（计算机软件与理论专业论文）基于多agent的敏捷供应链管理系统研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 在全球化的市场竞争环境下，企业要生存必须快速地响应市场的需求，必 须改变传统的管理思想，通过快速调整组织结构并加强企业间的合作来提高竞 争能力。通过企业间的动态联盟充分发挥企业的各自优势，精诚协作，联合竞 争，能够满足多变的市场需求，最终实现企业间双赢的目标。在敏捷竞争模式 中，已不再是企业与企业之间的竞争，而是供应链与供应链之间的竞争。因此 如何保持供应链的敏捷性，即快速重构和动态调整是企业在竞争中取得胜利的 关键因素之一。 a g e n t 作为分布式人工智能( d a d 的一种概念模型，是指具有自己的行为、 目标和知识，并在一定的环境下自主运行的实体。由于a g e n t 能代表用户来寻 找和过滤信息、协商服务、能监视环境的状况、能自动完成复杂任务并且能与 其它a g e n t 合作来解决复杂的问题，因此基于多a g e n t 技术构建敏捷供应链管 理系统是实现敏捷供应链管理的可行解决方案。 本文首先介绍了国内外相关研究的现状，阐述了本课题的研究意义以及研 究内容。接下来探讨了敏捷供应链的发展背景、相关概念及管理模型。深入研 究了a g e n t 技术的基本原理，分析了k q m l 语言，介绍了多a g e n t 系统的概念、 特点及体系结构。在此基础上。结合敏捷供应链的特点，分析了敏捷供应链中 引入a g e n t 技术的原因。 然后采用多a g e n t 系统建立敏捷供应链系统的框架，提出了一种基于混合 式结构的多a g e n t 系统模型，详细阐述了模型中引进的中介a g e n t 的功能，规 划了多个上层a g e n t 联邦，描述了多a g e n t 的运行情况。该框架的实现使得供 应链管理系统具有可重用、可重构和可协作等敏捷化特性，可以用于模拟实际 系统。 a g e n t 之间的交互和合作是a g e n t 系统的重要特点，在敏捷化系统的合作 性、开放性和可重构性方面发挥着重要作用。本文着重研究a g e n t 之间的协作 问题，给出了基于m a s 的敏捷供应链协调系统的设计方案，从三个方面来建 立多a g e n t 之间的合作：首先，在a g e n t 的合作控制与协作策略方面，提出一 种改进的合同网协议，通过招标、投标、发标和执行来支持多a g e n t 协同问题 山东大学硕士学位论文 求解。此协议优点是系统的构造简单，可扩充性好，具有可适用性：其次t 在 a g e n t 的通讯方式上，结合传统的黑板方式，设计了一神较为适合于敏捷供应 链系统特征的、灵活的、可操作性较好的通讯模式，即局部黑板方式；最后， 利用c o r b a 技术支持分布式异构对象之问互操作的特点，设计了以k q m l 作 为交互语言、以c o r b a 标准作为a g e n t 通讯与互操作基础的通讯模型，并进 行了部分模拟实现。 关键词：动态联盟；敏捷供应链；a g e n t ；多a g e n t 系统；协调 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t i no r d e rt o s u r v i v e g l o b a l m a r k e t c o m p e t i t i o n ，e n t e r p r i s e s m u s t c h a n g e t r a n d i t i o n a lm a n a g e m e n tm e t h o d sa n di m p r o v et h e i rc o m p e t i t i o np o w e rb ya d j u s t i n g t h e m s e l v e sr a p i d l ya n ds t r e n g t h e n i n gc o o r d i n a t i o ns oa st or e s p o n dt h ed e m a n do f m a r k e ta ss o o na s p o s s i b l e d y n a m i c a l l i a n c ec a nm a k ee n t e r p r i s e se x e r te a c h a d v a n t a g e s ，c o l l a b o r a t es i n c e r e l y , c o m p e t ej o i n t l y , m e e tc h a n g e a b l e m a r k e t r e q u i r e m e n t s a n df i n a l l yr e a l i z ew i n - w i n u n d e rt h ea g i l ec o m p e t i t i o nm o d e ，t h e c o m p e t i t i o ni s n o ta m o n ge n t e r p r i s e sr a t h e rt h a na m o n gs u p p l yc h a i n s ，s oh o wt o k e 印t h ea g i l i t y o f s u p p l yc h a i n ，t h a ti s ，r e c o n s t r u c t i n gr a p i d l y a n d a d j u s t i n g d y n a m i c a l l y , i s o n eo f k e yf a c t o r sw h i c hm a k e e n t e r p r i s es u c c e e di nc o m p e t i t i o n a sac o n c e p t i o n a lm o d e lo fd a i ( d i s t r i b n t e da r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ) ，a g e n th a s a c t i o n ，o b j e c ta n d k n o w l e d g ea n dc a nf r e e l yf u n c t i o ni ns o m ec i r c u m s t a n c e b e c a u s e a g e n tg a l ls e a r c ha n df i l t r a t ei n f o r m a t i o n ，a r r a n g es e r v i c e ，s c o u ts u r r o u n d i n g ，f i n i s h c o m p l e xt a s ka u t o m a t i c a l l ya n dc o o r d i n a t ew i t ho t h e ra g e n t t ot a c k l ei n t r i c a t em a t t e r , i ti sf e a s i b l et op u tu pa s c m ( a 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 m ) b a s e do n m u l t i a g e n tt e c h n o l o g y f i r s t l yt h et h e s i so u t l i n e dt h er e s e a r c hs i g n i f i c a n t ，t h er e s e a r c hs t a t u sa th o m e l a n d a n da b r o a da n dt h em a i nc o n t e n to ft h er e s e a r c h t h e nt h ed e v e l o p m e n tb a c k g r o u n d ， r e l a t e dc o n c e p t sa n d m a n a g e m e n tm o d e l o f a s c ( a g i l es u p p l yc h a i n ) a r ed i s c u s s e d a f t e rs t u d y i n gt h eb a s i cp r i n c i p l ea n dc o m m u n i c a t i o n l a n g u a g ek q m l o f a g e n ta n d c h a r a c t e r i s t i c sa n da r c h i t e c t u r eo fm a s ( m u l t i a g e n ts y s t e m ) ，t h e a d v a n t a g e s o f u s i n ga g e n tt e c h n o l o g y i na s ci sl i s t e d s e c o n d l y ，am a s b a s e df r a m e w o r ko fa s c m i sp r e s e n t e d i nt h ef r a m e w o r k ，t h e m a si sb a s e do nah y b r i ds t r u c t u r e t h ef u n c t i o n so ff a c i l i t a t o ra n ds e v e r a la g e n t f e d e r a t i o n sa r ed e s c r i b e d i na d d i t i o n t h e o p e r m i o n f l o wo fm a si na s c mi s i a t r o d u c e d t h e r e u s a b i l i t y , r e c o n s t r u c t i o n a n dc o o r d i n a t i o no f s u p p l y c h a i n m a n a g e m e n ta r ep r o v i d e db ya p p l y i n gt h ef r a m e w o r k ，s oi t c a ns i m u l a t ea c t u a l c i r c u m g l 丑n c e 山东大学硕士学位论文 c o o p e r a t i o na n di n t e r a c t i o na r ev e r yi m p o r t a n tf o rm a s ，w h i c h a r et h ee s s e n t i a l p o i n t so f t h er e s e a r c ha l s o as c h e m eo f c o o r d i n a t i o ns y s t e mo f a s c m b a s e do nm a s i s p r e s e n t e d ，w h i c hi n c l u d e st h r e ea s p e c t s i n c o n t r o lo fc o o p e r a t i o na n dt a c t i c so f c o o r d i n a t i o n ，a 1 1i m p r o v e d c o n t r a c tn e t p r o t o c o l i s p u t f o r w a r da n d s u p p o r t s c o o p e r a t i v es o l v i n ga n a o n gm a n ya g e n t sb yi n v i t i n gb i d 、b i d i n gf o r 、s e n d i n go u tb i d a n de x e c u t i o n i tp r o c e s s e st h em e r i t so ft h es i m p l es t r u c t u r e ，g o o de x t e n s i o na n d a p p l i c a b i l i t y i nc o m m u n i c a t i o nm o d e ，al o c a lb l a c k b o a r dm o d e i sa d o p t e d ，w h i c hc a n m e e tt h ec h a r a c t e r i s t i c so fa s c ma n dm a n i p u l a t ef l e x i b l y f i n a l l y , ac o m m u n i c a t i o n m o d e li s d e s i g n e db ym a k i n g u s eo fc o r b a ss u p p o r t i n gd i f f e r e n td i s t r i b u t e d o b j e c t s i n t e r o p e r a t i o n i t u s e k q m la s c o m m u n i c a t i o n l a n g u a g e a n dc o r b a s t a n d a r da st h eb a s eo f a g e n t sc o m m u n i c a t i o na n di n t e r o p e r a t i o n i nt h ee n d ，aa g e n t s y s t e mi sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e d k e yw o r d s ：d y n a m i ca l l i a n c e ：a g i l es u p p l y c h a i n ：a g e n t ；m u l t i a g e n ts y s t e m c o o r d i n a t i o n i v 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 受掏 日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅：本人授权山东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，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应逆守此规定) 厶 论文作者签名：雯查奎导师签名毪z ! 丝垒扫期：塑煎：生：塞! 山东大学硕士学位论文 1 研究的意义 第一章绪论 随着全球化市场的形成及技术变革的加速，企业砸临着一神无法预测的持 续、快速变化的竞争环境中生存发展的压力。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，只有优势互补加强敏捷性能力，才能共同提 高竞争实力n l 。企业可以通过采取动态联盟，企业重组等先进的制造和管理手 段来达到这一目的1 2 1 。而敏捷供应链管理作为企业动态联盟的重要使能技术， 特别是国际上一些著名企业如i b m 公司、惠普公司等在供应链实践中取得的成 就更使人坚信其将成为新的世纪企业适应全球竞争力的有效途径。 虽然目前分布式对象和组件技术能够满足分布性和定程度上的可重用性 要求，但是，由于分布式对象( 或组件) 固有的紧耦合，系统很难适应不可预 料的变化，因雨，系统的可重构性差。因此，为了支持供应链的敏捷化，克服 目前分布式系统中的紧耦合其硬编码等敏捷化制约因素，本文从系统的软件构 架出发，提出基于多a g e n t 系统( m u l t i - a g e n ts y s t e m ，m a s ) 的供应链敏捷化 的结构框架。并针对实现该系统框架的关键技术多a g e n t 技术进行了深入研究， 以解决供应链敏捷化的问题。 由于m a s 既是当前分布式人工智能的一个主要研究方向，同时，也为计 算机科学工作者追求软件可重用、可重构和智能化等软件设计方法提供了一个 有效途径。因此，采用多a g e n t 技术对供应链进行有效地管理，不仅使企业供 应链更加敏捷化，为响应不可预测的变化提供了有效的途径，而且也丰富了 m a s 本身和软件工程的研究内容。 1 2 国内外研究现状 】9 9 6 年4 月，由美国先进制造研究( a m r ) 公司和p i t t i g l i or a b i nt o d d & m c g r a t h ( p r t m ) 国际咨询公司联合成立了供应链委员会( s u p p l yc h a i n c o u n c i l ) ，目前已有3 0 0 多家世界上最大的制造企业加入了该委员会。爱尔兰 山东大学硕士学位论文 的“a m ti r e l a n d 先进制造技术咨询服务机构，荷兰的技术、科学与管理商业 学院联合成立的供应链管理中心，都专门研究供应链管理技术，并为企业提供 有关供应链的技术服务。其中美国国防部的c a l s 系统是供应链研究与开发比 较成功的范例。 目前，针列供应链具有动态变化，以及供应锰上的各个生产企业具有自主 决策等特点，国外在供应链的研究与集成工具的开发中，采用“代理”概念并 将并行工程方法应用到供应链上的多企业的协同，以期实现供应链上各个企业 之间的有效集成。 国内学者也在国家自然科学基金和8 6 3 高科技计划的资助下，进行了许多 开创性研究工作。清华大学柴跃廷教授承担的8 6 3 c i m s 重大关键技术攻关项 目“基于可重构技术、支持动态联盟的敏捷供应链及相关技术攻关”通过国家 教委鉴定，达到国际先进水平。上海交大的张申生教授也深入研究了敏捷制造 及动态联盟的理论及敏捷化信息系统和敏捷化供应链技术等。其他高校如：华 中科技大学、北京航空航天大学，东南大学等也都有相应的研究成果。但从总 体上看，国内在供应链方面的研究主要集中于从生产模式和管理的角度研究， 而从技术支持角度研究供应链的实现还处于起步阶段。 1 3 课题的研究内容 国内外在此领域的研究目前还不是很成熟，适合中国国情的商品化的敏捷 供应链管理系统软件尚未出现，同时代理技术作为当今计算机科学技术领域、 信息工程领域和网络与通讯领域十分活跃的前沿研究方向之一，在敏捷供应链 管理系统中有可行的、广阔的应用前景。这也是选题的意义。 课题研究的主要内容是以研究支持企业供应链敏捷化的智能计算模式为目 标，围绕着多a g e n t 技术的相关理论和方法进行的。设计出满足要求的系统总 体框架结构，并提供各关键技术的解决方案，最终为各模块的详细设计和软件 实现莫定基础。 在列a g e n t 技术进行充分研究的基础上，结合敏捷供应链的特点，分析了 敏捷供应链中引入a g e n t 技术的原因。提出了基于m a s 的供应链敏捷化的结构 框架，从多a g e n t 的组织结构、功能划分、运作流程等几方面进行了探讨研究。 山东大学硕士学位论文 框架的实现可以使得供应链管理系统具有可重用、可重构和可协作等敏捷化特 性，从而给出一个较好的基于m a s 的敏捷供应链管理解决方案。 a g e n t 之陋j 的交互和合作是多a g e n t 系统的重要特点，在敏捷化系统的合 作性、开放性和可重构性方面发挥着重要作用。课题着重研究了三个方面的协作 问题：首先，在a g e n t 的合作控制与协作策略方面，提出一种改进的合同网协议， 通过招标、投标、发标和执行来支持多a g e n t 协同问题求解；其次，研究了a g e m 间的通讯方式，根据敏捷供应链系统的特点，设计了局部黑板的通讯模式：最后， 利用c o r b a 技术支持分布式异构对象之间互操作的特点，设计了以k q m l 作 为交互语言、以c o r b a 标准作为a g e n t 通讯与互操作基础的通讯模型，并进行 了部分模拟实现。 山东大学硕士学位论文 第二章相关理论 2 1 敏捷供应链管理 21 1 供应链的发展及面临的挑战 供应链是跨越企业中多个职能部门的集台，它包括从订单的发送和获取、原 材料的获得、产品的制造到产品分配发放给用户整个过程。较早提出供应链问题 的是美国国防部的c a l s 计划。随着c a l s 计划自身的发展和演变( 从c o m p u t e r a i d e d l o g i s t i cs u p p o r t 到c o n t i n u o u sa q u i s i c t i o n a n dl i f e t i m es u p p o n ) ，供应链的 问题受到了越来越多的认识，但更多的还是从传统的供求关系信息化的角度来考 虑问题的，因此c a l s 提出和制定了一系列的标准来规范供求双方的各种商务活 动，促进企业综合竞争能力的提高，迎接2 l 世纪的全球竞争。 从供应链的构成来看，参与供应链的基本实体主要有供应商( 还包括供应商 的供应商等) 、制造商、配送中一c 、零售商、最终用户等。其中配送中心、零售 商、最终用户等可被看作是制造商的用户和用户的用户等。 从供应链的内容来看，主要涉及参与供应链的相关实体之间的物流、信息流、 资金流的同步与协作问题。其中物流从上游向下游流动，资金流从下游向上游流 动，而信息流的流动则是双向的。这三种流贯穿了企业的全部活动。供应链管理 则是围绕供应者与需求者之间的物流和资金流进行信息共享和经营协调，实现稳 定、高效、柔性的供需关系。 供应链中的所有实体( 组织) ，不管他们属于何种类型( 制造商或销售商) ， 在产品供应链模型中部以相同的方式处理。各个组织的管理都是由三个层次实现 的：战略层、运作层和支持层 4 j 。这三个层的每个模块都具有对销售链、制造链 以及产品丌发和支持链的控制功能，每个功能模块都可以归纳到最基本的三种经 营过程，即：采购、生产，存储和发售。 先进制造技术、信息技术、流通领域的现代化经营模式列供应链管理提出了 新的挑战，i i , j f i d 也为供应链的发展带_ ) k 了新的机遇。 ( 1 ) 先进制造技术 面对市场全球化的趋势及激烈的市场竞争，从2 0 世纪8 0 年代术到9 0 年代 山东大学硕士学位论文 中，人们提出了一系列新的制造概念及模式，如企业重组、动态联盟、敏捷制 造等，目的是使企业在无法预测的持续、快速变化的竞争环境中生存、发展并 扩大竞争优势；强调通过联合来赢得竞争，通过产品制造、信息处理和现代通 信技术的集成，来实现人、知识、资金和设备的柔性管理和优化利用。这就要 求供应链系统能够在竞争、合作、动态的环境中支持以动态联盟为组织形式的 供需网络，增强企业对外环境的快速响应能力( 敏捷性) ，达到企业之间的双赢 效果。并根据企业组织形式等的需求变化，快速重构供应链系统，适应需求的 变化，即供应链系统本身应具有快速响应需求变化的敏捷性。 ( 2 ) 信息技术 信息技术的发展为供应链管理提供了有利的支持。企业可以利用因特网技 术实现企业内和企业间的信息集成和业务协作；基于i n t e r n c t i n t r a n e t 的电子商 务技术与系统不仅能够沟通供求信息，降低交易成本，提高用户服务水平，更 为重要的是它加速了全球市场一体化的进程，从根本上改变着企业的生产经营 方式，任何一个企业如果不能适应这种新的经营方式及手段的变化，在未来的 市场竞争中将失去立足之地；以o m o 的c o r b a 和微软的d c o m 为代表的分 布式对象技术已日趋成熟，并逐步应用到实际系统的开发中，为建立动态可重 构的信息系统，适应企业经营过程的重构提供了有利的支持。供应链系统应充 分利用这些先进的信息技术，提高系统的管理与运作效率。 ( 3 ) 现代化流通模式 9 0 年代以来，美国、日本等工业发达国家的不同类型的商业企业都向集团 化、连锁化发展，企业集团内部及相关企业之间已形成网络。电子数据交换、 电子订货、电子转账、仓储自动化和商业配送中心已广泛应用，并取得了明显 效果。采用连锁配送机制，实现统进分销，可以减轻企业的仓储及采购的压力， 从而降低采购成本，简化流通环节，提高综合经济效益，减少社会的总体库存， 加速物流及资金的周转；加强信息反馈，对有限资源进行合理配置，维持较高 的用户服务水平。面对流通领域的信息化，供应链系统应借鉴商业企业的经营 形式( 例如，连锁配送等) ，进一步加强生产企业与商业企业之间的信息共享与 反馈，实现生产与流通的协调。 山东大学硕士学位论文 21 2 动态联盟与敏捷供应链 9 0 年代以来的快速、持续、无法预测的竞争环境的变化对企业的组织结构 和产品的生产模式提出了新的要求。方面，快速决策和响应能力要求企业的 规模要小，结构要简单：另一方面，大量新技术和新产品带来的一瞬即逝的市 场机遇和高投入、高产出的高风险挑战，要求企业要有足够的技术储备和在资 金上抵抗风险的能力。在“2 1 世纪制造业战略发展”报告中，作者建议通过综 合运用近年来在计算机技术基础上迅猛发展的产品制造、信息集成和通讯技术 来构造一个全新的竞争系统。在这个系统中，晟基本的目标是把产品生产所需 的所有资源一人、资金和设备( 包括企业内部的和分布在全球各地合作伙伴企 业的) 通过计算机和通讯技术联系在一起进行集中管理，实现它们的优化利用。 报告从这点出发，提出了一个崭新的工业生产模式一基于双赢原则的以动态联 盟为基础的敏捷竞争模式。 动态联盟是敏捷制造模式下的企业、公司组织形式，其显著的特点是有许 多子系统一虚拟项目任务工作小组组成，或按项目任务要求成立的若干工作小 组与跨部门、跨企业甚至跨国度的合作工作小组、合作公司组成。它随市场机 遇产生而建立，随机遇结束而结束。它可以小到只有个大公司的不同部门之 间的合作构成，也可以大到由分布在几十个国家的不同公司联合而成。 动态联盟将企业间合作形式的虚拟化与合作过程的敏捷性相结合，它不仅 注重企业间的动态合作关系，更注重企业合作的整体效益及自适应能力。联盟 中的每个公司或企业都有它们的专长，共同承担风险和分享未来利益。其主要 具有功能虚拟化、组织虚拟化和地域虚拟化的特点。 动态联盟的提出，赋予了供应链管理新的内容，将动态联盟思想和供应链 结合，产生了敏捷供应链概念。 敏捷供应链是供应链和动态联盟的结合，是指在竞争，合作，动念的市场 叫：境中，由若干供方，需方等实体构成的快速感应环境变化，并及时作出响应 的、动态的、可重构的动态供需网络。敏捷供应键区别于一般供应链系统的特 点在于，敏捷供应链可以根据动态联盟的形成和解体( 企业重组) 进行快速的 重构和调整。敏捷供应链要求能通过供应链管理来促进企业间的联合，进而提 高企业的敏捷性。提出了供应链本身的敏捷性和可重构要求以适应动态联盟的 6 山东大学硕士学位论文 主要体现在供应链对不可预测、持续变化的环境快速响应；对整个动态网络中各 实体进行合理调度；以及实时协调各实体之间的工作。敏捷供应链支持如下功能： 支持迅速结盟、结盟后动态联盟的优化运行和平稳解体； 支持动态联盟企业间敏捷供应链管理系统的功能； 结盟企业能根据敏捷化和动态联盟的要求方便地进行组织、管理和生产 计划的调整； 可以集成其它的供应链系统和管理信息系统： 敏捷供应链的实施有助于促进企业间的合作和企业生产模式的转变，有助于 提高大型企业集团的综合管理水平和经济效益。通过抓住商业流通这个龙头，通 过协调、理顺每个企业的购销环节来为企业提供直接的市场信息和广阔的销售渠 道。并以此为契机促进企业间的联合，同时也为商家提供了无限的商机。 2 1 3 敏捷供应链管理系统的特点 敏捷供应链管理系统能够根据企业集团和动态联盟优化运行的不同要求进 行重组，定制成不同的供应链管理系统。由于结盟企业原有信息系统的多样性和 异构性，供应链系统要与实际企业的信息系统相连，必须对各企业现有信息系统 进行模块化的封装，并与敏捷供应链管理系统进行动态连接。建立如图l 所示的 敏捷供应链模型。 山东大学硕士学位论文 图1 敏捷供廊链模型 由于供应链的组成结构及运作状况直接关系到企业整个经营过程的好坏，而 且动态联盟这敏捷竞争形式也要求参与联盟的企业能够快速将企业的部分经 营活动纳入到整个联盟企业中去。因此企业及动态联盟必须提高整个供应链中物 流及相关信息流通的通畅性及对市场变化的快速适应性，从而使所有与企业经营 相关的过程、人、信息有效地集成。也就是说，快速地实现一个低成本、优质的 企业供应链是企业经营成功的保障和达到敏捷性的重要标志。 敏捷供应链应具有下列特点p 儿8 1 ： 首先，敏捷供应链应该能够对市场的变化进行快速的响应，能够满足市场的 需求。目前，很多企业的生产计划的制订是预测驱动( f o r e c a s t d r i v e n ) 而不是需 求驱动( d e m a n d d r i v e n ) ，因为企业不能及时地从市场上掌握客户的实际需求，企 业被迫根据过去的销售情况采用预测的方法，并根据这些预测进行生产。而敏捷 供应链应该能够迅速地从市场和用户那里得到有关用户需求及市场变化的信息， 并对此做出积极响应。 其次，基于敏捷供应链的供应商和客户形成了一个动态联盟，联盟内的企业 相互之问具有较高的信任度，并共享信息资源，以达到联台竞争，共同盈利的目 标。 山东大学硕士学位论文 的目标。 第三，敏捷供应链应该是对各企业的业务过程的集成。对参与动态联盟的 各企业的业务过程的集成意味着联盟企业间的合作关系，联合的产品开发以及 信息的共享。这种合作关系在敏捷供应链中是非常重要的，因为企业需要把配 件的生产外包，以集中于自身的核心业务。 最后，敏捷供应链的基础是计算机网络。计算机网络技术和i n t e m e t 的发展 促进了敏捷供应链的实现。先进的通讯和计算机决策支持系统能处理供应链不 断增长的复杂性，融合更多因素和人力制订决策，传达决策，并快速获得结果。 2 1 4 敏捷供应链的计划与协调机制 在敏捷供应链中，完成一个订单要涉及到出入库、采购、运输和收付款 等多种活动，一个可行的订单执行计划必须明确完成该订单所需的活动，活动 之间的逻辑和时序关系，每个活动的内容、开始时间、完成时间和执行人等。 制定计划要综合考虑库存、供货、运输、资金等多种资源信息，各种活动之间 存在强烈的耦合关系。因而一个可行的订单执行计划的制定是一个多目标、多 约束的复杂的非线性优化问题。该问题用传统的数学规划方法难以得出满意的 结果。为此，我们提出了一个二级计划模式，将制定计划的过程分为两个层次： 上层为初步计划与协调，下层为局部计划与调度。 在初步计划与协调阶段，首先依据库存、供货、运输和资金四类资源信息， 通过启发式计划算法制定一个初步的订单执行计划。初步计划中可以有出入 库、采购、运输和收付款四类指令。由于资源信息是系统范围内所有分布点信 息的综合反映，所以初步计划明确了完成订单必需的活动及其逻辑与时序关系， 每个活动的内容及计划丌始与完成时间，不涉及具体的库存点、供应商、运输 商等信息。该初步计划经各局部计划与调度者协商确认后，下达给各局部计划 与调度者。 在局部计划与调度阶段，各局部计划与调度者以最低成本、最高质量为目 标，依据各自的资源信息，将各自的指令分解或合并为若干活动，确定活动之 洲的时序关系、执行单位和执行人。由此得到一个具体可行的活动序列后，再 下达给过程管理系统，由它对计划的执行过程进行管理和监控。 9 l 【i 东大学硕士学位论文 计划的协调过程是有规律可循的，为了辅助计划人员加快协调过程或使其 部分自动化，我们采用规则描述协调过程信息，用规则库管理这些规则，并通 过规则的自学习束适应环境和企业业务的变化。系统的计划与协调机制如图2 所示。 幽2 敏捷供需链的计划与协调机制 夸 山东大学硕士学位论文 22a g e n t 技术 代理技术来源于人工智能，其概念在6 0 年代就已提出来。近年来，有关 a g e n t 的理论和应用在计算机科学界，尤其是在a i 领域中越来越受到人们的关 注。有关a g e n t 的研究工作迅速地开展。关于a g e n t 的研究和论述众说纷坛， 还没有一个统一的定义。目前，a g e n t 一般被用来特指那些具有一定智能和自 制能力，能根据环境变化作出响应和进行相应处理的软件系统。 2 21 a g e n t 的属性 a g e n t 的属性在不同的研究领域，根据对a g e n t 的要求不同，有不同的定 义。概括来随，a g e n t 的属性有下列几种： 自治性：a g e n t 能够在没有人或其它外界因素的直接干预下工作，并具 有某种对其行为和内部状态的控制。 协作性：对于某些任务，仅靠单个a g e n t 很难完成，这是需通过多a g e n t 的协调与合作才能完成。a g e n t 可以与其它a g e n t 或人进行交互作用。 反应能力：a g e n t 可以感知环境并及时地做出反应。它们的行为通过触 发规则或执行定义好的计划，更新a g e n t 的事实库，并发送消息给环境中的其 它a g e m 。 主动性；a g e n t 可以主动采取行动达到目标。可以根据目标和意图进行 推理，并据此规划以后的行为。 适应性：a g e n t 可以适应环境的变化。 22 2a g e n t 的体系结构 典型的a g e n t 体系结构如图3 所示，a g e n t 主要分为三个部分：与通信相 关的部分、与表示相关的部分和与行为相关的部分。与通信和表示相关的部分 主要为a g e n t 实现有效的交互和互操作提供一定的机制，而与行为相关的部分 则是a g e n t 独立完成一定任务的行为主体。 l i j 东大学硕士学位论文 图3a g e n t 的体系结构 消息服务主要负责命令的接收和发送； 通信语言主要用于描述消息格式和消息处理协议： 交互协议由通信语言来描述，主要用于控制交互过程，是a g e n t 之间关 于交互过程的约定； 内容语言用于描述代理之间实际要交互的信息，包括数据、程序、调用 等，并可以根据需要在一个系统中使用不同的语言，如p d e s s t e p 、j a v a 、i d l 等； 知识库不仅仅是存储有关的知识，而且还包括a g e n t 对知识的共同理解 的约定( 即本体一o n t o l o g y ) ； 执行机包括感知和操作两部分，分别负责a g e n t 对所处环境的感知和解 释执行a g e n t 所接收到的消息中用内容语言所定义的任务； 方法集主要负责具体任务的执行，包括完成一定的操作、与已有应用的 接口等： 状态集主要维护a g e n t 的内部状态； 规则集主要根据状态集的变化来定义所对应的方法驱动条件。 2 2 3a g e n t 的通讯语言 a g e n t2 _ f i j 0 , j 合作需要一利，表达力强的语言来表达a g e n t 的信念和意图， 因为a g e n t 需要在具有丰富的语义的层次进行交互，与通讯有关的环境知识和 吉义丰富的声明和陈述。这是把智能a g e n t 和其它封装起来的软件实体如 c o r b a 对象区分丌来的重要特征l 。 山东大学硕士学位论文 目前得到广泛认可的a g e n t 通讯语言有f i p a 制定的通讯语言a c l ( a g e n t c o m m u n i c a t i o nl a n 【g u a g e ) 和由美国的k s e ( k n o w l e d g es h a r ee f f o r t ) 制定的知 识查询操作语言k q m l ( k n o w l e d g eq u e r ym a n i p u l a t i o nl a n g u a g e ) 两个规范。 其中，a c l 基本上是采纳了k q m l 的规范并在一些地方作了改进。 由美国d a r p a ( d e f e n s e a d v a n c e dr e s e a r c hp r o j e c t sa g e n c y ) 的k s e 定义 的a g e n t 通讯语言由三部分组成【l 2 j ： 词汇表( v o c a b u l a r y ) 内部知识表达语言k i f ( k n o w l e d g ei n t e r c h a n g ef o r m a t ) 外部语言k q m l ( k n o w l e d g eq u e r ym a n i p u l a t i o nl a n g u a g e ) 一条a g e n t 消息就是由一组k q m l 表达式组成，k q m l 表达式的参数是 k 1 f 格式的项或句子，k i f 的项或句子则由词汇表中的单词组成。 词汇定义在一个大型的、由通常应用领域相关词汇组成的词典中。词典中 的每一词条带有供人们理解的、表达这一词汇语义的自然语言描述，同时每一 词条带有供程序理解的形式化注释( 用k i f 编写) 。这一词典是开放式结构，允 许加入关于现有领域和新应用领域中的新词汇。需要注意的是这样一个词典的 存在并不意味着只有一种方法来描述一个应用领域。事实上，这词典可以包 含多个本体( o n t o l o g y ) ，任何一个程序可以使用它感到最为方便的本体。系统 程序可以利用与这些本体相关的词汇的形式化定义来把使用一种本体的消息翻 译成使用其它本体的消息。例如，描述几何的三维坐标有极坐标、直角坐标系 坐标、圆柱坐标。程序可以采取具体问题具体分析的方法选择最合适的表达方 法，同一概念的不同表达方式形式化，使不同程序之间消息翻译成为可能。 k i f 为消息内容的格式提供了语法规范，它基本上类似于l i s p 的语法书写 的一阶谓词演算，并对该演算迸行了很多扩充以增加其表达能力。 k q m l 提供了一套标准的a g e n t 通讯原语来定义消息的格式以及消息的处 理协议，从而支持a g e n t 运行过程中的知识交流和共享1 1 3 】。k q m l 由三层组成： 内容层( c o n l e n tl a y e r ) 、消息层( m e s s a g el a y e r ) 和通信层( c o m m u n i c a t i o nl a y e r ) 。 如图4 所示。 山东大学硕士学位论文 图4 k q m l 语言的层次 内容层包含了通过k q m l 消息传送的实际内容，内容可以由各种语 言、以各种形式表达。 消息层是k q m l 语言的核心，它定义了交互消息的类型。 通信层是对底层通信参数的描述，如发送者和接收者等。 下面给出一个采用k q m l 通讯的示例：j o e 希望向股票服务器询问i b m 的 股票价格，并告知服务器其采用的本体( o n t o l o g y ) 是n y s e t i c k s ，语言是 p r o l o g ，而且要求在回复中写明是“i b m s t o c k ”。 ( a s k o n e。j ： ：l a n g u a g ep r o l o gm e s s a g el a y e r ：o n t o l o g yn y s e t i c k s 一 ：c o n t e n t ( p r i c e i b m p r i c e ) c o n t e n t l a y e r ：s e n d e ra一1 ： ：r e c e i v e rs t o c k s e r v e ri c o m m u n i c a t i o n l a y e r ： ：r e p l y w i t hi b m s t o c k 、 一j 在k q m l 规范中只定义了不到4 0 个的保留行为原语，根据其内容，可以 分为以下三类： 会话型动作( d i s c o u r s e ) ：这些动作用来在a g e n t 之间交换信息和知识， 例如a s k i f , a c h i e v e 、t e l l 等； 调节和处理会话机制型动作( i n t e r v e n t i o na n dm e c h a n i c s ) ：a g e n t 之间 一般的会话是以这种方式进行的：a g e n ta 发一个k q m l 消息开始一个会话， a g e n tb 则只要具备应答条件就会进行回应。这些动作则用来在一般的会话过程 中进行介入调解，要么过早地终止个会话( 如e r r o r 、s o r r y 等动作) ，要么推 翻缺省的会话协议，以新的会话协议来代替( 如s t a n d b y 、r e a d y 、n e x t 、r e s t 、 山东大学硕士学位论文 d i s c a r d 等) ： 中介和网络处理型动作( f a c i l i t a t i o na n dn e t w o r k i n g ) ：这些动作主要让 a g e n t 找出可以处理它们查询请求的其它a g e n t 。虽然非中介型a g e n t 通常也可 选择处理这些请求，但由于中介活动往往依赖于公布( a d v e r t i s e ) 消息的能力， 而只有中介型a g e n t 具备在a g e n t 集合中公布消息的能力。因此采用这些中介 型动作可以大大方便a g e n t 之间的通信。 行为原语具有一些可选参数，在调用参数时在前面注明关键字。这些称为 参数名的关键字必须以冒号( ：) 开头，后面加上相应的参数值。k q m l 使用 了如下一些关键字作为行为原浯的参数名，如表1 所示。 表1 行为