基于多Agent系统的材料采购

[摘要] 由于Agent系统能够进行自组织、自维护，拥有自主性、自学习能力以及人工智能的软件实体，可以跨越不同的计算平台进行相互通信等特点，Agent技术作为一种新兴的解决方法被尝试着引入到了材料采购中。本文就此进行了分析及论述。

[关键词] Agent 材料采购 谈判协商

一、引言

材料采购的关键在于企业对信息及时充分的掌握，并作出实时的响应，按照一定的优化策略，在正确的评估方法保证下快速有效的组织材料采购。

目前尽管在材料采购上有了电子商务，可以基于Internet进行信息和网上订购、电子支付及电子管理等，实现了采购交易活动的自动化或半自动化，在某种程度上缩短交易时间，降低交易成本，但是，在这种电子商务的交易过程中还存在着缺陷，因此Agent技术作为一种新兴的解决方法被尝试着引入到了材料采购中。

由于Agent能够进行自组织、自维护，拥有自主性、自学习能力以及人工智能的软件实体，Agent间可以跨越不同的计算平台进行相互通信。这些特点使得Agent技术可以满足采购中供需企业地理上分布、信息动态变化、企业间可扩展、可重构的需求，因而基于Agent的材料采购与管理系统的研究将有重要意义。

二、多Agent系统

多Agent 系统是一个开放的、动态的、分布的系统。每一个Agent 不仅可以预置参数,还可以在运行过程中根据具体的环境变化,通过人机界面手动地修改参数设置；同时,Agent 具有自学习功能,能够在积累了一定的学习经验后挖掘出预测性的知识,及时动态地调整变量配置，在评价系统的保障下实现系统最优与企业个体最优的协调统一。

材料采购的终极目标是提高产品质量、降低产品成本、增加客户的满意度，实现协作多方的利润最大化。但在协作多方中，每个实体都是具有自主性或半自主性的个体，他们考虑的重点不是协作的多方，往往是个体利润最大化。在这个目标下，协作多方的信息流会因为企业个体的影响发生滞留和阻塞，直接导致多方合作得不到优化保证。Agent善于处理信息不对称状态下的事务，具有自学习的功能，可以根据知识库中的储备，分析现有状态信息，推导出隐含状态信息，并将这些结论信息发送至相关的Agent进行协商讨论。参与协商的Agent 会遵照各自的规则约束计算并评价目前方案的可行性以及是否满足个体利益和整体利益协调的要求。

三、基于多Agent系统的材料采购设计

1.多Agent体系结构

实际应用于企业的Agent体系结构如图1所示，主要包括：资源管理模块、信息管理模块、通信管理模块、决策和智能控制模块、推理模块。其中各个模块的功能和特点如下图1所示。

资源管理模块：用于对各种资源信息的管理，涉及企业生产需求和物流供应链的各种资料，包括车辆、仓库、生产设备等的使用信息。该模块负责新增加资源的注册，报废资源的注销，资源的使用登录，分配和管理等。其他Agent只是发出资源申请，由资源管理Agent返回资源分配信息。

信息管理模块：该模块提供了对Agent环境信息和自身的信息进行管理，以及对相关Agent之间信息的交互和任务的协调管理。

通信管理模块：该模块是Agent与其他Agent之间的消息传递的接口。每个Agent组中Agent在通信中的消息在此处打包封装，或将接受到的消息解包或解释，以及将消息发送到合适的Agent。当有多个消息同时到达时，I/O建立消息队列等待处理。

决策和智能控制模块：该模块将接受到的信息通过推理模块得出推理结果，并转变成Agent能够理解的语言格式，然后在Internet/Intranet网上进行检索，并同时通过企业Intranet与其他Agent进行信息交互。

推理模块：该模块是Agent的核心，包括任务表、任务表管理、知识库、规则库及规则管理系统。推理模块为信息处理模块以及决策和智能模块提供信息和依据。

2.基于多Agent技术的材料采购体系结构

在此系统模型的设计中主要有两大主体：材料需求方和供应商。材料需求方站点是由多个独立的采购Agent和管理Agents组成，他们组成了集中式的多Agent体系结构。需方站点的多个Agent是分布的，每个Agent代表了来自生产、销售的采购和管理人员，他们组成了一个完全图的拓扑结构，目的是可以进行点到点的直接通信；在供应商站点设有智能Agent，代替供应商完成商务销售活动。为此，多个分散的供应商Agent与需方集中式的多个Agent构成了混合式多Agent体系结构。

材料需求方站点的多个采购Agent和管理Agent是系统的核心，完成大部分主要的采购与管理任务，如谈判、协商和合作等。然而，系统不仅包含采购Agent与管理Agent，还包含其他类型的Agent，如人机界面Agent、交易Agent、协商Agent等，将各种Agent综合在一起可以更好的实现自动交易与企业信息共享，实现实时沟通。而多个Agent的交互过程主要包括三个方面：人与Agent之间的交互，各类Agent之间的交互，Agent与外界环境的交互。这三类交互在完成采购交易与管理活动的不同阶段起到不同的作用。

整个材料采购体系结构如图2所示：

四、案例应用――基于多Agent技术材料采购的实现

企业整个采购与管理活动流程可分为四个阶段：信息收集整理阶段、协商谈判阶段、成交阶段和与企业内部其他部门沟通合作阶段。每个阶段都由不同的Agent来完成相应的工作。

1.准备阶段

企业用户通过RFID技术和WSN技术实现了对库存货物盘点，整理出最新货物清单，并实时地将相关信息传输至材料Agent系统。需方接口Agent负责激活用户界面Agent，从那里获得用户想要了解的材料信息，包括材料名称、数量和可接受的价格范围，并将这些信息整理后发给需方Agent。需方Agent再根据收到的材料信息，对已有业务往来的及潜在的提供相关材料供方的信息进行评估和筛选，将需求信息发给众多供方Agent。企业用户在自己的相关信息时要具有一定的格式，便于检索和浏览。

人机界面Agent通过企业浏览器获取用户需求，了解用户偏好，并对用户需求进行详细描述，将描述的需求信息告知搜索Agent。

搜索Agent搜索能满足需求的潜在供应商，对供应商进行筛选，找出可匹配的供应商。把结果告诉管理员材料Agent。

2.谈判阶段

材料Agent接收到用户需求信息和可匹配的潜在供应商信息后，根据供应商的数量，从中查找各采购Agent的能力状态信息，并派遣有能力的采购Agent分别与供应商Agent进行谈判。参与谈判的采购Agent各自保留自己的谈判结果。

谈判结束后，各采购Agent依据协商模型规定的约束条件就商品多属性的权重进行两两协商，将协商结果写到黑板的共享知识区。各采购Agent根据最终确定的权重来计算自己谈判结果的效用值，并把其写入黑板的知识共享区。管理监控Agent选出效用值最大的为最终可选的供应商。

3.成交阶段

管理监控Agent派遣采购Agent与最终选中的供应商签订合同，该合同应该包括商品的数量、质量、价格、交付时间、支付方式、运输服务等相关选项。

人机界面Agent从黑板上读取谈判协商后的最终结果，把其提交给企业用户的同时，还提交给交易Agent。

交易Agent通过认证中心、电子银行等第三方机构进行安全交易，保留在交易过程中获取的信息知识。

整个采购流程结束。

4.企业内部其他部门沟通合作阶段

企业内部不同系统间多个Agents谈判，就是为了共同利益相互合作与协商，使得采购与管理环节最优化。它们共同组成了集中式的多Agent体系结构。每个Agent代表了来自生产、销售等部门的不同采购、管理人员，他们组成了一个完全图的拓扑结构，目的是可以进行点到点的直接通信。

参考文献：

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