基于移动Agent供应链系统运行模型研究.doc

基于移动Agent供应链系统运行模型研究摘 要：结合供应链的特点，应用人工智能技术构建了基于多Agent系统的供应链结构；将移动Agent引入到供应链系统；建立了基于移动Agent供应链系统运行体系，并应用于供应链生产节点，实现供应链信息共享。关键词：供应链系统 移动Agent1引言随着科学技术的不断进步和经济的不断发展，全球制造和经济一体化使得企业间的竞争逐渐成为供应链间的竞争；技术进步和需求多样化，使得产品生命周期不断缩短，企业面临着缩短交货期、提高产品质量、降低成本和改进服务的压力，企业不仅要考虑企业内部资源的协调，而且从整个供应链的角度研究企业的协调。Agent技术是分布式人工智能研究的一个重大突破，利用Agent主动性、交互性、反应性、自主性等特点，是解决供应链系统所面临挑战的有效方法。供应链是描述商品在需求、生产、供应过程中各实体和活动及其相互关系动态变化的网络。在供应链中，无论供应商、生产商还是消费者，无论设计、生产还是销售，都是具有自主功能的实体。供应链在本质上是由多个具有独立决策能力的实体构成的动态的、分布的、柔性复杂系统。Agent技术为供应链系统提供套一个较好的整合资本、设备、人力资源的方法，保证了供应链的灵活、敏捷，能够对市场做出快速反应，降低成本，提高质量。2供应链系统中的多Agent结构2.1多Agent的结构与特性多Agent系统（Multi-Agent System，MAS）起源于分布式人工智能（Distributed Artificial Intelligence，DAI），目前已成为人工智能（Artificial Intelligence，AI）领域的主流方向之一。传统的AI注重人的单个智能品质如推理能力、记忆能力、学习能力的研究与模拟；而MAS是对人类社会智能的模拟单个Agent是根据需要“封装”了某些智能品质的智能体，多个Agent通过与所处环境、人以及个体之间进行交互、协调与合作表现出一定的社会智能，从而解决一些传统AI无法解决的大规模、复杂问题。供应链系统是由多个主体组成的社会智能结构，是典型的多Agent系统。Agent是一类在特定环境下的能感知环境，并能灵活、自主的运行以实现一系列设计目标的、自主的计算实体或程序。Agent具有以下特性：（1）自主性：能控制自己的内部状态和行为，不需要外界直接干预；（2）反应性：位于特定的环境中，通过感知器接收有关环境的状态，通过效应器作用于环境，并能适时地对环境的改变做出响应；（3）主动性：不仅能对环境做出反应，而且能为未来目标预先行动；（4）社会性：能与其它Agent（或人）进行交互，为完成目标能参与社会活动（如协作、协调等）。一个的Agent的结构如图1所示。用户接口决策生成处理模块知识库Agent接口通信环境输入环境输出 图1 Agent的基本结构2.2基于多Agent供应链结构供应链是由供应商、生产商、分销商、零售商组成的复杂网络，把供应链中各种功能单元，如供应商、生产商、分销商、零售商的定单、资源、采购、运输、制造等活动均看成是独立自主的Agent；把供应链中人、组织和机器间的交互合作、共同完成任务的各种活动描述为Agent间的自主作业活动。供应链是典型的分布式系统，是由协作的Agent组成的网络，每一个Agent具有一定的功能，并可与其它Agent进行协作，图2是基于多Agent供应链的结构。定单Agent资源Agent采购Agent运输Agent制造Agent供应商定单Agent资源Agent采购Agent运输Agent制造Agent生产商定单Agent资源Agent采购Agent运输Agent制造Agent分销商定单Agent资源Agent采购Agent运输Agent制造Agent零售商Agent接口图2 基于多Agent供应链的结构在图2中只描绘了一个供应商、一个生产商、一个分销商、一个零售商，图2也适用于多个供应商、多个生产商、多个分销商、多个零售商的供应链系统。2.3多Agent供应链系统的功能组成如图2，结合供应链的实际特点，为供应链多Agent系统设计以下Agent，具体分工如下：定单Agent，负责接受下级节点定单，负责与各功能Agent进行任务协商，产生并调整定单计划，维护客户信息，它是系统的核心；资源Agent，负责供应链节点企业可用资源的动态管理，统计各种资源的能力与状态；采购Agent，负责上级节点的选择，维护供应商信息，制定采购计划，监督采购过程，招标，以及购买；运输Agent，负责接点企业内于与外部间物料的转运管理；制造Agent，负责生产任务的完成。3基于移动Agent的供应链系统设计虽然目前供应链中的企业已经建立了基于自身多Agent的供应链管理信息系统，但这些系统大多是单项管理，信息共享度小，数据完整性差，节点与节点的接口技术兼容性差，使得各子系统仍处于“信息孤岛”状态。应用移动Agent（Mobile-Agent，MA）技术，可建立基于移动Agent的供应链框架。3.1MA在多Agent供应链系统中的引入MA是指能够在网络中移动，并执行、完成某些功能的Agent。MA可视作具有跨地址空间持续运行的Agent，能够在异构网络环境下从一台主机迁移到另一台主机上并且持续运行。它具有自身的行为、数据、运行状态和路线，并且将其行为、数据、运行状态和线路进行捆绑，作为一个独立的单元对象，通过其派遣和收回机制，实现在网络计算机之间的移动达到数据、信息的获取和传输的目的。在供应链环境下，市场对商品的需求信息沿着供应链下游向上游传递，通常由于信息孤立造成信息失真和对信息的扭曲，产生牛鞭效应。MA是跨地址空间持续运行的Agent，使得分布计算具有智能性、动态性，具有求解大规模问题的能力，应用MA技术，可实现供应链节点之间的信息共享，有效的解决供应链优化、协作、协调等问题。3.2于MA的供应链系统运行框架MA通过Internet在供应商、生产商、分销商和零售商之间移动来实现供应链节点企业之间的协调管理，如图3。InternetMobileAgentMobileAgentMobileAgentMobileAgent生产商零售商分销商供应商图3 基于MA的供应链系统运行框架在图3的框架下，假设供应链中每一品种的产品信息都对应一个MA，这个MA将携带这种产品的相关信息在各个节点之间移动并和环境交换需求信息、库存信息、产品价格、存储地点、运输成本、缺货成本等信息。MA在各个节点不断巡回，与其他Agent进行协作，交换信息，避免了大量信息在网络中传输，平衡各个节点的负载，实现了整个供应链的信息共享，维护供应链的整体性、实时性和动态性。3.3基于MA的供应链系统的实现在供应链中选取一个生产商节点作为基于MA的供应链的实现的研究对象，设计基于 C/S的工作模式，在服务器中有一个基本的Agent，它负责生成发往生产商节点的MA，并把生产制造产品需要的数据信息进行打包后载入MA中。MA进入生产商节点后，负责生成在生产商节点运行的几个Agent：界面Agent、生产过程Agent、信息分析Agent、信息回收Agent。它们根据生产商节点生产进程相互协作，共同完成生产过程，最后将结果交给MA，由它带回服务器中，统一进行供应链的协调管理。Mobile Agent产品信息库节点信息库生产说明文 件系统配置文 件服务器生产所需信息生产结果信息生产过程Agent信息分析Agent信息回收Agent界面Agent资源Agent运输Agent定单Agent采购Agent制造AgentMAMA供应链节点登录图4 基于MA的供应链系统生产商节点运行体系结构基于MA的供应链生产商节点运行体系结构如图4所示。生产商节点运行步骤如下：1）启动供应链系统服务器中的MA，MA监视是否有用户请求；2) 生产商节点用指定的账号登录到MA；3）服务器中的MA检测到用户请求时开始响应，根据账号查询节点信息库，根据查询结果从产品信息库中抽取产品信息，连同生产说明文件和系统配置文件进行打包、加密，生成生产所需信息，然后载入MA中， MA开始移动到供应链；4）MA到达生产商节点后，生成界面Agent、生产过程Agent、信息分析Agent和信息回收Agent，各Agent开始工作；5）界面Agent负责根据生产说明文件和系统配置文件的内容生成界面，通知供应链节点开始生产过程Agent；6）生产过程Agent控制生产过程，包括开始定单、资源、采购、运输和制造Agent，通知信息分析Agent；7）信息分析Agent根据数据记录器中的内容和数据包中的信息完成生产过程的信息分析任务，并将结果放回到数据记录器中然后通知信息回收Agent；8）信息回收Agent从数据记录器中有关信息，综合后形成生产结果信息打包后载入MA；9）MA从生产商节点上再移动到服务器中，卸载有关数据，与服务器中负责监测任务的Agent联合生成信息库，统一进行供应链信息管理。按照上述步骤，MA会在整个供应链中建立信息共享，使供应链具有集成性和智能性，保证供应链节点企业之间的良好合作。4结论随着信息技术的应用与发展，供应链企业对市场变化的快速响应能力是构建其核心能力重要保证，基于Agent的供应链应用整合资本、设备、人力资源的方法，保证了供应链的灵活、敏捷，快速响应。在供应链中引入MA，可实现供应链节点之间的信息共享，解决供应链优化、协作、协调等问题。参考文献1 Nanas H. Software Agents: An Overview J.The Knowledge Engineering Review 1996；1 (3)2 吴忠，汪明艳，基于多Agent供应链管理系统设计，商业研究，2004.03，总第287期，174-1753 娄平，陈幼平等，基于多智能Agent的敏捷供应链，计算机工程与应用，2002.05，43-454 胡庆华，吴刚等，Mobile-Agent通信模型的研究，微形电脑应用，2001，17（3），9-125 乔善平, 基于智能移动Agent的C语言考试系统, 计算机工程与科学, 2004年第26卷第4期,101-105Research on model of Mobile-Agent Based Supply Chain ManagementAbstract: Considered traits of supply chain, a multi-agent based supply chain system is provided by artificial intelligence technology;