Примеры мультиагентных систем
Рассмотрим практические примеры организации взаимодействия в мультиагентных системах с использованием различных механизмов координации поведения.
Электронный магазин.Рассмотрим типичную задачу электронной коммерции, в которой участвуют агенты-продавцы и агенты-покупатели. Торговля осуществляется в электронном магазине, который представляет собой программу, размещенную на сервере. Ее основным назначением является организация взаимодействия агентов, интересы которых совпадают. Агенты действуют по поручению своих персональных пользователей. При этом агенты-продавцы стремятся продать свой товар по максимально возможной цене, а агенты-покупатели стремятся купить нужный товар по минимальной цене. Оба вида агентов действуют автономно и не имеют целей кооперации. Электронный магазин регистрирует появление и исчезновение агентов и организует контакты между ними, делая их «видимыми» друг для друга.
Рисунок 11.6 – Схема электронного магазина.
Поведение агента-продавца характеризуется следующими параметрами:
• желаемая дата, до наступления которой необходимо продать товар;
• желаемая цена, по которой пользователь хочет продать товар;
• самая низкая допустимая цена, ниже которой товар не продается;
• функция снижения цены во времени (линейная, квадратичная и др.);
• описание продаваемого товара.
Агент-покупатель имеет «симметричные» параметры:
• крайний срок покупки товара;
• желаемая цена покупки;
• самая высокая приемлемая цена;
• функция роста цены во времени;
• описание покупаемого товара.
Торги ведутся по схеме закрытого аукциона первой цены. Поведение агентов описывается простой моделью, в которой не используются знания и рассуждения. Агент-продавец, получив от электронного магазина информацию о потенциальных покупателях своего товара, последовательно опрашивает их всех с целью принять решение о возможности совершения сделки. Сделка заключается с первым агентом-покупателем, который готов дать за товар запрашиваемую цену. Продавец не может вторично вступить в контакт с любым покупателем до тех пор, пока не опросит всех потенциальных покупателей. При каждом контакте агент-продавец ведет переговоры, предлагая начальную цену либо снижая ее. Агент-покупатель действует аналогичным образом, отыскивая продавцов нужного товара и предлагая им свою цену покупки, которую он может увеличить в процессе переговоров. Любая сделка завершается только в случае ее одобрения пользователем агента.
Данная схема переговоров представляет собой простейший случай взаимодействия автономных агентов, действующих реактивно. Тем не менее итоговое поведение системы вполне адекватно реальности.
Виртуальное предприятие.Создание виртуальных предприятий является одним из современных направлений бизнеса, которое в значительной мере стимулируется быстрым ростом информационных ресурсов и услуг, предоставляемых в сети Интернет. Кроме того, появлению виртуальных предприятий способствует сокращение времени жизненного цикла создаваемых изделий и повышение уровня их сложности, так как при этом возникает необходимость оперативного объединения производственных, технологических и интеллектуальных ресурсов. Еще одна немаловажная причина - ужесточение конкуренции на товарных рынках, стимулирующее объединение предприятий в целях выживания.
Виртуальное предприятие можно определить как кооперацию юридически независимых предприятий, организаций и индивидуумов, которые производят продукцию или услуги в общем бизнес-процессе. Во внешнем мире виртуальное предприятие выступает как единая организация, в которой используются методы управления и администрирования, основанные на применении информационных и телекоммуникационных технологий. Целью создания виртуального предприятия является объединение производственных, технологических, интеллектуальных и инвестиционных ресурсов для продвижения на рынок новых товаров и услуг.
Поскольку каждое реальное предприятие в рамках виртуального выполняет только часть работ из общей технологической цепочки, то при его создании решаются две главные задачи. Первая — это декомпозиция общего бизнес-процесса на компоненты (подпроцессы). Вторая задача заключается в выборе рационального состава реальных предприятий-партнеров, которые будут осуществлять технологический процесс. Первая задача решается с применением методов системного анализа, а для решения второй могут применяться средства мультиагентных технологий.
Задача оптимального распределения множества работ (подпроцессов) среди множества работников (реальных предприятий) в исследовании операций формулируется как задача о назначениях [5]. Ее решение начинается с формирования множеств подпроцессов и потенциальных предприятий-участников. Затем строятся возможные отображения из множества участников на множество подпроцессов и делается выбор наиболее приемлемого отображения, которое соответствует конкретным назначениям предприятий на бизнес-процессы. Для этого можно использовать механизм аукциона. На рис. 7.2 приведена схема аукциона по созданию виртуального предприятия, в котором выделены бизнес-процессы А, В, С, D, Е и участвуют четыре предприятия: Р1, Р2, Р5, P4, претендующие на их реализацию. Каждое из предприятий представлено интеллектуальным агентом, при этом одно из них (Рх) выступает в роли инициатора (аукционера).
Рисунок 11.7 – Схема создания виртуального предприятия.
Перед началом аукциона аукционер (менеджер) формирует базу данных и базу знаний об участниках аукциона. Затем он выставляет на продажу отдельные бизнес-процессы, информация о которых представлена стартовой ценой и требованиями по заданному набору показателей. Каждый претендент выдвигает свои предложения по параметрам, которые он в состоянии обеспечить, и свою цену. Собрав и обработав эти предложения, аукционер с помощью некоторой модели рассуждения упорядочивает потенциальных претендентов с учетом собственной информации о них. После этого он принимает решение о выборе назначений или отвергает их и выдвигает новые предложения.
Следует отметить, что задачу создания виртуального предприятия можно отнести к задачам структурного синтеза сложных систем, удовлетворяющих заданным требованиям.