基于多Agent系统的虚拟咨询组织信息系统

第1页（共8页）1.虚拟咨询系统的应用背景介绍随着信息技术的快速进步以及信息高速公路的飞速发展，人类面临着二十一世纪信息革命和全球化市场竞争的严峻挑战，企业只有改变自工业革命以来形成的大批量制造模式及相应的企业管理模式、文化模式和竞争法则，才能建立适应新环境的企业经营管理模式。但是由于社会产业的分工，各行业的专业性越来越强，社会结构日益复杂，单个企业已无法承担所有信息的处理，因此需要专业的咨询组织为其提供各项咨询。虚拟咨询组织代表当今企业间更加灵活的“竞争-合作”关系，它们通过分享市场机会和顾客群，通过协同作战来谋求一个“多赢家”局面。虚拟咨询组织具有自身的特点，在组织上具有动态性、开放性、分布式网络结构、扁平化、系统性、单元化、可重构、规模可调等特性，它是一种柔性的可重组的新型咨询企业组织形式。它是咨询业出现的一种新型的组织形式，可以对动态、快速、多变的市场环境做出快速反映。虚拟咨询组织反映的是信息时代咨询企业运作的新模式，更适合当今及未来世界的全球性竞争环境。信息模式是组织模式的映射，信息的采集方式必然反映组织方式。因此与传统咨询企业的刚性、静态、内部集中的信息集成模式不同，虚拟咨询组织的信息集成表现为柔性（单元化）、动态（范围可调）、分散（网络话、分布式）等特性。它通过计算机网络把分布在不同地理位置的咨询企业集成起来，这就决定了虚拟咨询组织的信息系统和传统咨询企业的信息系统有所不同。主要表现在三个方面：1、虚拟咨询组织的不同伙伴之间在计算机硬件、软件上都具有异构性，因此就要求新的信息系统具有系统兼容性，具有可重构、可重组、范围可调的RRS特性；2、虚拟咨询组织的信息资源数据存放在各联盟伙伴的数据库中，具有地理位置的分散性。因此要求新的咨询系统能够适应这种变化，具有信息共享和协同各个联盟单元的能力；3、咨询企业的咨询人员要同时参与不同虚拟咨询组织的咨询项目，因此要求新的信息系统具有项目管理和工作流程管理的能力。此外，虚拟咨询组织的信息系统多为分布式、异构的硬件环境，因此传统的企业信息系统已经不适应其中出现的新需求，而多Agent系统恰好能满足虚拟咨询组织的这些要求，特别是在自治性及自主性、用于协调的新的通讯方式及信息表达模式、基于协商合作的新的规划方式以及智能与管理应用相集成。而且由相互之间能进行通讯和合作的智能Agent组成的多Agent系统，能有效地支持虚拟咨询组织咨询项目的全部生命周期，特别是在支持虚拟咨询组织的创建、组织中信息的传递、组织中各自治企业间进行协商以达到全局项目规划以及支持分布式控制，即在虚拟咨询组织中对项目的进展进行监控管理和跟踪等。第2页（共8页）2.基于多Agent系统的咨询组织结构在采用多Agent构建的虚拟咨询组织信息系统的通用结构中，用Agent代表各个成员企业，相应的多Agent系统代表虚拟咨询组织。咨询组织中为了保证虚拟咨询组织在保持各自成员自治性的同时能够像一个组织一样进行工作，组成虚拟咨询组织的各个成员企业必须能够互操作并实时交换信息。而各个成员企业的信息系统不是按照能与其他成员企业进行直接交互合作而设计的，成员企业的信息管理及控制策略也是为了最大的满足自身目标而设计的，这就产生了各自治成员企业间的异构性，使各个成员企业的相应系统之间不能直接进行交互。为了解决由于系统的异构性而造成的成员企业不能交互的问题，一种比较好的方式是使成员企业的内部功能与虚拟咨询组织有关的功能分离，并产生对原有系统的必要映射。基于这种情况，可认为虚拟咨询组织的成员Agent应该采用四原则形式的通用结构，该四原则的形式为Agent核心层，Agent任务层，接口，Agent通讯层如图1所示:图1成员Agent结构图内部管理信息系统Web信息发布系统企业原有系统信息模式数据库信息池执行模块管理系统工作流用户接口Agent核心层成员企业内部网络协调模块协商模块信息处理协调中心用户Agent任务层接口内部通信协议EDI模块外部通讯模块Agent通讯层第3页（共8页）2.1Agent核心层Agent核心层代表各个成员企业的自治部分，即成员企业的内部管理信息系统和Web信息发布系统。内部管理信息系统保障成员企业的日常运转，完成内部业务处理；Web信息发布系统提供了成员企业和客户之间的交流接口，可以使成员企业与客户进行实时的信息交互。2.2Agent任务层Agent任务层包括支持成员企业之间交互的所有功能，它起的是协商与协调的作用，在虚拟咨询组织中作为各成员企业的代言人。Agent任务层主要包括以下几个模块：信息池：信息池负责对所有支持Agent间交互信息的建模与管理，包括数据模式管理与数据库。对虚拟咨询组织而言，各成员企业要把与咨询项目有关的信息、知识、相关的案例等各种对完成咨询项目有关的资料放入到信息池的数据库中，各个成员企业之间要制定统一的数据查询模式，实现各成员企业之间的信息、知识、案例等资源共享。协调模块：协调模块用于自主Agent对其自身目标、资源、思维状态等进行合理安排，以调整各自的决策和行为，最大程度的实现自身效益，通过协调模块产生各个成员企业在虚拟咨询组织中可以进行的活动集。每个成员企业可能同时隶属于几个不同的虚拟咨询组织，同时进行几个不同咨询项目的咨询业务，协调模块的任务是为作为自主Agent的成员企业所进行的各个咨询项目分配包括人力资源、信息资源在内的各种资源。协商模块：协商模块管理Agent之间的交互，交互是所有多Agent系统的核心问题，而实时管理Agent之间交互的最根本、最重要的方式是协商。只有通过协商才能保证Agent的自治性，在Agent之间达成双方都可以接受的协定。协商实现了Agent的内部协调，巩固并加强了Agent之间的合作。协商模块由协商协议、协商目标、决策模块组成。协商协议是管理交互的规则集合，包括参与者的确定、协商的状态、引起协商状态改变的事件及参与者在特定情况下的有效行为。协商目标是各个成员企业联合起来组成的虚拟咨询组织所完成的虚拟项目要求达到的目标。决策模型有多种可选方案，但并不存在对Agent之间协商的全体情况均适用的最佳方案，这里采用的方式是提出协商决策模型方法包，每个方法均带有各自的属性及特征，在相应的环境下使用相应的方法进行协商，以达成双方均可接受的协定。Agent之间达成协定的前提条件描述如下：第4页（共8页）给定一个包含有限数目Agent的集合AG：12AG={A,A,,A}n,其中n1协商目标eO可以有全局目标的有限集合BG定义：121{,,,|,1}emOBgBgBgBgBGm则协商的模型可以表示为：{,|}eModAgOAgAGAgent只有在保证自身局部目标的前提下才能完成全局目标协定。以BL代表某个Agent的局部目标，则Agent通过协商达成双方可接受的协定的前提条件为：eAGOBL执行模块：执行模块式协商模块产生的活动集的执行着，负责所有合作事件的处理。执行模块由工作流程管理系统实现，负责管理Agent之间活动并协调Agent任务层各个功能模块的行为。在该工作流管理系统中，参与者者为Agent任务层的模块，信息或任务为触发事件，而使用的规则由各成员企业自己决定。执行模块与信息池、协商模块、协调模块共同构成Agent任务层的信息处理与协调中心。2.3接口接口为Agent任务层与Agent通讯层之间的内部通讯协议，实现了Agent任务层与通讯层之间的信息交换。接口的使用保证了成员企业的私有信息不被侵犯，有效地保持了Agent成员企业的自治性。2.4Agent通讯层Agent通讯层由EDI模块和外部通讯模块组成，主要的功能是完成各个Agent之间的信息交换。EDI模块负责接收与咨询项目相关的信息，并将此信息格式转化为EDIFACT的形式，以便与其它Agent进行咨询项目的交换。尽管使所有的成员企业均采用EDI是EDIFACT标准的目标，但实际上是否采用由成员企业间协商决定。外部通讯模块负责处理与所有其他Agent的通讯。功能包括：通讯协议的选择、基本的通讯管理和Agent之间的通讯安全。2.5多Agent虚拟咨询组织通用结构使用上述提出的Agent通用结构，构建虚拟咨询组合集成框架如图2所示。从图中可以看出，该虚拟咨询组织集成框架中任务层通过通讯层发生交互，Agent第5页（共8页）核心层仅与自己的任务层发生联系，这样既保证了各成员企业之间能够互操作和实时交换信息，又保持了各个成员企业的自治性。另外，该框架的使用也实现了虚拟咨询组织的可重用、可重组和可扩充的特性，成员企业可以根据需要动态的加入或退出虚拟咨询组织，而且成员企业可以根据需要同时加入多个虚拟咨询组织，从而使企业获得最大的利益。在图2中，企业2就同时参加了虚拟咨询组织（1）和虚拟咨询组织（3）；企业3同时参见了虚拟咨询组织（1）和虚拟咨询组织（2）；企业6同时参加了虚拟咨询组织（2）和虚拟咨询组织（3）。图2基于多Agent的虚拟咨询组织集成框架Agent核心层Agent任务层Agent通讯层Agent核心层Agent任务层Agent通讯层Agent核心层Agent任务层Agent通讯层Agent核心层Agent任务层Agent通讯层Agent核心层Agent任务层Agent通讯层Agent核心层Agent任务层Agent通讯层Agent(成员1)Agent(成员2)Agent(成员3)Agent(成员5)Agent(成员6)Agent(成员4)第6页（共8页）3.项目分解中的Agent合作机制通常的咨询任务无法由一个企业成员独立完成，需要多个成员之间相互协作实现。因此，需要多咨询任务进行合理的分解与分配，从而达到最高的效益。虚拟咨询组织中，项目的分解和分配过程是将一个完整的项目分解成多个子项目，并将适合的子项目分配给适当的伙伴成员，已达到最大的组织效能。在进行项目分解时要遵循独立性，层次性，组合性和均匀性等原则。对于项目分解和分配可以使用项目参考库的概念，同时设计分解Agent、管理Agent、投标Agent、招标Agent用于项目的分解和分配任务。因此，可以建立基于项目参考库和投标机制的虚拟咨询组织咨询项目分解与分配模型。该模型如图3所示：图3项目分解与分配模型3.1项目参考库项目参考库由咨询组织中处于盟主地位的成员企业建立和维护。它的作用主要有：1、为项目分解提供相同或者相似的项目分解方案；咨询项目分解Agent子项目S1子项目S2管理Agent项目登记发出标书标书收集标书评价中标通知投标信息接受投标结果汇报招标Agent招标监控项目登记投标生成标书项目评估信息处理项目接受退出投标投标Agent不满足要求接受拒绝招标信息投标信息满足中标通知接受信息……项目参考库第7页（共8页）2、提供相同或相似的子项目；3、为项目分解提供标准术语；4、资源约束项目分解。3.2分解Agent分解Agent根据承担的咨询项目，在项目参考库中寻找相同或者相似的项目分解方案，查看目前可以合作的伙伴成员如果项目参考库中存在相同或者相似的项目分解方案，则分解Agent根据此方案对所承担的项目进行分解。否则分解Agent要对咨询项目建立新的分解方案，并将该分解方案加入参考库中，作为以后进行项目分解的参考方案。3.3管理Agent管理Agent是对子项目进行招标的管理者。一方面，管理Agent接收从分解Agent发送来的子项目，并负责生成完成子项目招标的招标Agent。每个招标Agent负责一个子项目的招标工作，这样在多个子项目同时到达时，可以有多个招标Agent并行工作，避免项目的积压。另一方面，管理Agent负责接收投标Agent送来的关于投标进展的信息，对不能完成投标的子项目上报分解Agent，重新进行分解生成新的子项目。3.4招标Agent招标Agent是动态存在的。当管理Agent接收到子项目时，自动生成投标Agent，当招标Agent完成招标任务后，投标Agent退出系统。一方面，招标Agent负责将子项目信息通知部分或者全部投标Agent，并向它们进行招标。接着，投标Ag