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一种基于Multi-Agent的供应商选择系统

2009-10-20 21:38:00作者：来源：

摘要构建了一种基于Multi-Agent的供应商选择系统，给出了其中各主要组成部分的结构和功能，并提出了一种基于Vickrey拍卖的改进的合同网协议，作为制造商Agent和供应商Agent的协商策略，最后描述了他们之间的交互过程。 ...

0 引言

    供应商的选择是供应链运行的基础，它在交货、产品质量、库存水平、价格等方面都会对制造商产生很大的影响。Agent是具有反应性、预动性和自治性的智能软件实体。Multi-Agent是一种多Agent系统，它具有分布式和跨平台的特点。目前，将Agent应用到供应链管理领域的一个重要方向就是利用Agent构建企业的信息基础平台，把Agent作为供应链协调和通信的软件实体，控制和管理企业供应链的运行。

    从目前掌握的文献来看，文献[1]根据多属性效用理论，提出了一种基于Multi-Agent的供应链框架结构，该结构采用多属性协商机制作为供应链中Agent如何合作的解决方案。文献[2-4]将企业的各个功能单元建模成自治的Ageni，比如运输Agent、订单Agent等，这些Agent通过合作来共同完成任务，探讨了怎样才能使各功能单元Agent进行有效的合作等问题。文献[5]提出了一种其软件实现更为安全稳健的改进的多专家层次分析法来选择供应商，进而建立供应商选择软件的UML功能模型，给出了该方法在供应商选择中的具体应用。文献[6]应用灰色关联理论，提出了一个定量评价选择供应商的算法，并从理论依据、模型建立、实例计算以及伪码实现几个方面表述了该算法。

    以上研究从各个不同层面给出了构建供应商选择系统的方法，但都没有给出较为全面和完善的解决方案，系统的可行性和实用性有待考证。本文集成多种供应商选择算法，构建了一个基于Multi-Agent的供应商选择系统，探讨了该系统中制造商Agent和供应商Agent之间的协商策略，该系统具有很好的兼容性和扩展性。

1 基于Multi-Agent的供应商选择系统

    1.1 系统的逻辑结构

    本文提出一种基于Multi-Agent的供应商选择系统的逻辑结构，如图1所示。

图1 系统逻辑结构图

    制造商Aegnt是其所处供应链的核心。制造商Aegnt根据需要向协商服务中心发送消息，由协商服务中心来寻找合适的合作伙伴，并按照一定的协商算法与一个或多个供应商达成一致，发送合同，如经过较长时间的合作考核，与之进行长期的战略合作。

    协商服务中心是制造商Aegnt和供应商Agent通信的桥梁，它主要负责目录寻址服务和Ontology服务。

    供应商Agent的主要功能是向协商服务中心注册其服务，并通过协商服务中心与制造商Agent进行在线协商，达成合作关系继而努力达到战略合作的目的。在战略合作达成以后，它还可能提供一些其自身的经营管理信息给制造商，以达到降低供应链成本，优化供应链的目的。

    1.2 系统中各部分的组成

    1.2.1 制造商Agent的组成

    图2给出了制造商Agent的组成。

图2 制造商Agent的结构

    管理Agent：协调采购Aegnt、库存Agent、制造Agent，根据采购Agent发来的需求信息并参考库存Agent的相关数据制作投标书，发给协商服务中心；负责从方法库中选取最合适的算法对备选供应商进行综合评价；当采购协议达成后，发送完成消息给制造Agent。

    采购Agent：从企业数据库中提取数据，判断是否要进行采购，如果是，发送相关消息给管理Agent。

    库存Agent：应管理Agent的要求，从企业数据库中提取库存信息，并将分析整理的结果传回管理Agent。

    制造Agent：接收管理Agent的采购完成消息，进行产品制造前的准备工作，并通知企业制造部门进行制造。

    此外，系统还预留了企业功能Agent接口，可以根据业务需要加入相应的功能Agent。

    企业数据库：负责收集企业内部ERP系统运行的数据以及企业的库存情况等相关信息。

    方法库：整合了一些供应商评价与选择算法，由管理Agent根据具体情况进行选取。

    1.2.2 供应商Aegnt的组成

    图3给出了供应商Agent的组成，其结构与制造商Agent类似。

图3 供应商Agent的结构

    管理Agent：负责从协商服务中心接收招标信息，根据订单Agent发来的现有订单情况和库存Agent发来的现有库存情况决定是否投标，若投标，向协商服务中心发送投标书。

    订单Agent：负责供应商现有订单情况的管理与更新。

    库存Agent、制造Agent以及企业数据库的功能与制造商的类似。

    1.2.3 协商服务中心的组成

    协商服务中心的组成如图4所示。

图4 协商服务中心的结构

    制造商接口Agent和供应商接口Agent负责协商服务中心与制造商Agent和供应商Agent的通信。

    协商中介Agent负责交互协议的执行。当它接到从制造商Agent传过来的招标消息时，通过目录服务Agent寻找符合条件的供应商的地址，将消息广播至各供应商Agent；当它接到相关供应商Agent传过来的投标消息时，通过投标消息内附带的地址，将数据传送至指定制造商Agent，同时对相关数据进行备份，负责对整个协商过程进行监督。

    目录服务Agent(Dierctory Facilitator)提供整个平台的黄页服务，供应商Agent可以通过协商中介Ageni向其注册产品和服务。

    Ontology服务器对每个领域制定规范的知识表达，给协商系统提供一个在语言通信、相关的知识如定义、属性、约束等方面的标准。

    1.3 系统中制造商Agent与供应商Agent之间的协商策略

    目前比较成熟的Multi-Agent协商模型主要有黑板模型、合同网模型、关系网模型等。系统采用基于Vickrey拍卖的改进的合同网模型：

    (1)在制造商Agent进行招标的时候，对招标的合同附带约束条件，如需要在何时之前投标，对能力的最低要求以及最多可使用的资源等。协商服务中心可以根据这些约束条件，对供应商Agent进行一个初步的筛选，只将投标书广播给那些满足约束条件的供应商Agent，同时，供应商Agent也可以根据约束条件来最终决定是否投标。如决定投标，也可在给协商服务中心发送信息时加上自己对合同的约束条件。这样就可以有效减少不必要的通信。制造商Agent在进行合同指派时，也会加上时间约束，在规定的时间间隔内如果合同承担方不能及时回复确认信息，则制造商就会重新进行新一轮招标。

    (2)在传统的合同网中加入承诺解除机制和违约代价。当一个供应商Agent接受合同后，就要遵守合同的规定，一旦它不能继续执行合同，就必须及时将情况通知相关制造商Agent，由制造商Agent对其进行违约惩罚。例如，对供应商收取一定数量的违约金。

    (3)用信用等级来标记供应商Agent遵守承诺的可靠程度。供应商Agent如果对获得的合同遵守执行，此供应商会被认为是诚实可靠的。相反，如果某个供应商Agent出现了违约情况，则由协商服务中心降低其信用等级，使其难以再次获得合同。这样做能够有效解决供应商Agent的随意投标和恶意违规问题。

    根据以上分析，本系统中制造商Agent与供应商Aegnt的交互过程可简要描述如下：

    1)制造商Agent中，采购Agent向管理Aegnt发送采购需求，管理Agent参考库存Agent的数据制定招标书并附带相应的约束条件，将招标书发送给协商服务中心。

    2)协商服务中心接到标书后，通过目录服务Agent搜索适当的供应商，广播招标书。

    3)招标信息到达相应供应商Agent后，由管理Agent根据订单Agent和库存Agent的情况进行计算，并检查是否满足招标书的约束条件。若所有条件均满足，将自己的相关信息以及对所供应产品的叫价制作成投标书，发回协商服务中心。

    4)协商服务中心对投标书进行核对，核对无误后，将所有投标书发给制造商Agent。

    5)制造商Agent中，如果管理Agent在一定时间段内没有收到任何投标信息，则考虑降低约束条件重新投标，否则放弃，采购失败；如果收到若干投标书，管理Agent从方法库中选择恰当的评价算法对所有投标供应商进行综合评价，得出一个最终评分值，然后根据Vickrey拍卖协议选择合适的供应商和叫价，向其发送中标通知。

    6)协商服务中心接到中标通知后检查制造商Agent是否遵守了Vickrey拍卖协议，若无问题，将中标通知发送给相应供应商，否则，返回给制造商进行修改，直至符合为止。

    7)收到中标通知的供应商Agent检查无误后，发送确认消息，成功完成交互。

    8)接受合同的供应商如果因为能力和环境的变化而无法完成合同或只能完成部分合同，则及时将具体情况通知制造商Agent。制造商Agent重新招标或仅对剩余采购任务进行招标，同时对此供应商收取违约金，并通知协商服务中心降低其信用等级。

2 结束语

    快速、合理、正确地选择供应商是现代供应链管理中极其重要的一环。本文利用Agent技术，探讨了基于Multi-Agent的供应商选择系统的实现，给出了系统中关键Agent之间的协商策略。该系统中一些功能Agent与企业的相应生产或管理部门结合紧密，既利用了Agent的自治性，又体现了企业自身的意愿，因而能够高效地选出符合企业要求的供应商。另外，系统所采用的协商策略——基于Vickrey拍卖的改进的合同网模型使得供应商不得不合理叫价，同时减少了系统的通信负荷并有效抑制了供应商的随意投标和恶意违规现象。

参考文献

    [1]XueXiaolong，LIXiaodong，ShenQiping，Wangyaowu.An agent-based framework for supply chain coordination in construction. Automation in Construction，2005，14∶414-428.
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    [4]Ito T，AbadiSAgent-based material hand lingandinventory planning in warehouse. Joumal of Intelliegnt Manuafctuirng，2002，13∶201-209
    [5]王荣培，万麟瑞。多专家AHP的算法改进及其在供应商选择模型中的应用，计算机应用与软件，205，22(7)∶89-90
    [6]李碾，李玉枕，任磊.利用灰关联理论定量评价选择供应商的算法研究，计算机应用与软件，2004，12(8)∶09-39.