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多Agent系统是由多个自治或半自治的Agent组成的系统,Agent之间及Agent与环境间通过通信、协商和协作来共同完成任务。多Agent系统更能体现人类的社会智能,更加适合开放、动态的环境,是人工智能的一个前沿研究领域。本文从多Agent系统设计与应用的角度出发,提出一种描述Agent的信念、能力和许诺思维状态的模型,使用此模型描述Agent之间合作与竞争的交互过程,并将此模型中能力组件的思想应用于实际系统的设计与开发,讨论了基于Agent的软件系统的开发方法。本文主要工作包括:
1.提出了一个用于描述Agent信念(Belief)、能力(Capability)和许诺(Promise)的逻辑系统BCP,并证明了BCP系统的可靠性和完全性定理。在BCP系统中通过定义不同类型的Agent,用于描述不同领域环境下Agent的交互和协作,为实现多Agent系统提供了一个理论基础。
2.通过扩展BCP模型,加入时间概念,对经典的只适用于完全合作环境的合同网协议进行形式化。将Agent的信念、能力和许诺等思维状态引入合同网协议,从合作及竞争两方面考虑使用合同网协议的Agent之间的交互,以协助Agent进行决策。
3.将Agent的信念、能力和许诺等思维状态引入合同网协议,提出了非合作型多Agent系统环境下自私Agent的可信度模型,从而克服因自私Agent能力不足而多次协商,导致系统性能下降、任务完成质量不高等缺点。在JATLite平台上实现了基于可信度模型的合同网交互协商过程,实验结果表明,可信度模型在保证任务完成质量的基础上,尤其是大任务数情况下,能提高系统性能。
4.提出了一种Agent的能力建模方法,在供应商关系管理框架下,对BCP模型中Agent的能力进行量化。设计了一个供应商关系管理过程的供应协同框架,使用扩展的合同网协议对供应商选择过程进行决策,给出了基于供应商能力的协同模型和算法描述。
5.提出了可动态加载能力的多Agent模型,使用此Agent模型对供应链进行建模,给出模型的定义以及模型的运行解释器,设计了一个供应链管理系统原型,以克服纯粹基于思维状态的Agent模型难于满足实时性要求高、需求变化快的供应链系统需要的特点,并通过供应链上定单处理流程来说明该模型所具有的良好性质。
6.从服务供应链应用背景中归纳出Agent的监控能力分类,使用Agent技术对服务供应链业务流程进行监控和管理。在BDI模型基础上加入监控能力组件的概念,提出具有监控能力的BDICAgent模型以及相应的开发方法。此监控能力分类已在一个服务供应链系统(CSM)中成功应用,说明所提出的该模型具有良好的可重用性和可定制性。