把复杂系统分解为各种组成因素，将这些因素再按支配关系分解为 次级组成因素，如此层层分解，形成一个有序的层次结构，这就建立了不同层 次因素之间的相互关系。其中最上层为目标层，最下层为可选择的决策方案层， 中间各层为评价准则层。 ( 2 ) 构造判断矩阵：一个因素被分解为若干个与之相关的下层因素，各下层 因素对该因素的作用大小不同，一般称为权重向量w 。通过各因素的权重两两 相比较，构成一个判断矩阵。假设c 】，c 2 ，c 。是n 个影响因素。每个因素 与其余因素之间的重要程度之比，可以形成一个n n 阶的矩阵称为判断矩阵。 判断矩阵r 中的元素r j j 满足q rj 。= l ，i ，j = 1 ，2 ，n 。其中的问题是：利 用判断矩阵r ，如何求出反映每个因素相对重要程度的权重向量w ，其中 w = ( w l ，w 2 ，w n ) ，w l + w 2 + + w n = l 。 ( 3 ) 对权重向量进行逐层单排序。 ( 4 ) 总排序，取得决策结果。 近年来，有人对层次分析法进行了深入的研究，提出了模糊层次分析法。 a h p 的核心是利用1 9 间的整数及其倒数作为标度构造判断矩阵。这种判断 武汉理工大学硕士学位论文 往往没有考虑人的判断的模糊性，如果i ，j 两个因素的权重之比不易确定，只 知道其变化范围在p 和q 之间，最大可能值为m ，这时就需要借助模糊逻辑能 力了。 2 1 2 遗传算法( g a ) 根据遗传算法的数学模型，可以相应的确定编码方式、适应度函数，并确 定复制、交叉和变异算子来直接影响遗传算法的效率和收敛速度。另外，考虑 到伙伴选择问题的具体约束条件，算法也可以作相应改进。 虚拟企业伙伴选择过程的数学描述不失一般性，其过程可以表述为一个多 目标优化问题。 1 ) 分类 首先假设能够并且已经辨识出所有候选企业的业务类型或核心能力，并据 此将候选企业集合q “。分成诸如研发、制造、分销等不同的类型，其中第i 类 型中第i 个候选伙伴可以表示为“? “，且f - l ，2 ，；= 1 ，2 ， 2 ) 多目标函数 为了保证伙伴选择的有效性，所有的组合必须根据一些定性准则和标准加 以评价，即组成的虚拟企业需要满足以下目标函数： 目标函数i ：虚拟企业总的运行成本c 最小。这里的成本c 包括两个部分： 一是所选择伙伴的个体内在成本，另一个是联结成本。一般地，该目标函数可 以表示为 r ， m i n c = m i n ( c 。+ c 腓) = m i n ( c j 力? ) + i 1 c ；芦片。j 何。f l j 2 。 。 上，4 ，。7 j 其中： h ：j 1 ，选择“j 。参加虚拟企业； 【0 ，不选择“j ”参加虚拟企业； ，1 【，jf ，、 l ，为候选伙伴“? “的内在成本： 武汉理工大学硕士学位论文 c “为候选伙伴”y “和“y “之间的联结成本； f 。，f ”e 【，i ，j ”e 口，j 。 目标函数2 ：为了更快地把握快速变化的市场机遇，要求虚拟企业整体对 市场机会总的反应时间t 最小。联盟整体上的反应时间需要根据虚拟企业的结 构与运作流程来具体确定。一般地，对于基于供应链式的垂直集成形式f 即研 发、制造、分销等环节相互串行的运作流程) 而言，其整体反应时间可表示为： m i n r 2 m i n 署簖( 驴h 7 ) 其中，z 门为候选伙伴“j 的反应( 或启动) 时间。 目标函数3 ：虚拟企业总的运行风险r 最小。 一般地，对于基于供应链式的垂直集成形式( 即研发、制造、分销等环节 相互串行的运作流程) 而言其整体运行风险可表示为： m i n r = m i n 一 - - ：m 叭a x ，】( r ! ”驯) 其中，碍 为候选伙伴“f “的风险测度，在此定义为各个伙伴的风险因子i 可能引起的联盟总体风险损失的期望值与其可能出现概率的矩，即 矗? = ( e ( 。，p ( 7 ) ) 3 ) 约束条件 根据虚拟企业的实际意义，每种类型要求至少选择1 个、至多选择2 个候 选伙伴参加并组成虚拟企业。 基于遗传算法的伙伴选择优化模型与算法设计 1 ) 编码方式 根据遗传算法，每一伙伴组合可以很自然地用表2 - 1 所示的代码串l 表示， 每一字段代表一个候选伙伴的状态。 武汉理工大学硕士学位论文 表2 - 1 编码方式 类型1类型2类型j “f 1 “l ”“j 1 “f 2 “ 2 “；2 1“f n“； 妒 1oo 1o101o 编码方式每一字段“j 占一个字节，“ 1 = 1 表示第j 类型中的第i 个候选伙 伴被选中组成虚拟企业，“f l = o 表示未被选中。 2 ) 适应度函数f ( t ) 的构造 采用”理想点法”构造多目标决策问题的适应度函数。因为对于多目标决策 问题，决策者通常难以清晰、准确地给出各个目标的具体值。但是，决策者可 以比较乐观地给出各个目标的理想值，同时给出各个目标不能忍受的”底线值。 相应地，在状态空间中可以定义一个正理想点( c + ，t + ，r + ) 和个负理想点( c 一， t - ，r 一) ，从而可以构造适应度函数“t ) 如下： 们) = 寿 d - ( f ) = l f ( ( c o ) 一c 一) ，( t ( t ) - t 一) ，( 尺( r ) 一r 一) ) i d + ( r ) = j ( ( c ( f ) 一c + ) ，( t ( t ) - t + ) ，( r o ) 一r + ) ) i i ， 其中，表示取范数，t 为遗传算法中曲代数，d 为到负理想点的距离测度， 叶为到正理想点的距离测度。在实际计算中，考虑到r ( f ) 一r 一，r ( f ) 一r + 的数 量级相对c ( 7 ) 一c 一，c ( ) 一c + 来说较小，以至于它们对整个适应度的影响不显 著，修正后的距离测度函数如下： d - o ) = j f ( ( c ( f ) 一c 一) c + ，( 丁( ，) 一丁一) 丁+ ，( r ( r ) 一r 一) r + ) 8 d + ( f ) = j ( ( c o ) 一c + ) c + ，( 丁9 ) 一r + ) 丁+ ，( r o ) 一r + ) r + ) i 进步地，考虑到决策者对各个目标的偏好不同，也可以分别对其进行加 茎望堡三奎兰堡主兰垡堡兰 权处理。 算法设计：遗传算子与修正机制 在遗传算法中，复制、交叉和变异算子直接影响着遗传算法的效率和收敛 速度。另外，考虑到伙伴选择问题的具体约束条件，算法也需要加以相应改进。 l 、复制算子 本算法先对种群中的个体按照适应度由大到小进行排序，再采用轮盘选择 法，即假设每一个个体( 代码串) 的适应度为f k ( k = l