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基于多Agent的物流管理信息系统模型体系结构研究

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  [摘要] 在对物流管理信息系统和Agent/Multi-Agent技术的特点及体系结构进行分析的基础上,建立了基于多Agent技术的物流管理信息系统模型的体系结构。
  [关键词] 多Agent系统物流管理信息系统模型体系结构
  
  一、引言
  
  物流管理信息系统是从提高事务的处理效率、作业效率等物流活动的实际需要出发,进而支持整个物流活动,最终把生产和销售结合在一起而贯穿生产和经营全过程的信息系统。
  分布式体系结构具有敏捷、灵活、实时的优点,它主要采用多Agent系统(MAS)的形式。由于MAS中每个智能体皆有一定的独立功能,而且智能体之间的结构关系是可动态调整的,因此由不同功能的Agent组成紧耦合的物流信息管理体系结构具有自适应、自组织和良好的协调性能,可以通过协调方式完成繁杂的整体运作,为传统上难以有效管理的复杂物流业务过程提供了一种新的解决办法。
  
  二、Agent技术及其与企业信息系统的相适应性
  
  Agent是一个具有目标、行为和领域知识的实体,能作用于自身和环境,并对环境作出反应。由消息处理模块、通讯模块、信息协调模块、决策模块以及数据库和任务表组成。消息处理模块和通讯模块负责与系统环境和其他Agent进行交互,任务表为Agent所要完成的功能和任务。信息协调模块负责对感知和接收到的信息进行初步加工、处理和存储,决策模块是赋予Agent智能的关键部件,它运用数据库的知识对信息协调处理所得到的外部环境信息和其他Agent的通讯信息进行进一步分析、推理,为进一步通讯或从任务表中选择适当的任务供执行模块执行作出合理的决策。
  自治性Agent能够在没有人或其他外界因素的直接干预下运行,对自身的行为和内部状态有一定的控制权;反应性Agent可以感知环境并及时作出反应;社会性对于某些任务需要多个Agent的协调合作才能完成。Agent可以与其他Agent或人进行信息交换;能动性Agent能够能动地采取有目的的行为而不仅仅是简单地响应环境,可以作出基于目标的行为。
  Agent的特性:适合于成员自然分布、主体自治、地理位置分散,成员间有灵活性交互需求,处于变化着的系统。显然物流管理信息系统属于此类系统,适合使用Agent模型描述。Agent的主动性、反应性使企业物流系统易于对环境变化作出及时响应,实现与企业变革的同步调整,提高企业经营管理的水平。
  
  三、物流管理信息系统模型分析
  
  物流信息由与企业生产经营相关的物流系统内部信息和外部信息组成。
  内部信息是伴随物流活动而发生的信息,包括物料流转信息、物流作业信息、物流控制信息和物流管理信息。
  外部信息是在物流活动以外发生,但提供给物流活动使用的信息。
  基于多Agent技术的物流管理信息系统具有如下特点:
  1.支持面向群体的多种工作模式
  要求物流信息系统中的成员协同完成共同的任务。物流信息系统各个子系统的工作分散性和阶段性,决定在一般情况下采用灵活、高效、适应性强的异时(异步)工作模式,而对于紧急协调需要采用实时(同步)工作模式。
  2.支持协同应用的多样性
  为了便于各物流子系统之间进行必要的信息交流,物流管理信息系统提供多种数据的交换。
  3.支持协作角色和冲突解决
  物流信息系统在工作过程中,各个子系统之间的任务和权利不同,运作过程中难免出现矛盾和冲突。
  4.支持不同权限的信息的共享
  物流信息系统要解决的一个关键问题是有一定安全性的信息共享,实现各子系统之间不同层次数据、资源共享。
  5.支持智能的协作时间和任务安排
  物流管理信息系统的主要优势在于系统的灵活性和合理有效的调度。物流信息系统各个子系统都有自己的计划和任务描述来供系统和其他子系统感知。
  
  四、基于多Agent的物流管理信息系统模型体系结构
  
  在基于多Agent技术的物流管理信息系统中,Agent的体系结构主要包括资源管理模块、信息管理模块、通信管理模块、决策支持模块和推理模块,如下图所示。
  资源管理模块用于对各种资源信息的管理,涉及企业生产需求和物流中心供应的各种资料,包括车辆、仓库、生产设备等的使用信息,如对新增加资源的注册,报废资源的注销,资源的使用登录、分配和管理等。接受来自Agent资源申请要求,对所有请求进行分解并重新组合,合理分配和使用资源,最后由资源管理Agent返回资源分配信息。本模块从企业全局进行考虑,对请求进行分解和再组合,确保资源请求的合理和资源支持的有效性。
  物流MIS多Agent体系结构图
  信息管理模块环境信息获取、处理及对信息进行分类、管理和控制,以及对相关Agent之间信息的交互和任务的协调管理。通信管理模块对信息采集、处理、存储和流通作出要求,并构筑由信息设备、通信网络、数据库、系统软件和支持性软件等组成的管理环境。该模块是Agent与其他Agent之间消息传递接口。
  决策支持模块该模块将根据信息Agent传来的信息和任务源进行判断通过推理模块得出推理结果,并转变成Agent能够理解的语言格式。推理模块是Agent的核心,包括任务表、任务表管理、知识库、规则库及规则管理系统,为信息处理模块以及决策和智能模块提供信息和依据。
  物流管理信息Agent组采用集中式Agent组织结构,系统通过多个Agent组相互协作,相互作用,完成某些Agent组提出的任务或目标。其中某个Agent要求任务的公布可以采用网上广播的方式进行。
  
  五、结论
  
  使用多智能Agent系统分析物流管理信息系统的体系结构,使物流管理信息系统具有模块化、分布性、重用性、实时性和可扩充性的特点。
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