基于多Ａｇｅｎｔ系統(tǒng)的材料采購(gòu)

[摘要] 由于Agent系統(tǒng)能夠進(jìn)行自組織、自維護(hù)，擁有自主性、自學(xué)習(xí)能力以及人工智能的軟件實(shí)體，可以跨越不同的計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行相互通信等特點(diǎn)，Agent技術(shù)作為一種新興的解決方法被嘗試著引入到了材料采購(gòu)中。本文就此進(jìn)行了分析及論述。

[關(guān)鍵詞] Agent 材料采購(gòu) 談判協(xié)商

一、引言

材料采購(gòu)的關(guān)鍵在于企業(yè)對(duì)信息及時(shí)充分的掌握，并作出實(shí)時(shí)的響應(yīng)，按照一定的優(yōu)化策略，在正確的評(píng)估方法保證下快速有效的組織材料采購(gòu)。

目前盡管在材料采購(gòu)上有了電子商務(wù)，可以基于Internet進(jìn)行信息發(fā)布和網(wǎng)上訂購(gòu)、電子支付及電子管理等，實(shí)現(xiàn)了采購(gòu)交易活動(dòng)的自動(dòng)化或半自動(dòng)化，在某種程度上縮短交易時(shí)間，降低交易成本，但是，在這種電子商務(wù)的交易過程中還存在著缺陷，因此Agent技術(shù)作為一種新興的解決方法被嘗試著引入到了材料采購(gòu)中。

由于Agent能夠進(jìn)行自組織、自維護(hù)，擁有自主性、自學(xué)習(xí)能力以及人工智能的軟件實(shí)體，Agent間可以跨越不同的計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行相互通信。這些特點(diǎn)使得Agent技術(shù)可以滿足采購(gòu)中供需企業(yè)地理上分布、信息動(dòng)態(tài)變化、企業(yè)間可擴(kuò)展、可重構(gòu)的需求，因而基于Agent的材料采購(gòu)與管理系統(tǒng)的研究將有重要意義。

二、多Agent系統(tǒng)

多Agent 系統(tǒng)是一個(gè)開放的、動(dòng)態(tài)的、分布的系統(tǒng)。每一個(gè)Agent 不僅可以預(yù)置參數(shù)，還可以在運(yùn)行過程中根據(jù)具體的環(huán)境變化，通過人機(jī)界面手動(dòng)地修改參數(shù)設(shè)置；同時(shí)，Agent 具有自學(xué)習(xí)功能，能夠在積累了一定的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)后挖掘出預(yù)測(cè)性的知識(shí)，及時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整變量配置，在評(píng)價(jià)系統(tǒng)的保障下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)與企業(yè)個(gè)體最優(yōu)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

材料采購(gòu)的終極目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本、增加客戶的滿意度，實(shí)現(xiàn)協(xié)作多方的利潤(rùn)最大化。但在協(xié)作多方中，每個(gè)實(shí)體都是具有自主性或半自主性的個(gè)體，他們考慮的重點(diǎn)不是協(xié)作的多方，往往是個(gè)體利潤(rùn)最大化。在這個(gè)目標(biāo)下，協(xié)作多方的信息流會(huì)因?yàn)槠髽I(yè)個(gè)體的影響發(fā)生滯留和阻塞，直接導(dǎo)致多方合作得不到優(yōu)化保證。Agent善于處理信息不對(duì)稱狀態(tài)下的事務(wù)，具有自學(xué)習(xí)的功能，可以根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的儲(chǔ)備，分析現(xiàn)有狀態(tài)信息，推導(dǎo)出隱含狀態(tài)信息，并將這些結(jié)論信息發(fā)送至相關(guān)的Agent進(jìn)行協(xié)商討論。參與協(xié)商的Agent 會(huì)遵照各自的規(guī)則約束計(jì)算并評(píng)價(jià)目前方案的可行性以及是否滿足個(gè)體利益和整體利益協(xié)調(diào)的要求。

三、基于多Agent系統(tǒng)的材料采購(gòu)設(shè)計(jì)

1.多Agent體系結(jié)構(gòu)

實(shí)際應(yīng)用于企業(yè)的Agent體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括：資源管理模塊、信息管理模塊、通信管理模塊、決策和智能控制模塊、推理模塊。其中各個(gè)模塊的功能和特點(diǎn)如下圖1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)需求和物流供應(yīng)鏈的各種資料，包括車輛、倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)設(shè)備等的使用信息。該模塊負(fù)責(zé)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。其他Agent只是發(fā)出資源申請(qǐng)，由資源管理Agent返回資源分配信息。

信息管理模塊：該模塊提供了對(duì)Agent環(huán)境信息和自身的信息進(jìn)行管理，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：該模塊是Agent與其他Agent之間的消息傳遞的接口。每個(gè)Agent組中Agent在通信中的消息在此處打包封裝，或?qū)⒔邮艿降南⒔獍蚪忉專约皩⑾l(fā)送到合適的Agent。當(dāng)有多個(gè)消息同時(shí)到達(dá)時(shí)，I/O建立消息隊(duì)列等待處理。

決策和智能控制模塊：該模塊將接受到的信息通過推理模塊得出推理結(jié)果，并轉(zhuǎn)變成Agent能夠理解的語言格式，然后在Internet/Intranet網(wǎng)上進(jìn)行檢索，并同時(shí)通過企業(yè)Intranet與其他Agent進(jìn)行信息交互。

推理模塊：該模塊是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)。推理模塊為信息處理模塊以及決策和智能模塊提供信息和依據(jù)。

2.基于多Agent技術(shù)的材料采購(gòu)體系結(jié)構(gòu)

在此系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)中主要有兩大主體：材料需求方和供應(yīng)商。材料需求方站點(diǎn)是由多個(gè)獨(dú)立的采購(gòu)Agent和管理Agents組成，他們組成了集中式的多Agent體系結(jié)構(gòu)。需方站點(diǎn)的多個(gè)Agent是分布的，每個(gè)Agent代表了來自生產(chǎn)、銷售的采購(gòu)和管理人員，他們組成了一個(gè)完全圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，目的是可以進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的直接通信；在供應(yīng)商站點(diǎn)設(shè)有智能Agent，代替供應(yīng)商完成商務(wù)銷售活動(dòng)。為此，多個(gè)分散的供應(yīng)商Agent與需方集中式的多個(gè)Agent構(gòu)成了混合式多Agent體系結(jié)構(gòu)。

材料需求方站點(diǎn)的多個(gè)采購(gòu)Agent和管理Agent是系統(tǒng)的核心，完成大部分主要的采購(gòu)與管理任務(wù)，如談判、協(xié)商和合作等。然而，系統(tǒng)不僅包含采購(gòu)Agent與管理Agent，還包含其他類型的Agent，如人機(jī)界面Agent、交易Agent、協(xié)商Agent等，將各種Agent綜合在一起可以更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交易與企業(yè)信息共享，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溝通。而多個(gè)Agent的交互過程主要包括三個(gè)方面：人與Agent之間的交互，各類Agent之間的交互，Agent與外界環(huán)境的交互。這三類交互在完成采購(gòu)交易與管理活動(dòng)的不同階段起到不同的作用。

整個(gè)材料采購(gòu)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示：

四、案例應(yīng)用——基于多Agent技術(shù)材料采購(gòu)的實(shí)現(xiàn)

企業(yè)整個(gè)采購(gòu)與管理活動(dòng)流程可分為四個(gè)階段：信息收集整理階段、協(xié)商談判階段、成交階段和與企業(yè)內(nèi)部其他部門溝通合作階段。每個(gè)階段都由不同的Agent來完成相應(yīng)的工作。

1.準(zhǔn)備階段

企業(yè)用戶通過RFID技術(shù)和WSN技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)庫(kù)存貨物盤點(diǎn)，整理出最新貨物清單，并實(shí)時(shí)地將相關(guān)信息傳輸至材料Agent系統(tǒng)。需方接口Agent負(fù)責(zé)激活用戶界面Agent，從那里獲得用戶想要了解的材料信息，包括材料名稱、數(shù)量和可接受的價(jià)格范圍，并將這些信息整理后發(fā)給需方Agent。需方Agent再根據(jù)收到的材料信息，對(duì)已有業(yè)務(wù)往來的及潛在的提供相關(guān)材料供方的信息進(jìn)行評(píng)估和篩選，將需求信息發(fā)給眾多供方Agent。企業(yè)用戶在發(fā)布自己的相關(guān)信息時(shí)要具有一定的格式，便于檢索和瀏覽。

人機(jī)界面Agent通過企業(yè)瀏覽器獲取用戶需求，了解用戶偏好，并對(duì)用戶需求進(jìn)行詳細(xì)描述，將描述的需求信息告知搜索Agent。

搜索Agent搜索能滿足需求的潛在供應(yīng)商，對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行篩選，找出可匹配的供應(yīng)商。把結(jié)果告訴管理員材料Agent。

2.談判階段

材料Agent接收到用戶需求信息和可匹配的潛在供應(yīng)商信息后，根據(jù)供應(yīng)商的數(shù)量，從中查找各采購(gòu)Agent的能力狀態(tài)信息，并派遣有能力的采購(gòu)Agent分別與供應(yīng)商Agent進(jìn)行談判。參與談判的采購(gòu)Agent各自保留自己的談判結(jié)果。

談判結(jié)束后，各采購(gòu)Agent依據(jù)協(xié)商模型規(guī)定的約束條件就商品多屬性的權(quán)重進(jìn)行兩兩協(xié)商，將協(xié)商結(jié)果寫到黑板的共享知識(shí)區(qū)。各采購(gòu)Agent根據(jù)最終確定的權(quán)重來計(jì)算自己談判結(jié)果的效用值，并把其寫入黑板的知識(shí)共享區(qū)。管理監(jiān)控Agent選出效用值最大的為最終可選的供應(yīng)商。

3.成交階段

管理監(jiān)控Agent派遣采購(gòu)Agent與最終選中的供應(yīng)商簽訂合同，該合同應(yīng)該包括商品的數(shù)量、質(zhì)量、價(jià)格、交付時(shí)間、支付方式、運(yùn)輸服務(wù)等相關(guān)選項(xiàng)。

人機(jī)界面Agent從黑板上讀取談判協(xié)商后的最終結(jié)果，把其提交給企業(yè)用戶的同時(shí)，還提交給交易Agent。

交易Agent通過認(rèn)證中心、電子銀行等第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全交易，保留在交易過程中獲取的信息知識(shí)。

整個(gè)采購(gòu)流程結(jié)束。

4.企業(yè)內(nèi)部其他部門溝通合作階段

企業(yè)內(nèi)部不同系統(tǒng)間多個(gè)Agents談判，就是為了共同利益相互合作與協(xié)商，使得采購(gòu)與管理環(huán)節(jié)最優(yōu)化。它們共同組成了集中式的多Agent體系結(jié)構(gòu)。每個(gè)Agent代表了來自生產(chǎn)、銷售等部門的不同采購(gòu)、管理人員，他們組成了一個(gè)完全圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，目的是可以進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的直接通信。

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