（技术经济及管理专业论文）基于Multiagent的虚拟企业集成关键问题研究.pdf

摘要 随着信息技术的飞速发展和全球经济一体化，现代企业不断面临新的挑战。 虚拟企业能更好地适应市场，实现协作竞争，是网络化经济的理想组织模式，己 成为越来越多企业的现实选择。 m u l t i a g e n t ( 多智能体) 系统是分布式人工智能( d i s t r i b u t e da r t i f i c i a l i n t d l i g e n c e ，d a d 的研究热点，主要研究多个智能体( a g e n t ) 为了联合采取行 动或求解问题，实现整体目标和各自的规划。多智能体系统适合于解决具有分布 性、动态性和开放性环境中的集成和协作问题，其问题域与虚拟企业的运作过程 非常吻合。 本文从虚拟企业的内涵和特征出发，提出了基： m u l t i a g e n t 系统的虚拟企业 集成体系结构，探索了粗糙集理论在虚拟企业合作伙伴选择中的应用，构建了虚 拟企业的协作框架和基于合同网的协商模型，为虚拟企业运作提供新思路。 本文的研究内容主要由以下几个部分构成： ( 1 ) 绪论部分。首先介绍了虚拟企业的产生背景、虚拟企业的内涵、关键 特征、类型、运行模式，阐述了虚拟企业与管理创新的相互作用关系，然后简要 介绍了m u l t i - a g e n t 系统在虚拟企业中的研究现状。 ( 2 ) m u l t i - a g e n t 系统理论。主要讨论 a g e n t 概念以及m u l t i a g e n t 系统的基 本理论及关键技术，尤其介- 绍t a g e n t 之间的通信以及协同机制，主要为后述章 节做理论铺垫。 ( 3 ) 构建基- 于m u l t i a g e n t 系统的虚拟企业集成体系结构。主要在对虚拟企 业内部成员角色进行了划分和界定的基础上构建了基于m a s 的虚拟企业集成体系 结构，并阐述了在此框架内a g e n t 幂j 通用结构、b n f 描述以及在m a s 技术下虚拟企 业生命周期的描述。 ( 4 ) 基于m a s 的虚拟企业合作伙伴选择过程研究及粗糙集评价模型的建 立。主要分析了影响虚拟企业伙伴选择的因素，通过引入粗糙集理论，提出了一 种新的虚拟企业伙伴评价模型。 ( 5 ) 基于合同网的虚拟企业协作与协商研究。分析了m a s 技术下成员企业 ( a g e n t ) 的协作特征，并引入合同网协议，建立了基于合同网的虚拟企业协作 框架a 在阐述协商过程后，给出了协商的模型，最后结合k q m l 语言，给出了模 型的实现步骤。 关键词：虚拟企业，集成，粗糙集，合同网 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p i n go f i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n du n i t i n go f g l o b a l e c o n o m y , m o d e me n t e r p r i s e sh a v ef a c e dw i t hn e wc h a l l e g e s 。t h ev i r t u a le n t e r p r i s e b e c o m e st h ei d e ao r g a n i z a t i o nm o d e la d a p t i n gt ot h em a r k e ta n dr e a l i z i n gt h e c o o p e r a t i o na n dc o m p e t i t i o na tt h es a m et i m e ，w h i c hh a sb e e na r la c t u a lc h o i c e so f m o r ea n dm o r ee n t e r p r i s e s m u l t i ，a g e n ts y s t e mi sah o tt o p i co f d i s t r i b u t e da r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e r e s e a r c h e so nm a sf o c u so na g e n t sh o wt oc o o r d i n a t et h e i rk n o w l e d g e ，g o a l s ， s t r a t e g i e sa n dp l a n st oa c to rs o l v ep r o b l e m sc o o p e r a t i v e l y t h e o r i e so f m a s a r ef i t f o rs o l v i n gi n t e r a c t i o np r o b l e m si nd i s t r i b u t e d ，d y n a m i ca n do p e ns y s t e m s i t s p r o b l e md o m a i nc o i n c i d e sw i t ht h ew o r k i n gs c h e m ao f v e f r o mt h ee s s e n c ea n dt r a i t so f v e ，t h i sa r t i c l eh a sg i v e nt h ei n t e g r a t i o n a r c h i t e c t u r eo f v eb a s i n go nm a sa n d 仃i e dt om a k es o m er e s e a r c ho nt h ea p p l i c a t i o n o f r o u g hs e to nt h es e l e c t i o no f v ep a r t n e r i na d d i t i o n ，t h i sp a p e rh a sc o n s t r u c t e da c o o r p e r a t i o ns t r u c t u r ea n dan e g o t i a t i o nm o d l eb a s i n go nc n p t h ew h o l e r e s e a r c hi h a v em a d ei sa st op r o v i d es o m en e wt h i n k i n go ft h ev e t h ec o n t e n ti sc o n s i s t i n go fs e v e r a lp a r t sa sf o l l o w i n g ( 1 ) i n t r o d u c t i o n a tt h eb e g i n n i n g ，t h i sp a r th a si n t r o d u c e dt h eb a c k g r o u n d 、t h e e s s e n c e 、k e yc h a r a c t e r s 、t y p e so f v e ，i t sw o r k i n gs c h e m aa sw e l l i nt h en e x t ，i t a n a l y z e dt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nv ea n dt h em a n a g e m e n tc r e a t i o n ，t h i sp a r t ，a tt h e l a s t ，i n t r o d u c e dt h er e s e a r c hc i r c u m s t a n c eo f t h em a s o nv e ( 2 ) t h em a st h e o r y t h i sp a r tm a i n l yd i s c u s s e d t h ec o n c e p to fa g e n ta n dt h e b a s i ct h e o r yo f m a s ，s p e c i a l l yt h ec o m m u n i c a t i o na m o n gi na g e n t sa n dt h e c o l l a b o r a t i o nm e c h a n i s m ，w h i c hi st om a k es a l n ep r e p a r a t i o nf o rn e x tp a r t s ( 3 ) t oc o n s t r u c tt h ei n t e r g r a t i o n a ls y s t e ma r c h i t e c t u r eo f v eb a s i n go nm a s a f t e rc l a s s i 劬n gt h ei n n e rc h a r a c t e r so fv e ，t h i sp a r th a sm a i n l yc o n s t m e t e dt h e i n t e g r a t i o n a ls y s t e ma r c h i t e c t u r eo f v eb a s i n go nm a s t h et y p i c a ls t r u c t u r eo f a g e n ta n dt h eb n fd e s c r i p t i o nw e r ep r e s e n t e di nt h i sp a r t ，a sw e l la st h ed e s c r i p t i o n o f l i f ec i r c u m e n s t a n c eo f v eb a s i n go nm a s ( 4 ) r e s e a r c ho n t h ep r o c e s so f v ep a r t n e rs e l e c t i o nb a s i n go nm a sa n d e v a l u a t i o nm o d e lu s i n gr o u g hs e t t h i sp a r tc h i e f l ya n a l y z e dt h em a i nf a c t o r sw h i c h h a v eg r e a ti n f l u n c eo nt h es e l e c t i o no f v ep a r t n e r s i th a sg i v e nan e we v a l u a t i o n m o d e lb yu s i n gr o u g hs e tt h e o r y ( 5 ) r e s e a r c ho nt h ec o o r p a r a t i o na n dn e g o t i a t i o no f v eb a s i n gc o n t a c tn e t t h i s p a r th a sa n a l y z e dt h ec o o r p e r a t i o n a lc h a r a c t e r so f a g e n t ，a n dm a d et h ea r c h i t e c t u r et o c o o r p e r a t eb yu s i n gc o n t a c tn e tp r o t o c a l t h en e g o f i a t i o nm o d e la n di t si m p l e m e n t w i t hk q m lw e r ep r e s e n t e di nt h el a s tp a r t k e yw o r d s ：v i r t u a le n t e r p r i s e ( v e ) ，i n t e g r a t i o n ，r o u g hs e t ，c o n t a c tn e t i l i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽农业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：茏翻 时间：m 西年莎月日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意安徽农业大学可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：趔时间：w 而年月为日 第一导师签名 时间：年月日 1 绪论 1 1 引言 虚拟企业概念产生于2 0 世纪8 0 年代后期。1 9 9 1 年，里海大学的艾科卡研究所 的肯尼斯普瑞斯( k e n n e t hp r e i s s ) 、史蒂文戈德曼( s t e v e nl g o l d m a n ) 及罗 杰内格尔( r o g e rn n a g e l ) 向美国国会提交了一份名为2 1 世纪制造企业研究： 一个工业主导的观点的报告，该报告在总结以往成功企业经验的基础上，提出 了以动态联盟为基础的敏捷制造生产模式，并创造性地提出了“虚拟企业” ( v i r t u a le n t e r p r i s e s ) 概念，其特点在于采用动态联盟的形式，整合整个社会的制 造资源，在竞争激烈及多变的市场环境中求得生存及发展。因此，虚拟企业又称 为“企业动态联盟”。 虚拟企业的提出并非空穴来风，是具有时代背景的。目前，人类社会正逐渐 由工业经济时代向知识经济时代转化，企业的生存环境也相应地发生了很大的变 化，这表现在：1 用户需求日益多样化及个性化；2 市场竞争以时间驱动为特征： 3 市场全球化：4 网络信息技术及先进的制造技术飞速发展。 图1 1 虚拟企业产生的时代背景 f i g l - 1e r ab a e k g r o u n dg e n e r a t i n gv e 因此，面对生存环境的新变化，传统科层制企业组织职责分明、标准化、边 界清晰等优势逐渐变为劣势，主要表现在组织结构刚性有余，柔性不足，对市场 反应迟钝等方面，企业组织变革迫在眉睫，其途径有二：一是企业内部挖潜力。 通过引入先进的管理技术及方法以增强组织柔性，提高效率；另外则是超越组织 边界，充分利用网络信息技术，向外寻求优势资源的整合，以期共担风险、共同 获利。虚拟企业便是其中涌现出来的一种新型的组织形式。 1 2 虚拟企业的内涵 1 2 1 虚拟企业的定义 虚拟企业从概念提出开始便引起了学术界的普遍关注，学者们从各个角度对 其进行了定义及描述，现将主要观点列举如下： i 国外学者的观点 ( 1 ) 杰辉恩( j e h u e n ，1 9 9 7 ) 认为虚拟企业是无固定工作地点，使用电子通讯方 式( 如网络、电子邮件、电话等) 进行成员间的联系的企业，在这样的企业中，除 了硬件维护以外，所有业务都不需要在公司内进行。 ( 2 ) 伯恩“3 ( b y m e ，1 9 9 3 ) 将虚拟企业描述成企业伙伴间的联盟关系，且虚拟企 业没有明确的组织架构，而是由各独立公司构成的暂时性网络，通过信息技术连 接起来，共享技术，成本以及对方的市场。他同时指出虚拟企业的一项重要特征： 暂时性，一旦原始机会达成，联盟即行解散。 ( 3 ) 阿波格特、麦克法兰和麦坎尼( a p p l e g a t e ，m c f a r l m a ，m c k e n n e y ) 认为，虚 拟企业是指企业保留了协调、控制以及资源管理的活动，而将所有或大部分的其 他活动外包，本身只保留了少数的核心能力，以及为了协调控制其关系网络所需 的管理系统。他们还指出，虚拟企业将外包模式发挥到了极致。 ( 4 ) 威廉大卫陶( w i l l i a mh d a v i d o w ) 和迈克尔马龙( m i c h a e ls m a l o n e ，1 9 9 2 ) 给虚拟企业下的定义是：“虚拟企业是由一些独立的厂商、顾客、 甚至同行的竞争对手，通过信息技术联成的临时网络组织，以达到共享技术、分 摊费用以及满足市场需求的目的。它既没有中央办公室，也没有正式的组织图， 更不像传统企业那样具有多层次的组织结构。” i i 国内学者的观点： 我国的学者大多赞同d a v i d o w 和m a l o n e 的观点。但也有学者提出，虚拟企 业是独立的企业以商业机遇中的项目、产品或服务为中心，充分利用各自的核心 能力，广泛利用以i n t e m e t 为核心的信息技术，以合作协议、外包、战略联盟、 特许经营、成立合资企业等方式所构建的以赢利为目的网络型组织。有学者认为 虚拟企业应是以计算机网络为支撑的诸种核心能力的动态联合体。 综合以上分析，本文从核心能力和敏捷性角度来界定虚拟企业的内涵：为了 赢得市场机遇、迎接挑战、取得最大的竞争优势，一系列相关企业通过信息技术 和网络手段，将其核心能力和资源集成起来，并进行有效地管理，形成一个对市 场反应迅速的动态网络型组织，以共担风险、共同获利。在虚拟企业中，所有的 企业称为盟员企业，其中最早识别到市场机遇的企业称为盟主企业。虚拟企业一 般由盟主企业倡议构建，通常由其进行统筹管理，处于相对支配的地位。但是， 各个成员企业在法律上都是相互独立的，在行政上也不存在任何的隶属关系，整 个企业的集成与联盟的形成主要依附于某种共同的利益。 1 2 2 虚拟企业的关键特征 依据研究者对虚拟企业的定义，可以进一步标识出虚拟企业的关键特征“1 。 ( 1 ) 基于成员企业的核心能力 企业核心能力是指提高企业在特定经营中的竞争能力和竞争优势基础的多 方面技能、互补性资产和运行机制的有机融合，是企业不同的技术系统、管理系 统、社会心理系统、目标与价值系统、结构系统的有机组合。 企业核心能力的集成是虚拟企业的本质，虚拟企业主要是基于企业核心能力 ( c o r ec o m p e t e n c e ) 资源的一种外部优化整合形式。即企业都将投资和管理的注 意力放在的自身核心能力和核心技术上，而通过参加虚拟企业，实现对成员企业 核心能力的利用和共享。从而，核心能力的联合和协调能够获得协力优势，能够 更快、更好地满足顾客的个性化和多元化需求。 ( 2 ) 功能虚拟性 功能虚拟化是指在动态联盟的组织形式中，各成员企业完成设计、生产计划、 制造、装配、营销、服务、财务等的一个或几个功能，而不是每个盟员企业都需 要同时执行这些功能。通过加入到虚拟企业中，盟员企业仅仅实现其目标的关键 功能，而将其他功能虚拟化，借用外部资源来完成，以形成足够的竞争优势。 ( 3 ) 自治性 虚拟企业中各个成员企业可以保持各自的自治性和独立性，不存在等级制 度，所有的成员企业都是平等的。各个成员企业可以在遵守联盟企业共同协议的 基础上，以发挥各自的优势为出发点，按照各自的生产与管理机制，完成各自的 任务。而且针对联盟整体目标的企业协调与整合，也以保持各成员的自治性为准 则。 ( 4 ) 动态性 虚拟企业是一个动态、开放的组织。它的组织界限模糊，而且不受空间地域 的限制。虚拟企业联盟存在的时间不定，具有明显的时效性，随者市场机遇的来 临而诞生，随任务的完成而解体。虚拟企业的动态性还表现在盟员企业之间存在 着既竞争又合作的关系。合作是因为每个盟员企业需要利用其他企业的核心能力 和资源，通过企业集成实现共同获利；竞争则是因为每个盟员企业试图将盟友的 核心能力用于个体的目的。 ( 5 ) 战略层管理和运作层管理的区分 从管理层次上看，虚拟企业需要区分两个概念：抽象的需求和为了实现目标而采 取的具体操作。3 ，即：区分全局的战略管理层次和局部的运作管理层次。 1 3 虚拟企业与管理创新 1 3 1 管理的创新及其特征 管理创新的概念源于管理的概念。管理是对组织的资源进行有效整合以达到 组织既定目标与责任的动态创造性组织。其中，管理的核心是有效整合组织资源。 “创新”的概念首先由j s c h u m p e t e r ( 约瑟夫熊彼特) 提出来的。他在1 9 1 2 年出版的名著经济发展理论中首先给出了创新的含义。熊彼特认为，创新是 生产手段的新组合，“生产意味着把我们所能支配的原材料和力量组合起来”。 虽然熊彼特涉及到了管理创新的核心新的资源配置方式，但概念本身还存在 着许多的局限，比如：没有考虑到创造出一种全新的更有效率的生产手段也是一 种仓0 新等。 1 9 3 7 年罗纳德科斯发表了企业的性质一篇被认为是新制度经济 学的奠基之作。文章中，科斯教授创立了交易费用的分析框架来解释了企业的存 在问题。科斯的观点是：企业的管理费用与交易费用的权衡决定了企业规模的限 度“3 。 科斯的追随者威廉姆森( 0 w i l l i a n m s o n ) 教授进一步发展了科斯的思想和 观点，对企业组织、公司发展进行了颇有建树的研究。他指出：企业或公司的形 成与发展，是追求节约交易费用目的和效用的组织创新的结果。进行组织创新的 目的是为了降低交易费用。 1 9 9 4 年芮明杰教授在其出版的著作超越一流的智慧现代企业管理的 创新中最早提出管理创新的概念。他认为：管理创新不仅仅包括引入新的管理 方式方法，还应包括任何使资源配置效率更优的组织变革；节约交易费用不是管 理创新的唯一目标，应该涵盖一些新的有效降低生产成本的方式方法，以及一些 提高经济效益、增加产出的有效的新的方式方法。 芮明杰教授这样定义管理创新：管理创新是指创造一种新的更有效的资源整 合范式，这种范式既可以是新的有效整合资源以达到组织目标和责任的全过程管 理，也可以是新的具体资源整合及目标制定等方面的细节管理”1 。管理创新包括 五种情况：提出一种新发展思路并加以有效实施；刨设一个新的组织机构并 使之有效运转：提出一个新的管理方式方法；设计一个新的管理模式：进 行一项制度的创新。 当今时代，随着经济全球化脚步的加快、信息技术和信息网络的飞速进步、 消费者需求的日益个性化和多元化，企业面临的竞争日趋激烈，企业内外环境已 发生了深刻了变化。这些众多的变革因素引致和赋予了管理创新这一概念新的外 延特征： ( 1 ) 管理的理念和方法具有自我调节和灵活互动的适应机制，能迅速根据 企业内、外部环境的急剧变化，自动地进行观念、制度和战略的创新。一方面， 由市场的非均衡发展而产生的信息不确定和不对称等因素，决定了管理的理念和 方法都必须具有自动适应机制，企业的规划和战略既要有很强的应变能力，能迅 速调整以适应瞬息万变的市场需求：又要具有比较优势和竞争优势才能够持续发 4 展。另一方面，由单元企业文化发展成多元文化交融，法、理、情并重的管理模 式将日益占据主导地位，企业不再一味地拘泥于管理过程的规则和秩序，而是赋 予管理过程更多的理和情的特质，管理原则在诸多市场变数的冲击下，变得灵活 而更具操作性。 ( 2 ) 管理的组织结构由静态机构变为动态联盟，突破企业传统的有形界限， 虚拟企业日趋成熟，管理组织行为由从管理者到员工的单向指挥变为管理者与员 工、企业与市场的动态博弈。信息系统集成化一方面使得所有相关者( 个人或组 织) 共享信息成为可能，另一方面也增加了各相关者行为变数的复杂性，这就要 求管理组织职能要不断进行创新，以增强应变能力。传统的静态组织职能和反应 迟缓的组织原则必须淘汰，取而代之的将是可变的、动态的、具备竞争优势的管 理组织。 ( 3 ) 管理的制度和激励约束机制具有良好的弹性空间。每个管理者都能充 分发挥主观能动性，建立股东、经理、员工和市场等各方面之间相互依存的利益 制衡机制“以人为本”的管理理念得到充分扩展，其内涵也不断深化。这里所指 的人己不仅仅局限于企业或企业内部的人，它还涵盖了协作者、顾客、甚至于相 关的物和环境也被拟人化而包含其中。信息化同时也要求企业树立良好的公共形 象，在追求自身利益的同时注重社会效益，为顾客谋福利、创造效用。 1 3 2 虚拟企业与企业管理创新的相互作用 虚拟企业是一种在当今科技高度发达、信息技术发展迅速、市场竞争环境激 烈变化、知识要素对经济发展的作用日益重要的时代背景下产生的新型管理模 式。因此，虚拟企业作为一全新的组织形式不同于实体企业，必然要进行管理创 新。同时，随着虚拟企业模式的日趋成熟，它也丰满和发展了管理创新理论。虚 拟企业主要在以下几方面进行创新： ( 1 ) 管理理念的创新 协同合作是虚拟企业的宗旨，强调真正的市场竞争不是企业与企业的竞争， 而是供应链与供应链的竞争。虚拟企业的各成员企业以虚拟企业的整体最优为出 发点，提高整个供应链提供给消费者的价值，减少各成员企业之问可能出现的无 谓竞争的内耗，提高成员企业的总体经济效益。 ( 2 ) 计划手段的创新 在新形势下，虚拟企业的成员企业通过网络实现信息共享，上游企业可及时 通过下游企业了解市场需求，从而制订生产经营计划。这样不仅可降低库存水平， 又易于满足消费者多样化、个性化的需求。 ( 3 ) 组织结构的创新 虚拟企业结构不再固定不变而是逐步倾向于分布化、自主管理、讲究轻薄和 柔性、呈扁平的网络结构。虚拟企业能把不同地区的现有资源迅速组合成为一种 没有边界、超越空间约束、靠电子网络手段联系、统一指挥的经营企业，以最快 速度推出高质量、低成本的新产品。 ( 4 ) 管理文化的创新 虚拟企业的合作伙伴来自不同的组织，具有不同的背景，因而管理经常面临 着文化差异带来的障碍甚至冲突。虚拟企业的组织结构形式决定了它无法实施单 一文化的管理，动态的合作又不允许花费太多的时间来培育十分完善的组织文 化。因而虚拟企业跨文化的管理强调团队精神、系统思考，通过充分的交流与尊 重，消除习惯性防卫，建立信任关系，促进信息化和知识化。 ( 5 ) 技术手段的创新 善于整合外部资源只是形式，真正的实质问题，是用网络信息技术手段，建 立起知识资本对物产资源的整合关系。通过互联网，企业可联接一个巨大的外部 资源库，供选择使用。基于信息技术平台，企业可借助计算机辅助技术、集成模 式、并行工程等信息技术进行异地绘图设计、制造产品、数据库管理等虚拟操作， 这使企业的组织结构运作和业务流程更富有开放性。信息技术为企业铸造了一个 与虚拟经营战略对接的全新平台。 1 4 虚拟企业的类型 1 4 1 虚拟企业的分类 根据一定的标准，可以对虚拟企业进行分类，这有助于明确虚拟企业研究的 具体对象。 ( 1 ) 持续期 单一交易( s i n g l eb u s i n e s s ) ：虚拟企业为响应某个单一的市场机遇而 构建，在完成任务之后立即解散。 长期联盟( l o n gt e r ma l l i a n c e ) ：虚拟企业形成了长期性联盟，待执 行的经营过程数目不定，或者进行长期合作，常见于食品业、汽车业中的供应链。 ( 2 ) 拓扑结构 可变动态结构( v a r i a b l e d y n a m i cs t r u c t u r e ) ：虚拟企业网络中的 一些成员可以动态地加入或离开联盟。 固定结构( f i x e ds t r u c t u r e ) ：虚拟企业地网络结构相对比较固定。例 如，大多数供应链都具有相对稳定的结构，供应商和客户通常保持不变。 ( 3 ) 参与方式 单一联盟( s i n g l ea l l i a n c e ) ：参与某个虚拟企业的盟员不能同时加入 到其他虚拟企业中。 多联盟( m u l t i p l ea l l i a n c e ) ：企业可以同时加入到多个虚拟企业中。 6 ( 4 ) 协调特点 星型协调结构( s t a r l i k ec 0 0 r d i n a t i o ns t r u c t u r e ) ：虚拟企业中存在 一个主导企业和若干个以它为中心的、相对固定的供应商，也称为集中式协调结 构。主导企业是整个集成体系的管理者和协调者，它规定了虚拟企业的经营过程 模型、信息交互机制和访问权限。 民主联盟( d e m o c r a t i ca l l i a n c e ) ：在民主联盟的虚拟企业中，不存在 主导企业，所有的成员企业都是平等合作，在保持自治性的前提下进行核心能力 的联合。 联邦( f e d e r a t i o n ) ：以民主联盟为基础，但对资源和技能增加了一定 程度的统一管理，以进行深度的协调。 ( 5 ) 可视范围 单层可视性( s i n g l el e v e lv i s i b i l i t y ) ：虚拟企业网络中的某个节点只 能看到与它直接毗邻的节点( 供应商、客户) 。 多层可视性( m u l t il e v e lv i s i b i l i t y ) ：辅之以有效的协调手段，虚拟企 业网络中的节点对非直接相邻的企业也具有一定的可视权。 v i r t n n i e n t e r p r i s e s d u r a t i o n s i n g l eb u s i n e s s l o n gt e r ma l l i a n c e t o p o l o g y v a r i a b l e d y n a m i cs t r u c t u r e f i x e ds t r u c t u r e p a r t i c i p a t i o n s i n g l ea l l i a n c e m u l t i p l ea l l i a n c e s c o o r d l n a t l o n s t a r - l i k e d e m o c r a t i c f e d e r a t i o n v i s i b i l i t v s i n g l el e v e l m u l t i1 c v c l 图卜2 虚拟企业的分类6 1 f i g1 - 2t h ec l a s s i f i c a t i o no f v e 1 4 2 虚拟企业的运行模式 虚拟企业是各成员企业为实现某一共同的目标而创建的动态联盟组织，其运 行模式可以分为以下几种： ( 1 ) 供应链式 这是虚拟企业问最常用的一种合作形式，这种合作形式以产品为主要线索， 是建立在产品价格、质量、交货及时性的基础上相对稳定的合作关系。企业间通 过基于e d i ( 电子数据交换) 的虚拟供应链和双向供应链等方式进行合作。这种 合作关系相对松散，主要用于原材料、零配件的供应与产品的发送。 ( 2 ) 插入兼容式 盟主企业拥有一支相对稳定的核心雇员队伍，但大量的工作人员是根据经营 需要临时雇员的流动人员，这些流动人员分别来自于其他企业。盟主企业可以根 据机遇产品过程的需要，通过信息中介，向其他企业、设备中心或人才公司租用 设备或人才，使之与企业自身的核心资源相结合。这种运作方式使虚拟企业具有 很强的可塑性和灵活性，通过借入外部的智力资源融入自身的智力资源，以弥补 自身智力资源不足。如乐凯公司聘请麦肯锡、罗兰贝格咨询公司的管理专家为 其作战略规划或管理咨询。 ( 3 ) 业务外包式 盟主企业将机遇产品过程的一部分工作交给盟员企业完成的合作形式，又成 “虚拟生产”。业务外包的虚拟企业认为：如果自身在企业价值链的某一环节上 不是最优的，又不是核心竞争优势，那么它就会将其外包给做得最好的专业公司， 而将企业内部的资源和智能集中在那些具有核心竞争优势的活动上。 业务外包具体有两种可选形式：一是盟主企业提出要求，如产品功能要求、 规格要求等，由承包企业进行设计和生产。另一种情形是盟主企业将产品设计好 后，承包企业只负责加工生产。 ( 4 ) 策略联盟式 策略联盟是指不同的企业各自拥有不同的关键资源，而彼此的市场又存在着 某种程度的分割或隔离，为了共同开发市场，实现共赢，而彼此交换资源，借以 创造新的竞争优势。 ( 5 ) 虚拟合作式 虚拟合作式是虚拟企业的最高合作形式，是指企业借助外部的优势功能资源 与自身资源相结合，以弥补自身的某一方面功能不足的一种合作方式。在这种合 作方式中，虚拟企业根据特定的市场机遇，集成各盟员企业为满足机遇所需的相 关资源，所有的人员设备分散在不同地方，通过计算机网络来连接。不同的盟员 企业是针对某一机遇产品的经营过程组织起来，通过信息基础设旖共同参与经营 活动。 1 4 3 虚拟企业的生命周期 虚拟企业是一种动态的企业组织结构，它的全生命周期包括创建、运作、进 化和解体等四个阶段，如图1 3 所示。其中，虚拟企业的运作和进化是相互关联 的，通称为虚拟企业的动态运作。 创建( 1 )运作( 2 )进化( 3 )解体( 4 ) 厂、 伙伴选择数据交换机制新增替换成员 运行终i e oo o 8 协议确定订单管理 资产清算 o0 改变成员角色 o 访问权限高层次协调 oo 联盟解体 组织网络的 后勤管理 形成v ， f 反馈与调整 图卜3 虚拟企业的生命周期 f i gi - 3l i f ec i r d eo f ( 1 ) 创建期。创建期是虚拟企业生命周期的第一阶段，即虚拟企业创建形 成的阶段。在该阶段完成的主要任务是合作伙伴的选择、合作协议的谈判和确定、 定义访问权限共享级别、成员加入离开的程序确定以及组织网络的最终成形 等。 ( 2 ) 运作期。在该阶段虚拟企业执行其业务流程，以实现组织成员的共同 目标。该阶段虚拟企业主要具备如下功能：制定基础的数据安全交换机制、确定 信息共享和可视度权限、订单管理、处理不完全的订单、分布式即动态地制定计 划和过程时间表、高层次任务协调、后勤管理等。 ( 3 ) 进化期。在虚拟企业运作过程中，联盟结构根据需要发展变化是必需 的。在该阶段，虚拟企业将新增和或替换合作成员，或者成员改变其在整个组 9 织中的角色。成员的变化主要是由于业务运作过程中出现的一些突发事件，例如 某个成员的技术能力不能满足需要，或为应付增大的业务量等。实施成员变换所 要完成的主要任务与第一阶段的任务有很多相似之处。 ( 4 ) 解体期。该阶段是虚拟企业完成了其业务过程后自行解体的阶段。虚 拟企业的解体主要是基于两种情况：要么是虚拟企业成功地实现了其全部目标， 要么是由于某种原因成员企业决定中止合作。无论是由于何种原因都要根据有关 合同条款的规定，终止运行并进行资产清算。 1 4 4 虚拟企业的成员及角色 虚拟企业是是通过信息技术、信息网络集成的动态网络型组织。为高效地完 成共同的目标，所有的成员企业都必须明确定位自身的角色。从实际运行来看， 虚拟企业成员所担负的角色主要有包括协调者、代理等等恻。 ( 1 ) 组织协调者：虚拟企业的组织协调者负责组织虚拟企业的相关活动。 它既可以是一个专职协调者，并以该身份加入到虚拟企业网络中作为一个节点， 也可以由虚拟企业中的某个现有成员来担当组织协调的任务。 ( 2 ) 成员企业：具备不同技术能力的企业加入到虚拟企业中形成了网络中 的成员企业节点。其中的某个成员企业可以同时担当业务成员和组织协调者的双 重角色。 ( 3 ) 代理：代理组织创建虚拟企业，为企业寻求合作伙伴的专门公司，它 并不一定就是虚拟企业的组织协调者。该角色可以被进一步分解为两个专门的机 构，即虚拟企业计划者( 其任务是设计虚拟企业的结构，确定所需的技术资源) 和虚拟企业代理( 其任务是寻找和选择合作伙伴) 。 ( 4 ) 网络目录结点或产业群组织者：在企业网络中，有一个或更多的节点 扮演着目录节点或产业群组织者的角色，由它们来管理己注册企业的技术和资源 信息，为企业合作提供服务。 1 5m u l t i - a g e n t 系统在虚拟企业中的应用 1 5 1m u l t i - a g e n t 系统的应用特点 多智能体系统( m u l t i a g e n ts y s t e m ，m a s ) e h 多个a g e n t 组成，系统按照功能 分解为若干具有独立功能的单一a g e n t ，各a g e n t 之间既相互独立又相互联系。每 一个a g e n t 都有自己独立的结构、知识库和问题求解策略，但每个a g e n t 的资源、 能力和信息都是有限的，各a g e n t 之间通过一定的协商和合作进行工作。通过 a g e n t 本身的求解活动和相互之间的协作活动，构成系统的群体活动，从而实现 系统整体的功能或目的，同时，每个a g e n t 也在这种交互的过程中实现自己的功 能或目的。 近年来，基于a g e n t 系统引起了人们的高度重视和关注。它被认为是软件工 程领域下一个重要的、有潜力的软件开发方式和范型。基于多a g e n t 的系统越来 越得到众多计算机科学者和系统应用开发商的青眯，多a g e n t 系统基本应用特点 体现在以下几个方面： ( 1 ) 开放式系统 开放系统一个重要特点是系统没有确定的边界，系统成分是动态变化的，而 且可能是异构的。这就要求开放式系统中的每个成分应该具备驻留性和反应性特 征，以便能感知系统新加入的成分和消逝的成分，同时应该具备社会性等特征， 以便能与系统中现有成分进行交互以完成问题的求解。而基于a g e n t 系统的动态 性和计算实体之间的合作、协同等特征为开发开放式系统提供了一种自然、有效 的途径。 ( 2 ) 复杂系统 基于a g e n t 系统能够把一个大的，难以解决的问题分解为一组规模相对较小、 易于处理的子问题，把一个复杂、难以把握的问题求解策略分解为一组易于处理 的子策略。这些子策略交给一组自主a g e n t 力f l 以实施，a g e n t 间通过交互来达到对 整个问题的求解，从而大大简化了复杂系统开发的难度和复杂度。 ( 3 ) “智能”计算机系统 基于a g e n t 系统中计算实体行为的智能性、计算实体的动态性等特征为开发 智能计算机系统提供了可能 ( 4 ) 数据、控制和资源分布的系统 分布式系统是由多个物理或者逻辑上分布的功能体组成，不同的功能体之间 必须相互交互才能完成问题求解。基于a g e n t 系统计算实体的高度自治性以及计 算实体协作、协同等特征为开发数据、控制和资源分布的系统提供了可能。 ( 5 ) 对己有软件系统的重用 基于a g e n t 系统为重用已有软件系统提供了一种新的途径，可以将现有软件 系统包装成基于a g e n t 系统，每个基于a g e n t 系统都有其特定的资源和能力。不 同的a g e n t 之间通过交互、通讯、合作和协商等手段来实现任务的请求和代理， 完成问题求解。 1 5 2m u l t i - a g e n t 系统在虚拟企业中的应用现状 将多智能体技术用于虚拟企业也已经日益引起了人们的重视，正纷纷对其展 开研究 国外应用a g e n t 技术研究虚拟企业的计划如美国的s m a r t 计划，欧盟的 m y s s i v e 计划等。2 0 0 1 年，p c t c r s c nsa ，d i v i f i n im ，m a t s k i nm 提出了一种 基于a g e n t 的虚拟企业建模方法；2 0 0 4 年，p e t e r s c nsa ，d i v i f i n im 作了运用多 a g e n t s 选择虚拟企业合作伙伴的研究；1 9 9 9 年，a n u jk j ，m a n u e l a l ，m u n i n d a r ps 研究了a g e n t s 在虚拟企业过程协作中的问题。 国内对此的研究主要有：1 9 9 9 年，高济、林东豪对虚拟企业的集成化信 息基础进行了研究， 将虚拟企业的建立过程抽象为a g e n t 的能力组合，建立基 于a g e n t 的虚拟企业集成框架及其开发环境；2 0 0 2 年，高阳、曾小青通过深 入分析基于多智能体的协作框架、协作机制和协商过程，考察了虚拟企业的协作 问题。从虚拟企业“共赢”的角度出发，提出了一个面向虚拟企业协作的多阶段 协商模型，探讨了盟主与成员企业之间交互的协商策略，分析了各成员企业之间 的多边协商过程 9 ；2 0 0 0 年，李莉，石岩森采用多智能体技术构建虚拟企业 集成框架，该虚拟企业集成框架不仅支持虚拟企业像一个企业一样进行工作，而 且实现了虚拟企业的可重用、可重构和可扩充，并使企业根据需要同时参加多虚 拟企业成为可能 1 0 ；2 0 0 2 年，赵艳红、陈发明提出了基于a g e n t 平台虚拟企 业的体系结构，对体系结构中的分布式处理环境、移动a g e n t 平台及其支撑服务、 业务过程说明、注册和管理以及基于a g e n t 的虚拟市场等进行了详细地介绍； 2 0 0 3 年，史美林，张艳提出了一个基于a g e n t 实现虚拟企业域间协作的框架， 旨在解决域间协作前的服务信息登记、伙伴选择，以及协作中伙伴问的交互问题。 同时，论述了框架的基本思路、关键策略、协作时a g e n t 的基本交互方式，以及 框架在自行研发的两套基于工作流的协作系统之间的实际应用。该框架使企业既 能继承原有管理系统，又能实现与其他异构系统之间的协作“。 1 6 论文研究的意义与主要内容 1 6 1 论文研究的意义 由于虚拟企业环境多具有分布性、动态性、异构性等特征，传统的企业信息 系统已经不适合其中出现的新的需求，因为各企业的原有系统并不是按照与其 它企业进行合作协商的目标而立的，企业的信息系统及控制策略是为了最大地满 足自身目标而设计的，而这就构成了各自治企业问的异构性，使各企业相应系统 之间不能直接进行有效的交互。多智能体系统恰好能在下列方面满足虚拟企业分 布式经营管理的系列特点： 1 ) 保证各成员企业的自治性及自主性； 2 ) 使用新的通讯方式及信息表达模式实现企业间的协调； 3 ) 在企业间协商、合作的基础上进行企业行