WMS (Система за управление на складове)

Работата е посветена на прилагането на мултиагентен подход за решаване на логистични проблеми. Като основни задачи се разглеждат задачите за проектиране и моделиране на мрежи за производство и маркетинг на продукти. За разлика от известните подходи, в тази статия за решаване на поставените задачи се предлага използването на интелигентни агенти на продуктите и техните части. Показано е, че благодарение на преговорите на такива агенти се осигуряват особено висока гъвкавост и ефективност, както и надеждността на доставките „точно навреме“. Предложена е архитектура на инструментална мултиагентна система за създаване на приложни системи за моделиране на логистиката на производство и маркетинг на продукти. Като примери за приложението на разработената система са демонстрирани работещите прототипи на мултиагентни системи за моделиране на производството и продажбата на автомобили, както и производството и продажбата на хартия.

1. Въведение

Глобализацията на световната икономика води до значителни промени в организацията на производството и маркетинга на продуктите. Високата производствена ефективност в съвременния свят може да бъде осигурена само чрез гъвкаво и мобилно разпределено производство, което осигурява бърз отговор на променящите се потребителски изисквания, промените в пазарите на суровини и компоненти и др.

Съвременните логистични системи, които осигуряват необходимите отговори чрез оптимално преразпределение на финансови, материални и други ресурси, при тези условия се оказват твърде централизирани и в резултат на това твърде ригидни, за да се справят с постоянно променящите се обеми и състав на външни и вътрешни потоци от поръчки и компоненти на готовия продукт.

За да разреши този проблем, този документ предлага мултиагентна система, която ви позволява да изграждате и симулирате работатанапълно разпределени системи за производство и дистрибуция.

2. Основните задачи на логистиката на производството и маркетинга на продуктите

Типична структура на производствена и маркетингова мрежа (фиг. 1) включва:

Производители и доставчици на компоненти, части и материали (Производител).
Превозни средства (Транспорт), транспортиращи части или готови продукти.
Междинни складове и складове за готова продукция (Warehouse).
Монтажни заводи, включително конвейерни линии (Ассемблер).
Клиенти и продавачи (Потребител).

Основата за разгръщането на мрежа от производство и маркетинг на продукти е структурата на градовете и пътищата (магистрали, въздух, вода и други).

Ориз. 1. Типична структура на логистична мрежа.

Типичните задачи на логистиката на производствените и маркетинговите системи са:

Задачата за проектиране на логистична система за производство и маркетинг на продукти, за да се осигурят зададените характеристики. В хода на такова проектиране се решава проблемът с географското местоположение на междинните работилници и складове, определянето на пропускателната способност на създадените пътища, достатъчни обеми складове, характеристики на автомобилния парк и др.
Задачата за моделиране на създадената логистична система с цел изследване на нейните основни характеристики. В хода на такова моделиране е възможно да се определи цената и времето на всяка поръчка, да се изградят оптимални маршрути и планове за производство и доставка, да се определят местата на системата (липса на складово пространство, ниска скорост на транспортиране и т.н.), да се отработят извънредни ситуации (като например загуба на части) и т.н.

Най-общо, ние определяме като [Rzevski, 1999] - с други думи, представляванабор от мерки за задоволяване на търсенето на ресурси на дадено място и в даден момент.

3. Мултиагентен подход за изграждане на система за логистично моделиране

Интелигентният агент е софтуерен обект, способен да действа в дадена софтуерна среда, да разсъждава и да комуникира със себеподобни. Подробен преглед на текущото състояние на многоагентните системи е представен в [Khoroshevsky, 1999].

При този подход всяка поръчка (по-нататък - кръг) и всеки готов елемент ( ) на продукта има свой собствен интелигентен агент, а основната характеристика на разработваната система е способността да осигурява съответствие между поръчките и готовите части ([Vittikh et al., 1998].

Ориз. 2. агенти на поръчки и готови части в хода на преговори (дължината на стрелката изразява мярката на интерес, и докосването - началото на резервацията).

Типичен пример за договаряне е показан на фигура 3. Получава се поръчка за част и незабавно се създава агент за поръчки, за да договори приемането й в производство. Агентът по поръчка намира вече съществуваща готова част в един от складовете (стъпка 1). Той предлага определена цена за тази част, а Партньорът от своя страна може да приеме тази оферта или да я откаже в зависимост от предложената цена. Да предположим, че агентът за части приема офертата (стъпка 2), частта е запазена и цветът й се променя на екрана. Да приемем, че в системата влиза друга поръчка (стъпка 3), а вторият агент за поръчки се опитва да запази същата част за себе си, тъй като не намира друга подходяща. Осъзнавайки, че частта вече е заета, Резервационният агент предлага да анулира резервацията срещу определена сума компенсация. В резултат на това Подробният агент се свързва отново с първия Агент за поръчки с оферта.приема компенсация. Първият агент на поръчката може да се съгласи и да приеме компенсация, освен ако това не повлияе на времето на нейното изпълнение или датата на доставка може да бъде отложена за по-късна дата. Ако първият агент по поръчка се съгласи, частта се резервира отново, сега за втората поръчка (стъпка 4), и цветът й отново се променя.

По време на преговори разработените агенти могат да прилагат различни стратегии. Например, агент по поръчка на определена част последователно заобикаля всички оферти на производителите, пазари се с тях и в резултат намира най-добрата оферта (която обаче може вече да е налична до момента на вземане на решение) и - незабавно резервира първата оферта, ако тя отговаря на неговите изисквания. В резултат на това, влизайки в преговори, агентите могат както да се конкурират помежду си, така и да си сътрудничат за постигане на дадена цел.

В допълнение към агентите за поръчки и готови части, които постоянно търсят среща, в системата има редица други по-традиционни допълнителни агенти: агенти на производителя, склад, поточна линия (конвейер) и някои други. В същото време складовият агент таксува поръчките за съхранение на части и постоянно пренарежда части, като постоянно оценява връзката между променящото се търсене и предлагане. Агентът на поточната линия управлява критериите за сглобяване и, ако е необходимо, може да превключи преговорите за поръчка от максимизиране на печалбата, например, към резервиране на време за ремонт на поточна линия.

Важни макроикономически параметри на цялата логистична система зависят от различните стратегии, прилагани от агентите и допълнителните агенти.

От горното описание става ясно, че в процеса на преговори и предоговаряне мултиагентната система намира решение, което максимално удовлетворява всички участници,осигуряване, ако не оптимално, то квазиоптимално представяне за цялата верига. Тъй като процесът на договаряне е непрекъснат, динамиката на системния модел напълно отразява неговата динамика в реалния живот – с всички непредвидени обстоятелства и произтичащите от тях последствия.

В момента изглежда няма друга подобна технология, която може автономно да извърши процеса на съпоставяне на търсенето и предлагането.

4. Архитектура на мултиагентна система за моделиране на логистика

В архитектурата на разработената система основната част е обектно-независимото многоагентно ядро, което включва следните основни компоненти (фиг. 4):

Услугата за директен достъп предоставя директен достъп на визуалната част до атрибутите на агентите. В същото време визуалната част може да комуникира с агенти чрез съобщения, но използването на тази подсистема е, първо, по-бързо, и второ, има повече възможности за оперативни агенти.
Услугата за съобщения отговаря за предаването на съобщения между самите агенти, както и между агенти и допълнителни системи на ядрото.
Библиотека с класове на агенти е част от базата знания, която съдържа информация за това какви видове агенти съществуват. За да се увеличи гъвкавостта на системата, информацията в това ръководство може да бъде допълнена от външни разширения чрез интерфейса на EM API (разширения на ядрото).
Общност на агенти - място, където се разполагат агенти. Този блок, в допълнение към жизненоважната дейност на агентите, също така предоставя функции за зареждане/запис на агенти и техните свойства и за оптимизиране на работата с ресурси.
Онтология - предметна база знания, съдържаща специфични знания за предмета (логистика), представена като семантична мрежа.

Ориз. 4.Архитектура на ядрото на мултиагентна система.

В същото време предметната ориентация на системата се постига чрез създаване на допълнителни класове агенти в системата Delphi и внедряването им чрез EM API, както и чрез разширяване на предметната база от знания.

В допълнение към блоковете, изброени по-горе, системата има 4 вида интерфейси за взаимодействие с външни компоненти, това са: