基于MAS的“貨到人”物流揀選系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

王恒喆

【摘要】“貨到人”物流揀選系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，本文采用混合式多智能體體系結(jié)構(gòu)與協(xié)商機(jī)制來(lái)設(shè)計(jì)“貨到人”物流揀選系統(tǒng)，結(jié)合慎思型智能體與反應(yīng)型智能體的優(yōu)點(diǎn)，利用混合式分層設(shè)計(jì)，按照功能把物流揀選系統(tǒng)劃分成一些基本模塊，將每個(gè)功能模塊抽象成子MAS或者Agent。

【關(guān)鍵詞】貨到人揀選系統(tǒng) MAS

我國(guó)的電子商務(wù)行業(yè)發(fā)展迅速，面臨大量的物流揀選任務(wù)，最近幾年新興了“貨到人”物流揀選模式，該模式解決了大量的人工，揀選時(shí)間長(zhǎng)效率低，而且容易出現(xiàn)差錯(cuò)，由于訂單處理錯(cuò)誤造成的退換貨操作麻煩等問(wèn)題。引進(jìn)MAS技術(shù)對(duì)物流倉(cāng)儲(chǔ)揀選作業(yè)問(wèn)題進(jìn)行研究，以面向復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境的物流揀選作業(yè)為目標(biāo)，借鑒MAS技術(shù)的概念與機(jī)理，利用MAS架構(gòu)的系統(tǒng)建模方法，構(gòu)建基于MAS的“貨到人”物流揀選作業(yè)系統(tǒng)模型并仿真，可以為企業(yè)減少運(yùn)行成本，為決策人員提供有力的證據(jù)。由于“貨到人”物流揀選系統(tǒng)是一個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)，本文主要利用MAS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與協(xié)商機(jī)制，構(gòu)建了一種分層的基于MAS自守‘貨到人”物流揀選體系架構(gòu)。

一、基于MAS分層體系的構(gòu)建

建立MAS合理的協(xié)商機(jī)制是系統(tǒng)模塊間交互與通信的基礎(chǔ)，是研究人員在多智能體領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。從目前研究情況來(lái)看，主要分為慎思型協(xié)商機(jī)制、反應(yīng)型協(xié)商機(jī)制和混合型協(xié)商機(jī)制。

慎思型智能體具有較高的智能性，重視規(guī)劃與推理，但在反應(yīng)能力上有所缺失。反應(yīng)型智能體具有快速的對(duì)外部刺激的反應(yīng)能力，這種基于行為主義雖然具有很強(qiáng)的“執(zhí)行力”，但是智能程度低，不能支撐起復(fù)雜的地系統(tǒng)。而混合型智能體綜合了上述兩者的優(yōu)點(diǎn)，既能很好的規(guī)劃與決策，又能實(shí)時(shí)交互通信，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

因?yàn)椤柏浀饺宋锪鲯x系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，本文采用混合式多智能體體系結(jié)構(gòu)與協(xié)商機(jī)制來(lái)設(shè)計(jì)“貨到人物流揀選系統(tǒng)，結(jié)合慎思型智能體與反應(yīng)型智能體的優(yōu)點(diǎn)，我們可以采用多智能體系統(tǒng)（MAS）來(lái)構(gòu)建整個(gè)物流揀選系統(tǒng)，MAS可以由不同A-gent組成，也可以由其他子MAS和一些不同的Agent組成，具體的思路是：利用混合式分層設(shè)計(jì)，按照功能把物流揀選系統(tǒng)劃分成一些基本模塊，將每個(gè)功能模塊抽象成子MAS或者Agent。

整個(gè)系統(tǒng)宏觀上圍繞“感知—決策—行動(dòng)—結(jié)果—感知“這樣一種方式進(jìn)行工作，整個(gè)系統(tǒng)在處理問(wèn)題時(shí)連同環(huán)境是處在一個(gè)回路之中，按照功能劃分，可以將“貨到人”物流揀選系統(tǒng)劃分為AGV Agent，揀選臺(tái)Agent、貨架Agent、補(bǔ)貨臺(tái)Agent、通信Agent、不同的管理Agent等幾個(gè)部分，為了讓整個(gè)揀選系統(tǒng)合理科學(xué)的完成作業(yè)，這就需要不同Agent之間的互相合作，在數(shù)據(jù)與控制上形成回路。在這里需要注意的是，在“貨到人”物流揀選系統(tǒng)中，AGV小車(chē)、揀貨臺(tái)、補(bǔ)貨臺(tái)的數(shù)量都不只一個(gè)，是群體的概念，每一個(gè)AGV小車(chē)、貨架、揀選臺(tái)、補(bǔ)貨臺(tái)都被抽象成有感覺(jué)、決策、動(dòng)作以及交互的能力的智能體，且這些能力又可以被抽象成功能子A-gent，同樣的，功能子Agent又可以根據(jù)系統(tǒng)或者模塊的需要將該子Agent在分為一些下一級(jí)的子Agent，依此類(lèi)推，構(gòu)建分層級(jí)的基于“貨到人”物流揀選系統(tǒng)的多智能體網(wǎng)絡(luò)布局，分層級(jí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1給出了多智能體系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)圖，這是一種類(lèi)似分層樹(shù)型結(jié)構(gòu)，每一層級(jí)的各節(jié)點(diǎn)采取并行的工作方式，具有相同節(jié)點(diǎn)的Agent采取的分布式模式分布在相同的層級(jí)里面，由不同節(jié)點(diǎn)連接的Agent之間不進(jìn)行交互與控制。

二、基于功能模塊的Agent抽象

在多智能體系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)里，我們假定每一層級(jí)的Agent具有相同的屬性與定位。現(xiàn)在我們將“貨到人物流揀選系統(tǒng)應(yīng)用在該結(jié)構(gòu)中，并按功能將其模塊化。第一級(jí)為整個(gè)系統(tǒng)的樹(shù)根，是整個(gè)系統(tǒng)的管理樞紐，對(duì)第二級(jí)的Agent采取集中控制的策略。第二級(jí)主要分布一些“貨到人”物流揀選系統(tǒng)中的管理模塊，并將他們抽象為AGV控制Agent、揀選臺(tái)管理Agent、補(bǔ)貨臺(tái)管理Agent、貨架管理Agent、這些管理Agent分別集中管理屬于自己的AGV機(jī)器人、揀選臺(tái)、補(bǔ)貨臺(tái)、貨架，并且將AGV機(jī)器人Agent、揀選臺(tái)Agent、補(bǔ)貨臺(tái)Agent、貨架Agent放在該分層結(jié)構(gòu)的第三級(jí)里面。第四級(jí)是基于第三級(jí)中AGV機(jī)器人Agent、揀選臺(tái)Agent、補(bǔ)貨臺(tái)Agent和貨架Agent所對(duì)應(yīng)的分布式功能模塊，且它們只服務(wù)于自己上一級(jí)且具有相同節(jié)點(diǎn)的Agent。這時(shí)就可以抽象地將整個(gè)“貨到人”物流揀選系統(tǒng)按功能抽象成若干個(gè)具有不同屬性的多智能體系統(tǒng)，如由AGV控制Agent控制的多智能多機(jī)器人系統(tǒng)，由揀選臺(tái)管理Agent管理的多智能體揀選臺(tái)群體系統(tǒng)，由補(bǔ)貨臺(tái)管理Agent管理的多智能體補(bǔ)貨臺(tái)群體系統(tǒng)，由貨架管理Agent管理的多智能體貨架群體系統(tǒng)。

三、結(jié)語(yǔ)

把MAS的思想應(yīng)用到物流倉(cāng)儲(chǔ)揀選的決策中，一方面可以滿足倉(cāng)儲(chǔ)揀選作業(yè)對(duì)服務(wù)客戶個(gè)性化需求的快速響應(yīng)；另一方面新技術(shù)的應(yīng)用可以使物流倉(cāng)儲(chǔ)的揀選作業(yè)過(guò)程中各部分資源得到有效整合、減少各環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，從而達(dá)到節(jié)約成本和提高服務(wù)質(zhì)量的目標(biāo)。

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