現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟運(yùn)行機(jī)制研究

李玉光 黃永生

基金項(xiàng)目：2016年度項(xiàng)河北省社會(huì)科學(xué)基金目“物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下河北省現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展策略研究”（項(xiàng)目編號(hào)：HB16GL070）

摘 要：國民經(jīng)濟(jì)中現(xiàn)代服務(wù)業(yè)是其重要的組成部分，國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展水平狀況;動(dòng)態(tài)聯(lián)盟可以對(duì)多變、快速、動(dòng)態(tài)的市場環(huán)境做出迅速的反應(yīng)，是一種新型的現(xiàn)代組織結(jié)構(gòu)形式。本文將智能體和多智能體系統(tǒng)引入到對(duì)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的研究中來，在成功構(gòu)建現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的基礎(chǔ)上，利用多智能體系統(tǒng)技術(shù)對(duì)其運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行了研究，建立了基于多智能體系統(tǒng)的任務(wù)分解和任務(wù)完成模型，為進(jìn)一步開發(fā)相應(yīng)的信息系統(tǒng)提供了模型支持。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代服務(wù)業(yè);動(dòng)態(tài)聯(lián)盟;智能體;多智能體系統(tǒng)

一、成員選擇

國民經(jīng)濟(jì)中現(xiàn)代服務(wù)業(yè)是其重要的組成部分，國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展水平狀況，動(dòng)態(tài)聯(lián)盟作為一種創(chuàng)新組織形式已經(jīng)在現(xiàn)代服務(wù)業(yè)廣泛應(yīng)用。成員選擇問題在現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟構(gòu)建的過程當(dāng)中，起著舉足輕重的地位，動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的成員選擇與其運(yùn)營成敗密切相關(guān)。同時(shí)，在打造現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的成員構(gòu)成的時(shí)候，基于成員選擇的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟成員的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，是聯(lián)盟構(gòu)建過程中的一個(gè)重要階段，在該構(gòu)建階段，一定要多方面權(quán)衡各種相關(guān)因素，對(duì)符合條件的潛在聯(lián)盟成員進(jìn)行全面評(píng)估與考察，目的是從中選出最優(yōu)化的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟成員集合。在本文的研究中，選取創(chuàng)新能力（Innovation， I ）、信用（Trust， Tr）、成本（Cost， C ）、敏捷性（Smart， S）、時(shí)間（Time， T）作為動(dòng)態(tài)聯(lián)盟成員選擇的關(guān)鍵決策因素;

與動(dòng)態(tài)聯(lián)盟中成員選擇問題相關(guān)的目標(biāo)函數(shù)采用了加權(quán)的線性算子，應(yīng)用層次分析法確定目標(biāo)函數(shù)中的權(quán)重因子。成員選擇問題采用基于多目標(biāo)規(guī)劃法的數(shù)學(xué)模型表述。

假設(shè)（1）：經(jīng)過首輪選擇之后，篩選出M個(gè)潛在聯(lián)盟成員，分別用B1，B2，……Bm表示;

假設(shè)（2）：存在m個(gè)影響現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟成員選擇的關(guān)鍵決策因素，分別用E1，E2，……Em表示。

在本文的研究中則有m=5，E1到E5分別用來標(biāo)識(shí)T、S、C、Tr、I五個(gè)關(guān)鍵決策因素。

定義（1）：定義Wk為權(quán)重因子，該權(quán)重因子表示第k個(gè)關(guān)鍵決策因素相對(duì)于成員選擇決策影響的重要性程度;

定義（2）：定義Xjk為決策值，該決策值表示成員i的第k個(gè)關(guān)鍵決策因素被量化過的決策取值。則問題求解可以表示為：

，其中：i=1，2，3……n? ? k=1，2，3…… n

上述問題為線性多目標(biāo)規(guī)劃求解，優(yōu)化取值可以通過數(shù)學(xué)計(jì)算得出。求解過程中關(guān)鍵在于決策值Xjk、權(quán)重因子Wk的確定，下面對(duì)求值過程分別進(jìn)行討論。

利用層次分析法，對(duì)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟成員選擇的關(guān)鍵因素產(chǎn)生影響的集合為C= {T， S， C， Tr， I }。設(shè)定其相對(duì)重要性的權(quán)重為{1，3，5，7，9}，則集合C的相對(duì)重要性矩陣為：

可以求得矩陣A的最大特征值λAmax =5.238，與該最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量 Vmax=[0.863，0.440，0.217，0.107，0.056]T，進(jìn)一步計(jì)算其歸一化特征向量δmax=[0.513，0.262，0.129，0.063，0.033]T，即5個(gè)關(guān)鍵決策因素I、Tr、C、S、T的決策權(quán)重因子Wk分別為：0.033、0.063、0.129、0.262、0.513。

在確定完決策值Xjk和權(quán)重因子Wk之后，則可以對(duì)成員選擇問題進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。通過分析和計(jì)算，如果得不到符合條件的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟成員集合，可以采取的調(diào)整措施：放松首輪選擇過程中的關(guān)鍵約束條件，進(jìn)一步擴(kuò)大符合選擇條件的候選成員范圍;對(duì)構(gòu)成多目標(biāo)評(píng)價(jià)模型的權(quán)重因子進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完畢之后重復(fù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

二、任務(wù)分解和分配

動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的任務(wù)分解與分配是將任務(wù)分解成子任務(wù)，并對(duì)適當(dāng)?shù)某蓡T分配合適的子任務(wù)，目的為達(dá)到最優(yōu)化的組織效能。本文在研究現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟任務(wù)的分解與分配時(shí)引入智能體、多智能體系統(tǒng)的概念：智能體指具有自治性、社會(huì)性、反應(yīng)性和互動(dòng)性的基本特性的實(shí)體?？梢钥醋魇窍鄳?yīng)的軟件應(yīng)用系統(tǒng)或者一個(gè)實(shí)體（如車輛、機(jī)器人、人等），它嵌入到環(huán)境中并與環(huán)境相融合，利用傳感器對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行感知，自主地通過效應(yīng)器作用于外部環(huán)境并滿足設(shè)計(jì)要求;多智能體系統(tǒng)為多個(gè)智能體的有機(jī)組合并相互協(xié)同，其協(xié)同目標(biāo)是讓多個(gè)具備簡單智能卻易于管制的子系統(tǒng)能通過相互協(xié)作、互相協(xié)同實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的智能模式，在提高系統(tǒng)的魯棒性、可靠性、靈活性的前提下，還可以降低系統(tǒng)建模的復(fù)雜性?；诙嘀悄荏w系統(tǒng)設(shè)計(jì)了現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟任務(wù)分解與分配模型。在該模型中設(shè)計(jì)了分解智能體、管理智能體、招標(biāo)智能體、投標(biāo)智能體，如圖1所示。

任務(wù)參考庫由現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟中處于核心地位的成員單位建立并進(jìn)行維護(hù)，任務(wù)參考庫作用如下：

1.為動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的任務(wù)分解提供相同或相似的任務(wù)分解方案;

2.基于確認(rèn)的分解方案，為該方案的實(shí)施提供相同或相似的子任務(wù)供其選擇;

3.為動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的任務(wù)分解過程提供標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語;

4.對(duì)任務(wù)分解進(jìn)行資源約束。

分解智能體承擔(dān)的任務(wù)如下：1、在任務(wù)參考庫中查看目前可以合作的成員;基于任務(wù)參考庫檢索相似或相同的任務(wù)分解方案。通過查找與檢索，可以找到相似或相同的任務(wù)分解方案，這個(gè)時(shí)候分解智能體根據(jù)該方案開始進(jìn)行分解。在任務(wù)參考庫中如果不存在相似或相同的方案，則分解智能體要對(duì)需要分解的任務(wù)建立新的方案，建立完善方案之后，需要把該方案存入任務(wù)參考庫中，作為任務(wù)參考庫中備選的參考方案。

管理智能體負(fù)責(zé)對(duì)子任務(wù)進(jìn)行招標(biāo)，是子任務(wù)招標(biāo)的管理者。一方面，管理智能體接受分解智能體傳輸過來的分解之后的子任務(wù)，同時(shí)需要生成多個(gè)完成子任務(wù)招標(biāo)的招標(biāo)智能體。每個(gè)招標(biāo)智能體負(fù)責(zé)一項(xiàng)子任務(wù)的招標(biāo)管理工作，這樣在多個(gè)需要進(jìn)行招標(biāo)處理的子任務(wù)同時(shí)到達(dá)管理智能體時(shí)，可以有多個(gè)招標(biāo)智能體并行進(jìn)行招標(biāo)的處理，避免子任務(wù)的積壓在招標(biāo)環(huán)節(jié);另外一個(gè)方面，招標(biāo)智能體送來的關(guān)于招標(biāo)進(jìn)展的信息由管理智能體負(fù)責(zé)接收，對(duì)于沒有能力完成招標(biāo)的子任務(wù)，管理智能體上報(bào)到分解智能體，分解智能體需要對(duì)該子任務(wù)重新進(jìn)行任務(wù)分解，通過分解產(chǎn)生新的子任務(wù)。

招標(biāo)智能體負(fù)責(zé)子任務(wù)信息的通知，該通知需要傳送給部分投標(biāo)智能體或全部投標(biāo)智能體，并向投標(biāo)智能體進(jìn)行招標(biāo)。招標(biāo)智能體接收到來自投標(biāo)智能體的投標(biāo)信息需求之后，篩選出能完成該項(xiàng)子任務(wù)的最優(yōu)投標(biāo)智能體，向該投標(biāo)智能體發(fā)送中標(biāo)通知。與此同時(shí)，招標(biāo)智能體現(xiàn)管理智能體上報(bào)招標(biāo)結(jié)果。此外，招標(biāo)智能體負(fù)責(zé)接收各個(gè)投標(biāo)智能體監(jiān)督到的任務(wù)執(zhí)行的狀態(tài)信息，感知意外情況發(fā)生，招標(biāo)智能體與部分或所有投標(biāo)智能體需要重新進(jìn)行招投標(biāo)各項(xiàng)工作的確認(rèn)。

投標(biāo)智能體是動(dòng)態(tài)聯(lián)盟內(nèi)各個(gè)成員的代言人。一方面，投標(biāo)智能體與招標(biāo)智能體進(jìn)行招投標(biāo)后獲得子任務(wù)，并監(jiān)督動(dòng)態(tài)聯(lián)盟成員對(duì)該項(xiàng)子任務(wù)的完成情況。另一個(gè)方面，投標(biāo)智能體還可以將動(dòng)態(tài)聯(lián)盟成員的狀態(tài)信息提供給管理智能體或招標(biāo)智能體。在成員執(zhí)行子任務(wù)的過程中，如果出現(xiàn)意外情況，投標(biāo)智能體將此信息上報(bào)給招標(biāo)智能體，投標(biāo)智能體與招標(biāo)智能體重新進(jìn)行招標(biāo)、投標(biāo)的協(xié)調(diào)。

三、任務(wù)完成

任務(wù)分解基于多智能體系統(tǒng)完成以后，在動(dòng)態(tài)聯(lián)盟任務(wù)完成階段，本文設(shè)計(jì)了管理智能體、交互智能體、協(xié)作智能體、任務(wù)智能體，資源智能體、信息智能體共六種類型的智能體模型，該六類智能體之間相互協(xié)作，共同完成分解后的子任務(wù)，如圖2所示。

管理智能體負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理，它保存各種類型智能體的相關(guān)信息。一種類型的智能體要加入到多智能體系統(tǒng)中，需要把自己的基本信息發(fā)送至管理智能體，管理智能體接收該信息并將其進(jìn)行登記;如果多智能體系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)智能體要從系統(tǒng)中撤銷，該智能體需要向管理智能體發(fā)送撤銷信息，管理智能體接收到撤銷信息之后將其刪除;智能體的基本信息如果發(fā)生變更，需要先從多智能體系統(tǒng)中撤銷該智能體，撤銷完畢之后再次向管理智能體進(jìn)行基本信息的登記。

交互智能體是子任務(wù)組成員之間溝通的渠道，該智能體的作用是使聯(lián)盟成員在完成子任務(wù)的過程中，彼此之間能夠直觀、方便地進(jìn)行協(xié)作和交互。相對(duì)于，交互智能體同信息智能體通訊機(jī)制，可以為聯(lián)盟子任務(wù)組的成員進(jìn)行信息的查詢，獲取各自需要的相關(guān)信息。

協(xié)作智能體的承擔(dān)的任務(wù)如下：規(guī)劃和調(diào)度、一致性維持、合作協(xié)商、沖突消解等。在協(xié)作智能體任務(wù)完成的過程中，構(gòu)成任務(wù)組成員在各自的行業(yè)中擁有較明顯優(yōu)勢，聯(lián)盟成員完成任務(wù)中自己相關(guān)領(lǐng)域的子任務(wù)。協(xié)作智能體在動(dòng)態(tài)聯(lián)盟任務(wù)完成中的協(xié)作過程主要包括：基于需求情況確定協(xié)作目標(biāo)、制定協(xié)作規(guī)劃并構(gòu)建協(xié)作結(jié)構(gòu)、選擇協(xié)作方案、達(dá)成協(xié)作目標(biāo)、考核協(xié)作結(jié)果共五個(gè)階段。協(xié)作智能體在任務(wù)的完成過程中具有重要作用。

任務(wù)智能體負(fù)責(zé)完成與協(xié)作智能體信息交互，主要有兩種形式的信息交互：1.任務(wù)智能體從信息智能體中獲得子任務(wù)招標(biāo)書，然后將其內(nèi)容處理為承擔(dān)的任務(wù)，該任務(wù)發(fā)送給協(xié)作智能體;2.在任務(wù)執(zhí)行過程中獲取委托方對(duì)任務(wù)進(jìn)行改動(dòng)的需求，基于改動(dòng)需求處理成需要承擔(dān)的任務(wù)，把吹了完畢的新任務(wù)交給協(xié)作智能體。資源智能體從信息智能體中獲取各種信息。其信息資源來源主要為己完成任務(wù)的案例庫和目前具備的現(xiàn)有資源。資源智能體與信息智能體共同構(gòu)成協(xié)作智能體的工作基礎(chǔ)。信息智能體進(jìn)行信息的收集、傳輸、處理和存儲(chǔ)，并為任務(wù)智能體和資源智能體提供信息服務(wù)功能。在進(jìn)行信息智能體的構(gòu)建過程中，可以將動(dòng)態(tài)聯(lián)盟中的信息資源進(jìn)行如下描述：信息的創(chuàng)建者、信息的發(fā)布者、信息名稱、信息的存儲(chǔ)地址、信息的定義、信息內(nèi)容、信息的執(zhí)行者。

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