基于Web語義和Agent技術(shù)的共同配送研究

金致遠 鄒華勝

摘 要： 為了解決中小企業(yè)物流配送過程成本高、效率低的問題，提出一種基于Web 語義和Agent技術(shù)的共同配送智能化協(xié)作方法。給出基于Web語義和多Agent系統(tǒng)的共同配送智能模型，構(gòu)建了多Agent系統(tǒng)中Agent分工協(xié)作及任務(wù)安排流程，通過FIPA?ACL語言規(guī)范結(jié)合Web語義RDF，建立并擴展了多Agent之間的通信語義。依據(jù)通信語義提出了物流服務(wù)買方主導(dǎo)下的多Agent自動化協(xié)商方法，最后基于NetLogo平臺結(jié)合FIPA?ACL和RDF對共同配送過程進行了實例仿真模擬。結(jié)果證明，該方法能夠有效開展中小企業(yè)與物流服務(wù)供應(yīng)商之間的通信和協(xié)商過程，為物流共同配送技術(shù)優(yōu)化提供了發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞： Web語義； Agent技術(shù)； 共同配送； 通信語義； 自動化協(xié)商； NetLogo平臺

中圖分類號： TN911?34； TP39 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）14?0147?03

Research on joint distribution based on Web semantics and Agent technology

JIN Zhiyuan， ZOU Huasheng

（School of Information Engineering， Ningbo Dahongying University， Ningbo 315175， China）

Abstract： An intelligent joint distribution method based on Web semantics and Agent technology is proposed to solve the problems of high cost and low efficiency of logistics distribution process for small and medium enterprises. The smart model of joint distribution based on Web semantics and multi?agent system is presented. Agent collaboration and task scheduling process in multi?agent system are constructed. The communication semantics among multiple agents is established and expanded by using the language specification FIPA?ACL and combining with the Web semantics RDF. According to the communication semantics， a multi?agent automatic negotiation method in favor of the buyer in logistic service is put forward. A case simulation was conducted based on the NetLogo platform and in combination with the FIPA?ACL and RDF for the joint distribution process. The results show that the method can make the communication and negotiation processes between small and medium enterprises and logistic service suppliers effective， and provide a development direction for optimization of the joint distribution technology in logistics.

Keywords： Web semantics； Agent technology； joint distribution； communication semantics； automatic negotiation； NetLogo platform

0 引 言

共同配送方式的出現(xiàn)，對有效解決中小企業(yè)物流運輸成本優(yōu)化、提升運輸效率提供了一個重要方向?！岸鄬σ弧蹦Ｊ绞悄壳笆袌錾蠎?yīng)用較為廣泛的共同配送模型。即多個中小企業(yè)由于受制于資金成本問題而采用同一個物流服務(wù)配送的過程。它強調(diào)企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與物流供應(yīng)商之間的協(xié)作交互以達到配送信息正確、利益均衡、服務(wù)高效的目的。組織協(xié)調(diào)難度大、利益分配矛盾多從而導(dǎo)致物流服務(wù)購買等待時間長、進而浪費人力物力是該配送過程中出現(xiàn)的主要問題。IT和通信技術(shù)的進步為共同配送過程的信息有效交互而快速形成物流服務(wù)購買提供了重要發(fā)展方向。

很多研究者對物流共同配送過程進行了相關(guān)的研究，Oleary D E對共同物流配送中供應(yīng)鏈進行了重點解析[1]。文獻[2]從物流的成本角度出發(fā)，對物流共同配送中的成本優(yōu)化進行了解釋。Arkadiusz Kawa分析了Agent技術(shù)對于物流供應(yīng)鏈的應(yīng)用[3]，并認為這種服務(wù)是可行的。何景華分析了中小型企業(yè)對共同配送的需求[4]。左鵬從供應(yīng)鏈管理角度驗證了開展共同配送模式的必要性[5]。肖純以日本7?11便利店的共同配送為例[6]，提出3種典型共同配送模式。胡小文對配送過程中的利益問題進行了研究[7]。

本文嘗試從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能化手段出發(fā)，基于Agent技術(shù)[8]和Web語義[9]，建立物流共同配送協(xié)作模型。構(gòu)建了共同配送流程，給出了Agent有效通信過程，設(shè)計了Agent結(jié)合RDF開展通信動作。基于買方視角建立了Agent智能協(xié)商過程。

1 智能模型

Web語義主要包括XML，資源描述框架（RDF）和本體，其主要是為了更好地表達和理解數(shù)據(jù)和信息，而其主要特征就是它的互操作性。Agent技術(shù)能使分布式信息系統(tǒng)進行快速的信息查詢、談判、協(xié)商，這使Agent便捷地在Web語義上尋求潛在的合作伙伴?；赪eb語義和多 Agent系統(tǒng)的物流協(xié)作恰好滿足了共同配送需求，智能模型如圖1所示。

基于共同配送智能模型，面向多Agent技術(shù)和Web語義的共同配送工作流程如圖2所示。

2 Agent通信

Agent技術(shù)是在滿足通信要求下的語義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信息交互主要以一定的動作手段實現(xiàn)，按照FIPA協(xié)議[10]的規(guī)定，Agent一般通信語義可以表現(xiàn)為：

：sender （Agent?identifier） //需求方

：receiver （Agent?identifier） //接收方

：content（action） //通信信息和動作

：reply?with （） //識別者

通信信息和動作表示多Agent之間的交互模式，目前，F(xiàn)IPA?ACL開放了22種動作過程。

本文嘗試把RDF信息集成于一般Agent通信語義中以實現(xiàn)各個Agent之間更快速的搜索和準備交互。搜索Agent把有效物流供應(yīng)商返回給查詢者的消息過程可以表示為：

（inform

：sender （Agent?identifier ：name Search）

：receiver （set （Agent?identifier ：name query））

：content

"（result

（action （find?resource ： query...））

（"<？xml version="1.0"？>

shanghai

china

14， pudong

+021?8355676

"）

：language fipa?sl

：ontology logistics?providers

：in?reply?to query00001）

Inform表示了消息類型為通知，一家在上海的物流服務(wù)供應(yīng)商滿足了本體搜索要求。通過上述基于本體識別的搜索過程，初步尋求到了滿足需求的物流服務(wù)供應(yīng)商。

3 Agent自動化協(xié)商

3.1 共同配送協(xié)商模型

當(dāng)需求方面向多個物流供應(yīng)商時，協(xié)商在所難免，自動化協(xié)商[10]主要表現(xiàn)為剔除人為因素的左右，進而達到雙方利益的平衡，實現(xiàn)協(xié)商目標最大化。協(xié)商方法依據(jù)雙方溝通而確定。面向Agent的物流配送自動化協(xié)商模型的數(shù)學(xué)模型為：N=，B表示買方Agent，這里表示為共同配送中小制造企業(yè)，其構(gòu)成應(yīng)該有B1，B2，…，Bn，n表示買方數(shù)量；S表示賣方Agent，即為物流服務(wù)供應(yīng)商；G表示影響協(xié)商結(jié)果的主要特性因素，可為價格、時間、配送車輛級別等；V表示協(xié)商條目，即每次雙方協(xié)商的關(guān)于協(xié)商特性的提議；T表示協(xié)商回合數(shù)；R表示一定策略下的協(xié)商結(jié)果。共同配送有效協(xié)商的過程就在于在T回合內(nèi)，通過一定策略，通過滿足特征G而生成T，最終達成B與S之間關(guān)于R的協(xié)商結(jié)果。

3.2 基于買方主導(dǎo)的共同配送協(xié)商流程

由于買賣過程中，買方具有資金優(yōu)勢而在協(xié)商過程中總體處于主導(dǎo)地位。自動化協(xié)商在實際操作中表現(xiàn)為賣方提議，買方評價的過程。本文提出基于買方主導(dǎo)策略下的個體企業(yè)Bi（i=1，2，…，n）與供應(yīng)商S自動化協(xié)商過程其流程如圖3所示。

4 實 例

基于典型BDI Agent模型結(jié)合RDF語義，這里給出一個面向共同配送的Agent通信和協(xié)商實例。Agent買方為10家企業(yè)，其編號為1～10。物流服務(wù)供應(yīng)商Agent個數(shù)為3家，其編號分別用綠、紅、藍來表示。對于企業(yè)設(shè)置其需求特性和企業(yè)配送貨物特性。對于物流供應(yīng)商，設(shè)置其本體屬性?；谏鲜鐾ㄐ艆f(xié)議和協(xié)商規(guī)則，基于NetLogo編程語言進行實驗仿真。仿真實驗中主要包括以下三大內(nèi)容：

1） Agent模塊。多Agent仿真系統(tǒng)中，Agent可分為企業(yè)（買方）Agent和物流供應(yīng)商（賣方）Agent和本體Agent，基于典型BDI特性，在NetLogo環(huán)境中分別建立這三種基本模塊內(nèi)容。

2） 通信模塊。企業(yè)Agent首先向本體Agent進行搜索查詢，進而在對滿足查詢內(nèi)容的物流服務(wù)Agent進行有效通信?；贔IPA協(xié)議，在NetLogo語言對這一過程進行有效設(shè)置。

3） 協(xié)商模塊。協(xié)商模塊主要參考上述過程中以賣方不斷提價，買方評價的方式展開。這里設(shè)置賣方的讓步函數(shù)為時間讓步，即隨著時間的改變設(shè)置不同的數(shù)值。其他非數(shù)值條件也可通過模糊設(shè)置來完成。在NetLogo環(huán)境中設(shè)置初始值，其基本運行界面如圖4所示。

綠色小球、藍色矩形、紅色方塊分別表示10個共同配送仿真對象，顏色代表它們所對應(yīng)的物流服務(wù)供應(yīng)商。根據(jù)初始設(shè)置，企業(yè)1，6，9可由物流服務(wù)A，企業(yè)4，5，8可由物流服務(wù)B，企業(yè)2，3，7，10可由物流服務(wù)C來完成共同配送過程。仿真的實驗結(jié)果表明，基于兩類技術(shù)的供應(yīng)鏈仿真確實實現(xiàn)了物流配送需求。

5 結(jié) 語

本文主要對物流供應(yīng)鏈仿真進行重點研究，突出Web語義和Agent技術(shù)在物流仿真中的應(yīng)用。通過實驗發(fā)現(xiàn)，通信模塊下的兩類技術(shù)應(yīng)用確實能夠達到中小企業(yè)共同配送的需求。今后將注重在方法的實際可操作性與仿真結(jié)果對比分析方面開展工作。

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