基于Agent的供应链管理系统的设计与实现

基于Agent的供应链管理系统的设计与实现技术报告Pkugt-TR-01•提出一个通用的基于Agent的系统结构框架•设计一个基于Agent的供应链管理系统•分析系统和框架中实现时的一些技术问题•需要深入的地方---大家一起来什么是Agent？-背景知识经典的定义•自主性质（Autonomous）•社会能力（SocialAbility）•反应能力（Reactivity）•预动能力（Pro-Activities）[WooldbridgeM,JennngsN.R.,1995]IntelligentAgent:TheoryandPractice什么是Agent？-背景知识确切的定义•交互协作性质•目标/任务驱动性质•自主性和可控性软件Agent是为用户完成有用任务的具有行为能力的对象，是满足上述条件的对象均可以称之为软件Agent.[孙玉冰林作铨]软件Agent研究什么是Agent？-背景知识关于agent的智能性•Agent的行为应该取决于agent自己的学习经验而不仅是设计者赋予的环境中固定的知识需要关注它所感知的东西什么是Agent？-背景知识•Agents和Objects的不同点–对象是被动的，需要外界的干预。–对象仅仅对数据和方法进行封装，并没有封装行为的动机。–对象间通讯是相对低级的通讯。•Agents和组件比较–提出组件技术的最重要原因是软件重用。因此从概念上理解，组件是功能单元。–Agents是自包容的计算实体，强调预动、反应能力和社会性。什么是Agent？-背景知识•Agent理论•Agent的体系结构•面向Agent的语言•面向Agent的软件工程什么是供应链？-背景知识经典的定义•是一些自制或半自制的业务实体组成的网络，这些实体为一类或多类相关产品的供应、生产、分销、递送等活动而结合在一起[ModelingSupplyChainDynamics:AMultiagentApproach]JayashankarM.Swaminathan1995什么是供应链？-背景知识确切的定义•构成：供应商、制造商、分销中心、零售商、用户•内容：参与供应链相关实体之间的物流、信息流、资金流的同步和协调•供应链管理：信息共享，经营协调实现稳定、高效、柔性的供需关系什么是供应链？-背景知识•供应链的管理的本质是在多决策者的环境中取得一致性，因此采用多Agent的系统建模框架，系统中的Agent（供应链中的实体）通过显式的通信进行交互，是个很自然的选择。Java技术-背景知识•面向对象的编程语言--编写面向agent的应用程序？！•类装载•可移植•分布式XML技术-背景知识•解决数据的处理和转移--不同来源的结构化的数据很容易的结合在一起•作为协议和接口的标准描述--agent的生成信息、能力模块的描述--系统提供服务的描述JASCMS结构框架--体系结构•JASCMS（JavaAgentSupplyChainManagementSystem)结构框架采用层次结构•系统层基于Java保证平台无关性•组件层具体应用领域无关的一些组件和基础设施•应用层供应链管理逻辑，提供组成供应链各个部分的实体库JASCMS结构框架--体系结构JSCMS域独立组件组件层(DBConnector,Communication)Java虚拟机系统层异种数据库异种操作系统硬件平台平台和数据库的无关性特定域组件应用层(供应链管理逻辑)CustomerQueryServer(QS)LocalCooperativeServer(LCS)AgentRequestQueryCommunicationCoordinationAgentAgentCooperationRegisterRegisterServer(RgS)Communication…………….RelayServer(ReS)LocalCooperativeServer(LCS)RelayServer(ReS)Area1Area2JASCMS结构框架--体系结构•查询服务器QueryServer(QS)•记录系统内所有Agent的信息•记录应用层信息（产品信息等）•a)初始化QS服务器JASCMS结构框架--体系结构•注册服务器RegisterServer(RgS)•接收Agent的注册信息•通知中继服务器和查询服务器•b）初始化ReS服务器JASCMS结构框架--体系结构中继服务器RelayServer(ReS)•系统中Agent之间使用基于KQML的消息机制•Agent之间的消息通过中继服务器转发和存储•c）初始化RgS服务器JASCMS结构框架--体系结构区域协调服务器LocalCooperativeServer(LCS)•监控该区域内server和agent的运行情况•从外部获取协调控制规则：•通信监控规则，事务监控规则•d）初始化LcS服务器JASCMS基类Agent--实现技术•状态模型、•感知机、•触发器、•评估器、•处理机、•通讯部件、•能力模块JASCMS基类Agent--实现技术感知机触发器处理器通讯部件状态模型评估器能力模块能力模块能力模块JASCMS基类Agent--实现技术•状态模型–本身状态模型包括名称、地址、能力模块元数据队列、agent状态–环境状态模型所属区域的通讯服务器的地址等–其他agent状态模型包括合作伙伴的信息，合作关系，通讯代价等JASCMS基类Agent--实现技术•状态模型关键实现技术需要组织好结构化数据VectorHashTableJASCMS基类Agent--实现技术•感知机–感知外界环境输入–过滤出有用的信息–分析确定消息类型–转换成agent任务的内部语言描述格式送至评估器处JASCMS基类Agent--实现技术•感知机关键实现技术1）标准格式的消息（下面将详细介绍）的方法接收2）描述agent任务的内部语言格式的定义3）实现：ReceiverThreadextendsThreadJASCMS基类Agent--实现技术•触发器工作流程与感知机类似，只不过它是监视agent内部状态和所关心的环境的改变关键实现技术实现：TriggerThreadwhile(isDone()){if(isSatisfyCondition()){……..}}JASCMS基类Agent--实现技术•评估器•评估感知机和触发器送来的任务的执行所带来的效用•确定任务的类型和优先级JASCMS基类Agent--实现技术•评估器关键实现技术1）如果存在冲突的任务2）如果存在多种任务选择可以达到该目标JASCMS基类Agent--实现技术•处理机•计算模型•接收任务•分配任务•调度任务•更新状态•外部通讯JASCMS基类Agent--实现技术•处理机关键实现技术1）Processor单线程实行任务任务状态转换2）调度策略：规则+学习JASCMS基类Agent--实现技术•能力模块–决定agent的能力和类型–agent通过能力模块执行任务–动态加入JASCMS基类Agent--实现技术•能力模块关键实现技术动态加载机制ClassLoaderloader=newCapabilityLoader(host,name);Objectsupplier=loader.loadClass(“Supplier,true).newInstance();supplier.getDeclaredMethod(“supply”,null).invoke(supplier,null);JASCMS基类Agent--实现技术•能力模块关键实现技术•可扩展性XML作为能力模块的描述语言•?xmlversion=1.0?•!DOCTYPESupply[•!ELEMENTSupplyANY•!ELEMENTCapabilityName(#PCDATA)•!ELEMENTKeyword(#PCDATA)•!ELEMENTSupplierName(#PCDATA)•!ELEMENTSupplierID(#PCDATA)•!ELEMENTMethod(Para,Return)•!ELEMENTPara(#PCDATA)•!ELEMENTReturn(#PCDATA)•]•Supply••CapabilityNameSupply/CapabilityName•Keywordsupply/Keyword•SupplierNameHeadquarters/SupplierName•SupplierIDHQ/SupplierID••Methodname=request•paraCustomer,RequestOrder/para•returnInvoice/return•/Method••Methodname=consign•paraTransporter,Invoice/para•returnBoolean/return•/Method•/SupplyJASCMS基类Agent--实现技术•通讯模块发送和接受agent之间协调、协商交互时的消息JASCMS应用层--概述•供应链中两类不同的元素•结构元素：描述供应链中产品和运输有关的实体•控制元素：定义供应链中管理产品流动的各种控制策略JASCMS应用层--概述•JASCMS系统中制造企业的供应链建模为一个由供应商、制造工厂、仓库、分销中心、零售商和客户实体组成的全球网络结构供应链中的实体均被设计并实现成为Agent需要完成的工作•系统基础设施的构建•定义一套agent通讯语言SCACL•Agent结构的实现–安全性–规划–BDI模型