论文部分内容阅读
摘要：文章在对虚拟企业的层级结构及其层级结构下信息集成管理的需求进行分析的基础上，使用核心管理Agent、服务器Agent、客户Agent以及资源Agent构建了虚拟企业信息集成模型，该模型由服务器层、客户层、资源层组成，其中核心管理Agent通过服务器层对其它Agent进行管理。
关键词：虚拟企业；Multi—agent；信息集成
一、 引言
随着信息技术及Internet的飞速发展，世界经济正逐步向全球化、一体化迈进，企业之间的竞争日益激烈，竞争态势也发生了明显的变化——不仅来自区域内的竞争，同时也更多地面临着来自于全球业界领先者的竞争，20世纪90年代后，由于科学技术的不断进步和经济的不断发展，产品的生命周期不断缩短，市场竞争也日趋激烈，在这种情况下，一种新的企业组织模式——虚拟企业（Virtual Enterprise，VE）便应运而生。
为了顺利完成虚拟企业的任务，成员企业内部的不同部门、不同地区的成员企业之间需要及时共享和交流大量的信息，这就需要通过有效的信息集成和共享机制，来把分布在各地的制造资源和系统连接成一个整体，以增强企业快速响应市场的能力。然而，由于虚拟企业是由多个企业组成的临时联合体，其制造环境具有分布、异构等特点，因此，如何将盟员企业之间的信息由无序、分散、异构的形式转化为有序集成的状态，并有效地支持成员之间的信息交互与协作，是实现虚拟企业有效运作的重要前提。
Agent技术起源于分布式人工智能，Wooldridge提出Agent的特性包括自治性、反应性、预见性和社会性。运用这些特性，如果将分布式的制造功能实体压缩成一个Agent并且与具有其它功能的Agent连接起来，就可以实现信息的集成。在这种环境下，各Agent之间可以通过相互协商来实现在特定的时间、状态下资源最有效的计划。此外，企业中的制造资源可能被压缩成为多个Agent并且与不同层级连接起来，复杂的企业资源计划任务可以在各自的层级下细分成一些简单的工作来完成。因此，使用Agent技术可以为虚拟企业分布式制造资源的信息集成提供一个有效的方法。
二、 虚拟企业信息集成管理的需求分析
1． 虚拟企业的层级结构。由于虚拟企业是为了实现某个商业目标由不同的企业临时组成的一个企业联盟，因此每个分散在网络上的信息源不但从属于某个成员企业，而且还是虚拟企业信息资源的组成部分，所以要对虚拟企业的信息进行有效地集成与管理，首先必须解决虚拟企业的信息多级管理问题，因此笔者给出了一个虚拟企业的组织模型，它包括四个层次：虚拟企业层、管理层、职能部门层和单元层，如图1所示。
2． 信息集成管理的需求分析．虚拟企业的层级结构决定了它在不同层级上具有不同的需求，从层级结构来看，虚拟企业信息资源的集成大致上有以下四个层次方面的需求：
（1）虚拟企业层需求：虚拟企业层负责对各成员企业进行统一规划、统一管理，其需求是对管理层应用的协同处理与控制。虚拟企业层也同样对管理层下的各个职能部门层存在着一定程度的需求，但是职能部门层应用、管理层应用都必须在虚拟企业层应用的控制下进行应用。
（2）管理层需求：管理层需求是对职能部门层应用的协同处理与控制。管理层将各个职能部门之间紧密的联系在一起，它改变了以往各职能部门之间相互独立、信息流通不畅的弊端。
（3）职能部门层需求：职能部门层需求是对单元层应用的协同处理与控制。职能部门层将各个单元有机的组合在一起，形成统一的职能部门以发挥更大的作用。
（4）单元层需求：单元层需求是各个职能部门的工作人员对完成其本质工作所需的单元级应用，它反映各个职能部门为了完成任务的实际需要。
三、 基于Multi-agent的虚拟企业信息集成模型研究
1． 虚拟企业信息资源集成管理中Agent的构建。在研究基于Multi-agent的虚拟企业信息资源集成管理的过程中，必須注意的问题是，信息集成不仅要立足于各企业内部的各项业务活动，而且要支持各企业之间的交互协调活动；不仅要立足于系统的开放性与集成性，更要致力于系统的智能性与动态性[3]。要实现这些要求，关键在于Agent的合理设计与构建，因此笔者构建了以下四种类型的Agent：核心管理Agent、服务器Agent、客户Agent以及资源Agent，这些Agent的功能如下：
（1）核心管理Agent：核心管理Agent负责完成对系统中各个Agent的状态和相关活动进行管理，包括Agent定义库和Agent状态库两个部分，存放关于各个Agent的定义和执行信息，主要作用是创建和注销各个Agent，并对Agent进行管理。
（2）服务器Agent：负责接收用户的请求然后将结果反馈给使用者，并对其它Agent进行协调。它把从使用者那里获得的请求信息分解为一系列的子任务，并将这些子任务发送给相应的资源Agent，从而与生产进度计划结合起来获得对于子任务的最优实施方案。
（3）客户Agent：从使用者的角度看，客户Agent是使用者的秘书。使用者通过客户Agent的图形用户界面（GUI）输入请求信息，这些信息包括产品名称、需求时间、交付地点等，从服务器Agent中得到回复，并把结果反馈给使用者。
（4）资源Agent：一般与企业应用系统（如ERP、CAD等）、企业输入输出设备等资源相关联，它负责对这些资源信息内容进行挖掘、提取、更新、管理、控制等，在成员企业中，资源分为私有资源和共享资源两种。资源Agent的作用是进一步细分任务并对本地资源进行优化配置。
2． 虚拟企业层级结构下各类Agent的分布。Agent技术提供了一种很好的方式来将虚拟企业中分布式的信息资源进行集成。在这种基于Agent的环境下，分布式信息资源可以通过各类Agent之间相互协商来实现在特定的时间状态下资源有效的配置。虚拟企业中的各类资源可以被压缩成为多个智能体并且与不同层级连接起来，如管理层和职能部门层之间可以通过将职能部门层的Agent作为子智能体系统连接起来，从而实现信息资源在一个基于Agent的多层结构环境下进行集成。在这个集成环境下，复杂的虚拟企业资源计划可以在各自的层级下细分成一些简单的任务来完成。因此，使用Agent技术可以对在确定时间下分布式信息资源的集成提供一个有效的方法，图2描述了在虚拟企业的层级结构下各类Agent的分布情况。
3． 基于Multi-agent的虚拟企业信息集成基础模型。研究面向虚拟企业的信息集成模型，目的在于将分布于不同企业间的异构的信息集成在一起，并提供有效的信息集成与管理技术来动态的支持虚拟企业内的信息共享，即要实现提供信息、处理信息以及使用信息的功能，这就需要信息集成能够在分布异构的、自治的成员企业之间进行，Agent技术为实现这种功能提供了有效的途径。
通过计算机网络（如LAN、Internet/Intranet）将核心管理Agent、服务器Agent、客户Agent和许多资源Agent连接起来的多个Agent就可以看作是一个虚拟企业信息集成基础模型（如图3），这个模型的优点是简单清晰、通俗易懂。然而，一个实际的虚拟企业信息系统应包括大量的服务器Agent、客户Agent和资源Agent，并且资源Agent的功能可能包括设计、制造、交付、原材料供应等，所以这个模型具有一定的局限性，只代表最简单的情况。
4．基于Multi-agent的虚拟企业信息集成三层结构模型。在制造业全球化的背景下，每一个实体企业都具有其自身的竞争优势、合作伙伴、资源选择标准以及其它与生产制造相关的各类要素，因此在前述构建的信息集成基础模型的基础上，笔者进一步构建了一个三层结构模型来支持虚拟企业信息集成管理的实施。在这个基于Agent的三层结构模型中，所有的客户Agent、服务器Agent和资源Agent都分别分布在客户层、服务器层和资源层上，核心管理Agent通过服务器层对其它Agent进行管理。该模型允许在一个虚拟企业中使用大量的應用不同知识的服务器Agent、为不同区域的使用者服务的客户Agent以及异构的资源Agent，并将一些与虚拟企业利益相关的要素作为一种特殊的知识存储在服务器Agent中，如图4所示。
在这个三层结构模型中，所有的Agent都通过计算机网络连接起来，并且当需要时还允许新的服务器Agent、客户Agent以及资源Agent加入进来，参与到现有的信息集成系统中，这个特点使得虚拟企业信息集成系统在拓展信息处理能力、方便顾客等方面具有更大的开放性。此外，由于每个服务器Agent都具有与所有客户Agent和资源Agent交流、协商的能力，因此，当一个服务器Agent出现问题时，客户Agent可以选择和使用其它服务器Agent来进行工作，使得虚拟企业信息集成系统具有更高的可靠性、有效性和柔性，以便快速响应顾客的需要。
四、 结束语
本文在分析虚拟企业层级结构的基础上，通过构建四种类型的Agent来描述虚拟企业信息集成模型，分别是核心管理Agent、服务器Agent、客户Agent以及资源Agent。利用这些Agent，笔者给出了基于Agent的虚拟企业信息集成基础模型，在分析该模型局限性的基础上对其改进，构建了基于Multi-agent的虚拟企业信息集成三层结构模型，由于该模型具有开放性、灵活性、自主性与自适应性等特点，使得虚拟企业信息集成系统具有更高的可靠性和柔性，以便快速满足顾客的需要。
参考文献：
1．Wooldridge MJ．Agent—based software engineering．In：IEE proceedings on Software engineering．London，February，1997，144（1）：26-37．
2．Dongsheng Wang，Sev V．Nagalingam，Grier C．I．Lin．Development of an agent—based Virtual CIM architecture for small to medium manufacturers．Robotics and Computer—Integrated Manufacturing，2005：9．
3．王敏红，郑会颂．基于CORBA的Multi—Agent虚拟企业信息系统．中国管理科学，2002，（4）：43-44．
4．李荷花．基于多Agent的企业信息集成平台研究．计算机工程，2005，（4）：33-34．
基金项目：西北工业大学2006年毕业设计（论文）重点扶持项目。
作者简介：夏维力，西北工业大学管理学院教授；王艳照，西北工业大学管理学院硕士生。
收稿日期：2007-04-18。
关键词：虚拟企业；Multi—agent；信息集成
一、 引言
随着信息技术及Internet的飞速发展，世界经济正逐步向全球化、一体化迈进，企业之间的竞争日益激烈，竞争态势也发生了明显的变化——不仅来自区域内的竞争，同时也更多地面临着来自于全球业界领先者的竞争，20世纪90年代后，由于科学技术的不断进步和经济的不断发展，产品的生命周期不断缩短，市场竞争也日趋激烈，在这种情况下，一种新的企业组织模式——虚拟企业（Virtual Enterprise，VE）便应运而生。
为了顺利完成虚拟企业的任务，成员企业内部的不同部门、不同地区的成员企业之间需要及时共享和交流大量的信息，这就需要通过有效的信息集成和共享机制，来把分布在各地的制造资源和系统连接成一个整体，以增强企业快速响应市场的能力。然而，由于虚拟企业是由多个企业组成的临时联合体，其制造环境具有分布、异构等特点，因此，如何将盟员企业之间的信息由无序、分散、异构的形式转化为有序集成的状态，并有效地支持成员之间的信息交互与协作，是实现虚拟企业有效运作的重要前提。
Agent技术起源于分布式人工智能，Wooldridge提出Agent的特性包括自治性、反应性、预见性和社会性。运用这些特性，如果将分布式的制造功能实体压缩成一个Agent并且与具有其它功能的Agent连接起来，就可以实现信息的集成。在这种环境下，各Agent之间可以通过相互协商来实现在特定的时间、状态下资源最有效的计划。此外，企业中的制造资源可能被压缩成为多个Agent并且与不同层级连接起来，复杂的企业资源计划任务可以在各自的层级下细分成一些简单的工作来完成。因此，使用Agent技术可以为虚拟企业分布式制造资源的信息集成提供一个有效的方法。
二、 虚拟企业信息集成管理的需求分析
1． 虚拟企业的层级结构。由于虚拟企业是为了实现某个商业目标由不同的企业临时组成的一个企业联盟，因此每个分散在网络上的信息源不但从属于某个成员企业，而且还是虚拟企业信息资源的组成部分，所以要对虚拟企业的信息进行有效地集成与管理，首先必须解决虚拟企业的信息多级管理问题，因此笔者给出了一个虚拟企业的组织模型，它包括四个层次：虚拟企业层、管理层、职能部门层和单元层，如图1所示。
2． 信息集成管理的需求分析．虚拟企业的层级结构决定了它在不同层级上具有不同的需求，从层级结构来看，虚拟企业信息资源的集成大致上有以下四个层次方面的需求：
（1）虚拟企业层需求：虚拟企业层负责对各成员企业进行统一规划、统一管理，其需求是对管理层应用的协同处理与控制。虚拟企业层也同样对管理层下的各个职能部门层存在着一定程度的需求，但是职能部门层应用、管理层应用都必须在虚拟企业层应用的控制下进行应用。
（2）管理层需求：管理层需求是对职能部门层应用的协同处理与控制。管理层将各个职能部门之间紧密的联系在一起，它改变了以往各职能部门之间相互独立、信息流通不畅的弊端。
（3）职能部门层需求：职能部门层需求是对单元层应用的协同处理与控制。职能部门层将各个单元有机的组合在一起，形成统一的职能部门以发挥更大的作用。
（4）单元层需求：单元层需求是各个职能部门的工作人员对完成其本质工作所需的单元级应用，它反映各个职能部门为了完成任务的实际需要。
三、 基于Multi-agent的虚拟企业信息集成模型研究
1． 虚拟企业信息资源集成管理中Agent的构建。在研究基于Multi-agent的虚拟企业信息资源集成管理的过程中，必須注意的问题是，信息集成不仅要立足于各企业内部的各项业务活动，而且要支持各企业之间的交互协调活动；不仅要立足于系统的开放性与集成性，更要致力于系统的智能性与动态性[3]。要实现这些要求，关键在于Agent的合理设计与构建，因此笔者构建了以下四种类型的Agent：核心管理Agent、服务器Agent、客户Agent以及资源Agent，这些Agent的功能如下：
（1）核心管理Agent：核心管理Agent负责完成对系统中各个Agent的状态和相关活动进行管理，包括Agent定义库和Agent状态库两个部分，存放关于各个Agent的定义和执行信息，主要作用是创建和注销各个Agent，并对Agent进行管理。
（2）服务器Agent：负责接收用户的请求然后将结果反馈给使用者，并对其它Agent进行协调。它把从使用者那里获得的请求信息分解为一系列的子任务，并将这些子任务发送给相应的资源Agent，从而与生产进度计划结合起来获得对于子任务的最优实施方案。
（3）客户Agent：从使用者的角度看，客户Agent是使用者的秘书。使用者通过客户Agent的图形用户界面（GUI）输入请求信息，这些信息包括产品名称、需求时间、交付地点等，从服务器Agent中得到回复，并把结果反馈给使用者。
（4）资源Agent：一般与企业应用系统（如ERP、CAD等）、企业输入输出设备等资源相关联，它负责对这些资源信息内容进行挖掘、提取、更新、管理、控制等，在成员企业中，资源分为私有资源和共享资源两种。资源Agent的作用是进一步细分任务并对本地资源进行优化配置。
2． 虚拟企业层级结构下各类Agent的分布。Agent技术提供了一种很好的方式来将虚拟企业中分布式的信息资源进行集成。在这种基于Agent的环境下，分布式信息资源可以通过各类Agent之间相互协商来实现在特定的时间状态下资源有效的配置。虚拟企业中的各类资源可以被压缩成为多个智能体并且与不同层级连接起来，如管理层和职能部门层之间可以通过将职能部门层的Agent作为子智能体系统连接起来，从而实现信息资源在一个基于Agent的多层结构环境下进行集成。在这个集成环境下，复杂的虚拟企业资源计划可以在各自的层级下细分成一些简单的任务来完成。因此，使用Agent技术可以对在确定时间下分布式信息资源的集成提供一个有效的方法，图2描述了在虚拟企业的层级结构下各类Agent的分布情况。
3． 基于Multi-agent的虚拟企业信息集成基础模型。研究面向虚拟企业的信息集成模型，目的在于将分布于不同企业间的异构的信息集成在一起，并提供有效的信息集成与管理技术来动态的支持虚拟企业内的信息共享，即要实现提供信息、处理信息以及使用信息的功能，这就需要信息集成能够在分布异构的、自治的成员企业之间进行，Agent技术为实现这种功能提供了有效的途径。
通过计算机网络（如LAN、Internet/Intranet）将核心管理Agent、服务器Agent、客户Agent和许多资源Agent连接起来的多个Agent就可以看作是一个虚拟企业信息集成基础模型（如图3），这个模型的优点是简单清晰、通俗易懂。然而，一个实际的虚拟企业信息系统应包括大量的服务器Agent、客户Agent和资源Agent，并且资源Agent的功能可能包括设计、制造、交付、原材料供应等，所以这个模型具有一定的局限性，只代表最简单的情况。
4．基于Multi-agent的虚拟企业信息集成三层结构模型。在制造业全球化的背景下，每一个实体企业都具有其自身的竞争优势、合作伙伴、资源选择标准以及其它与生产制造相关的各类要素，因此在前述构建的信息集成基础模型的基础上，笔者进一步构建了一个三层结构模型来支持虚拟企业信息集成管理的实施。在这个基于Agent的三层结构模型中，所有的客户Agent、服务器Agent和资源Agent都分别分布在客户层、服务器层和资源层上，核心管理Agent通过服务器层对其它Agent进行管理。该模型允许在一个虚拟企业中使用大量的應用不同知识的服务器Agent、为不同区域的使用者服务的客户Agent以及异构的资源Agent，并将一些与虚拟企业利益相关的要素作为一种特殊的知识存储在服务器Agent中，如图4所示。
在这个三层结构模型中，所有的Agent都通过计算机网络连接起来，并且当需要时还允许新的服务器Agent、客户Agent以及资源Agent加入进来，参与到现有的信息集成系统中，这个特点使得虚拟企业信息集成系统在拓展信息处理能力、方便顾客等方面具有更大的开放性。此外，由于每个服务器Agent都具有与所有客户Agent和资源Agent交流、协商的能力，因此，当一个服务器Agent出现问题时，客户Agent可以选择和使用其它服务器Agent来进行工作，使得虚拟企业信息集成系统具有更高的可靠性、有效性和柔性，以便快速响应顾客的需要。
四、 结束语
本文在分析虚拟企业层级结构的基础上，通过构建四种类型的Agent来描述虚拟企业信息集成模型，分别是核心管理Agent、服务器Agent、客户Agent以及资源Agent。利用这些Agent，笔者给出了基于Agent的虚拟企业信息集成基础模型，在分析该模型局限性的基础上对其改进，构建了基于Multi-agent的虚拟企业信息集成三层结构模型，由于该模型具有开放性、灵活性、自主性与自适应性等特点，使得虚拟企业信息集成系统具有更高的可靠性和柔性，以便快速满足顾客的需要。
参考文献：
1．Wooldridge MJ．Agent—based software engineering．In：IEE proceedings on Software engineering．London，February，1997，144（1）：26-37．
2．Dongsheng Wang，Sev V．Nagalingam，Grier C．I．Lin．Development of an agent—based Virtual CIM architecture for small to medium manufacturers．Robotics and Computer—Integrated Manufacturing，2005：9．
3．王敏红，郑会颂．基于CORBA的Multi—Agent虚拟企业信息系统．中国管理科学，2002，（4）：43-44．
4．李荷花．基于多Agent的企业信息集成平台研究．计算机工程，2005，（4）：33-34．
基金项目：西北工业大学2006年毕业设计（论文）重点扶持项目。
作者简介：夏维力，西北工业大学管理学院教授；王艳照，西北工业大学管理学院硕士生。
收稿日期：2007-04-18。