現代服務業動態聯盟運行機制研究

李玉光 黃永生

基金項目：2016年度項河北省社會科學基金目“物聯網環境下河北省現代服務業發展策略研究”（項目編號：HB16GL070）

摘 要：國民經濟中現代服務業是其重要的組成部分，國家經濟和社會發達程度的重要標志是現代服務業的發展水平狀況;動態聯盟可以對多變、快速、動態的市場環境做出迅速的反應，是一種新型的現代組織結構形式。本文將智能體和多智能體系統引入到對動態聯盟的研究中來，在成功構建現代服務業動態聯盟的基礎上，利用多智能體系統技術對其運行機制進行了研究，建立了基于多智能體系統的任務分解和任務完成模型，為進一步開發相應的信息系統提供了模型支持。

關鍵詞：現代服務業;動態聯盟;智能體;多智能體系統

一、成員選擇

國民經濟中現代服務業是其重要的組成部分，國家經濟和社會發達程度的重要標志是現代服務業的發展水平狀況，動態聯盟作為一種創新組織形式已經在現代服務業廣泛應用。成員選擇問題在現代服務業動態聯盟構建的過程當中，起著舉足輕重的地位，動態聯盟的成員選擇與其運營成敗密切相關。同時，在打造現代服務業動態聯盟的成員構成的時候，基于成員選擇的動態聯盟成員的結構優化，是聯盟構建過程中的一個重要階段，在該構建階段，一定要多方面權衡各種相關因素，對符合條件的潛在聯盟成員進行全面評估與考察，目的是從中選出最優化的動態聯盟成員集合。在本文的研究中，選取創新能力（Innovation， I ）、信用（Trust， Tr）、成本（Cost， C ）、敏捷性（Smart， S）、時間（Time， T）作為動態聯盟成員選擇的關鍵決策因素;

與動態聯盟中成員選擇問題相關的目標函數采用了加權的線性算子，應用層次分析法確定目標函數中的權重因子。成員選擇問題采用基于多目標規劃法的數學模型表述。

假設（1）：經過首輪選擇之后，篩選出M個潛在聯盟成員，分別用B1，B2，……Bm表示;

假設（2）：存在m個影響現代服務業動態聯盟成員選擇的關鍵決策因素，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五個關鍵決策因素。

定義（1）：定義Wk為權重因子，該權重因子表示第k個關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劃求解，優化取值可以通過數學計算得出。求解過程中關鍵在于決策值Xjk、權重因子Wk的確定，下面對求值過程分別進行討論。

利用層次分析法，對動態聯盟成員選擇的關鍵因素產生影響的集合為C= {T， S， C， Tr， I }。設定其相對重要性的權重為{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個關鍵決策因素I、Tr、C、S、T的決策權重因子Wk分別為：0.033、0.063、0.129、0.262、0.513。

在確定完決策值Xjk和權重因子Wk之后，則可以對成員選擇問題進行進一步優化。通過分析和計算，如果得不到符合條件的動態聯盟成員集合，可以采取的調整措施：放松首輪選擇過程中的關鍵約束條件，進一步擴大符合選擇條件的候選成員范圍;對構成多目標評價模型的權重因子進行調整，調整完畢之后重復進行優化計算。

二、任務分解和分配

動態聯盟的任務分解與分配是將任務分解成子任務，并對適當的成員分配合適的子任務，目的為達到最優化的組織效能。本文在研究現代服務業動態聯盟任務的分解與分配時引入智能體、多智能體系統的概念：智能體指具有自治性、社會性、反應性和互動性的基本特性的實體?？梢钥醋魇窍鄳能浖孟到y或者一個實體（如車輛、機器人、人等），它嵌入到環境中并與環境相融合，利用傳感器對外部環境進行感知，自主地通過效應器作用于外部環境并滿足設計要求;多智能體系統為多個智能體的有機組合并相互協同，其協同目標是讓多個具備簡單智能卻易于管制的子系統能通過相互協作、互相協同實現比較復雜的智能模式，在提高系統的魯棒性、可靠性、靈活性的前提下，還可以降低系統建模的復雜性?；诙嘀悄荏w系統設計了現代服務業動態聯盟任務分解與分配模型。在該模型中設計了分解智能體、管理智能體、招標智能體、投標智能體，如圖1所示。

任務參考庫由現代服務業動態聯盟中處于核心地位的成員單位建立并進行維護，任務參考庫作用如下：

1.為動態聯盟的任務分解提供相同或相似的任務分解方案;

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供其選擇;

3.為動態聯盟的任務分解過程提供標準術語;

4.對任務分解進行資源約束。

分解智能體承擔的任務如下：1、在任務參考庫中查看目前可以合作的成員;基于任務參考庫檢索相似或相同的任務分解方案。通過查找與檢索，可以找到相似或相同的任務分解方案，這個時候分解智能體根據該方案開始進行分解。在任務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建立新的方案，建立完善方案之后，需要把該方案存入任務參考庫中，作為任務參考庫中備選的參考方案。

管理智能體負責對子任務進行招標，是子任務招標的管理者。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，同時需要生成多個完成子任務招標的招標智能體。每個招標智能體負責一項子任務的招標管理工作，這樣在多個需要進行招標處理的子任務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，避免子任務的積壓在招標環節;另外一個方面，招標智能體送來的關于招標進展的信息由管理智能體負責接收，對于沒有能力完成招標的子任務，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重新進行任務分解，通過分解產生新的子任務。

招標智能體負責子任務信息的通知，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的最優投標智能體，向該投標智能體發送中標通知。與此同時，招標智能體現管理智能體上報招標結果。此外，招標智能體負責接收各個投標智能體監督到的任務執行的狀態信息，感知意外情況發生，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。

投標智能體是動態聯盟內各個成員的代言人。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，并監督動態聯盟成員對該項子任務的完成情況。另一個方面，投標智能體還可以將動態聯盟成員的狀態信息提供給管理智能體或招標智能體。在成員執行子任務的過程中，如果出現意外情況，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、投標的協調。

三、任務完成

任務分解基于多智能體系統完成以后，在動態聯盟任務完成階段，本文設計了管理智能體、交互智能體、協作智能體、任務智能體，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作，共同完成分解后的子任務，如圖2所示。

管理智能體負責系統的管理，它保存各種類型智能體的相關信息。一種類型的智能體要加入到多智能體系統中，需要把自己的基本信息發送至管理智能體，管理智能體接收該信息并將其進行登記;如果多智能體系統中的一個或多個智能體要從系統中撤銷，該智能體需要向管理智能體發送撤銷信息，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生變更，需要先從多智能體系統中撤銷該智能體，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組成員之間溝通的渠道，該智能體的作用是使聯盟成員在完成子任務的過程中，彼此之間能夠直觀、方便地進行協作和交互。相對于，交互智能體同信息智能體通訊機制，可以為聯盟子任務組的成員進行信息的查詢，獲取各自需要的相關信息。

協作智能體的承擔的任務如下：規劃和調度、一致性維持、合作協商、沖突消解等。在協作智能體任務完成的過程中，構成任務組成員在各自的行業中擁有較明顯優勢，聯盟成員完成任務中自己相關領域的子任務。協作智能體在動態聯盟任務完成中的協作過程主要包括：基于需求情況確定協作目標、制定協作規劃并構建協作結構、選擇協作方案、達成協作目標、考核協作結果共五個階段。協作智能體在任務的完成過程中具有重要作用。

任務智能體負責完成與協作智能體信息交互，主要有兩種形式的信息交互：1.任務智能體從信息智能體中獲得子任務招標書，然后將其內容處理為承擔的任務，該任務發送給協作智能體;2.在任務執行過程中獲取委托方對任務進行改動的需求，基于改動需求處理成需要承擔的任務，把吹了完畢的新任務交給協作智能體。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的案例庫和目前具備的現有資源。資源智能體與信息智能體共同構成協作智能體的工作基礎。信息智能體進行信息的收集、傳輸、處理和存儲，并為任務智能體和資源智能體提供信息服務功能。在進行信息智能體的構建過程中，可以將動態聯盟中的信息資源進行如下描述：信息的創建者、信息的發布者、信息名稱、信息的存儲地址、信息的定義、信息內容、信息的執行者。

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