供应链突发事件应急协调机制研究

３ 供 应 链 突 发 事 件 多 Ａｇｅｎｔ 应 急 协 调 机 制 分析
供 应 链 协 调 本 质 上 是 完 全 信 息 或 不 完 全 信 息 下 、通 过 多 阶段协商达到均衡点的动态博弈过程， 这与集权下的供应链 效率相比明显降低。为了平衡两者的矛盾， 大部分供应链的 核心企业会通过转移支付契约的方式激励对方选择最优的
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协调策略［７］。但在供应链遭遇突发事件的紧急情况下， 不能再 用原有协调机制中的惩罚条款来约束双方的补救工作， 或继 续使用该协调机制展开应急工作， 有时为了挽回局面， 供应 链企业甚至需要与新的伙伴建立临时合作关系， 这一切都表 明 供 应 链 突 发 事 件 应 急 协 调 机 制 的 复 杂 性 。虽 然 第 一 篇 协 调 供应链突发事件的文献［２］也是从一类 Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ 博弈过程出 发， 而且很多文献研究表明， 博弈论可以提供更有实际意义 的供应链协调机制， 但我们认为供应链突发事件应急协调机 制应根据突发事件类型及合作伙伴关系而作动态选择， 而多 Ａｇｅｎｔ 技术的引入为应急协调机制的动态选则及实现提供了 良好的平台。
应用多智能代理（ Ｍｕｌｔｉ－ Ａｇｅｎｔ） 技术， 是解决这 一 问 题 的 重要思路。首先， 供应链是一个典型的分布式系统， 这与多 Ａｇｅｎｔ 系统在系统结构上十分相似； 其次， Ａｇｅｎｔ 的自治性、智 能性和自学习能力特点与供应链各决策主体的诸多特性类
似； 再者， 供应链不存在全局控制者， 成员间的协调就好比 Ａ－ ｇｅｎｔ 作 为 单 独 的 软 件 实 体 在 不 同 的 计 算 机 平 台 之 间 进 行 通 信。正是因为多 Ａｇｅｎｔ 技术符合供应链管理中决策活动的实 际 情 况 ， 所 以 基 于 多 Ａｇｅｎｔ 的 供 应 链 协 同 技 术 的 研 究 非 常 多。然而， 供应链突发事件环境下的应急协调较一般情况下 的 供 应 链 协 调 在 时 间 响 应 、契 约 变 化 、信 息 传 递 上 有 更 高 的 要求， 故本文首先归纳了供应链风险的类型， 探讨不同合作 关系下的供应链应急协调机制， 并构建了以供应链各企业下 功能单元为任务粒度的 供 应 链 多 Ａｇｅｎｔ 应 急 协 调 体 系 结 构 。 本 研 究 的 主 要 目 的 是 提 供 一 个 基 于 多 Ａｇｅｎｔ 的 供 应 链 突 发 事件应急协调机制的初步解决方案。
（ １） 战略型合作： 突发事件对供应链的影响较低， 生命价 值与替代风险很高的合作伙伴。
（ ２） 紧密型合作： 突发事件对供应链的影响较低， 生命价 值高但替代风险低， 或者替代风险高而生命价值低的合作伙 伴。
（ ３） 松散型合作： 突发事件对供应链的影响高， 生命价值 或替代风险都很高的合作伙伴。
该系统的总需求， 用表示。则双方的供需关系表达式为， 其
中， 为价格需求敏感系数， 为零售价格。
１．２ 供应链突发事件分类及应急合作伙伴关系划分
基金项目： 上海市自然科学基金资助项目（０６ＺＲ１４００４）； 上海市社科基金资助项目（２００５ＢＪＢ００１）
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发事件的应急协调内容变化而动态组建， 本文为供应链突发 事 件 应 急 协 调 决 策 体 系 中 的 ＭＡＳ 设 计 了 若 干 个 上 层 Ａｇｅｎｔ 联 邦 ： 合 作 关 系 Ａｇｅｎｔ 联 邦 、协 商 谈 判 Ａｇｅｎｔ 联 邦 、契 约 维 护 Ａｇｅｎｔ 联 邦 、决 策 模 型 Ａｇｅｎｔ 联 邦 、利 益 分 配 Ａｇｅｎｔ 联 邦 和 突 发事件 Ａｇｅｎｔ 联邦， 如图 ２ 所示。其中， 突发事件 Ａｇｅｎｔ 联邦 是其他所有上层 Ａｇｅｎｔ 联邦的协调管理中心。至于这些上层 Ａｇｅｎｔ 联邦的下层， 则由每个上层 Ａｇｅｎｔ 联 邦 按 照 供 应 链 突 发 事 件 的 决 策 任 务 类 型 ， 决 定 Ａｇｅｎｔ 联 邦 的 具 体 构 成 ， 并 且 负责联邦内的任务分配 ， 同 时 要 代 表 下 层 Ａｇｅｎｔ 的 意 愿 与 外 部 Ａｇｅｎｔ 联邦通信。
图 ２ 供应链突发事件应急协调 ＭＡＳ 结构模型 ２．２ Ａｇｅｎｔ 体系结构
根 据 研 究 问 题 的 不 同 特 征 ， Ａｇｅｎｔ 的 结 构 模 式 没 有 固 定 类型， 本文研究的 Ａｇｅｎｔ 体系结构如图 ３ 所示。
图 ３ Ａｇｅｎｔ 体系结构
通常以下三个模块是 Ａｇｅｎｔ 的主要结构。 输 入 模 块 ： 输 入 模 块 一 般 由 人 机 接 口 、会 话 管 理 器 和 消 息解释组成。它负责解释用户命令或其他 Ａｇｅｎｔ 发送的请求 或控制信息， 然后根据不同情况传送给处理模块。其中， 会话 管 理 器 通 过 人 机 接 口 提 供 的 用 户 界 面 提 醒 Ａｇｅｎｔ 系 统 用 户 对相关会话规则的细节进行配置， 并为配置提供向导。 处理模块： 处理模块主要由知识库、数据库、规则库和推 理机构成， 它根据会话管理器得到的信息及知识库中的相关 知识， 利用推理机对感知的外部信息进行智能化的处理。当 输入消息不需要新的会话规则时， 消息通过排队识别后直接 发 送 到 推 理 机 ， 推 理 机 利 用 规 则 库 、知 识 库 和 数 据 库 的 相 关 信息， 生成新的任务或会话结果， 发送到任务生成器。 输出模块： 输出模块主要部分是决策生成功能。决策生 成 不 仅 要 负 责 生 成 决 策 ， 而 且 要 把 决 策 结 果 发 送 给 相 关 Ａ－ ｇｅｎｔ。
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供应链中各环节的复杂性、异构性以及市场的瞬息万 变， 使得计划很难按部就班地进行。例如采购环节的延误、生 产 设 备 的 故 障 、市 场 需 求 猛 增 、恐 怖 袭 击 致 使 航 运 延 误 等 突 发 事 件 都 可 能 迫 使 企 业 修 改 原 来 的 计 划 。根 据 引 发 供 应 链 波 动的突发事件来源， 供应链风险被分为操作层风险和中断风 险 两 种 情 况 ［１］。 供 应 链 的 操 作 层 风 险 是 指 供 应 链 与 生 俱 来 的 不确定性， 比如需求不确定、供应不确定和成本不确定； 供应 链的中断风险是指由自然因素或人为破坏所导致的供应链 物流、资金流、信 息 流 的 暂 停 甚 至 崩 溃， 比 如 ９．１１ 恐 怖 袭 击 、 ＳＡＲＳ、经济危机。值得注意的 是 ， 中 断 风 险 同 样 可 能 引 起 需 求、供应、成本的波动， 而且供应链应急协调较一般的供应链 计 划 、任 务 分 配 更 紧 急 ， 需 要 考 虑 的 因 素 和 受 到 的 资 源 约 束 更多。因此， 本文在探讨具体协调机制之前， 以突发事件对供 应 链 造 成 的 影 响［２］归 纳 了 两 大 供 应 链 风 险 类 型 ： 需 求 波 动 和 供 应 中 断 或 延 迟 。因 此 关 于 供 应 链 突 发 事 件 的 应 急 协 调 主 要 就是对由需求波动或供应中断 ／延迟引起的供应链成员应急 合作的协调问题。
２ 基 于 多 Ａｇｅｎｔ 的 供 应 链 突 发 事 件 应 急 协 调框架
２．１ 供应链多 Ａｇｅｎｔ 组织结构设计 多 Ａｇｅｎｔ 系统是指由多个 Ａｇｅｎｔ 协调与合作而构成的问
题求解网络， 以实现单个 Ａｇｅｎｔ 无 法 实 现 的 全 局 目 标 。 根 据 研究的需要， 建立粒度适中的 Ａｇｅｎｔ 是构建多 Ａｇｅｎｔ 系统的 核心前提。本研究着重于供应链成员间进行应急协调的过 程， 由于供应链突发事件的来源和影响多变复杂， 因此将系 统的抽象粒度确定为供应链企业下的功能单元是合适的， 而 且整个供应链突发事件应急协调决策体系可视为由支持不 同决策任务类型的 Ａｇｅｎｔ 联邦耦合而动态构成的多 Ａｇｅｎｔ 联 邦。这里引入 Ａｇｅｎｔ 联邦的概念是考虑到按供应链企业下的 功能单元划分的 Ａｇｅｎｔ 结构复杂， 若直接由底层的 Ａｇｅｎｔ 完 成所有任务， 会因系统通信代价过大而难以满足供应链突发 事件处理的紧急性要求。Ａｇｅｎｔ 联邦的组织结构随供应链突
供 应 契 约 的 设 计 和 信 息 共 享 是 供 应 链 协 调 的 主 要 内 容 ［１］。 但在突发事件应急环境下， 原有的供应契约通常不能再起到 协调供应链的作用， 而且信息沟通也可能因为某方成员出于 保护自身受损成本最小化的目的而变得迟缓， 这无疑加重了 供应链抗突发事件能力的脆弱性。因此， 突发事件下的供应 链 契 约 设 计 及 信 息 共 享 是 供 应 链 应 急 协 调 的 重 要 内 容 。从 文 献搜索的结果来看 ， 第一篇由 Ｑｉ， Ｂａｒｄ 和 Ｙｕ［２］关于突发事件 造成市场规模变化对协调供应链所带来影响的分析也是基 于数量折扣问题， 并假设双方信息完全。其后， Ｙａｎｇ ｅｔ． ａｌ．［３］、 Ｘｉａ ｅｔ． ａｌ． ［４］、Ｘｉａｏ ｅｔ． ａｌ． ［５］、于 辉 等［６］关 于 生 产 费 用 扰 动 、生 产存储系统扰动、一个制造商和两个零售商之间的投资竞 争 、突 发 事 件 引 起 需 求 价 格 敏 感 系 数 变 化 对 供 应 链 应 急 协 调 策略的影响进行了有益的尝试。总体上看， 这方面的研究还 刚刚起步， 还有很多内容没有被充分地认识和挖掘。我们认 为， 要实现应急管理的最终目标， 必须为供应链协调提供一 个 能 够 保 持 信 息 沟 通 顺 畅 、并 具 有 知 识 的 智 能 平 台 。
产品， 而对需方而言， 在整个供应市场上， 还存在其他与之没
有 合 作 关 系 但 也 提 供 该 产 品 的 供 方 。从 该 二 阶 段 供 应 链 整 体
的角度看， 用表示供方正常情况下向该供应链中需方供应产
品数。其中， 表示供方的正常全部供应能力， 是供方的供应比
例系数。同样， 系统的外部需求仅发生在需方处， 这里仅考虑
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