基于多Ａｇｅｎｔ的物流管理信息系統(tǒng)模型體系結(jié)構(gòu)研究

[摘要] 在對(duì)物流管理信息系統(tǒng)和Agent／Multi-Agent技術(shù)的特點(diǎn)及體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，建立了基于多Agent技術(shù)的物流管理信息系統(tǒng)模型的體系結(jié)構(gòu)。

[關(guān)鍵詞] 多Agent系統(tǒng)物流管理信息系統(tǒng)模型體系結(jié)構(gòu)

一、引言

物流管理信息系統(tǒng)是從提高事務(wù)的處理效率、作業(yè)效率等物流活動(dòng)的實(shí)際需要出發(fā)，進(jìn)而支持整個(gè)物流活動(dòng)，最終把生產(chǎn)和銷售結(jié)合在一起而貫穿生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)全過(guò)程的信息系統(tǒng)。

分布式體系結(jié)構(gòu)具有敏捷、靈活、實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，它主要采用多Agent系統(tǒng)(MAS)的形式。由于MAS中每個(gè)智能體皆有一定的獨(dú)立功能，而且智能體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系是可動(dòng)態(tài)調(diào)整的，因此由不同功能的Agent組成緊耦合的物流信息管理體系結(jié)構(gòu)具有自適應(yīng)、自組織和良好的協(xié)調(diào)性能，可以通過(guò)協(xié)調(diào)方式完成繁雜的整體運(yùn)作，為傳統(tǒng)上難以有效管理的復(fù)雜物流業(yè)務(wù)過(guò)程提供了一種新的解決辦法。

二、Agent技術(shù)及其與企業(yè)信息系統(tǒng)的相適應(yīng)性

Agent是一個(gè)具有目標(biāo)、行為和領(lǐng)域知識(shí)的實(shí)體，能作用于自身和環(huán)境，并對(duì)環(huán)境作出反應(yīng)。由消息處理模塊、通訊模塊、信息協(xié)調(diào)模塊、決策模塊以及數(shù)據(jù)庫(kù)和任務(wù)表組成。消息處理模塊和通訊模塊負(fù)責(zé)與系統(tǒng)環(huán)境和其他Agent進(jìn)行交互，任務(wù)表為Agent所要完成的功能和任務(wù)。信息協(xié)調(diào)模塊負(fù)責(zé)對(duì)感知和接收到的信息進(jìn)行初步加工、處理和存儲(chǔ)，決策模塊是賦予Agent智能的關(guān)鍵部件，它運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)對(duì)信息協(xié)調(diào)處理所得到的外部環(huán)境信息和其他Agent的通訊信息進(jìn)行進(jìn)一步分析、推理，為進(jìn)一步通訊或從任務(wù)表中選擇適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)供執(zhí)行模塊執(zhí)行作出合理的決策。

自治性Agent能夠在沒(méi)有人或其他外界因素的直接干預(yù)下運(yùn)行，對(duì)自身的行為和內(nèi)部狀態(tài)有一定的控制權(quán)；反應(yīng)性Agent可以感知環(huán)境并及時(shí)作出反應(yīng)；社會(huì)性對(duì)于某些任務(wù)需要多個(gè)Agent的協(xié)調(diào)合作才能完成。Agent可以與其他Agent或人進(jìn)行信息交換；能動(dòng)性Agent能夠能動(dòng)地采取有目的的行為而不僅僅是簡(jiǎn)單地響應(yīng)環(huán)境，可以作出基于目標(biāo)的行為。

Agent的特性：適合于成員自然分布、主體自治、地理位置分散，成員間有靈活性交互需求，處于變化著的系統(tǒng)。顯然物流管理信息系統(tǒng)屬于此類系統(tǒng)，適合使用Agent模型描述。Agent的主動(dòng)性、反應(yīng)性使企業(yè)物流系統(tǒng)易于對(duì)環(huán)境變化作出及時(shí)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)變革的同步調(diào)整，提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的水平。

三、物流管理信息系統(tǒng)模型分析

物流信息由與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)相關(guān)的物流系統(tǒng)內(nèi)部信息和外部信息組成。

內(nèi)部信息是伴隨物流活動(dòng)而發(fā)生的信息，包括物料流轉(zhuǎn)信息、物流作業(yè)信息、物流控制信息和物流管理信息。

外部信息是在物流活動(dòng)以外發(fā)生，但提供給物流活動(dòng)使用的信息。

基于多Agent技術(shù)的物流管理信息系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

1．支持面向群體的多種工作模式

要求物流信息系統(tǒng)中的成員協(xié)同完成共同的任務(wù)。物流信息系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)的工作分散性和階段性，決定在一般情況下采用靈活、高效、適應(yīng)性強(qiáng)的異時(shí)(異步)工作模式，而對(duì)于緊急協(xié)調(diào)需要采用實(shí)時(shí)(同步)工作模式。

2.支持協(xié)同應(yīng)用的多樣性

為了便于各物流子系統(tǒng)之間進(jìn)行必要的信息交流，物流管理信息系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)的交換。

3．支持協(xié)作角色和沖突解決

物流信息系統(tǒng)在工作過(guò)程中，各個(gè)子系統(tǒng)之間的任務(wù)和權(quán)利不同，運(yùn)作過(guò)程中難免出現(xiàn)矛盾和沖突。

4．支持不同權(quán)限的信息的共享

物流信息系統(tǒng)要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是有一定安全性的信息共享，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間不同層次數(shù)據(jù)、資源共享。

5．支持智能的協(xié)作時(shí)間和任務(wù)安排

物流管理信息系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)的靈活性和合理有效的調(diào)度。物流信息系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)都有自己的計(jì)劃和任務(wù)描述來(lái)供系統(tǒng)和其他子系統(tǒng)感知。

四、基于多Agent的物流管理信息系統(tǒng)模型體系結(jié)構(gòu)

在基于多Agent技術(shù)的物流管理信息系統(tǒng)中，Agent的體系結(jié)構(gòu)主要包括資源管理模塊、信息管理模塊、通信管理模塊、決策支持模塊和推理模塊，如下圖所示。

資源管理模塊用于對(duì)各種資源信息的管理，涉及企業(yè)生產(chǎn)需求和物流中心供應(yīng)的各種資料，包括車輛、倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)設(shè)備等的使用信息，如對(duì)新增加資源的注冊(cè)，報(bào)廢資源的注銷，資源的使用登錄、分配和管理等。接受來(lái)自Agent資源申請(qǐng)要求，對(duì)所有請(qǐng)求進(jìn)行分解并重新組合，合理分配和使用資源，最后由資源管理Agent返回資源分配信息。本模塊從企業(yè)全局進(jìn)行考慮，對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行分解和再組合，確保資源請(qǐng)求的合理和資源支持的有效性。

物流MIS多Agent體系結(jié)構(gòu)圖

信息管理模塊環(huán)境信息獲取、處理及對(duì)信息進(jìn)行分類、管理和控制，以及對(duì)相關(guān)Agent之間信息的交互和任務(wù)的協(xié)調(diào)管理。通信管理模塊對(duì)信息采集、處理、存儲(chǔ)和流通作出要求，并構(gòu)筑由信息設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)軟件和支持性軟件等組成的管理環(huán)境。該模塊是Agent與其他Agent之間消息傳遞接口。

決策支持模塊該模塊將根據(jù)信息Agent傳來(lái)的信息和任務(wù)源進(jìn)行判斷通過(guò)推理模塊得出推理結(jié)果，并轉(zhuǎn)變成Agent能夠理解的語(yǔ)言格式。推理模塊是Agent的核心，包括任務(wù)表、任務(wù)表管理、知識(shí)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)及規(guī)則管理系統(tǒng)，為信息處理模塊以及決策和智能模塊提供信息和依據(jù)。

物流管理信息Agent組采用集中式Agent組織結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)通過(guò)多個(gè)Agent組相互協(xié)作，相互作用，完成某些Agent組提出的任務(wù)或目標(biāo)。其中某個(gè)Agent要求任務(wù)的公布可以采用網(wǎng)上廣播的方式進(jìn)行。

五、結(jié)論

使用多智能Agent系統(tǒng)分析物流管理信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，使物流管理信息系統(tǒng)具有模塊化、分布性、重用性、實(shí)時(shí)性和可擴(kuò)充性的特點(diǎn)。

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