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现代服务业动态联盟运行机制研究

范文

李玉光黄永生

基金项目：2016年度项河北省社会科学基金目“物联网环境下河北省现代服务业发展策略研究”（项目编号：HB16GL070）

摘要：国民经济中现代服务业是其重要的组成部分，国家经济和社会发达程度的重要标志是现代服务业的发展水平状况;动态联盟可以对多变、快速、动态的市场环境做出迅速的反应，是一种新型的现代组织结构形式。本文将智能体和多智能体系统引入到对动态联盟的研究中来，在成功构建现代服务业动态联盟的基础上，利用多智能体系统技术对其运行机制进行了研究，建立了基于多智能体系统的任务分解和任务完成模型，为进一步开发相应的信息系统提供了模型支持。

关键词：现代服务业;动态联盟;智能体;多智能体系统

一、成员选择

国民经济中现代服务业是其重要的组成部分，国家经济和社会发达程度的重要标志是现代服务业的发展水平状况，动态联盟作为一种创新组织形式已经在现代服務业广泛应用。成员选择问题在现代服务业动态联盟构建的过程当中，起着举足轻重的地位，动态联盟的成员选择与其运营成败密切相关。同时，在打造现代服务业动态联盟的成员构成的时候，基于成员选择的动态联盟成员的结构优化，是联盟构建过程中的一个重要阶段，在该构建阶段，一定要多方面权衡各种相关因素，对符合条件的潜在联盟成员进行全面评估与考察，目的是从中选出最优化的动态联盟成员集合。在本文的研究中，选取创新能力（Innovation， I ）、信用（Trust， Tr）、成本（Cost， C ）、敏捷性（Smart， S）、时间（Time， T）作为动态联盟成员选择的关键决策因素;

与动态联盟中成员选择问题相关的目标函数采用了加权的线性算子，应用层次分析法确定目标函数中的权重因子。成员选择问题采用基于多目标规划法的数学模型表述。

假设（1）：经过首轮选择之后，筛选出M个潜在联盟成员，分别用B1，B2，……Bm表示;

假设（2）：存在m个影响现代服务业动态联盟成员选择的关键决策因素，分别用E1，E2，……Em表示。

在本文的研究中则有m=5，E1到E5分别用来标识T、S、C、Tr、I五个关键决策因素。

定义（1）：定义Wk为权重因子，该权重因子表示第k个关键决策因素相对于成员选择决策影响的重要性程度;

定义（2）：定义Xjk为决策值，该决策值表示成员i的第k个关键决策因素被量化过的决策取值。则问题求解可以表示为：

，其中：i=1，2，3……n? ? k=1，2，3…… n

上述问题为线性多目标规划求解，优化取值可以通过数学计算得出。求解过程中关键在于决策值Xjk、权重因子Wk的确定，下面对求值过程分别进行讨论。

利用层次分析法，对动态联盟成员选择的关键因素产生影响的集合为C= {T， S， C， Tr， I }。设定其相对重要性的权重为{1，3，5，7，9}，则集合C的相对重要性矩阵为：

可以求得矩阵A的最大特征值λAmax =5.238，与该最大特征值对应的特征向量 Vmax=[0.863，0.440，0.217，0.107，0.056]T，进一步计算其归一化特征向量δmax=[0.513，0.262，0.129，0.063，0.033]T，即5个关键决策因素I、Tr、C、S、T的决策权重因子Wk分别为：0.033、0.063、0.129、0.262、0.513。

在确定完决策值Xjk和权重因子Wk之后，则可以对成员选择问题进行进一步优化。通过分析和计算，如果得不到符合条件的动态联盟成员集合，可以采取的调整措施：放松首轮选择过程中的关键约束条件，进一步扩大符合选择条件的候选成员范围;对构成多目标评价模型的权重因子进行调整，调整完毕之后重复进行优化计算。

二、任务分解和分配

动态联盟的任务分解与分配是将任务分解成子任务，并对适当的成员分配合适的子任务，目的为达到最优化的组织效能。本文在研究现代服务业动态联盟任务的分解与分配时引入智能体、多智能体系统的概念：智能体指具有自治性、社会性、反应性和互动性的基本特性的实体。可以看作是相应的软件应用系统或者一个实体（如车辆、机器人、人等），它嵌入到环境中并与环境相融合，利用传感器对外部环境进行感知，自主地通过效应器作用于外部环境并满足设计要求;多智能体系统为多个智能体的有机组合并相互协同，其协同目标是让多个具备简单智能却易于管制的子系统能通过相互协作、互相协同实现比较复杂的智能模式，在提高系统的鲁棒性、可靠性、灵活性的前提下，还可以降低系统建模的复杂性。基于多智能体系统设计了现代服务业动态联盟任务分解与分配模型。在该模型中设计了分解智能体、管理智能体、招标智能体、投标智能体，如图1所示。

任务参考库由现代服务业动态联盟中处于核心地位的成员单位建立并进行维护，任务参考库作用如下：

1.为动态联盟的任务分解提供相同或相似的任务分解方案;

2.基于确认的分解方案，为该方案的实施提供相同或相似的子任务供其选择;

3.为动态联盟的任务分解过程提供标准术语;

4.对任务分解进行资源约束。

分解智能体承担的任务如下：1、在任务参考库中查看目前可以合作的成员;基于任务参考库检索相似或相同的任务分解方案。通过查找与检索，可以找到相似或相同的任务分解方案，这个时候分解智能体根据该方案开始进行分解。在任务参考库中如果不存在相似或相同的方案，则分解智能体要对需要分解的任务建立新的方案，建立完善方案之后，需要把该方案存入任务参考库中，作为任务参考库中备选的参考方案。

管理智能体负责对子任务进行招标，是子任务招标的管理者。一方面，管理智能体接受分解智能体传输过来的分解之后的子任务，同时需要生成多个完成子任务招标的招标智能体。每个招标智能体负责一项子任务的招标管理工作，这样在多个需要进行招标处理的子任务同时到达管理智能体时，可以有多个招标智能体并行进行招标的处理，避免子任务的积压在招标环节;另外一个方面，招标智能体送来的关于招标进展的信息由管理智能体负责接收，对于没有能力完成招标的子任务，管理智能体上报到分解智能体，分解智能体需要对该子任务重新进行任务分解，通过分解产生新的子任务。

招标智能体负责子任务信息的通知，该通知需要传送给部分投标智能体或全部投标智能体，并向投标智能体进行招标。招标智能体接收到来自投标智能体的投标信息需求之后，筛选出能完成该项子任务的最优投标智能体，向该投标智能体发送中标通知。与此同时，招标智能体现管理智能体上报招标结果。此外，招标智能体负责接收各个投标智能体监督到的任务执行的状态信息，感知意外情况发生，招标智能体与部分或所有投标智能体需要重新进行招投标各项工作的确认。

投标智能体是动态联盟内各个成员的代言人。一方面，投标智能体与招标智能体进行招投标后获得子任务，并监督动态联盟成员对该项子任务的完成情况。另一个方面，投标智能体还可以将动态联盟成员的状态信息提供给管理智能体或招标智能体。在成员执行子任务的过程中，如果出现意外情况，投标智能体将此信息上报给招标智能体，投标智能体与招标智能体重新进行招标、投标的协调。

三、任务完成

任务分解基于多智能体系统完成以后，在动态联盟任务完成阶段，本文设计了管理智能体、交互智能体、协作智能体、任务智能体，资源智能体、信息智能体共六种类型的智能体模型，该六类智能体之间相互协作，共同完成分解后的子任务，如图2所示。

管理智能体负责系统的管理，它保存各种类型智能体的相关信息。一种类型的智能体要加入到多智能体系统中，需要把自己的基本信息发送至管理智能体，管理智能体接收该信息并将其进行登记;如果多智能体系统中的一个或多个智能体要从系统中撤销，该智能体需要向管理智能体发送撤销信息，管理智能体接收到撤销信息之后将其删除;智能体的基本信息如果发生变更，需要先从多智能体系统中撤销该智能体，撤销完毕之后再次向管理智能体进行基本信息的登记。

交互智能体是子任务组成员之间沟通的渠道，该智能体的作用是使联盟成员在完成子任务的过程中，彼此之间能够直观、方便地进行协作和交互。相對于，交互智能体同信息智能体通讯机制，可以为联盟子任务组的成员进行信息的查询，获取各自需要的相关信息。

协作智能体的承担的任务如下：规划和调度、一致性维持、合作协商、冲突消解等。在协作智能体任务完成的过程中，构成任务组成员在各自的行业中拥有较明显优势，联盟成员完成任务中自己相关领域的子任务。协作智能体在动态联盟任务完成中的协作过程主要包括：基于需求情况确定协作目标、制定协作规划并构建协作结构、选择协作方案、达成协作目标、考核协作结果共五个阶段。协作智能体在任务的完成过程中具有重要作用。

任务智能体负责完成与协作智能体信息交互，主要有两种形式的信息交互：1.任务智能体从信息智能体中获得子任务招标书，然后将其内容处理为承担的任务，该任务发送给协作智能体;2.在任务执行过程中获取委托方对任务进行改动的需求，基于改动需求处理成需要承担的任务，把吹了完毕的新任务交给协作智能体。资源智能体从信息智能体中获取各种信息。其信息资源来源主要为己完成任务的案例库和目前具备的现有资源。资源智能体与信息智能体共同构成协作智能体的工作基础。信息智能体进行信息的收集、传输、处理和存储，并为任务智能体和资源智能体提供信息服务功能。在进行信息智能体的构建过程中，可以将动态联盟中的信息资源进行如下描述：信息的创建者、信息的发布者、信息名称、信息的存储地址、信息的定义、信息内容、信息的执行者。

参考文献：

[1]阎力圆.电商与航空物流企业动态联盟稳定性研究[D].中国民航大学，2019.

[2]周瑜.基于联盟形成博弈的任务分配方法研究[D].扬州大学，2019.

[3]孙家民，史天予，王旭辉.多智能体分级动态联盟合作机制[J].数字技术与应用，2017（01）：112+114.

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