（计算机软件与理论专业论文）多agent在敏捷供应链管理系统中的应用.pdf

中文摘要 摘要 随着科学技术的不断进步和经济的高速发展，现代企业向着敏捷化、集成化、 并行化的方向发展，敏捷供应链管理正成为提高企业全球竞争力的有效手段。相 应的敏捷供应链的概念及敏捷供应链管理理论也迅速发展。敏捷供应链的弘敏捷 性”主要体现在对供应链的不可预测及对持续变化的环境做出快速响应。 a g e n t 技术是人工智能和计算机科学领域内新兴的研究热点。自治a g e n t 和多 a g e n t 系统为复杂系统的分析、设计和实现提供了新的思路。由于多a g e n t 具有并 行性、适应性、开放性等特点。多a g e n t 系统由自治a g e n t 组成的集合，利用多 a g e n t 系统的协调理论可望有效的协调结盟企业之间的活动冲突，加强敏捷供应链 中各个功能单元的合作和信息交互，因此越来越多的应用到敏捷供应链管理当中。 本文将多a g e n t 理论与技术引入到敏捷供应链管理系统中，并着重对基于多 a g e n t 敏捷供应链管理系统的协调机制以及计划与协调系统的设计进行了研究。首 先介绍了供应链、供应链管理、敏捷供应链、敏捷供应链管理系统的相关理论知 识以及a g e n t 、多a g e n t 理论与技术的特点和多a g e n t 问的通讯与协作，并在此基 础上阐述了在敏捷供应链管理中引入a g e n t 技术的动因。其次，由于在多a g e n t 系统中，a g e n t 间的协调是与其他相关研究领域区别开来的关键性概念之一。因此 重点研究了敏捷供应链中多a g e n t 间的协调机制。最后，以一个中小型企业为样 本，将多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用具体化。 关键词：多a g e n t ：敏捷供应链管理；协调 英文摘要 a p p l i c a t i o no fm u l t i a g e n ti nt h ea g i l es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t s y s t e m a b s t r a c t w i t ht h ef a s tg r o w t ho ft e c h n o l o g ya n de c o n o m y , m o r d e me n t e r p r i s ed e v e l o p s t o w a r d sa na g i l e r i z a t i o n ，i n t e g r a t e d - r i z a t i o na n dp a r a l l e l r i z a t i o nd i r e c t i o n a g i l es u p p l y c h a i nm a n a g e m e n ti sb e c o m i n ga l le f f e t i v em e a n si ni m p r o v i n gg l o b a lc o m p e t i t i o no f e n t e r p r i s e r e l a v e n ta g i l es u p p l yc h a i nc o n c e p ta n da g i l es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t t h e o r ya l s od e v e l o pr e p i d l y 。a g i l i t ym a i n l yr e f l e c t si nt h eu n - p r e d i c t a b i l i t yo ft h es u p p l y c h a i n ，a sw e l la si t sf a s tr e s p o n s et ot h ec h a n g i n gs u p p l ye n v i r o n m e n t a g e n t b a s e dc o m p u t i n gi sg r o w i n gt oaf o c u si nt h ef i e l do fa r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ， a n dg e n e r a lc o m p u t e rs c i e n c e i n d e p e n d e n ta g e n ta n dm u l t i a g e n ts y s t e mp r o v i d ea n e ww a yo fa n a l y z i n g ，d e s i g n i n g , a n di m p l e m e n t i n gc o m p l e xs y s t e m s m u l t i a g e n th a s s u c hc h a r a c t e r i s t i c sa sp a r e l l e l ，a d a p t a b i l i t y , e r e m u l t i - a g e n ts y s t e mi sc o m p o s e do f i n d e p e n d e n ta g e n t b yu s i n gt h em u l t i a g e n ts y s t e mt h e o r y , c o u l da r c h i e v ee f f e c t i v e c o o r d i n a t i o na m o n ga l l i e de n t e r p r i s e ，s t r e g t h e nc o o p e r a t i o na n di n f o r m a t i o nt r a n s a c t i o n o fe a c hf u n c t i o nu n i ti na g i l es u p p l yc h a i n t h e r e f o r em o r ea n dm o r em u l t i - a g e n t s y s t e ma p p l y i na g i l es u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t t h i sp a p e ra p p l y sm u l t i - a g e n tt h e o r ya n dt e c h n o l o g yi n t oa 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 m ，t h es t u d ye m p h a s i z e so nt h ec o o r d i n a t i o ns y s t e mo fm u l t i - a g e n t s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ts y s t e ma n di t sp l a n n i n ga n dd e s i g n f i r s t l y ，i n t r o d u c e d s u p p l yc h a i n ，s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，a g i l es u p p l yc h a i n ，a g i l es u p p l yc h m n m a n a g e m e n ts y s t e m ，a n da g e n t ，m u l t i a g e n tt h e o r y , i t st e c h n o l o g yc h a r a c t e r i s t i c ， m u l t i a g e n tc o m m u n i c a t i o na n dc o o p e r a t i o n b a s e do na b o v e ，i n t r o d u c e dt h el e a d i n g f o r c eo fa p p l y i n ga g e n ti na g i l es u p p l yc h a i ns y s t e m s e c o n d l y , e m p h a s i z eo nt h e c o o r d i n a t i o ns y s t e mo fm u l t i - a g e n ti na g i l es u p p l yc h a i n f i n a l l y , s t u d yo n es m a l l e n t e r p r i s e ，m a t e r i a l i z et h ea g e n to fa 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 m k e yw o r d s ：m u l t i - a g e n t ；a g i l es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ；c o o r d i n a 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 = = 垒鳇垡查堑捷垡廛壁鳖堡丕统虫丝廛厦：。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。 论文作者签冬：关潲 刀粹弓月殆日 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“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”，同意大连海事大学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。 保密口，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于： 保密e 1 不保密酉( 请在以上方框内打“ ) 论文作者躲椭翩繇锄吖 日期：2 棚吕i f - 弓月甜日 1 多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用 第1 章绪论 1 1 研究背景 随着计算机硬件技术、网络技术的不断提高，人们希望系统不仅能被动地响 应信息处理的需求，完成事先指定的任务，还能具有一定程度的智能，能够主动 地预测、适应乃至积极地寻找途径以支持用户完成任务。除了由人来协调不同系 统之间的运作之外，还要求各个系统之间能自动地进行合作以实现更加复杂的功 能。目前，a g e n t 和多a g e n t 系统是计算机科学技术领域、人工智能研究领域、信 息工程领域与通信领域十分活跃的前沿研究方向之一。 自2 0 世纪9 0 年代以来，由于科学技术的不断进步和经济的高速发展、全球 化信息网络和全球化市场的日渐形成以及技术变革的加速，围绕新产品的市场竞 争也日趋激烈。技术的进步和需求的多样化使得产品寿命周期不断缩短，企业面 临缩短交货期、提高产品质量和改进服务的压力，所有的这些都要求企业能够对 不断变化的市场作出快速响应，不断开发出满足用户需求的、定制的“个性化” 产品去占领市场，市场竞争也主要是围绕着新产品的竞争而展开。这种状况已经 成为2 l 世纪市场竞争的主流，这使企业所面临的竞争环境更为严峻。 面临如此严峻的挑战，企业究竟该采用怎样的应对措施，才能够在激烈的市 场竞争中脱颖而出，立于不败之地呢? 敏捷供应链是适应市场全球化和客户需求 多样化而兴起的，在近几年已成为研究的热点。它强调有效的控制供应链上的信 息流、资金流，从而实现灵活、稳定的供需关系。从实现的角度看，多a g e n t 技 术是实现敏捷供应链管理必不可少的一项技术。a g e n t 技术由于其天生的特性很自 然地能够解决传统系统存在的问题，因此在供应链管理系统应用方面逐渐被重视。 随着信息技术的发展与管理思维的创新，有效的供应链管理正取而代之成为公司 赢得竞争优势的重要源泉。这正是研究此题目的意义。 1 。2 研究现状 ( 1 ) 供应链管理( s c m ) 研究现状 绪论 s c m 的研究从上世纪8 0 年代初开始萌芽，9 0 年代初在国外已经初步形成一 定的体系，9 0 年代中后期国内开始对s c m 进行研究，而国外已开始将s c m 作为 - f - j 学科来发展【1 1 ，现在它已经成为企业界和学术界的一个研究热点。由于s c m 的研究涉及到多学科、多领域，就形成了s c m 研究的多角度和内容的多样性。 在伙伴评价与选择问题方面研究成果有：线性权重澍2 ，3 】；a h p 法【4 】；t a l l u r ia n d b a k e r 提出供应商选择的两阶段模型，构建定量评价标准【5 】；m a r r yj o h o s o ne ta l 提 出供应商选择的6 个维度模型【6 】；k c t a n 提出i s 0 9 0 0 0 标准【7 1 ；马士华提出3 层 次综合评价指标体系【8 】；s o u k o u p 提出用仿真的方法来处理供应商选择过程中的一 些不确定的因素【9 1 ，神经网络法【1 0 1 。在对供应链绩效测量和评价方面研究成果有： g u n a s e k a r a n 通过调查表法研究，提出由两个维度构成的供应链绩效测量框架f l l j ； r o h i tb h a t n a g a r ，a m r i ks s o h a l 认为工厂位置要素、供应链的不确定性和生产实际 是构成供应链竞争力的要素，从分析这三要素出发，构建一供应链绩效测量模型， 并用其评价供应链竞争力t 1 2 j ；李贵春等从供应链的内部、外部及s c 综合绩效度量 出发，构造了外部及综合绩效度量的s c 综合测量和评价的指标体模型【1 3 】。 ( 2 ) a g e n t 在供应链管理( s c m ) q b 的应用 自从1 9 9 3 年f o x 等人【1 4 l 首次提出利用协作、智能的a g e n t 网络结构构造供应 链管理系统，开创了用多a g e n t 架构构造供应链管理系统的先河。在这之后，许 多学者开始从事这方面的研究。r a n a n e 等提出s c m 的m a s 框架，每一智能 体代表一个公司或一个过程节点，各a g e n t 间采用p e e r - t o - p e e r 方式来执行行动， 可以根据其自身目标进出s c ”】；n i r u p a mj u l k a 等对一精炼厂建立了基于m a s 的 供应链管理框架，作为该供应链的决策支持系统【1 6 】；d a n i e lf r e y 等建立了基于m a s 的用于解决汽车工业供应链计划( s c p ) 、供应链执行( s c e ) 功能的集成s c m 结构【1 7 】； s w a m i n a t h a n 等【18 】则在给出了一个多a g e n t 结构的动态供应链管理系统的同时将供 应链功能分为结构元素和控制元素两大类，从而使系统中的a g e n t 按其功能分类 更加明确化。马里兰大学p e n g 等人提出的c i i m p l e x ( c o n s o r t i u mf o ri n t e l l i g e n t i n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gp l a n n i n ge x e c u t i o r l ) 系统【1 9 】针对供应链管理系统经常性地出 现新的想法和需求的问题，利用多a g e n t 框架和a g e n t 通信语言构成i n t e m e t 下协 2 多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用 调合作的系统智能完成制造企业的计划和执行，解决了传统系统重构困难的问题。 m i t 的c h a v e z 和m a e s 等人基于w e b 用a g e n t 框架实现了一个电子商务系统 k a s b a h 2 0 1 ，买方a g e n t 和卖方a g e n t 在系统中根据自己的目的进行协商和竞争完 成交易。加拿大的s h e n 和n o r r i e 等人的小纠2 1 2 2 】在这一领域从事了多年的研究， 基于多a g e n t 框架提出了m e t a m o r p h i 、a b c d e 、d i d e 和f b i i c d e 等系统用于供 应链管理和企业综合，并且在原有的系统基础上提出了m e t a m o r p h l l 。m e t a m o r p h l i 利用混合a g e n t 基于协调中心的协作a g e n t 系统框架，供应者和客户都可以通过其 主要企业的协调中心利用i n t e m e t i n t r a n e t 对整个供应链网络进行管理。 上海交通大学的c i t 实验室对敏捷供应链的管理做了大量的研究工作【2 3 】根据 敏捷供应链的设计应充分考虑到动态联盟的动态特性、双赢和互利原则，以及结 盟伙伴信息系统间必然存在异构特性，提出了敏捷供应链的体系结构。中国科学 院自动化研究所的李群明等人对近几年供应链的体系结构的研究作了介绍，提出 了一种面向供应链管理的企业集成模式，并对供应链管理协作机制及方法进行了 研究。通过对供应链协作特点的分析提出了基于c o r b a 的供应链管理协作环境， 同时研究和开发了基于c o r b a 、多a g e n t 、以及k q m l 的供应链管理软件 2 4 】。 1 3 论文研究内容及组织结构 本文主要研究的是多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用。在认真研究了 敏捷供应链管理系统的相关基本理论以及多a g e n t 技术的基础上，重点研究了敏 捷供应链管理系统中的计划与协调子系统以及协调机制，期望对将多a g e n t 引入 到敏捷供应链管理系统的研究有所帮助。 本论文内容的章节安排如下： 第l 章绪论部分概述了基于多a g e n t 的敏捷供应链管理系统发展情况，阐明 了本文的研究内容与组织结构。 第2 章中主要阐述了敏捷供应链的相关理论和知识，给出了敏捷供应链的概 念，阐述了在敏捷供应链管理中引入多a g e n t 技术的动因。 第3 章中主要阐述了a g e n t 的相关理论和知识。介绍了a g e n t 的概念、特征和 结构，重点介绍了有关多a g e n t 系统知识及a g e n t 间的通信与协作。 绪论 第4 章中主要阐述了基于多a g e n t 的敏捷供应链管理系统中协调机制的研究， 论述了协调在敏捷供应链管理的重要作用。 第5 章中主要介绍了基于多a g e n t 的敏捷供应链管理系统中计划与协调系统 的设计与实现。 第6 章对全文进行了总结。 4 多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用 第2 章敏捷供应链管理系统概述 2 1 供应链 人类社会自诞生之日起，就有了供应者与需求者之间的供需关系。也就存在 供应链( s u p p l yc h a i n ) 的问题。随着社会分工的逐步细化，产品或商品交换的渠道、 方式日趋复杂多样，供应商、制造商、消费者等的外部环境变得越来越不可预测。 怎样管理与控制供应者与需求者之间的物流、信息流、资金流，才能降低物料的 库存，加速物流及相关资金流的周转，提高企业生产及商品流通的效率，成为迫 切需要解决的难题。因此，关于供应链问题进行研究便产生出来。 2 1 1 供应链的概念 关于供应链，目前还没有一致的说法或定义。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，供应链的问题受到越 来越多的重视，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，规范供求双方的各种商务活动。供应链的 概念众说纷纭，全球供应链论坛( g l o b a ls u p p l yc h m nf o r u m ，g s c f ) 将供应链定义 成：“为消费者带来有价值的产品、服务以及信息的，从源头供应商到最终消费 者的集成业务流程”。供应链的广义定义，包含了整个价值链，它描述了从原材 料开采到使用结束，整个过程中的采购与供应流程【2 5 1 。 由于广义供应链描述的价值链非常复杂，企业无法获得供应链提供的全部利 益。因而，产生了第二种较狭义的供应链定义：在一个组织内集成不同功能领域 的物流，加强从直接战略供应商通过生产制造商与分销商到最终客户的联系。 d e 访ds i m c h i l e v i 等定义为一系列方法用于集成供应商、制造商、仓储等环节，使 得恰当数量的货物在正确的时间、适当的地点被生产和分销，在满足服务水平要 求的条件下达到供应链范围的成本最小化【2 6 1 。 我国2 0 0 1 年发布实施的物流术语国家标准( c b t 1 8 3 5 4 - - - 2 0 0 1 ) 对供应链 的定义是：生产及流通过程中，涉及各产品或服务提供给最终用户活动的上游与 敏捷供应链管理系统概述 下游企业所形成的网链结构。供应链管理定义为：利用计算机网络技术全面规划 供应链中的商流、物流、信息流、资金流等并进行计划、组织、协调与控制【2 7 ，2 引。 如果要给出一个供应链比较确切的定义可以这样认为：供应链是围绕核心企 业，通过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材料开始，制成中间产品以 及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商、制造商、分销 商、零售商、直到最终用户连成一个整体的功能网链结构模式。它是一个范围更 广的企业结构模式，它包含所有加盟的节点企业，从原材料的供应开始，经过链 中不同企业的制造加工、组装、分销等过程到最终用户。它不仅是一条联接供应 商到用户的物料链、信息链、资金链，而且是一条增值链，物料在供应链上因加 工、包装、运输等过程而增加其价值，给相关企业都带来收益 2 9 1 。这样的网链 结构，可以简单地归纳为如图2 1 所示的模型。 供 应 源 供应商 ，制造 装配一 ，分销 零售，用户 供应商的供应商用户的用户 信息流 资金流 图2 1 供应链的网链结构模型 f i g 2 1t h en e tc h a i ns t r u c t u r a lm o d e lo fs u p p l yc h a i n 6 需 求 源 多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用 2 1 2 供应链特征 从供应链的结构模型可以看出，供应链是一个网链结构，由围绕核心企业的 供应商、供应商的供应商和用户、用户的用户组成。一个企业是一个节点，节点 企业和节点企业之间是一种需求与供应关系。 供应链主要具有以下特础2 7 捌 1 复杂性 因为供应链节点企业组成的跨度( 层次) 不同，供应链往往由多个、多类型甚至 多国企业构成，所以供应链结构模式比一般单个企业的结构模式更为复杂。 2 动态性。 供应链管理因企业战略和适应市场需求变化的需要，其中节点企业需要动态 地更新，这就使得供应链具有明显的动态性。 3 面向用户需求 供应链的形成、存在、重构，都是基于一定的市场需求而发生，并且在供应 链的运作过程中，用户的需求拉动是供应链中信息流、产品朋艮务流、资金流运作 的驱动源。 4 交叉性 节点企业可以是这个供应链的成员，同时又是另一个供应链的成员，众多的 供应链形成交叉结构，增加了协调管理的难度。 5 高科技性 正如前面所讲，供应链以及供应链管理所涉及的学科和技术十分广泛，供应 链必将形成一个浓缩i t 技术、人工智能技术以及管理技术等多学科、多领域的高 科技综合体。 2 2 供应链管理 供应链管理是一种新管理哲学，试图连接企业内部及外部联盟，企业伙伴之 间的集体生产资源是供应链管理的运作资源，使供应链成为一个具有高竞争力并 使得顾客获得丰富满足的供应系统，使其得以集中力量发展创新方法并使市场产 品、服务与信息同步化，进而创造独一且个别化的顾客价值来源。 7 敏捷供应链管理系统概述 2 2 1 供应链管理研究内容 供应链管理主要涉及到四个主要领域：供应( s u p p l y ) 、生产计划( s c h e d u l ep l a n ) 、 物流( l o g i s t i c s ) ，需求( d e m a n d ) ( 如图2 2 所示) 。供应链管理是以同步化、集成化生 产计划为指导，以各种技术为支持，其以i n t e r n e t i n t r a n e t 为依托，围绕供应、生 产作业、物流( 主要指制造过程) 、满足需求来实施的。供应链管理主要包括计划、 合作、控制从供应商到用户的物料( 零部件和成品等) 和信息。供应链管理的目标在 于提高用户服务水平和降低总的交易成本，并且寻求两个目标之间的平衡。 图2 2 供应链管理涉及领域 f i g 2 2s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tr e l a t ef i e l d 2 2 2 供应链管理的特征 供应链管理超越了单一企业组织职能的管理范畴。与一般企业管理过程相比， 供应链管理具有集成性、共赢性、交叉性、相对性、复杂性和动态性等基本特征【1 8 l 。 1 供应链过程的集成性 供应链形成过程是供需关系相关环节链接的集成过程，供应链管理是跨企业 范畴的集成管理。在这一管理过程中，往往包含了作业集成、信息集成、系统集 成内容，体现了供应链作业信息化、电子化、集成化的发展过程。 多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用 2 供应链目标的共赢性 供应链成员在共赢思想指导下，通过与成员企业协同运作形成紧密关系，以 实现供应链竞争制胜的目的。 3 供应链成员的交叉性 除了供应链主导企业、主要客户企业有特定要求或规定之外，处于供应链节 点上的一般企业( 供应商、制造商、销售商或物流商) 可以既是这一供应链的成员， 同时也是另一供应链的成员。 4 供应链范畴的相对性 供应链关系研究所确定的范畴具有相对性，即根据供应链供需关系地位、紧 密和重要程度划定重点研究范围，若距离或关系较远的企业可划为非重点研究范 围。 5 供应链管理的复杂性 相对企业管理而言，供应链管理涉及企业间战略联职、动态联职关系，比单 一企业管理要更为复杂。 。6 供应链联盟的动态性 供应链是客观存在的，供应链构成下个体之间的关系在供应链运作过程提升 竞争能力，随着市场需求、资源供给的变化，原有的结盟或合作关系可能会发生 变化，以适应新的形势。 2 3 敏捷供应链的基本概念 以动态联盟为基础的敏捷制造给供应链提出了新的要求，赋予了供应链管理 新的使命，将动态联盟的思想与供应链结合，产生了敏捷供应链概念。最早提出 敏捷供应链概念的是美国s t a n f o r d 大学，它是利用网络技术、信息技术与管理技 术，来加快供应链上物流、信息流和资金流的速度，降低生产与流通成本。敏捷 供应链的敏捷性主要体现在两个方面：集成信息系统建立的敏捷性与供应链上物 流、信息流与资金流流动的敏捷性。敏捷供应链区别于传统的供应链的特点在于， 敏捷供应链可以根据企业动态联盟的形成和解体( 企业重组) 进行快速的重构和调 整【3 3 ，3 4 】：而传统的供应链则将各节点企业连成一体去分析问题，强调供应链构成 9 敏捷供应链管理系统概述 关系的稳定性。然而由于技术进步和外界竞争环境的变化，特别是最终用户需求 的变化，使得企业的经营活动以及业务流程不得不发生转变，在客观上促使节点 企业间的关系变得越来越不稳定。因此，供应链的静态性、稳定性是相对的，而 敏捷性、动态性是绝对的。正如h l e e 【3 2 1 所说，从某种意义上讲，敏捷供应链就是 以动态联盟为基础的虚拟企业，只是两个概念的侧重点小同罢了。敏捷供应链强 调的是通过上下游企业之间的共同协作，使得供应链上的信息流、物流、资金流 更为通畅，快速地动态重构是敏捷供应链的主要特征。 敏捷供应链( a 西l es u p p l yc h a i n ，a s c ) 可以这样定义f 3 5 】：在竞争、合作、动态的 市场环境中，由若干供方、需方等实体构成的快速感应环境变化，并及时做出相 应的动态的可重构的动态供需网络。因此，如何对各实体之间的物流、信息流、 资金流进行计划、协调、调度与控制，使相互之间取得双赢的效果，并及时响应 经营条件的变化，增加动态企业联盟对外部环境的敏捷性是敏捷供应链管理的主 要任务，其目标是在正确的时间，将正确的物料，在正确的地点，按照正确的数 量交给正确的交易对象。“敏捷性 主要体现在对供应链的不可预测及对持续变 化的环境做出快速响应。 敏捷供应链管理是种复杂的计划、协调、调度与控制过程，必须从系统的 角度出发，采用系统工程的理论、技术与方法，借助于计算机软硬件、i n t e m e t ， 电子商务等先进的信息技术，建立敏捷供需链管理系统，使供应链中各相关实体 在信息共享的基础上密切协作，形成一个有机整体，才能实现预定的目标。 2 4 敏捷供需链管理系统中的基本概念 在敏捷供需链系统中的管理和运作中涉及的主要概念有项目、实体、能力、 资源、代理、订单计划等，下面分别介绍。 1 项目 项目表示供需双方之间的供需对象，对于制造型和流通型企业来说，一般表 现为货品或原材料。对项目的描述包括项目的编号、名称、规格、价格、重量、 体积( 长、宽、高) 、计量单位，数量等。 2 实体 l o 多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用 实体为计划的执行单位。它包括客户、供应商、运输商、仓库等类型。客户 是核心企业的项目需方。供应商为核心企业的项目供方。运输商即运输活动的执 行实体。仓库为核心企业的项目的存储场所。 3 能力 能力描述在某个时间( 段) 某个实体所提供的某种服务的量。能力包括库存能 力、供货能力、运输能力和资金能力。 库存能力描述在某个时间( 段) 可从某个仓库出库的某个项目的数量。 供货能力描述在某个时间( 段) 某个供应商可供给的某个项目的数量。 运输能力描述在某个时间( 段) 某个运输商所能提供的某种运输工具的时间运 载( 时间与载重载体的乘积) 。 资金能力描述在某个时间( 段) 核心企业按某种财务形式( 现金、支票、转帐、 外币) 可支出的金额。 4 资源 描述在某个时间( 段) 所有同类实体所拥有的某种能力的总量，是能力的统计结 果。资源包括库存资源、供货资源、资金资源。 库存资源描述在某个时间( 段) 所有仓库可提供的某个项目的总数量。 供货资源描述在某个时间( 段) 所有供应商可提供的某个项目的总数量。 运输资源描述在某个时间( 段) 所有运输商可提供的某种形式( 公路、铁路、空 运、水运) 的总运输能力。 资金资源描述在某个时间( 段) 企业可支出的金额。 5 代理 代理为具有特定功能和相对自主性的信息处理中心。按照功能的不同，代理 可分为销售代理、采购代理、运输代理、库存代理、和财务代理。 销售代理基于有限资源对销售订单制定计划并监控计划的执行过程。 采购代理基于有限资源产生采购订单，对采购订单制定计划并监控计划的执 行过程，维护供应商的供货资源信息。 敏捷供应链管理系统概述 运输代理基于有限资源产生运输订单，对运输订单制定计划并监控计划的执 行过程，维护运输商的运输资源信息。 库存代理维护仓库的库存资源信息，调度并监控出入库任务的执行。 财务代理维护资金资源信息，调度并监控收付款任务的执行。 6 订单 订单是需方与供方之间的供需协议，包括需求的项目、数量、价格、交货时 间、交货地点、结算方式、运输方式等。任何两个具有供需关系的实体之间( 如核 心企业与制造部门之间、客户与核心企业之间) 的供需要求都可以看成订单。以核 心企业为基准，按照对方性质或供需内容的不同，订单可分为销售订单、采购订 单和运输订单。 销售订单是核心企业与客户之问的订单，其中核心企业为供方，客户为需方。 采购订单是核心企业与供应商之间的订单，其中核心企业为需方，供应商为 供方。 运输订单是核心企业与运输商之间的订单，其中核心企业为需方，运输商为 供方。 7 订单计划 订单计划对应于一个订单的所有指令的总和。一般来说，这些指令之间都具 有严格的前驱后继关系。按照对应订单的不同，订单计划可分为销售订单计划、 采购订单计划和运输订单计划。 销售订单计划对应于销售订单，由出库指令、收款指令、运输指令、采购指 令构成( 若库存能满足，则没有采购指令；若用户自己提货，则没有运输指令) 。 采购订单计划对应于采购订单，由运输指令、入库指令、付款指令构成( 若供 方运输，则没有运输指令) 。 运输订单计划对应于运输订单，由付款指令和运输任务构成。 2 5 敏捷供应链管理引入多a g e n t 技术的动因 敏捷供应链是由供应商、制造商、运输商以及销售商组成的动态网链，是一 个典型的分布式系统，它随着动态联盟的形成而快速重构，并随着动态联盟的解 1 2 多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用 体而调整。供应链上的每一个节点企业都有自己的资源、能力以及目标，在敏捷 供应链管理下相互协作，使供应链上的物流、信息流与资金流通畅地流动，为用 户提供产品和服务。敏捷供应链管理系统与多a g e n t 系统之间有许多相似之处。 在敏捷供应链管理中引入多a g e n t 技术的动机主要有以下几个方而： 1 能够实现敏捷供应链的快速重构 采用a g e n t 技术，可以将供应链中的实体抽象为自主的a g e n t ，有a g e n t 来处 理相应的功能活动。敏捷供应链所处的环境是多变的环境，随着市场的需求而快 速重构，而a g e n t 是分布自治的实体，能够感知外界环境的变化，并且能够根据 实际的需要让a g e n t 自动加入或撤出系统，而小会影响其它a g e n t 的土作，使系统 具有很高的可重构性。 2 能够有效地集成 敏捷供应链系统要求集成多个供应链节点企业的信息系统，而通常企业内部 会有许多l e g a c y 系统如m r p ，e r p 等，在集成过程中就会出现小兼容的问题。利 用a g e n t 技术及c o r b a 技术对l e g a c y 系统进行封装，通过a g e n t 实现l e g a c y 系 统之间的信息交换，大大减少了系统的开发时间，使企业可以方便地将系统的集 成扩展到企业的上下游伙伴，甚至供应商的供应商以及客户的客户。 3 能够满足敏捷供应链对市场变化的快速响应 由于a g e n t 具有感知外界环境的变化，并能对变化的环境做出快速地反应， 如能对系统所遇到的突发事件( 如订单的取消、机器的故障等) 根据事件的性质以及 紧急程度做出处理，而且能够对系统的运行进行连续不问断的监控，对日常事务 做出及时的处理，提高供应链管理的效率，对供应链实现智能化以及敏捷化的管 理。 a g e n t 相关理论和技术研究 第3 章a g e n t 相关理论和技术研究 3 1a g e n t 的相关概念及基本结构 3 1 1a g e n t 的定义 “a g e n t 的中文译为“代理”，但一般被称为“智能体”或“智能主体”。 这个概念一出现，就在许多领域中被套用，并从不同的研究领域和内容出发，给 出了许多不尽相同的定义。s t a nf r a n k l i n i 3 6 】对a g e n t 的定义是：具有自主性的a g e n t 是能够不断感知环境并作用于环境，以完成其计划的一类系统。w o o l d r i d g e 3 7 1 给出 的定义是：a g e n t 是封装在一些环境中的计算机系统，为了达到设计好的目标，它 能够执行灵活自主的行为。s h o h a m 3 8 1 认为，a g e n t 是具有包括信念( b e l i e f s ) 、能力 ( c a p a b i l i t i e s ) 、选择( c h o i c e s ) 和承诺( c o m m i t m e n t s ) 等精神状态的一个实体。而l a n e t 3 9 】 则认为，a g e n t 是一个具有控制问题求解机理的计算单元，它可以指一个机器人、 一个专家系统、一个过程、一个模块或一个求解单元等。 虽然至今尚未有一个统一的定义，但是更多的研究者对于关于a g e n t 的弱定 义观点较一致： a g e n t 的弱定义【柏】： 具有以下特性的硬件系统或基于软件的计算机系统被称为a g e n t ： 1 自主性( a u t o n o m y ) ：在无人或其它系统的直接干预下可自主操作，并能够 控制其行为和内部状态： 2 社交性( s o c i a la b i l i t y ) ：通过a g e n t 通讯语言可与其它的a g e n t ( 也可能是人) 进行交互； 3 反应性( r e a c t i v i t y ) ：感知所处的环境，并对环境的改变做出实时的反应； 4 能动性( p r o a c t i v e n e s s ) ；不仅仅简单地对环境做出反应，而且可主动地表 现出目标驱动的行为。 。a g e n t 的弱定义的概念己在许多领域被研究人员所接受。但在人工智能领域， 许多研究者更强调a g e n t 应具有更多人类的特质，即人类的精神状态，于是提出 了a g e n t 的强定义： 1 4 多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用 a g e n t 的强定义i 删： 除包括弱定义的四个特性以外，还具有： 1 移动性( m o b i l i t y ) ：指a g e n t 能在计算机网络上“移动。在移动a g e n t 研 究里主要的研究内容包括a g e n t 身份的识别安全性等。 2 诚实性( v e r a c i t y ) ：指a g e n t 都是诚实的，即它们不会故意的向外界传递假 信息。当然发送信息的a g e n t 不可能完全的保证信息客观上的正确性，但它将尽 其所能把尽可能正确的信息传递出去。 3 慈善性( b e n e v o l e n c e ) ：指假设群体a g e n t 之间的目标没有冲突，因此，a g e n t 不会拒绝其他a g e n t 对它的请求，它会尽力把委托给它的任务完成。其实，这种 假设有相当大的局限性，因而不适用于很多场合。例如在拍卖中，卖方和买方的 目标就有冲突，所以为了让拍卖品卖出去两方会进行协商，最后要么达成共识， 要么协商失败。 4 理性( r a t i o n a l i t y ) ：指a g e n t 都是理性的，即它的行为都是以其目标为出发 点。它的任何行为就算没有对实现目标做出贡献，起码不会阻碍目标的实现。 3 1 2a g e n t 的特性 从a g e n t 的定义可知，a g e n t 首先是智能的，它应对环境有响应性、自主性和 能动性等；同时，a g e n t 是具有社会性的【4 1 舢】。 自主性：一个a g e n t 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。 响应性：a g e n t 必须对来自环境的影响和信息做出适当的响应。 能动性：a g e n t 不仅对环境变化做出反应，而又在特定情况下采取主动行动， 这种自身采取主动的能力需要a g e n t 有严格定义的目标。 社会性：它也称为协作性，能够通过某种a g e n t 通讯语言与人或其他a g e n t 相互作用。 推理学习自适应能力：a g e n t 的智能由三个主要部件来完成，即内部知识库、 学习或自适应能力以及基于知识库内容的推理能力。 a g e n t 相关理论和技术研究 另外，根据其应用情况还可有其它特征，例如移动( 能够在电子网络中漫游) 、 诚实( 不会故意发送错误信息) 、合作( 同其他a g e n t 一起为完成同样的日标而努力) 、 竞争( 同其他a g e n t 竞争) 。 3 1 3a g e n t 的结构 a g e n t 的基本结构如图3 1 所示，由环境感知模块、执行模块、通信模块、信 息处理模块、决策与控制模块以及知识库和任务表组成。环境感知模块、执行模 块和通信模块负责与系统环境和其他a g e n t 进行交互，任务表为该a g e n t 所要完成 的功能和任务。信息处理模块负责对感知和接收到的信息进行初步地加工、处理 和存储。决策与控制模块是赋予a g e n t 智能的关键部件，它允许知识库中对信息 处理模块外从部环境或其他a g e n t 的通讯过程中所得到的信息进行分析、推理， 它的作用是为进一步的通讯或从任务表中选择适当的任务供这些模块执行做出合 理的决策。在多a g e n t 系统中，各a g e n t 是自治的，a g e n t 间只能通过通讯和改变 环境达到相互影响的目的，a g e n t 自身的行为最终是由其自己决策的。 环境感a g e n t 环 州佚“兀尴体 - l信息处理模块 l一“7 、卜 jl 4 k 境 i 通 讯 。l 其他 模 ，i i a g e n t 块 i 任务与 ?1 承诺表 资 jl 源 执 。 行 r 模 l 决策与智能控制模块 r 块 图3 1a g e n t 的基本结构 f i g 3 1a g e n tb a s i cs t r u c t u r e 1 6 多a g e n t 在敏捷供应链管理系统中的应用 3 2 多a g e n t 的主要理论及体系结构 3 2 1 多a g e n t 系统概念 当前多a g e n t 系统也没有统一的定义，所谓多a g e n t 系统是指由多个a g e n t 组成的系统，它是为了解决单个a g e n t 不能够解决的复杂问题，由多个a g e n t 协调 合作形成的问题求解网络。为了使a g e n t 之间能够合理高效地进