基于多Agent的供應(yīng)鏈協(xié)同信息系統(tǒng)研究①

武漢大學(xué)國際軟件學(xué)院 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院 朱劍鋒

通過何種方法實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上各成員間的信息共享與服務(wù)？如何解決供應(yīng)鏈協(xié)同中各成員企業(yè)信息不均衡？所有問題的解決都非常有必要依賴先進(jìn)的信息技術(shù)。本文在分析供應(yīng)鏈協(xié)同環(huán)境的基礎(chǔ)上，提出了一種基于多Agent的供應(yīng)鏈協(xié)同管理信息系統(tǒng)模型，供企業(yè)參考。

1 基本概念

1.1 供應(yīng)鏈及供應(yīng)鏈管理

供應(yīng)鏈管理是指在以客戶需求為中心的前提下，對供應(yīng)鏈中所涉及的信息流、資金流、物流等環(huán)節(jié)進(jìn)行計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)、控制等一系列的管理活動(dòng)，從而增強(qiáng)整個(gè)供應(yīng)鏈的競爭力，提高供應(yīng)鏈中各企業(yè)的效率和效益。美國營運(yùn)管理協(xié)會(huì)(APICS)的定義是：“通過設(shè)計(jì)、規(guī)劃、執(zhí)行、控制和監(jiān)管供應(yīng)鏈中所有活動(dòng)來完成供應(yīng)鏈的共同目標(biāo)，為供應(yīng)鏈中成員構(gòu)建一個(gè)有競爭力的市場環(huán)境，充分利用全球物流，協(xié)同全球范圍內(nèi)的市場需求平衡”。

1.2 多Agent系統(tǒng)

多Agent系統(tǒng)是由多個(gè)相互作用、相互聯(lián)系的Agent構(gòu)成的系統(tǒng)環(huán)境。多Agent系統(tǒng)是指一些Agent通過協(xié)同合作完成某些任務(wù)或達(dá)到某些目標(biāo)的計(jì)算系統(tǒng)。這種系統(tǒng)表示一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域或者一個(gè)問題需要多個(gè)問題求解實(shí)體，并具有傳統(tǒng)分布、并發(fā)問題求解的特點(diǎn)，還具有復(fù)雜交互模式。

多Agent系統(tǒng)的諸多特性，與供應(yīng)鏈協(xié)同管理的需求剛好相符，解決了供應(yīng)鏈協(xié)同管理系統(tǒng)的技術(shù)壁壘。針對不同的具體任務(wù)，供應(yīng)鏈各企業(yè)可以根據(jù)不同目標(biāo)構(gòu)造出各種不同類型的Agent來完成一些動(dòng)態(tài)決策任務(wù)。目前多Agent系統(tǒng)被大量引用來構(gòu)造復(fù)雜分布式信息處理系統(tǒng)框架。

2 供應(yīng)鏈協(xié)同管理

2.1 供應(yīng)鏈協(xié)同管理的概念

供應(yīng)鏈協(xié)同管理指以核心企業(yè)為主，通過供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)間企業(yè)間信息流、資金流、物流、商流相互合作進(jìn)行的有效管理和控制，從而達(dá)到以最低的企業(yè)運(yùn)作成本來提高供應(yīng)鏈整體運(yùn)作能力的目的。

供應(yīng)鏈協(xié)同管理以信息服務(wù)為主線，引用先進(jìn)協(xié)同技術(shù)，強(qiáng)化協(xié)同機(jī)制。從供應(yīng)鏈系統(tǒng)全局開始，增強(qiáng)各節(jié)點(diǎn)內(nèi)部和上下游節(jié)點(diǎn)之間的信息流通；在協(xié)同技術(shù)的支撐下挖掘有價(jià)值的信息，進(jìn)而提高供應(yīng)鏈?zhǔn)袌雒艚荻?，提升供?yīng)鏈整體競爭力。同時(shí)，降低供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的運(yùn)作成本，使其效益最大化，實(shí)現(xiàn)“共贏”的美好藍(lán)圖。

2.2 供應(yīng)鏈協(xié)同管理環(huán)境

供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)，并且由圍繞核心企業(yè)的制造商、供應(yīng)商、代理商、消費(fèi)者組成。供應(yīng)鏈可理解為是一些由合作伙伴關(guān)系組成的多層網(wǎng)絡(luò)集合，除消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)外，其他節(jié)點(diǎn)可理解為企業(yè)節(jié)點(diǎn)(Enterprise node，EN)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)和相鄰的消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)、供應(yīng)商節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。節(jié)點(diǎn)企業(yè)可能是一個(gè)單獨(dú)的企業(yè)，也有可能是相關(guān)聯(lián)企業(yè)的組合。這些節(jié)點(diǎn)企業(yè)必須與分布在不同自主的合作伙伴節(jié)點(diǎn)間相互協(xié)同，才能夠使整個(gè)供應(yīng)鏈產(chǎn)生更多效益。供應(yīng)鏈管理協(xié)同包括供應(yīng)協(xié)同、生產(chǎn)協(xié)同、需求協(xié)同等信息流協(xié)同，也包括資金流、物流的協(xié)同。

3 基于多Agent的供應(yīng)鏈協(xié)同管理信息系統(tǒng)模型

供應(yīng)鏈協(xié)同管理信息系統(tǒng)旨在采用現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)手段，促使供應(yīng)鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行有效的信息溝通，真正實(shí)現(xiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)間的信息共享與服務(wù)，推進(jìn)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)間協(xié)同合作，最終提升供應(yīng)鏈整體效率。

3.1 基于多Agent的供應(yīng)鏈協(xié)同管理信息系統(tǒng)模型的闡釋

供應(yīng)鏈協(xié)同管理關(guān)鍵難題在于信息交互和共享，并且任何一個(gè)管理職能不可能由其中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)完成。節(jié)點(diǎn)企業(yè)間信息的交互和任務(wù)獲取變得非常復(fù)雜。

供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)建立相應(yīng)的Agent系統(tǒng)，構(gòu)成了供應(yīng)鏈協(xié)同關(guān)系網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)企業(yè)Agent通過供應(yīng)鏈協(xié)同關(guān)系網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同，從而構(gòu)成一個(gè)多Agent的供應(yīng)鏈協(xié)同系統(tǒng)?；诙郃gent的協(xié)同供應(yīng)鏈管理信息系統(tǒng)由供應(yīng)商Agent、銷售Agent、客戶Agent以及物流Agent組成。他們之間通過Internet進(jìn)行信息共享，同時(shí)還有監(jiān)測Agent和協(xié)調(diào)Agent實(shí)時(shí)對整個(gè)平臺進(jìn)行監(jiān)測和協(xié)調(diào)，一旦供應(yīng)鏈模型中內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生變化，內(nèi)部各節(jié)點(diǎn)可以相互溝通，共同決策，在各企業(yè)擁有共同的愿景的前提下實(shí)現(xiàn)共贏。

其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)Agent主要由協(xié)同知識在線學(xué)習(xí)器、供應(yīng)鏈協(xié)同推理器、協(xié)同方案產(chǎn)生器等組成：

(1)協(xié)同知識在線學(xué)習(xí)器。該部件主要是節(jié)點(diǎn)Agent在協(xié)同過程中，根據(jù)供應(yīng)鏈知識庫中相關(guān)知識和信息，學(xué)習(xí)協(xié)同中專業(yè)術(shù)語，更新協(xié)同思想，產(chǎn)生新的知識。

(2)供應(yīng)鏈協(xié)同推理器。協(xié)同Agent中該部件主要根據(jù)供應(yīng)鏈環(huán)境下案例推理模型和技術(shù)從協(xié)同案例庫中找出相似案例，進(jìn)行協(xié)同思想初始化。

(3)協(xié)同方案產(chǎn)生器：該部件根據(jù)協(xié)同推理器和供應(yīng)鏈知識庫的學(xué)習(xí)，加上供應(yīng)鏈協(xié)同規(guī)則完成協(xié)同方案的制定，然后通過供應(yīng)鏈關(guān)系網(wǎng)發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)企業(yè)，反饋后進(jìn)行重復(fù)1～3的過程，最終形成供應(yīng)鏈協(xié)同關(guān)系網(wǎng)各企業(yè)認(rèn)可的方案并進(jìn)行實(shí)施。

3.2 協(xié)同模型中多Agent的職能

(1)供應(yīng)商Agent。該Agent可能由多個(gè)成員組成，主要處理生產(chǎn)制造型企業(yè)的原材料采購，配合原材料生產(chǎn)等主要工作。在供應(yīng)鏈模型中，原材料供應(yīng)商可以參與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、質(zhì)量的監(jiān)控，從而可以縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率；保證原材料庫存協(xié)同市場供貨需求。因此，供應(yīng)商Agent的輸入元素有生產(chǎn)投入、協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)、協(xié)同產(chǎn)品包裝、庫存管理、質(zhì)量監(jiān)控等，輸出元素則包括了原材料、信用、合作伙伴關(guān)系。

(2)制造商Agent。該Agent根據(jù)市場需求接受訂單，然后根據(jù)訂單要求進(jìn)行產(chǎn)品計(jì)劃、組織生產(chǎn)，同時(shí)，將原材料庫存信息以及原材料型號等內(nèi)容及時(shí)向供應(yīng)商發(fā)送，最后將成品發(fā)送到企業(yè)產(chǎn)品庫存。制造商Agent的輸入包括接受訂單、訂購原材料、投入生產(chǎn)、控制質(zhì)量，輸出主要包括產(chǎn)成品、產(chǎn)品合格率以及訂單完成率。

(3)銷售Agent。銷售Agent包含分銷商Agent和零售Agent。它們統(tǒng)一負(fù)責(zé)產(chǎn)品銷售和產(chǎn)品市場的開發(fā)，同時(shí)提供完善的售后服務(wù)。

(4)物流Agent。該Agent主要負(fù)責(zé)以上各個(gè)Agent的物流配送、運(yùn)輸、包裝等服務(wù)。保證在最短的時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)品送至客戶手中，其輸入要素主要有運(yùn)輸工具、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品加工等增值服務(wù)；輸出包括實(shí)時(shí)物流服務(wù)、物流成本的降低。

(5)協(xié)調(diào)Agent。該Agent主要是獲取監(jiān)測Agent的實(shí)時(shí)信息后進(jìn)行各個(gè)Agent之間的協(xié)調(diào)工作，能夠使供應(yīng)鏈在最短的時(shí)間內(nèi)對異常事件進(jìn)行處理和控制，并且相互協(xié)調(diào)達(dá)到最佳的效果。該Agent內(nèi)包含知識能力偏好Agent，根據(jù)供應(yīng)鏈和市場各方的知識市場和專家市場獲取的信息存在于Agent當(dāng)中，當(dāng)鏈條中出現(xiàn)異常，在第一時(shí)間系統(tǒng)可以根據(jù)知識系統(tǒng)馬上進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，提高供應(yīng)鏈的運(yùn)作能力和反應(yīng)速度。該Agent輸入要素是監(jiān)測Agent的實(shí)時(shí)信息和各Agent提供的共同信息；輸出要素主要是信息共享服務(wù)、協(xié)調(diào)服務(wù)等。

4 結(jié)論

信息協(xié)同是供應(yīng)鏈協(xié)同管理成功與否的關(guān)鍵因素之一。供應(yīng)鏈上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)只有實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的信息共享和服務(wù)，供應(yīng)鏈才能真正意義上的滿足客戶需求，保證市場需求信息不會(huì)失真。只有這樣，才能有效解決現(xiàn)有階段供應(yīng)鏈管理中出現(xiàn)的種種壁壘，比如“牛鞭效應(yīng)”、代理欺詐等問題，實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)企業(yè)間的“無縫連接”，從而達(dá)到供應(yīng)鏈中各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的“共贏”的美好目標(biāo)。

多Agent系統(tǒng)為相對獨(dú)立、又有協(xié)作的供應(yīng)鏈協(xié)同管理提供了良好的技術(shù)方案。本文提出的基于多Agent的供應(yīng)鏈協(xié)同管理系統(tǒng)模型，是供應(yīng)鏈協(xié)同管理的技術(shù)協(xié)同層面的有益探索，具有一定的參考價(jià)值。

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