支持动态企业模型的MAS模型及其获取方法

　2001年5月系统工程理论与实践第5期　文章编号:100026788(2001)0520044206

支持动态企业模型的MAS模型及其获取方法

龚报钧1,2,王树青1(1.浙江大学工业控制技术国家重点实验室,浙江杭州310027;2.南昌大学计算机系,江西南昌330029)

摘要:　为了提高企业信息系统的柔性,本文首先提出了一种支持动态企业模型的多Agent系统

(MAS)模型,该模型包括两层:组织结构层和业务处理层Λ由于充分利用了MAS所具有的自主能力、

社交能力、反应能力和行为理性等特点,该模型能根据企业的动态组织结构、业务流程进行动态调整,

从而有效提高了基于此模型建立的信息系统对动态企业模型的适应能力并延长其生命期;然后结合信息工程论和面向对象方法提出了基于主题的MAS模型获取方法,它从企业行为的功能主题出发进行分析,获取相应的MAS模型Λ最后介绍了上述方法的应用实例Λ关键词:　动态企业模型;多Agent系统;主题;面向对象;信息工程论

中图分类号:　TP317 文献标识码:　A

α

MethodGettingModelofMAS:SupportingDynamicEnterpriseModel

GONGBao2jun1,2,WANGShu2qing1(1.NationalLaboratoryofIndustryControlTechnology,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China

;

2.DepartmentofComputerScience,NanchangUniversity,Nanchang330029,China

)

Abstract　Toimprovetheflexibilityofenterpriseinformationsystem(EIS),thispaperproposesamodelofMulti2AgentSystem(MAS)thatsupportsdynamicenterprisemodel.ThemodelofMASconsistsoftwotiers:organizationstructuretierandbusinessprocesstier.Duetotheautonomy,sociability,reactivityandrationalityofMAS,MAScanregulateitselfintermsofthelearningorganization,virtualenterpriseandbusinessreengineering.SoEISbasedonMAShasstrongerflexibilityandlongerlife.Bycombininginformationengineeringwithobject2orient,amethodbasedonsubjectisalsopresented,whichgetsmodelofMASintermsoftheanalysisoffunctionsubjectofenterprise.Atlast,anexampleisdiscussed.Keywords　dynamicenterprisemodel;multi2agentsystem;subjectobject2oriented;informationengineering

1　引言从本世纪90年代开始,西方发达国家兴起了管理变革的浪潮,产生了一些有代表性的新思想和新模式,诸如:企业流程再造、学习型组织和虚拟企业等Λ它们的共同特点在于:企业必须以需方(市场)来驱动企业的作业流、组织构架和企业组织形式的变革Λ反映这一特点的企业动态模型(DynamicEnterprise

Model)成为企业保持市场竞争力的重要方式Λ这些管理变革思想和模式,都直接或间接关系到信息技术的

应用[1]Λ信息技术一方面是实现上述管理变革的技术基础,另一方面想使信息技术在管理中收到实效,必须和当前的管理变革相结合Λ然而,适应性差和通用性差是企业信息系统普遍存在的问题[2]Λ由于多Agent

系统(MAS)具有高度的自主性、智能性、协作性、交互性、适应性等特点,所以MAS能为实现企业资源计

α收稿日期:1999210212

资助项目:国家自然科学基金(79970035)© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.划系统等企业信息系统提供一条崭新的途径[3]Λ文献[4]提出了基于多Agent系统的开放信息集成体系结构,该体系结构中的协调层是企业经营活动的反映,是实现对动态企业模型支持的关键所在Λ本文首先提出了具有两层结构的协调层MAS模型,该模型可作为ERP等企业信息系统中刻画企业业务和组织模型的工具,能有效提高企业信息系统的适应性和通用性,提高实施成功率,延长企业信息系统的生命;然后结合信息工程论和面向对象方法,提出了基于主题的MAS模型获取方法Λ

2　支持动态企业模型的MAS模型协调层实际上是企业经营活动模型的反映,它位于模型层和界面层之间,起到连接两者的作用Λ它负责解释执行界面层传来的消息,使模型层诸Agent协调运作,完成用户所要求的状态变化[3,4]Λ为了使协调层全面反映企业经营活动,需要系统地分析企业的组织与业务、技术与流程的本质关系Λ从系统的整体性、相关性、目的性的角度分析可知,企业是由若干部门、小组、生产中心等元素组成的系统,部门、小组、生产中心本身又自成系统,虽然围绕一个共同目的而运作,但每个子系统的目标并不完全一致,甚至存在冲突Λ为了解决冲突,系统不仅需要调整子系统自身的功能、行为,而且需要调整子系统之间、系统内外之间的关系Λ其表现形式为:企业根据市场的变化,动态地调整企业内部流程、企业运作组织Λ作为帮助企业运作的信息工具——企业信息系统应与企业这一系统特性相适应Λ企业的部门可视为完成一定业务功能的集合体,其中包括人员、办公场地、劳动工具等一系列元素;部门为了完成其功能需要一定有形的(生产用原材料等)和无形(上级命令、部门之间信息等)的输入;部门的功能体现在其的输出上,输出同样包括有形(产成品等)和无形(信息和指令等)两类Λ由此,部门可抽象为具有输入输出端的、完成特定功能的黑盒Λ此外,部门功能的顺利完成不仅需要部门内部努力还需部门之间协调,部门的主体——人的智能性、自主性、责任感和协调能力则是实现部门协同的首要因素Λ综上所述,部门应抽象为具有输入输出功能、具有智能性、自主性、责任感和协调能力的功能黑盒Λ这些特征与Agent非常相似Λ对部门业务功能的完成过程进行分析可知,任何功能的完成过程可分解为一系列业务处理元过程Λ所谓业务处理元过程是粗粒度的、具有一定稳定性和原子性的业务处理过程,其中,原子性是业务元过程的重要特征Λ分析和获取元过程应独立于企业现有的部门,因为,某个部门的职能会因企业内外部环境而不断变化,而同样的业务元过程仍需要执行Λ如,对某个产品特性定义原先是由企业生产处完成,为更好地适应市场竞争的需要,企业可能将此任务交给市场营销部门完成,但定义产品特性的工作任何时候都应有相应的人员和部门来做Λ获得业务处理元过程模型的原则性方法如下:1)分解每个部门的业务职能,并将其逐一分解,直至获得一个原子性过程为止;2)列出所有获得的原子性过程清单,对相同的进行合并和扩充;

3)消除各个处理元过程定义之间存在的重复定义、不一致性、不相容性Λ

由于Agent具有自主性、智能性和协调性等特点,它非常适合描述企业的部门、业务处理元过程Λ根据以上分析结果,本文提出了如图(一)所示的支持动态企业模型的MAS模型Λ矩形表示组织结构Agent

(OSA);椭圆型表示业务处理元过程Agent(TPA)Λ组织结构层描述企业现有组织部门之间的关系,原则

上每个部门对应一个OSA;业务处理层由TPA构成Λ在协调层中,将部门和业务处理进行分离能带来以下好处:1)能为业务流程变更提供方便Λ即,业务处理元过程能在部门之间根据需要进行任意组合;2)能简化协调层Agent的设计和实现Λ如果部门与业务不分离,往往会造成层次分明的部门关系与复杂多变的业务流纠结在一起,给协调层的Agent设计造成很大困难;3)方便实现Agent之间的协同工作Λ部门的业务流知识包含在对应的OSA中(OSA的知识库中提供

了关于TPA之间联系的知识),它详细表达了元业务如何组合并完成一个复杂业务的过程,TPA只关心自身的元业务完成,而不需要关心元业务如何组合完成一个复杂业务,所以TPA之间的协调更加容易处理;4)提高了Agent的重用性ΛTPA不会因为部门业务范围的调整而发生变化,OSA不会因为业务过程变化而废弃Λ

54第5期支持动态企业模型的MAS模型及其获取方法

© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.图1　协调层中支持动态企业模型的MAS结构3　对动态企业模型的支持为了适应市场的变化,企业面临变革企业组织结构和重组企业业务流两大任务Λ上述MAS模型能为实现上述两大任务提供良好的支持Λ企业组织结构变革的实质在于企业组织结构、各部门职权的再调整Λ可通过调整组织结构层OSA之间的层次关系、TPA与OSA之间的联系来实现Λ实现方法:1)用户通过界面层Agent提交新的组织结构,

系统相应地完成OSA的增、删和修改任务;2)人员通过调整OSA的事务描述器中的业务知识达到调整部门职责的目标Λ为实现重组企业业务流程,可通过调整OSA的事务处理描述器中关于自身、下级OSA和相关的TPA

的流程描述达到,以及根据需要对TPA进行增、删和修改Λ由于Agent不仅具有自主感知和行为能力,而且其事务处理描述器中具有关于企业行为的知识,所以Agent的行为能根据环境的变化作动态调整,实现对动态企业模型的动态支持Λ

4　基于主题的MAS模型获取方法4.1　方法提出的思想和原则为了获得稳定的、能支持动态企业模型的、易于用Agent实现的MAS模型,本文基于如下思路而提出MAS模型获取方法:

1)首先,数据处于现代数据处理的中心;其次,数据是稳定的,处理是多变的Λ一个企业所使用的数据类很少变化,因此,可以通过某种方法提取企业所固有的、稳定的数据模型Λ尽管企业业务处理流程随市场变化而变化,但数据模型相对稳定,所以系统功能应建立在稳定的数据模型基础上Λ它是信息工程论的基本假设之一[5]Λ

2)Agent与对象(Object)之间存在许多相通之处,以至于不少研究者将面向Agent的分析方法(AOA)与面向对象的分析方法(OOA)相比较,甚至在此基础上提出关于AOP的新方法,如文献[6,7]Λ本