基于多代理的虛擬企業(yè)工作流思想與建設(shè)方案

陳曉潔 王雯娟

摘要：該文針對(duì)虛擬企業(yè)共享技術(shù)與信息的特點(diǎn)，結(jié)合近來得到廣泛重視的代理技術(shù)與工作流技術(shù)，提出了基于多代理的虛擬企業(yè)工作流思想與建設(shè)方案。重點(diǎn)采用了UML及基于XML的過程規(guī)范語言對(duì)工作流業(yè)務(wù)過程進(jìn)行了形式化描述，并針對(duì)現(xiàn)有工作流技術(shù)存在的不足，將多Agent技術(shù)引入到工作流管理中。

關(guān)鍵詞：虛擬企業(yè)；多Agent；工作流

中圖分類號(hào)：TP271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)20-4869-03

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,尤其以信息技術(shù)為主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)發(fā)展可謂迅速之急,越來越多的企業(yè)對(duì)這一市場(chǎng)都爭(zhēng)先占領(lǐng)主導(dǎo)地位,現(xiàn)在以“雙贏”為目的合作方式,已經(jīng)是現(xiàn)代競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的最好營銷模式，其中一種新型的管理企業(yè)形式應(yīng)運(yùn)而生---虛擬企業(yè)。虛擬企業(yè)是一種具有獨(dú)特的組織模式和運(yùn)營模式以及管理模式的綜合體,能夠合理而有效的整合企業(yè)的各種資源配置,同時(shí)提高和響應(yīng)市場(chǎng)的需求能力，加大了企業(yè)的核心競(jìng)力。由此可見，虛擬企業(yè)是當(dāng)今社會(huì)一種的主流的企業(yè)組織形態(tài)。

而且代理技術(shù)和工作流技術(shù)都是越來越受到人們重視的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，主要應(yīng)用于分布對(duì)象處理的技術(shù)之中，在此，充分的發(fā)揮了其工作的靈活性和強(qiáng)大的處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)。而且這兩種技術(shù)的有效結(jié)合，替代了傳統(tǒng)的企業(yè)經(jīng)濟(jì)核心技術(shù)。

1虛擬企業(yè)的相關(guān)技術(shù)分析

1.1虛擬企業(yè)中的工作流技術(shù)

虛擬企業(yè)是目前社會(huì)的比較新型的商業(yè)聯(lián)盟，它是具有優(yōu)質(zhì)資源的平等互惠綜合體。而且這種企業(yè)的組織形式改變了以前的傳統(tǒng)企業(yè)模式，這種企業(yè)從最初的設(shè)計(jì)、制造、銷售等都是采用單個(gè)的企業(yè)負(fù)責(zé)管理，是一種“縱向一體化”的組織模式，它重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)企業(yè)外部資源的整合。

工作流技術(shù)是目前虛擬企業(yè)中一項(xiàng)重大的技術(shù)發(fā)展，而且利用這種科學(xué)技術(shù)能夠?yàn)槠髽I(yè)的業(yè)務(wù)過程中建模、管理、集成等提供重要技術(shù)支持，從而最終實(shí)一種現(xiàn)業(yè)務(wù)過程的自動(dòng)化的核心技術(shù)，工作流技術(shù)是目前現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中一項(xiàng)應(yīng)用加大的技術(shù)，這種技術(shù)主要是通過一些列的合理調(diào)用、分配、協(xié)調(diào)等技術(shù)手段來進(jìn)行組織協(xié)調(diào)各種業(yè)務(wù)活動(dòng)，從而加大和促進(jìn)業(yè)務(wù)目標(biāo)快速有效。目前，這種工作流技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)中得到肯定。

該文主要根據(jù)Agent的自主、通信、協(xié)作、協(xié)商以及推理等特點(diǎn)，利用多Agent技術(shù)加大工作流的管理等功能，從而提出一種基于多Agent技術(shù)的分布式虛擬企業(yè)的工作流模式，這種工作流主要是通過使用FIPA ACL、JAVA、CORBA及基于XML的PIF等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行技術(shù)的參考。用來支持虛擬企業(yè)的分布式工作流管理流程的系統(tǒng)操作，從而真正意義上建立一種動(dòng)態(tài)計(jì)算機(jī)化的虛擬企業(yè)模型。

1.2多Agent技術(shù)

Agent技術(shù)是一種人工智能領(lǐng)域中的智能邏輯處理單元，它具有一種自治的功能。一般情況下，多Agent系統(tǒng)是由多個(gè)不同的單個(gè)Agent集合而成。各個(gè)Agent都事先按預(yù)定協(xié)議，然后根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的目標(biāo)狀態(tài)與自身的目的以及資源與知識(shí)等情況，利用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行相互間的協(xié)商，從而確定各自的任務(wù)，做出協(xié)調(diào)各自的行為動(dòng)作等活動(dòng)。由于多Agent系統(tǒng)構(gòu)成的組織或者社會(huì)是一種比較成熟的發(fā)展，因此，可以很好地解決分布式中求解、協(xié)作、協(xié)調(diào)等問題。但是，多代理系統(tǒng)中的代理一般都是比較自主化的。由于，多個(gè)代理的整體知識(shí)與意圖和愿望等等都是處于一種各不相同的狀態(tài)。因此，要做好多個(gè)代理的協(xié)調(diào)管理等工作需要確保多個(gè)代理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和提高工作效益的首要條件。

2基于多代理的虛擬企業(yè)工作流的分析

2.1虛擬企業(yè)業(yè)務(wù)過程模型分析

在實(shí)現(xiàn)虛擬企業(yè)的一種工作流中，首先需要建立虛擬企業(yè)業(yè)務(wù)過程模型。虛擬企業(yè)的業(yè)務(wù)過程模型是虛擬企業(yè)邏輯順序及業(yè)務(wù)層次結(jié)構(gòu)的描述。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

私有業(yè)務(wù)過程一般又稱內(nèi)部業(yè)務(wù)過程，它是將企業(yè)中的各種有效資源進(jìn)行合理化、全面化的整合，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)整個(gè)市場(chǎng)對(duì)其熟悉和應(yīng)用的狀態(tài)。

共享業(yè)務(wù)過程最具明顯的兩個(gè)特征：收消息、發(fā)消息。從各個(gè)企業(yè)之間的交換信息等方面進(jìn)行看來，共享業(yè)務(wù)過程改變傳統(tǒng)的私有業(yè)務(wù)過程中的一些特征。主要表現(xiàn)為表征過程中執(zhí)行完成的信息和結(jié)果信息等發(fā)送給企業(yè)合作的對(duì)象。一般情況下，對(duì)于結(jié)果為正確的，則表明此次合作成功。

全局業(yè)務(wù)過程，一般是利用控制邏輯進(jìn)行控制與協(xié)調(diào)各個(gè)企業(yè)之間的活動(dòng)。并且整個(gè)全局業(yè)務(wù)過程是屬于一種在其發(fā)展的必要活動(dòng)鏈，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止其中的某些細(xì)節(jié)。全局業(yè)務(wù)過程之所以能夠存在長久，是由于它不僅能夠協(xié)調(diào)和控制整個(gè)虛擬化的業(yè)務(wù)過程，而且還不與其他企業(yè)私有業(yè)務(wù)產(chǎn)生沖突，保證各個(gè)企業(yè)之間的業(yè)務(wù)正常運(yùn)營。全局業(yè)務(wù)過程與其他企業(yè)業(yè)務(wù)過程是密切相關(guān)的，同時(shí)全局業(yè)務(wù)過程對(duì)其他層的業(yè)務(wù)具有控制管理作用。

2.2關(guān)于多Agent間的通信問題分析

由于不同的企業(yè)業(yè)務(wù)過程之間具有差異性，因此如何做好各個(gè)企業(yè)業(yè)務(wù)之間的通信和相互理解等問題，都是需要進(jìn)行全面的解決。而且不同的企業(yè)之間的業(yè)務(wù)過程是如何制約和協(xié)調(diào)控制都是虛擬企業(yè)工作流中面臨的重大問題。

該文中，Agent間的通信主要采用FIPAACL的通信機(jī)制。FIPA的請(qǐng)求交互協(xié)議能夠進(jìn)行一個(gè)代理請(qǐng)求另一代理來執(zhí)行某些行為，從而實(shí)現(xiàn)接受消息進(jìn)行處理—執(zhí)行或者不執(zhí)行。并且在這種交互協(xié)議之中，整個(gè)消息接收的代理能夠進(jìn)行被詢問某一問題陳述的真與假。然后用戶可以進(jìn)行接口Agent進(jìn)行實(shí)名注冊(cè)，最后能夠?qū)⒄麄€(gè)信息反饋，并能夠創(chuàng)建Agent從而可以進(jìn)行查看結(jié)果、系統(tǒng)的狀態(tài)以及性能等等信息狀態(tài)。

在通過共享的業(yè)務(wù)過程中，需要進(jìn)行合理的選擇Agent執(zhí)行服務(wù)器，一般情況下，我們要實(shí)現(xiàn)Agent間的協(xié)作等功能，經(jīng)常會(huì)使用XML來對(duì)Agent的請(qǐng)求與提供的服務(wù)進(jìn)行簡(jiǎn)單有效的描述。而且共享業(yè)務(wù)的過程中，代理SBPA檢索能夠進(jìn)行有效和合理的為相關(guān)的程序提供良好的服務(wù)功能。當(dāng)初始的服務(wù)出現(xiàn)失敗情況時(shí)，它利用自身的反饋能力進(jìn)行信息的反饋處理，并且能夠?qū)⒆陨碛行У某绦蚝蛿?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)本地的業(yè)務(wù)過程代理BPA通信功能。一般我們?cè)谄髽I(yè)域間采用異步通信機(jī)制進(jìn)行通信功能，進(jìn)一步解決全局的問題，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)過程的獨(dú)立性。

3基于多代理的虛擬企業(yè)工作流建設(shè)方案與技術(shù)原理

3.1基于多代理的虛擬企業(yè)工作流的設(shè)計(jì)思路

虛擬企業(yè)目前處于一種開放式的環(huán)境中，主要通過Internet進(jìn)行連接起來，而且代理間以消息的方式進(jìn)行有效通信。消息原語一般采用FIPA ACL規(guī)范，但消息的內(nèi)容一般用XML來進(jìn)行描述，同時(shí)消息的本體論需要在虛擬市場(chǎng)進(jìn)行統(tǒng)一的定義。例如，當(dāng)代理接收到一條傳遞的消息，首先XML分析器則對(duì)消息的內(nèi)容進(jìn)行全面的分析，而ACL分析器把整個(gè)虛擬市場(chǎng)定義的共享本體論映射到本地的語義表示，同時(shí)將消息生成器轉(zhuǎn)換為本地的消息，代理就能執(zhí)行消息中指定的相應(yīng)操作。同時(shí)在傳遞消息的過程類似。其中過程的控制模塊則依據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)過程的規(guī)定，然后通過工作流的程序接口WAPI和底層的工作流管理系統(tǒng)進(jìn)行全面的交互，從而來進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作流的在整體執(zhí)行情況，并以圖形化的顯示方式進(jìn)行狀態(tài)報(bào)告。同時(shí)底層的工作流管理系統(tǒng)依據(jù)分布于各個(gè)企業(yè)的部門的進(jìn)行業(yè)務(wù)過程的相互執(zhí)行。

由于一個(gè)組織機(jī)構(gòu)可以有多個(gè)工作流同時(shí)進(jìn)行有效的工作狀態(tài)，因此，它可以與企業(yè)的各種業(yè)務(wù)流程進(jìn)行重組BRP結(jié)合。工作流的工作處理過程一般是由多個(gè)單個(gè)任務(wù)和執(zhí)行這些任務(wù)合乎邏輯等步驟組成。而且每一個(gè)任務(wù)執(zhí)行都具有獨(dú)立性，因此任務(wù)管理減少了對(duì)中央服務(wù)器的依托。如果我們啟動(dòng)一個(gè)相應(yīng)的工作流時(shí)，相應(yīng)的工作流則進(jìn)行創(chuàng)建一個(gè)工作流的引擎來負(fù)責(zé)整個(gè)工作流中部分的活動(dòng)程序。當(dāng)這一系列的活動(dòng)步驟執(zhí)行完畢后，工作流的服務(wù)將其內(nèi)部的狀態(tài)信息、過程以及應(yīng)用數(shù)據(jù)等其他控制信息進(jìn)行傳送另一個(gè)的工作流服務(wù)。同時(shí)這個(gè)工作流的服務(wù)也創(chuàng)建相應(yīng)的工作流引擎進(jìn)行負(fù)責(zé)相應(yīng)的活動(dòng)程序。雖然整個(gè)任務(wù)管理可以進(jìn)行自動(dòng)執(zhí)行某一個(gè)任務(wù)，同樣它存在一定的依賴。主要體現(xiàn)控制依賴和數(shù)據(jù)依賴,同時(shí)在這兩個(gè)任務(wù)之間可以共享結(jié)果資源,可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)管理器在整個(gè)工作流的處理過程中控制任務(wù)的變遷。所有這些,通過共享業(yè)務(wù)過程代理SBPA進(jìn)行調(diào)度。

3.2基于多代理的虛擬企業(yè)工作流技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理

在多代理的虛擬企業(yè)工作流建設(shè)方案框架內(nèi)，可以通過搭建圖2技術(shù)模型來實(shí)現(xiàn)方案中的具體功能。

通過網(wǎng)絡(luò)通信層（Internet）的TCP/IP技術(shù)實(shí)現(xiàn)盟主企業(yè)和盟員企業(yè)間的實(shí)時(shí)通信，而Web服務(wù)與虛擬企業(yè)工作流技術(shù)結(jié)合起來，其核心思想是各伙伴企業(yè)將共享的業(yè)務(wù)過程作為Web服務(wù)發(fā)布，供其他企業(yè)調(diào)用。從程序?qū)崿F(xiàn)的角度講，Web服務(wù)就是一個(gè)應(yīng)用程序，它向外界提供一個(gè)能夠通過Web進(jìn)行調(diào)用的API。借助Web服務(wù)中的SOAP（簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議）、WSDL（Web服務(wù)描述）、UDDI（企業(yè)的統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成）技術(shù)，用戶能夠用編程的方法通過Internet來調(diào)用所需要的應(yīng)用程序。JAVA的平臺(tái)層實(shí)現(xiàn)了工作流信息的轉(zhuǎn)化和傳遞，實(shí)現(xiàn)了Web服務(wù)層和代理層的平穩(wěn)過渡，代理層將JAVA層提供的信息以消息方式進(jìn)行各代理之間通信，消息的內(nèi)容部分則用XML來描述。當(dāng)代理接收到一條消息，XML/RDF解析器首先對(duì)消息內(nèi)容部分進(jìn)行分析,并由消息生成器轉(zhuǎn)換為本地消息，代理就能執(zhí)行消息中指定的相應(yīng)操作,而具體的業(yè)務(wù)過程執(zhí)行仍由底層的工作流系統(tǒng)來完成。盟主企業(yè)和盟員企業(yè)間信息交流以及各自的工作流運(yùn)作往返就是通過這種方式進(jìn)行的。

4結(jié)束語

虛擬企業(yè)是根據(jù)市場(chǎng)的廣大需求，采取的以盈利為目的、結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)的一種動(dòng)態(tài)聯(lián)盟商業(yè)化的綜合體。其中工作流技術(shù)是目前虛擬企業(yè)用來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)過程和業(yè)務(wù)過程管理的重要技術(shù)手段，為整個(gè)業(yè)務(wù)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提供重要的技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)也為虛擬企業(yè)的整個(gè)協(xié)同工作提供良好的方法。該文主要采用UML和基于XML的過程規(guī)范語言進(jìn)行工作流業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)單描述和表現(xiàn)，進(jìn)一步引進(jìn)多Agent技術(shù)的工作流管理模式，解決一種新型的企業(yè)管理模式。因此，做好相關(guān)的工作，除了加大相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用之外，更重要的是建立了一種基于多代理的具有高度可擴(kuò)展性及柔性的分布式虛擬企業(yè)工作流模型。

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