基于MAS的物流信息系统网络模型研究 优秀专业论文.docx

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1、基于MAS的物流信息系统网络模型研究摘要：本文利用MAS (Multi-Agent system)技术结合物流信息的特点，构建了一个基于MAS的物流信息系统网络模型，模型从物流配送的过程中抽象出物流信息系统的主要功能主体Agent并定义其Agent属性，给出了 Agent通用结构。该模型为物流信息系统的网络化建设提供了一种新型的体系结构模型。关键词：MAS物流信息系统网络模型Network Model of Logistics Information SystemBased-on Multi-Agent SystemAbstract: This paper puts the MAS into

2、the logistics information system, then establishes anetwork model of it, analyzes and designs agent members of the model, and gives the generalstructure of the agent. This model gives a new system structure of logistics information system.Key words: MAS, logistics information system, network model引言

3、物流信息系统是企业管理信息系统的一个重要的子系统，是通过对与企业物流相关的信息进行加工处理来实现对物流的有效控制和管理，并为物流管理人员及其他企业管理人员提供战略及运作决策的人机系统山。物流信息系统是提高物流运作效率，降低物流成本的重要基础设施。物流信息系统的网络化是其发展的一个必然趋势，Agent以其自治性、主动性和社会交互性等优点，为传统上难以有效管理的复杂业务过程提供了一种新的解决方案。因此，充分利用Agent技术建立物流信息系统，是提高物流信息系统效率的一种新型体系结构。本文提出了一种基于MAS的物流信息系统网络模型，重点研究了货物配送最优方案的实现问题，使物流管理信息系统具有高效性、

4、适时性和可扩充性。1企业工作流程分析企业物流工作流程如图1所示:由图可以看出：中心数据库是所有信息交流的基础，一旦中心数据库受到攻击或者出现故障，将导致企业工作的瘫痪。因此，本文采用智能的多Agent系统进行建模，不仅可以使数据处理更加便捷，而且利用Agent之间的智能通讯可以实现最大的信息共享。2 MAS建模原理概述在一般情况下，建立的系统模型可以从三个层次来描述：Agent层。即对系统进行Agent抽象。 个体Agento特征模型层，即Agent的结构与特征，包括内部状态（也就是数据，如变量）和行为规则（如方法、函数等）。MAS层。即组成系统的Agent群体所采取的体系结构，主要解决的问题

5、是Agent之间的通信与协调等问题。3成员Agent分析与设计本文采用智能Agent的方法来进行供应链自动构建，将物流信息系统视为一个多主体系统（MAS）,物流信息系统不同层次上的每一个实体都是一个Agent,能够跟其他的Agent进行信息的交流和协商。该框架能够根据每一个订单的特点，从物流信息系统网络中每级选出最合适的节点，构成完成订单任务的最优方案。通过图1所示工作流程分析，结合物流管理系统的特点本文分析设计了模型的成员Agento厂家Agent状态(states)：作为物流信息系统起点的供应商，具有的属性为：发货单(包括数量，物料的技术指标等参数)，库存量(月，日最大的供应能力等)等。感

6、知(perc叩tions)：供应商接受客户的采购指令，同时反馈给客户自己的物料库存和供应能力。行为(behaviors)：在供应商决策性部门的调度指令下，对生产，库存，发货进行调整。配送与协调Agent状态(states)：控制与协商在物流信息系统中占有主导地位是系统的管理者,具有的属性为：原料需求供应计划和调度指令、财务资金计划和调度指令、运输计划和调度指令、原料库存报告等。感知(perceptions)：接受货物需求指令，发出任务指令对采购、财务、运输进行控制与协调。行为(behaviors)：供应商决策计划部门根据生产需求任务对货物供需信息综合处理，控制协调财务和运输部门的运行。构筑一条

7、顺畅、高效的物流通道，为购买、供应双方提供高度集中的、功能完善的和不同模式的配送信息服务。运输Agent状态(states)：作为系统的服务环节，具有的属性为：运输能力报告、运输异常报告(如物资受损、道路故障等)、运输计划、运输指令。感知(perceptions)：运输部门在接受管理部门的运输指令，同时反馈给管理部门自己的运输能力以及对运输任务的执行报告。行为(behaviors)：规划运输的路线，形成最优的运输计划，尽量减少运输成本。系统支持全球定位(GPS)和地理图形系统(GIS),实现运输的最佳路线选择和动态调配。负责把适当的货物在适当的时间，以适当的方式送到适当的地点。财务Agent状

8、态(states)：资金流是系统中一个重要组成部分，所以财务主体具有的属性为：经费使用报表、库存管理费用报表、运输费用报表。感知(perceptions)：动态的表示资金的流动情况。行为(behaviors)：计算各种类型运输和库存的费用，为决策提供支持。接受货物入库情况通知确定放款金额。库存Agent状态(states)：库存一直是物流管理中的一个难题，恰当库存不仅可以高效的保障客户需求，还可以节约很多开支。它具有的属性是：货物出入库通知单、货物管理费用报表、耗材统计报表等。感知(perceptions)：接受货物发放指令，反馈货物出入库通知给管理部门。行为(behaviors)：发放客户所

9、需的货物以及接受运输部门供给的货物，并反馈给控制与协调部门物品库存情况。客户Agent状态(states)：客户是物流的出发点也是其归宿。客户主体的属性为：客户基本资料、客户的耗材报表、客户需求通知等。感知(perceptions)：接收客户的需求信息。行为(behaviors)：监视客户耗材情况，发出需求通知等。4 Agent通用结构本文设计的Agent的通用结构在供应链模型中的6个Agent都可以通过修改通用结构来实现其业务处理。Agent间的通信主要通过消息传递，所有消息都是基于KQML封装。KQML是Agent间交换信息和知识的语言和协议，为消息的表达和处理提供标准格式，用于支持Age

10、nt间的实时知识共享。Agent具有标识、目标、知识等基本属性，由通讯、业务处理、推理、学习、消息传递等功能模块组成(如图2)。Agent具有面向对象技术中类的特征，如继承、封装、消息传递等，故可用面向对象的技术来实现Agent的功能。其他Ageni通讯模块用户界面业务处理模块推理机知识库数据库图2 Agent通用结构Agent的具体组成结构如下：标识：是一个Agent区别于其它Agent的属性特征，包括Agent的名称、地址等。推理机：根据Agent的目标、规则和能力及最新信息进行推理和决策，作用于消息和业务处理等。学习机：从Agent运行中总结经验，为知识库增加新的知识，提高其适应能力。数

11、据处理模块：主要用于计算，并存储调用数据库的数据业务处理模块：进行业务的处理，由业务处理方法构成，它是Agent实现目标的主体。通讯模块：负责Agent通讯，消息收发，传递任务和运行结果，实现知识共享。规则库：存放业务处理的推理规则和政策。知识库：存放事实以及学习经验等等。数据库：存放业务相关数据。用户界面：人机交互界面。5网络模型的结构设计5.1 模型的设计目的该模型建立的目的是：能够在给定的一些协调策略下分析和评估整个物流系统的运作性能，说明信息共享改善了物流系统的性能，使物流系统的管理更加方便有效。在建模和实现的过程中，要解决如下几个问题：Agent之间的信息交互。模型中的各个Agent

12、都需要与其它Agent通过交换信息进行协调，这些信息可能是局部的信息也可能是全局的。数据的共享和一致性。对于系统中每一个处于分布状态下的Agent,都必须要确保各节点间的信息共享，与此同时，在各节点间传送的数据还应该保持一致性。协调和控制的作用。供应链是一个复杂的异构系统，因此，对其中不同Agent的信息交换进行有效的协调，并通过协调中心和不同Agent之间的信息传递来控制仿真过程。为了解决以上提出的几个问题，就一个应用Agent节点而言，设计了相应的功能Agent来实现上述的功能5.2 物流信息系统逻辑结构物流信息系统的作用主要包括，对各种物流数据进行采集、整理、传输、存储、统计和分析；对物

13、流过程进行电子化管理；全方位管理客户关系及紧急事务处理等图。该文根据David J.Closs提出的物流信息需求模型设计了一个分层结构的物流信息系统逻辑结构，如图3。人机互动层丫通信基础层0jR功能Agent层图3物流信息系统逻辑结构人机互动层。该层主要用来向不同的用户展现物流信息系统的各种不同功能，提供友好的人机交互界面。该层展示的功能主要由“功能Agent层”完成，有些简单的工作直接利用“通信基础层”来完成。功能Agent层。该层实现了系统的主要功能。该文根据物流工作中的各功能实体，抽象出功能模块，在此基础上设计了多个代理子系统，子系统用来描述各功能模块的作用、约束、目的和行为。需要时，子

14、系统可向其他子系统派遣移动代理，完成一定的任务。该层是主要业务完成的基础，是整个系统的核心。通信基础层。该层主要包括操作系统、数据库管理系统、底层网络支撑环境、分布式应用支撑环境等。它是整个系统能够运行的基础。5.3 网络模型整体描述由逻辑结构图结合实际物流关系，得到基于MAS的物流信息系统网络模型,图4基于MAS的物流信息系统网络模型该模型采用的混合式结构，一方面保证单元控制系统的柔性与自治性，另一方面简化了系统的结构。本文的MAS系统模型中Agent的应用主要侧重于利用其自治性、能动性和社会性。Agent作为信息处理工具和决策工具，能自行控制其状态和行为，能在没有人或其它程序介入时操作和运

15、行。另外Agent表现出目标驱动的行为，能自行选择适宜的行动。Agent可以在多Agent环境中协同工作,执行和完成一些相互受益且自身无法完成的复杂任务，实现整体目标和整个系统的优化。5.4 网络模型体系分析在分析设计了每个Agent的特征并建立基于MAS的物流信息系统网络模型后，下面分析一下该模型的体系结构。Agent数目。本模型可用于计算机仿真试验，根据实际工作需要本文暂定为 6 个 Agent oAgent之间的通信方式。采用分布式网络系统中多个Agent模块之间的通信方式，具体实现Ag6nt间的通信主要通过消息传递，所有消息都是基于KQML封装。Agent之间的通信协议。为了体现物流理论中信息共享的要求和程序实现的简单，我们采用黑板机制来实现重要信息的共享，并通过消息传递的方式进行交互，这样就要在控制协调Agent中嵌套一个黑板Agent,它的作用就是实现共享信息的更新和发布。Agent之间的层次结构原则上每个A