論一種集成的復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真體系結(jié)構(gòu)

1、論一種集成的復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真體系結(jié)構(gòu) 論文摘要：針對復(fù)雜物流系統(tǒng)的復(fù)雜性，提出了一種分布式多代理仿真體系結(jié)構(gòu)，闡述了該體系結(jié)構(gòu)在復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用過程，將復(fù)雜物流系統(tǒng)分布式多代理仿真體系結(jié)構(gòu)和集中式仿真體系結(jié)構(gòu)相結(jié)合，提出了集成的復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真體系結(jié)構(gòu) 論文關(guān)鍵詞：復(fù)雜物流系統(tǒng)；體系結(jié)構(gòu)；分布式仿真；多代理仿真；集中式仿真 復(fù)雜物流系統(tǒng)的復(fù)雜性包括結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、不確定性、信息的失真與放大、組織機構(gòu)的動態(tài)性等對于各種復(fù)雜的物流系統(tǒng)，無論是線性的還是非線性的，無論是靜態(tài)的還是動態(tài)的，都可以用系統(tǒng)仿真方法來研究合理地確定仿真體系結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)仿真的前提 本文首先提出了基于hla的分布式多代理仿真體

2、系結(jié)構(gòu)，并將該體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用于復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真；將該體系結(jié)構(gòu)與復(fù)雜物流系統(tǒng)集中式仿真體系結(jié)構(gòu)相結(jié)合，提出了一種集成的復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真體系結(jié)構(gòu)，以滿足各種層次的復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真需求 1分布式多代理仿真體系結(jié)構(gòu) 首先要探討基于hl的分布式多代理仿真體系結(jié)構(gòu)在設(shè)計基于hl的仿真體系結(jié)構(gòu)時，涉及聯(lián)邦成員的劃分，它通常采用美國國防部建模與仿真辦公室(dmso)提出的開發(fā)分布交互仿真系統(tǒng)的軟件工程方法，即聯(lián)邦開發(fā)和執(zhí)行過程模型fedep其中，在開發(fā)聯(lián)邦概念模型時候，一個很重要的任務(wù)是設(shè)計系統(tǒng)包含的對象類和交互類結(jié)構(gòu)表而在設(shè)計基于多代理的仿真體系結(jié)構(gòu)時，又涉及代理的劃分因此，我們認為，基于hl的分布式多代理仿

3、真體系結(jié)構(gòu)包括hlarti通信支撐平臺、聯(lián)邦成員、代理、對象類、交互類、事件六個層次，如圖1所示 圖1中，y個聯(lián)邦成員中有一個總控臺聯(lián)邦成員，負責(zé)創(chuàng)建聯(lián)邦，所有聯(lián)邦成員通過hlarti通信支撐平臺實現(xiàn)互聯(lián)，每個聯(lián)邦成員又由若干個代理類、對象類和交互類組成，當(dāng)有相關(guān)的事件發(fā)生時，代理類生成相關(guān)對象類和交互類實例或更新已經(jīng)存在的對象類和交互類實例屬性，并在hlarti通信支撐平臺的支持下，通過對象類和交互類的訂購和發(fā)布實現(xiàn)對象類實例和交互類實例的發(fā)布和接收，從而完成與其他聯(lián)邦成員中代理類的聯(lián)系 基于hla的分布式多代理仿真系統(tǒng)包括接口代理interfaeeagent、通信支撐代理rtiagent事

4、件管理代理eventagent及其他一些根據(jù)功能劃分的代理，代理們通過事件的執(zhí)行共同完成仿真運行過程接口代理執(zhí)行用戶的請求包括仿真開始、仿真暫停、仿真結(jié)束等，或?qū)⒂脩舻恼埱髠鬟f給其他代理，并通知用戶監(jiān)控仿真結(jié)果通信支撐代理提供rti服務(wù)，如創(chuàng)建聯(lián)邦、加入聯(lián)邦、時間推進、交互發(fā)送和接收、對象屬性更新等事件管理代理負責(zé)事件列表的管理，它提取當(dāng)前時間段的仿真事件并通知相關(guān)的代理執(zhí)行這些事件在所有當(dāng)前時間段的仿真事件執(zhí)行完畢后，請求仿真時鐘推進 2復(fù)雜物流系統(tǒng)分布式多代理仿真體系結(jié)構(gòu) 當(dāng)把基于hla的分布式多代理仿真體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用于復(fù)雜物流系統(tǒng)分布式多代理仿真時，其關(guān)鍵任務(wù)是正確地劃分出系統(tǒng)所包含的聯(lián)邦

5、成員，以及各個聯(lián)邦成員中所具有的代理類、對象類、交互類和事件類，并且正確地描述它們的相互關(guān)系 我們認為，組成復(fù)雜物流系統(tǒng)的各個實體可以直接映射為聯(lián)邦成員；各個聯(lián)邦成員內(nèi)部代理的劃分則可以在構(gòu)造各個聯(lián)邦成員petri網(wǎng)模型的基礎(chǔ)上進行，其基本的劃分方法是將主要的變遷映射為代理類或交互類，位置映射為對象類，而令牌token則映射為代理類屬性、對象類屬性或交互類屬性當(dāng)然，具體如何劃分代理類、對象類和交互類并不是一成不變的，應(yīng)視具體情況而定 對于典型復(fù)雜物流系統(tǒng)，其聯(lián)邦成員包括供應(yīng)商、制造商、批發(fā)商和零售商四類實體，再加上核心企業(yè)，共有五類聯(lián)邦成員，其中核心企業(yè)具有總控聯(lián)邦成員的功能，負責(zé)創(chuàng)建仿真聯(lián)邦

6、，當(dāng)然也可以單獨設(shè)置總控聯(lián)邦成員來創(chuàng)建聯(lián)邦并記錄系統(tǒng)運行情況，這樣的劃分方法將有六類聯(lián)邦成員，這里將核心企業(yè)和總控臺合二為一下面是典型復(fù)雜物流系統(tǒng)中的批發(fā)商聯(lián)邦成員中代理類、對象類、交互類和事件類的劃分情況 代理類：接口代理intefaeeagent；事件管理代理eventagent；通信支撐代理rtiagent；決策 代理decisionagent；發(fā)貨代理deliveryagent；訂貨代理orderagent 對象類：批發(fā)商基本信息wholesalerobject 交互類：訂貨orderlnteraetion；發(fā)貨deliveryinteraction 事件類：訂貨orderevent；

7、發(fā)貨deliveryevent；到貨compementevent 圖2是利用有色petri網(wǎng)描述的關(guān)于批發(fā)商聯(lián)邦成員中代理類、交互類、對象類及事件類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，限于篇幅，其他聯(lián)邦成員不再介紹其作法基本相同，但內(nèi)容稍有不同圖2定義了個顏色集、5個變量(e,i，b，n，s)，e表示實體標識；i表示實體現(xiàn)有庫存；bo表示延期交貨的訂單；oo表示未達訂單；s表示訂貨點量(最大庫存水平)；w是復(fù)合顏色集rtiagent接收來自零售商聯(lián)邦成員的訂貨交互，更新wolesalerobjec對象的延期交貨訂單數(shù)量，并據(jù)此生成發(fā)貨事件發(fā)貨事件執(zhí)行時，向零售商聯(lián)邦成員發(fā)送發(fā)貨交互，并更新批發(fā)商的現(xiàn)有庫存；gua

8、rdi+n一b<s是一個守衛(wèi)，即當(dāng)批發(fā)商的現(xiàn)有庫存加上未達訂單減去延期交貨訂單數(shù)量小于訂貨點量時eventagent生成并執(zhí)行向制造商的訂貨事件，同時更新wolesalerobject對象的未達訂單數(shù)量；之后，rtiagent接收來自制造商聯(lián)邦成員的發(fā)貨交互，生成收貨事件并執(zhí)行，更新wolesalerobject對象的現(xiàn)有庫存數(shù)量decisionagent調(diào)用相關(guān)模型以決定訂貨點量的大小 3集成的復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真體系結(jié)構(gòu) 復(fù)雜物流系統(tǒng)集中式仿真和分布式多代理仿真構(gòu)成了復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真的兩大內(nèi)容，但是它們并不孤立地存在著，它們相互聯(lián)系、相互配合共同完成復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真任務(wù)因此，在探討復(fù)雜物

9、流系統(tǒng)仿真體系結(jié)構(gòu)的時候，就是要分析分布式多代理仿真體系結(jié)構(gòu)和集中式仿真的關(guān)系將兩者有效結(jié)合，構(gòu)筑一個集成的復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真體系結(jié)構(gòu) 在討論集中式仿真與分布式多代理仿真關(guān)系的時候，需要解決的是這兩種仿真過程的有效的實時動態(tài)連接問題復(fù)雜物流系統(tǒng)集中式仿真系統(tǒng)可以通過仿真數(shù)據(jù)庫和復(fù)雜物流系統(tǒng)分布式多代理仿真系統(tǒng)進行互聯(lián)， 圖3就是集成后的復(fù)雜物流系統(tǒng)仿真體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜物流系統(tǒng)分布式多代理仿真系統(tǒng)可以由核心企業(yè)聯(lián)邦成員通過hlarti獲取各實體信息及相關(guān)參數(shù)設(shè)置并存入仿真數(shù)據(jù)庫供集中式仿真使用；復(fù)雜物流系統(tǒng)集中式仿真系統(tǒng)根據(jù)核心企業(yè)的請求，經(jīng)過仿真后將一些關(guān)鍵參數(shù)的仿真結(jié)果如各實體的訂貨點量存入仿真數(shù)據(jù)庫，核心企業(yè)聯(lián)邦成員通過hlarti將這些關(guān)鍵參數(shù)發(fā)送給