李玉光 黃永生

基金項目：2016年度項河北省社會科學(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”（項目編號：HB16GL070）

摘 要：國民經(jīng)濟中現(xiàn)代服務(wù)業(yè)是其重要的組成部分，國家經(jīng)濟和社會發(fā)達程度的重要標志是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展水平狀況;動態(tài)聯(lián)盟可以對多變、快速、動態(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)引入到對動態(tài)聯(lián)盟的研究中來，在成功構(gòu)建現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動態(tài)聯(lián)盟的基礎(chǔ)上，利用多智能體系統(tǒng)技術(shù)對其運行機制進行了研究，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)濟中現(xiàn)代服務(wù)業(yè)是其重要的組成部分，國家經(jīng)濟和社會發(fā)達程度的重要標志是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展水平狀況，動態(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)動態(tài)聯(lián)盟構(gòu)建的過程當(dāng)中，起著舉足輕重的地位，動態(tài)聯(lián)盟的成員選擇與其運營成敗密切相關(guān)。同時，在打造現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動態(tài)聯(lián)盟的成員構(gòu)成的時候，基于成員選擇的動態(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，對符合條件的潛在聯(lián)盟成員進行全面評估與考察，目的是從中選出最優(yōu)化的動態(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）、時間（Time， T）作為動態(tài)聯(lián)盟成員選擇的關(guān)鍵決策因素;

與動態(tài)聯(lián)盟中成員選擇問題相關(guān)的目標函數(shù)采用了加權(quán)的線性算子，應(yīng)用層次分析法確定目標函數(shù)中的權(quán)重因子。成員選擇問題采用基于多目標規(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個潛在聯(lián)盟成員，分別用B1，B2，……Bm表示;

假設(shè)（2）：存在m個影響現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動態(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分別用來標識T、S、C、Tr、I五個關(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個關(guān)鍵決策因素相對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規(guī)劃求解，優(yōu)化取值可以通過數(shù)學(xué)計算得出。求解過程中關(guān)鍵在于決策值Xjk、權(quán)重因子Wk的確定，下面對求值過程分別進行討論。

利用層次分析法，對動態(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)定其相對重要性的權(quán)重為{1，3，5，7，9}，則集合C的相對重要性矩陣為：

可以求得矩陣A的最大特征值λAmax =5.238，與該最大特征值對應(yīng)的特征向量 Vmax=[0.863，0.440，0.217，0.107，0.056]T，進一步計算其歸一化特征向量δmax=[0.513，0.262，0.129，0.063，0.033]T，即5個關(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，則可以對成員選擇問題進行進一步優(yōu)化。通過分析和計算，如果得不到符合條件的動態(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，進一步擴大符合選擇條件的候選成員范圍;對構(gòu)成多目標評價模型的權(quán)重因子進行調(diào)整，調(diào)整完畢之后重復(fù)進行優(yōu)化計算。

二、任務(wù)分解和分配

動態(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)，并對適當(dāng)?shù)某蓡T分配合適的子任務(wù)，目的為達到最優(yōu)化的組織效能。本文在研究現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動態(tài)聯(lián)盟任務(wù)的分解與分配時引入智能體、多智能體系統(tǒng)的概念：智能體指具有自治性、社會性、反應(yīng)性和互動性的基本特性的實體。可以看作是相應(yīng)的軟件應(yīng)用系統(tǒng)或者一個實體（如車輛、機器人、人等），它嵌入到環(huán)境中并與環(huán)境相融合，利用傳感器對外部環(huán)境進行感知，自主地通過效應(yīng)器作用于外部環(huán)境并滿足設(shè)計要求;多智能體系統(tǒng)為多個智能體的有機組合并相互協(xié)同，其協(xié)同目標是讓多個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。基于多智能體系統(tǒng)設(shè)計了現(xiàn)代服務(wù)業(yè)動態(tài)聯(lián)盟任務(wù)分解與分配模型。在該模型中設(shè)計了分解智能體、管理智能體、招標智能體、投標智能體，如圖1所示。

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

1.為動態(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.基于確認的分解方案，為該方案的實施提供相同或相似的子任務(wù)供其選擇;

3.為動態(tài)聯(lián)盟的任務(wù)分解過程提供標準術(shù)語;

4.對任務(wù)分解進行資源約束。

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，這個時候分解智能體根據(jù)該方案開始進行分解。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。

管理智能體負責(zé)對子任務(wù)進行招標，是子任務(wù)招標的管理者。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)，同時需要生成多個完成子任務(wù)招標的招標智能體。每個招標智能體負責(zé)一項子任務(wù)的招標管理工作，這樣在多個需要進行招標處理的子任務(wù)同時到達管理智能體時，可以有多個招標智能體并行進行招標的處理，避免子任務(wù)的積壓在招標環(huán)節(jié);另外一個方面，招標智能體送來的關(guān)于招標進展的信息由管理智能體負責(zé)接收，對于沒有能力完成招標的子任務(wù)，管理智能體上報到分解智能體，分解智能體需要對該子任務(wù)重新進行任務(wù)分解，通過分解產(chǎn)生新的子任務(wù)。

招標智能體負責(zé)子任務(wù)信息的通知，該通知需要傳送給部分投標智能體或全部投標智能體，并向投標智能體進行招標。招標智能體接收到來自投標智能體的投標信息需求之后，篩選出能完成該項子任務(wù)的最優(yōu)投標智能體，向該投標智能體發(fā)送中標通知。與此同時，招標智能體現(xiàn)管理智能體上報招標結(jié)果。此外，招標智能體負責(zé)接收各個投標智能體監(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，招標智能體與部分或所有投標智能體需要重新進行招投標各項工作的確認。

投標智能體是動態(tài)聯(lián)盟內(nèi)各個成員的代言人。一方面，投標智能體與招標智能體進行招投標后獲得子任務(wù)，并監(jiān)督動態(tài)聯(lián)盟成員對該項子任務(wù)的完成情況。另一個方面，投標智能體還可以將動態(tài)聯(lián)盟成員的狀態(tài)信息提供給管理智能體或招標智能體。在成員執(zhí)行子任務(wù)的過程中，如果出現(xiàn)意外情況，投標智能體將此信息上報給招標智能體，投標智能體與招標智能體重新進行招標、投標的協(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，在動態(tài)聯(lián)盟任務(wù)完成階段，本文設(shè)計了管理智能體、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行登記;如果多智能體系統(tǒng)中的一個或多個智能體要從系統(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、方便地進行協(xié)作和交互。相對于，交互智能體同信息智能體通訊機制，可以為聯(lián)盟子任務(wù)組的成員進行信息的查詢，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、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、達成協(xié)作目標、考核協(xié)作結(jié)果共五個階段。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任務(wù)進行改動的需求，基于改動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)。信息智能體進行信息的收集、傳輸、處理和存儲，并為任務(wù)智能體和資源智能體提供信息服務(wù)功能。在進行信息智能體的構(gòu)建過程中，可以將動態(tài)聯(lián)盟中的信息資源進行如下描述：信息的創(chuàng)建者、信息的發(fā)布者、信息名稱、信息的存儲地址、信息的定義、信息內(nèi)容、信息的執(zhí)行者。

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