基于ＡＧＥＮＴ的裝備供應(yīng)鏈仿真模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：通過計(jì)算機(jī)對(duì)裝備供應(yīng)鏈系統(tǒng)進(jìn)行仿真，可以獲得許多寶貴的數(shù)據(jù)，減少相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)決策的科學(xué)性，提高戰(zhàn)時(shí)裝備供應(yīng)保障的科學(xué)化、現(xiàn)代化水平。文章構(gòu)建了基于Agent的裝備供應(yīng)鏈仿真模型，利用Swarm仿真平臺(tái)描述了Agent仿真模型，并運(yùn)用Java語言，實(shí)現(xiàn)了Swarm平臺(tái)下的Agent的交互。

關(guān)鍵詞：Agent；通用裝備供應(yīng)鏈；仿真模型

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002-3100(2008)12-0032-03

Abstract：Through the supply chain system simulation， much valuable data will be get， the corresponding risk will be reduction and the scientific， modernization of supply in wartime the decision-making will be enhanced. This paper builds a simulation model for equipment supply chain based on Agent. To implement the interactions among Agents， the author describes the agent-based simulation model with Swarm， which is realized by using Java.

Key words: Agent; equipment supply chain; simulation model

0引言

裝備供應(yīng)鏈，是指武器裝備（包括其所配套的保障裝備、零部件、器材等）經(jīng)由生產(chǎn)、包裝、采購、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、補(bǔ)給等環(huán)節(jié)，最終抵達(dá)作戰(zhàn)部隊(duì)（最終用戶）的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)式鏈條結(jié)構(gòu)。將武器裝備供應(yīng)鏈定義為武器裝備籌、儲(chǔ)、供的一個(gè)完整鏈條，有助于提高武器裝備供應(yīng)鏈的軍事和經(jīng)濟(jì)上的雙重效益。

然而，裝備供應(yīng)鏈系統(tǒng)不可預(yù)見性大，尤其是高技術(shù)條件下局部戰(zhàn)爭對(duì)戰(zhàn)時(shí)供應(yīng)鏈的要求高，使得裝備供應(yīng)鏈的規(guī)劃建設(shè)的難度增大。將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)運(yùn)用于裝備供應(yīng)鏈，建立裝備供應(yīng)鏈仿真系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)裝備供應(yīng)鏈系統(tǒng)進(jìn)行仿真，可以獲得許多寶貴的數(shù)據(jù)，減少相應(yīng)的投資風(fēng)險(xiǎn)和人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)，增強(qiáng)決策的科學(xué)性，選擇最佳方案，使系統(tǒng)得到最優(yōu)，對(duì)深入研究裝備供應(yīng)鏈管理起著積極的作用，將大大提高戰(zhàn)時(shí)裝備供應(yīng)保障的科學(xué)化、現(xiàn)代化水平。

1基于Agent的裝備供應(yīng)鏈仿真模型

該模型運(yùn)用intranet/internet將供應(yīng)鏈管理成員Agent聯(lián)系在一起，使裝備供應(yīng)鏈上的信息充分共享，并通過成員Agent的交互，使得裝備供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，以提高裝備供應(yīng)鏈的運(yùn)作效率（如圖1所示）。

該模型的體系結(jié)構(gòu)如下：

（1）Agent數(shù)目。先假定有3個(gè)供應(yīng)商Agent，1個(gè)運(yùn)輸單位Agent，1個(gè)財(cái)務(wù)Agent，2個(gè)庫存Agent，1個(gè)采購Agent，1個(gè)控制協(xié)調(diào)Agent和20個(gè)保障對(duì)象Agent。

（2）Agent之間的通信方式。采用分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中多個(gè)Agent模塊之間的通信方式，具體實(shí)現(xiàn)依賴于Swarm仿真平臺(tái)。

（3）Agent之間的通信協(xié)議。為了體現(xiàn)供應(yīng)鏈理論中信息共享的要求和程序?qū)崿F(xiàn)的簡單，我們采用黑板機(jī)制來實(shí)現(xiàn)重要信息的共享，并通過消息傳遞的方式進(jìn)行交互，這樣就要添加一個(gè)黑板Agent，它的作用就是實(shí)現(xiàn)共享信息的更新和發(fā)布。

（4）Agent之間的層次結(jié)構(gòu)原則上每個(gè)Agent都是自治的、獨(dú)立的實(shí)體。Agent之間沒有相互的制約關(guān)系，Agent之間相互聯(lián)系的行為是由Swarm仿真平臺(tái)上稱為時(shí)間表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。

（5）Agent之間的協(xié)調(diào)。供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，盡管每個(gè)成員都具有自治性，但整個(gè)系統(tǒng)的物流、信息流和資金流都是在需求的拉動(dòng)下進(jìn)行流動(dòng)。在本系統(tǒng)中，事件的主線是這樣的：保障對(duì)象Agent將監(jiān)視到的裝備消耗信息發(fā)送給庫存Agent；庫存Agent根據(jù)保障對(duì)象的需求發(fā)出裝備出庫通知給控制協(xié)調(diào)Agent，同時(shí)發(fā)出運(yùn)輸通知給運(yùn)輸Agent；運(yùn)輸Agent接到通知運(yùn)送裝備給保障對(duì)象，并將信息反饋給控制協(xié)調(diào)Agent；控制協(xié)調(diào)Agent根據(jù)庫存情況做出需求計(jì)劃，并發(fā)送到采購Agent；采購Agent根據(jù)需求計(jì)劃制定裝備采購計(jì)劃，并向供應(yīng)商Agent發(fā)出訂單，同時(shí)向控制計(jì)劃Agent反饋信息；供應(yīng)商根據(jù)訂單供應(yīng)裝備，并發(fā)布信息給采購Agent；庫存Agent發(fā)出入庫通知給控制計(jì)劃Agent和財(cái)務(wù)Agent，財(cái)務(wù)Agent向供應(yīng)商放款。在這個(gè)主線之外，每個(gè)成員都還有自己的自治行為，如庫存Agent可以在控制計(jì)劃Agent的監(jiān)督下直接向供貨商發(fā)出訂單；控制計(jì)劃Agent可以根據(jù)供應(yīng)商的供貨情況進(jìn)行供應(yīng)商管理，并協(xié)調(diào)采購Agent改變采購計(jì)劃；采購Agent也可以直接向運(yùn)輸Agent發(fā)出請(qǐng)求等，這些行為之間及它們與主線順序之間是并行的。另外裝備供應(yīng)的特點(diǎn)要求各Agent的協(xié)作建立在相互信任的基礎(chǔ)上，所以本模型不考慮Agent之間的沖突。

2基于Swarm平臺(tái)的裝備供應(yīng)鏈仿真模型描述

用Swarm仿真平臺(tái)模擬裝備供應(yīng)鏈的兩項(xiàng)任務(wù)：①在裝備供應(yīng)鏈環(huán)境中仿真裝備的訂購構(gòu)成。②評(píng)估裝備供應(yīng)鏈的訂購性能。

下面用統(tǒng)一建模語言（UML）中的類圖描述模型所涉及的Agent之間的繼承關(guān)系，（如圖2所示）。

其中SCObject是一個(gè)抽象類，作為所有封裝了對(duì)象的標(biāo)識(shí)及相關(guān)操作，余下見表1。

Swarm采用對(duì)Agent的行為排列行為列表的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中并行交互的模擬過程。在模型的實(shí)現(xiàn)過程中本文將管理分為6個(gè)時(shí)間步驟，在每個(gè)步驟里分別實(shí)現(xiàn)如表2中的行為。

原則上，當(dāng)一個(gè)行為涉及到多個(gè)Agent時(shí)，該行為對(duì)應(yīng)的方法實(shí)現(xiàn)在提出行為的Agent類中。Swarm提供了相應(yīng)的調(diào)度機(jī)制，使得模擬過程中上述步驟依次得到執(zhí)行。為了更好的模擬這些Agent在現(xiàn)實(shí)生活中的行為，對(duì)于具有多個(gè)實(shí)例的Agent、Swarm支持按照隨機(jī)的序列方式調(diào)用他們。

3基于Swarm平臺(tái)的Agent的交互與實(shí)現(xiàn)

由于java正在成為最為流行的、跨平臺(tái)的面向?qū)ο缶幊陶Z言，所以它已成為Swarm重點(diǎn)支持的編程語言。Swarm從其2.0.1版就開始支持java，其主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)是提供了一組java接口（存在于Swarm的java包中，Swarm的所有特征都包含在該包內(nèi)），這些接口可直接調(diào)用Swarm內(nèi)核中的功能（對(duì)用戶透明），用戶只要在自己的java程序中調(diào)用這些接口即可。

仿真程序一般的啟動(dòng)方法是SCS_Obsever中的main方法。main是一個(gè)類方法，在模型運(yùn)行時(shí)首先被調(diào)用，是Swarm仿真程序的入口。

（1）初始化Swarm。

（2）創(chuàng)建ObserverSwarm。

（3）在實(shí)例本身上調(diào)用BuildObjects。

（4）在1中激活頂層Swarm（頂層的Swarm在1中被激活）。

（5）仿真運(yùn)行。

上述過程的基本代碼如下所示：

import swarm.Globals;

import swarm.defobj.Zone;

public class Startsupple

{

public static void main（String[]args）

{

ObserverSwarm displaySwarm;

//Swarm initialization:all Swarm apps must call this first.

Globals.env.initSwarm（\"supple\"，\"2.1\"，\"supple@santafe.edu\"，args）;

displaySwarm=（ObserverSwarm）Globals.env.lispAppArchiver.getWithZone$key（

Globals.env.globalZone，\"displaySwarm\"）;

displaySwarm.buildObjects（）;

displaySwarm.buildActions（）;

displaySwarm.activateIn(1);

//Now start the displaySwarm and the control panel it

//provides.

displaySwarm.go（）;

//The user has pressed Quit.Drop everything and return.

displaySwarm.drop（）;

}

}

4總結(jié)

作為一種復(fù)雜系統(tǒng)的新的研究手段，近年來基于Agent的供應(yīng)鏈仿真引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，仿真的方法不依據(jù)抽象的假想，而是依據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)和組成已經(jīng)對(duì)系統(tǒng)調(diào)研分析所獲得的數(shù)據(jù)建立起來的動(dòng)態(tài)模型，這種模型既表達(dá)了系統(tǒng)的物理特征又有其邏輯特征，更貼近實(shí)際，更便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。通過仿真，可以依據(jù)仿真模型的運(yùn)行效果，修改參數(shù)，反復(fù)仿真，這樣系統(tǒng)仿真的方法可以看成是一種間接的優(yōu)化方法。

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