陈怀杰 刘艳斌
（福州大学中心实验室 福州 350002）
摘要：论文在基于网络的分布计算技术的基础上，提出一种企业动态联盟。该动态联盟在企业的资源共享、信息集成的基础上，采用基于利益驱动的制造组织和控制机制，通过基于multi-agent的智能化管理体制，实现了盟员间的动态优化组合和互利协作。 关键词：网络化制造 企业动态联盟 虚拟企业 multi-agent
1 引言
随着市场对产品个性化、多样化需求迫使企业加速新产品开发，并以尽可能低的成本、尽可能短的周期占领市场，以适应快速多变的市场竞争。由于产品的多样性、复杂性，企业难以在短时间内经济快速独立地开发生产某一产品的全部，而必须与相应企业联合开发。
随着信息技术的高速发展，一种新的企业联合模式——动态联盟应运而生。该动态联盟是依据市场需求而产生，并随着产品寿命的终结而解散。动态联盟的盟员们可以根据产品的需求进行优化组合，以充分发挥盟员的优势。动态盟员进行异地设计、异地制造以降低产品成本、缩短产品开发周期、提高产品质量。这种动态联盟正是适应了制造全球化、制造敏捷化和制造虚拟化的发展趋势，适应了客户化大量生产（Mass Customization）模式。
本文提出“基于multi-agent的企业动态联盟系统”是在基于网络的分布计算技术的基础上，提出一种企业动态联盟。该动态联盟在充分考虑了企业的资源共享、信息集成的基础上，采用基于利益驱动的制造组织与控制机制，通过基于multi-agent的智能化管理体制，实现了盟员间的动态优化组合与互利协作，以达到降低产品成本、缩短产品开发周期、提高产品质量的目的。
2 基于multi-agent实现企业动态联盟的总体规划
2.1 Agent概念及其特性
Agent是指驻留在某一环境下能持续、自主地发挥作用，满足反应性、社会性、主动性
[2]
等特征的计算实体。作为Agent必须具备如下一些基本特性： (1) 驻留性：一个Agent应该存在于一定的环境(物理环境、信息环境等等)之中，它能感知
周围环境中事件的发生，并通过动作和行为来影响环境。 (2) 自主性：Agent还应该是一个独立自主的计算实体，它能在事先无法预测的动态环境中
完成实体功能，代理用户的请求，独立地为用户提供一些服务。
(3) 反应性：反应性是指Agent能感知所处的环境（物理环境或与它进行交互的其它Agent
等），并对相关的事件作出反应，如响应代理请求或与其他Agent间进行交互和通讯。 —————————— * 福建省科技厅资助项目。
(4) 主动性：主动性是指Agent能够主动地将它所代理的用户或其他Agent的信息提交给功能实体，同时主动地向其他Agent发送代理请求。
基于Agent系统是指基于Agent这一抽象、核心概念所建立起来的系统。单个Agent的能力是有限的，但可以通过适当的体系结构把Agent组织起来，从而弥补各个Agent的不足，使整个系统能力超过任何单个Agent的能力，而构成multi-agent系统。
2.2 建立企业动态联盟的规划
基于multi-agent实现企业动态联盟就是要将原本独立运作的企业的生产系统通过加装一个agent外壳程序（企业agent）来实现联盟企业间任务的“代理”以及出入企业的信息数据的管理，并由它通过Internet实现与其他盟员企业的生产信息交流，从而构成相关企业间的“大联盟”。而在企业内部，可以由相对粒度较小的agent（子系统agent）来将企业自身各个现有子系统通过企业内部网络联系起来，从而构成企业内部子系统间的“小联盟”。当某个企业收到一份任务时，先在子系统agent间进行任务分配与协调，若经判断该任务为企业自身可实现时，则将任务交于相关子系统处理；当判断该任务为企业自身不可实现时，则将任务或子任务的相关图纸和技术要求等信息发送至企业agent，由企业agent负责对外招标以寻找针对该任务的同盟企业。其它企业的企业agent接受到招标信息后根据企业的自身情况决定是否投标，并将投标信息（即对该任务的生产能力等）发送至招标企业agent，然后招标企业agent决定投标企业的中标情况并返回中标结果。这样，经过企业agent间一轮的“招标－投标－中标”的“协商”过程后，针对该任务的企业动态联盟就建立起来了，也就是任务的招标企业和若干个中标企业间的联盟。具体实现框图如图1所示：
联盟企业企业agentDDN、X.25、FR、ISDN联盟企业企业agentDDN、X.25、FR、ISDNDDN、X.25、FR、ISDNINTERNETDDN、X.25、FR、ISDNDDN、X.25、FR、ISDN企业agent企业agent联盟企业联盟企业企业agent企 业 内 部 网 络(Ethernet)AgentCAD子系统AgentCAPP子系统AgentCAM子系统AgentMIS子系统AgentPDM子系统Agent人或组织 图1：企业动态联盟的总体规划框图
2.3 企业动态联盟中的Agent规划
由上述的企业动态联盟的建立过程可见，Agent是实施企业动态联盟的纽带，它将企业
内部或企业间的功能实体连接起来，它是企业动态联盟的关键技术所在。下面着重讲述一下企业动态联盟中的Agent及其机制。
企业动态联盟中的一个完整的Agent一般由如下几个方面构成：①知识库和数据库；②局部任务规划器（负责实体功能风险－利益决策和控制）；③协作管理器（负责对外的招标投标决策）；④通信管理器（负责对外建立通信联系）。它们之间的关系如图2所示。
制造环境中的各Agent通过通信网络连接起来构成一个基于Agent分布式的制造环境。一般而言，每个Agent都是自律和彼此独立的组件。但也可以拥有若干个Agent作为自己的友元，建立一种紧密的联系，可灵活上网，易于重组或随时增减，以适应制造环境和资源的快速变化。为便于组织和控制，可依照层次设计的思想组织Agent以形成多层次的制造环境，不同层次的基于Agent的分布式制造环境具有同构特征。
功能实体Agent实体接口局部任务规划器协作管理器网络接口数据库知识库通信管理器推理机计 算 机 网 络 图2：企业动态联盟中的Agent规划
2.4 基于利益驱动的制造组织与控制机制
在基于Agent的制造环境中，引入市场竞争中“招标－投标－中标”的方式，驱动各Agent之间的动态组合，达到制造系统的动态重组。
在没有生产订单时，图1所示制造环境仅是一种静态结构，当出现市场机遇或某个Agent拥有一份生产订单而其自身又不可能（或不必要）全部承担时，则向制造环境中的其它Agent发出任务标书，收到标书的Agent根据将要获得的利益与付出代价权衡决定是否或以何种价格参与投标竞争。招标方收到有关Agent的投标后，从自身是否能获得最大收益的角度来确定中标者，并与之签订合同。明确双方权益，发出任务订单后，还可以同样方式向其它Agent招标，最后建立一个动态企业联盟网络。通过动态企业联盟网络，由制造环境中的相关的Agent形成一种暂时的层次组织结构，达到动态和暂时的制造系统重组。随着订单的完成，合同即告终止。这种暂时系统组织也随之消亡。当出现新的市场机遇时，这种重组过程重新开始。基于利益驱动的招投标机制下的Agent逻辑如图3所示。
图3：基于利益驱动的招投标机制下的Agent逻辑
3 基于multi-agent实现企业动态联盟的几个关键技术
3.1 企业动态联盟的数据存取机制
首先，各个联盟企业内部都存在各自的生产信息数据库（存放企业资源信息和生产数据信息），动态联盟的一个重要目标就是要将同盟企业的生产信息数据库通过网络联系起来，实现更大范围的信息共享。但由于这种企业联盟是动态的、暂时的、不可预测的，且考虑到信息的安全和便于管理，故不能将这些生产信息数据库进行物理上的合并，这就决定了只能采取分布式数据库的技术来组织这些数据。也就是说，企业原有的生产信息数据库仍放在本地，并由企业自身负责维护和管理，它们构成整个联盟的分布式生产信息数据库的节点。在实现上，可以采用现有的关系型数据库（如：oracle、sql server、sybase等）所普遍支持的数据库链接技术（database link），它主要是通过在本地的数据库中创建到远程数据库的一个网络别名（其中封装了要访问的数据库的位置、数据库名称、端口号、传输协议，以及用户名和密码等）来访问远程企业的生产信息数据库。建立起链接以后在系统的开发上就象这些数据库在本地一样，它们对于系统的最终用户也是透明的。
其次，除了能实现企业内部资源信息数据的共享之外，还需要有一个数据库来组织和协调这些联盟企业以及负责企业间的通讯。为此，还要新建一个用于存放各个联盟企业信息（包括企业在联盟中的标识、当前的在线状态、通讯方式等）的全局数据库，称之为“联盟信息数据库”，并对所有加入联盟的企业共享该数据库和授权修改自身的信息。
当联盟外部的企业想要加入联盟中时，它们可以先通过浏览器登录到企业联盟的中心WEB站点，在其中填好表单所要求的信息并经过联盟中心的审核认可后，该站点便将这些信息登记到与之相连的联盟信息数据库，并让该企业下载动态联盟系统的最新软件，这样该企业的身份就在企业联盟中得到承认；当联盟内部的某家企业要与另一家远程企业取得联系时，它必须先从这个全局数据库中取得远程企业相关的注册信息后，才有可能进行直接的进一步的交流。
通过以上的阐述，很自然地得出整个企业动态联盟的数据存取机制，即“分布式的生产信息数据库＋全局的联盟信息数据库”，充分体现了企业资源的异地分布和联盟信息的集中管理。
3.2 面向任务的招投标机制
为完成某一个生产任务，我们可以从逻辑上将企业划分为盟主企业和盟友企业。盟主企业是指持有原始任务并可以将原始任务对外招标的企业；盟友企业是指可以接收外来的任务并向盟主企业进行投标的企业。一个原始生产任务只对应一个盟主企业和若干个盟友企业。在用Agent实现“面向任务的招投标”的具体工作流程中，首先盟主企业接收到一个新任务
（即原始任务），这时它并不象以往那样直接进入子系统进行处理，而是进入了盟主企业Agent的第一个模块，即任务分析模块，由任务分析模块根据企业生产信息数据库得出一个自身企业对于这个原始任务的生产能力的综合指标，然后将这个指标值与预先定义的招标界值进行比较。若大于招标界值就不进行招标，而将该任务直接送给现有的子系统进行处理；若小于招标界值就自动进入招标模块，招标模块根据全局的联盟信息数据库中的企业信息，将任务（包括零件编码、任务图纸、技术要求等）通过网络接口模块向各盟友企业发布。当其中一家盟友企业收到盟主企业发过来的任务（这时称为外来任务），它同样是先将该任务送给它自己的任务分析模块，盟友企业的任务分析模块与盟主企业相同，也是根据企业生产信息数据库得出一个对这个外来任务的生产能力的综合指标。然后比较这个综合指标值和预先定义的投标值的大小，若大于投标值则进入投标模块，投标模块将综合指标的具体数值通过盟友企业的网络接口反馈给盟主企业。盟主企业接收到所有盟友企业的投标反馈后，将它们的投标信息（即不同盟友企业对于该任务的生产能力的综合指标）收集到评标模块，评标模块就根据它们的综合指标值的大小和企业的信用度来决定哪家企业中标，并将中标结果反馈给这家盟友企业。中标企业再将外来任务传送给它自己的子系统进行处理。这样，经过以上的盟主企业和盟友企业间的三次对话（任务发送接收、投标结果发送接收、中标结果发送接收），就可以用Agent将各个子系统联系起来，以实现企业间的联盟。以上的Agent结构及工作流程可以用图4表示如下。
盟 主 企 业功 能 模 块原始任务分析结果盟 友 企 业功 能 模 块原始任务外来任务任务分析模块盟主企业生产 盟友企业生产信息数据库信息数据库分析结果任务分析模块是否对外 招标？是否是否投标？是是是否中标？评标模块招标模块联盟信息数据库投标模块通信管理器及网络接口网络任务通信管理器及网络接口网络 投标信息中标结果图4：动态企业联盟中的招投标机制
4 结束语
建立企业动态联盟是企业间建立生产协作的最有效的方式之一，它的实现能从根本上提高联盟企业的整体效率。基于Multi-agent的开发机制是实现动态联盟的有效手段，通过网络实现了系统间的通讯和交流，以达到企业间的功能和信息的共享，从而建立起互惠互利的动态协作机制。本文提出实现基于multi-agent的企业联盟系统的总体规划和Agent中的各个单元模块规划，并对实施过程中的几个关键技术进行了进一步的阐述，提出了“分布＋全局”的数据存取方案和“面向任务的招投标”机制的实施方案，对于实施企业动态联盟具有实际意义。
参 考 文 献
1 Agent研究现状与发展趋势 刘大有，杨鲲，陈建中 软件学报 2000.11(3) 2 Ａｇｅｎｔ在Ｍｕｌｉｔ-ａｇｅｎｔ系统中计算的理论框架 毛新军 [博士学位
论文] 国防科技大学研究生院 ,1998
3 基于Agent系统的概念、方法和应用 黄小兵，唐文胜 计算机与现代化 2000.4 4 A Formal Framework of Multi-Agent Systems with Requirement/Service Cooperative Style
WANG Huaimin,WU Quanyuan J.Comput.Sci.&Technol. Mar.2000
5 Multi-agent Based Distributed Process Planning Management Peter Okemwa, ZHAO
Shi-guang, YAN Jun-qi, MA Deng-zhe. Journal of Shanghai Jiaotong University, Vol. E-4, No.2, 1999, 91～96
Research On Multiagent-based Distribution Manufacture
Chen Huaijie, Liu Yanbin
(Central Laboratory of Fuzhou University, Fuzhou, 350002)
Abstract: Based on the technology of network distribution computing, this thesis puts forward a system of dynamic enterprise alliance. The system builds on the resource sharing and information integration among enterprises, and uses such manufacture tissue and controlling mechanism that urge on the basis of the interests. Through the intelligent management system which is based on multi-agent, it can realize the dynamic optimization and mutual benefit cooperation among members of the alliance.
Keywords: dynamic enterprise alliance, virtual enterprise, multi-agent, manufactory networkedly
作者简介：陈怀杰，男，1977年生，硕士研究生，助教。研究方向为先进制造技术。
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容