Реферати

Реферат: Многоагентние системи. Процес самоорганизації в многоагентних системах

Зміст фінансового й управлінського аналізу і послідовність його проведення. Фінансова звітність як інформаційна основа для фінансового аналізу і прийняття управлінських рішень. Зміст і методи фінансового й управлінського аналізу, їхній взаємозв'язок і послідовність. Комплексний аналіз діяльності підприємства.

Екскурсія по Воронцовскому парку Москви. Освітні, виховні і розвиваючі цілі екскурсії по рекреаційному комплексі "Садиба Воронцово". Багатство флори і фауни, водойми і кам'яний лабіринт парку. Проблеми взаємин міста і садиби. Завершення маршруту в дубовій алеї.

Основні етапи розвитку російської філософської думки і її особливостей. Основні етапи розвитку російської філософії. Слов'янофіли і західники, матеріалізм у російської філософії середини XIX століття. Ідеологія й основні положення філософії росіян почвенничества, консерватизму і космизма. Філософія усеєдності Володимира Соловйова.

Політика як соціальне явище. Визначення політики як сфери людської діяльності, зв'язаної з владними відносинами в суспільстві. Суперечливість і олюднення, багатозначність і обмеженість політики. Необхідність ухвалення рішення для врегулювання проблем соціуму.

Шкода мобільного телефону. Постійний вплив радіочастотних сигналів може негативним образом уплинути на здоров'я людини. Суперечки про чи шкоду нешкідливості мобільних телефонів. Як зменшити можлива шкода мобільного телефону, опис найбільш популярних методів.

Міністерство освіти Російської Федерації

Волгоградський державний технічний університет

Кафедра "Системи автоматизованого проектування і

пошукового конструювання"

Многагентние системи. Процес самоорганизації в многоагентних системах.

Курсовий проект

по дисципліні "Системне програмне забезпечення"

Перевірив:

до. т. н., доцент

Кудряшева Е. Е.

"_"_2002г.

Виконавець:

студент групи ИВТ-36*

****** *.*.

"_"_2002г.

Волгоград 2002

План

1. Основні терміни і визначення... стор. 3

2. Вступ... стор. 3

3. Визначення агента... стор. 4

4. Властивості агентів... стор. 5

5. Поняття многоагентной системи... стор. 7

6. Самоорганизация і кооперація в компанії... стор. 8

7. Підхід агентів і світів... стор. 11

8. Процес самоорганизації в мультиагентной системі... стор. 15

9. Архітектура і інтерфейс мультиагентной системи... стор. 16

10. Приклади застосування многоагентной системи... стор. 18

11. Висновок... стор. 22

12. Список літератури... стор. 23

Основні терміни і визначення

Інформація в даній роботі була взята з сайтов, вказаних в списку літератури, і перекладена з англійського на російську мову.

Агент (мультиагент) - це апаратна або програмна суть, здатна діяти в інтересах досягнення цілей, поставлених перед ним власником і/або користувачем.

Програмні інтелектуальні агенти - це новий клас систем програмного забезпечення, яке діє або від імені користувача, або від імені системи що делегувала агенту повноваження на виконання тих або інакших дій.

Мультиагентная система - складна система, в якій функціонують два або більш інтелектуальні агенти.

Процес самоорганизації в мультиагентних системах - внутрішня впорядкованість, узгодженість, взаємодія більш або менш диференційованих і автономних агентів агентной системи, зумовленої її будовою.

Вступ

Могутній і ефективний розвиток компаній в сучасних умовах передбачає високу міру спеціалізації і кооперації робіт.

Кооперація - одна з найважливіших сторін сучасної індустрії, що охоплює всі сфери діяльності людини: науку і виробництво, торгівлю, послуги і т. д. Проблеми кооперації компаній тісно пов'язані з проблемами їх внутрішньої організації. Чим більше напрямів в діяльності компанії, чому вироби, що складніше випускаються, ніж різноманітніше сама діяльність, тим більше роль кооперації, і тим більше високоорганизованной повинна бути компанія. При цьому чому більше за високоорганизованней компанія, тим більше самостійними є її внутрішні підрозділи, тим в більшій мірі жорстке директивне управління в її внутрішньому функціонуванні замінюється на кооперацію.

Разом з тим, зовнішня і внутрішня кооперація, що розглядається, що дозволяють для компаній домагатися високої рентабельності - це і постійна загроза для кожної з них. Досить однією з кооперуючих сторін порушити свої зобов'язання, і весь що склався ланцюжок взаємодії починає рушатися. Для роботи в цих умовах компанії повинні володіти високою інтелектуальністю, гнучкістю і мобільністю, що в результаті повинно забезпечувати, з одного боку, можливість постійної еволюційної адаптації компаній до умов ринку і, з іншого боку, можливість здійснювати революційні і несподівані для конкурентів стрибки в розвитку, різко підвищуючі конкурентоздатність компанії. Останнє стає можливим лише на основі процесу постійного внутрішнього розвитку (саморазвития) компанії, що передбачає здібність до самоорганизації.

Зневага роллю механізмів самоорганизації в компанії або їх недооцінка здатні викликати серйозні наслідки. Втративши або не розвинувши в собі здібність до самоорганизації, компанія вмирає. При цьому що зовні виявляються стабільність і процвітання рано або пізно виявляються фатальною ілюзією, навіть для самих могутніх і відомих компаній. Невидимий процес накопичення і загострення внутрішніх проблем і протиріч, вчасно не поміченого і невиправленого, поступово, як корозія, починає роз'їдати організацію, і, в один прекрасний день відбувається обвал - могутня по своєму потенціалу компанія рушиться по причині, здавалося б, всього лише одного непродумано початого проекту, одного не вчасно поверненого кредиту, нарешті, відходу одного з фахівців.

Одним з шляхів вирішення цієї проблеми може бути створення інтелектуальних систем управління і підтримки групової узгодженої діяльності нового класу, які б не тільки спрощували для користувачів прийняття так необхідних узгоджених рішень, але і стимулювали процес самоорганизації компанії на всіх рівнях діяльності. Як показується нижче, головною властивістю таких систем стає здатність виявляти і вирішувати потенційні конфлікти (протиріччя) інтересів як у зовнішній. так і внутрішньої кооперативної діяльності компанії.

Розробці підходу до створення систем класу, що розглядається і присвячена справжня робота.[1]

Визначення агента

Загальноприйнятого визначення "агента" ще не існує. Що Розглядається в якій-небудь системі мультиагент - це апаратна або програмна суть, здатна діяти в інтересах досягнення цілей, поставлених перед ним власником і/або користувачем. Таким чином, в рамках мультиагентних систем ми розглядаємо агенти, як автономні компоненти, діючі по певному сценарію. Класифікуються агенти на чотири основних типи: прості, розумні (smart), інтелектуальні (intelligent) і дійсно інтелектуальні (truly intelligent).

Інтерес для побудови МАС в задачах інженерії знань представляють в більшій мірі інтелектуальні і дійсно інтелектуальні агенти, які відрізняються тим, що підтримують крім автономного виконання, взаємодії з іншими агентами і стеження за оточенням - здатність використати абстракції, адаптивность поведінки, навчання на прецедентах і толерантність до помилок.

Проблеми в створенні МАС на принципах штучного інтелекту складається в тому, що при проектуванні точної і повної моделі представлення світу, процесів і механізмів міркування в ньому - дуже важко створити адекватну і повну картину світу. Незважаючи на явні труднощі, ідея використати агентів для рішення разнопланових задач дуже популярна останнім часом. Однак задача проектування МАС і дійсно інтелектуальних агентів вимагає спеціальних знань і є ресурсоемкой задачею.

Програмні інтелектуальні агенти - це новий клас систем програмного забезпечення, яке діє або від імені користувача, або від імені системи що делегувала агенту повноваження на виконання тих або інакших дій. Вони є, по суті, новим рівнем абстракції, відмінним від звичних абстракцій типу - класів, методів і функцій. Але при цьому, розробка МАС дозволяє створювати системи що володіють розширюваністю/масштабованість, мобільністю/переносимістю, интероперабельностью, що безсумнівно дуже важливо при розробці систем, заснованих на знаннях.

Властивості агента

Якими ж властивостями повинен володіти "агент"?

зАвтономность: агенти функціонують без прямого втручання людей або будь-кого іншого і володіють певною здатністю контролювати свої дії і внутрішній стан.

зМетоди (способи) спілкування: агенти взаємодіють з іншими агентами коштами деякої комунікаційної мови.

зРеактивность: агенти здатні сприймати навколишнє середовище (яка може бути фізичним миром, користувачем, взаємодіючим через графічний інтерфейс, колекцією інших агентів, Іnternet-ом, або, можливо, всім разом взятим) і адекватно реагувати в певних тимчасових рамках на зміни, які відбуваються.

зАктивность: агенти не просто реагують на зміни середи, але і володіють цілеспрямованою поведінкою і здатністю проявляти ініціативу.

зИндивидуальная картина світу: кожний агент має власну модель навколишнього його світу (середи), яка описує те, як агент бачить мир. Агент будує свою модель світу на основі інформації, яку отримує із зовнішньої середи.

зКоммуникабельность і коперативность: агенти можуть обмінюватися інформацією з навколишнім їх середовищем і іншими агентами. Можливість комунікацій означає, що агент повинен отримувати інформацію про його навколишнє середовище, що дає йому можливість будувати власну модель світу. Більш того можливість комунікацій з іншими агентами є обов'язковою умовою спільних дій для досягнення цілей.

зИнтеллектуальное поведінка: поведінка агента включає здібність до навчання, логічної дедукції або конструювання моделі навколишнього середовища для того, щоб знаходити оптимальні способи поведінки.

Отже, кожний агент - це процес, який володіє (розташовує) певною частиною знань про об'єкт і можливістю обмінюватися цими знаннями з іншими агентами.

Класифікацію агентів можна провести в двох напрямах - по їх інструментальній реалізації (мові програмування агентів) і по основних прикметах, якими вони володіють.

Потрібно відмітити, що на сьогодні не існує мови програмування або інструментальної системи розробки, яка б повністю відповідала вимогам побудови агентів. З точки зору принципів розподіленого об'єктно-орієнтованого програмування (ООП) необхідність передачі методів може бути істотно скорочена в тому випадку, якщо може бути забезпечений видалений доступ до загальних методів за допомогою передачі посилань на видалені об'єкти, даних примірників цих об'єктів і їх станів. Однак в доповнення до концепції ООП, кожний агент має можливість створення копій самого себе з повною або обмеженою функціональністю, забезпечуючи можливість настройки на середу шляхом виключення неефективних методів і заміни їх новими. Традиційна для ООП схема клас/об'єкт порушується, т. до. агент має можливість постійної зміни сценарія поведінки без його зміни в батьківському класі. Багатозначне успадкування дозволяє створювати примірники агентів, змішуючи сценарії поведінки, схеми успадкування і атрибути, визначені в батьківських класах.

Отже, система розробки, яка б повністю відповідала вимогам побудови агентів, повинна була б відповідати таким вимогам: забезпечення перенесення коду на різні платформи, доступність на багатьох платформах, підтримка мережевої взаємодії, многопотоковая обробка і деякі інші. Частіше за все в агентних технологіях використовуються: універсальні мови програмування (Java); мови, "орієнтовані на знання", такі, як мови представлення знань (KIF), мови переговорів і обміну знаннями (KQML, AgentSpeak, April), мови специфікацій агентів; спеціалізовані мови програмування агентів (TeleScript); мови сценаріїв і scripting languages (Tcl/Tk); символьні мови і мови логічного програмування (Oz).

Одна з самих головних властивостей агента - це інтелектуальність. Інтелектуальний агент володіє певними знаннями про себе і про навколишнє середовище, і на основі цих знань він здатний визначати свою поведінку. Інтелектуальні агенти є основною областю інтересів агентной технології. Важливе також середовище існування агента: це може бути як реальний мир, так і віртуальний (комп'ютерний), що є важливим в зв'язку зі загальним поширенням мережі Internet. Від агентів вимагають здібності до навчання і навіть самообучению. Оскільки навчання обумовлює наявність знань у того, що навчається, то що навчається або самообучаемим може бути тільки інтелектуальний агент.

Властивість уміння планувати поділяє агентів на регулюючі і плануючі. Якщо уміння планувати не передбачене (регулюючий тип), то агент буде постійно переоцінювати ситуацію і наново виробляти свої дії на навколишнє середовище. Плануючий агент має можливість запланувати декілька дій на різні проміжки часу. При цьому агент має можливість моделювати розвиток ситуації, що дає можливість більш адекватно реагувати на поточні ситуації. При цьому агент повинен враховувати не тільки свої дії і реакцію на них, але і зберігати моделі об'єктів і агентів навколишнього середовища для прогнозу їх можливих дій і реакцій.

Агент може мати доступ до локальних і глобальних ресурсів. При цьому агентів, які мають доступ до локальних ресурсів (ресурси, до яких має доступ користувач, в тому числі і мережеві), називають персональними помічниками, вони автоматизують роботу поточного користувача, допомагаючи йому у виконанні деяких операцій. Відповідно мережевий агент самостійно отримує доступ до інформації, не доступної користувачу прямо або доступ до якої не був передбачений. Важливою властивістю класифікації є мобільність - можливість міняти своє місцезнаходження в навколишньому середовищі. Для програмного агента під мобільністю розуміється можливість пересуватися по мережі від комп'ютера до комп'ютера. Переходячи від одного комп'ютера до іншого, такий агент може обробляти дані і передавати по мережі тільки результати своєї роботи. Система, в якій трохи агентів можуть спілкуватися друг з іншим, передавати один одному деяку інформацію, взаємодіяти між собою, називається многоагентной (МАС).

Поняття многоагентной системи

Напрям "многоагентной системи" розподіленого штучного інтелекту розглядає рішення однієї задачі декількома інтелектуальними підсистемами. При цьому задача розбивається на декілька подзадач, які розподіляються між агентами. Ще однією областю застосування МАС є забезпечення взаємодії між агентами, коли один агент може виробити запит до іншого агента на передачу деяких даних або виконання певних дій. Також в МАС є можливість передавати знання. Побудова програмних систем за принципом МАС може бути зумовлена наступними чинниками:

· так, деякі предметні області застосовують МАС в тих випадках, коли логічно буде кожного з учасників процесу представити у вигляді агента. Наприклад, соціальні процеси, в яких кожний з учасників грає свою роль;

· паралельним виконанням задач, т. е. якщо предметна область легко представляється у вигляді сукупності агентів, то незалежні задачі можуть виконуватися різними агентами;

· стійкістю роботи системи: коли контроль і відповідальність за дії, що виконуються розподілені між декількома агентами. При відмові одного агента система не перестає функціонувати. Таким чином, логічно вмістити агентів на різних комп'ютерах;

· модульністю МАС, що дозволяє легко нарощувати і видозмінювати систему, т. е. легше додати агента, ніж змінити властивості єдиної програми. Системи, які змінюють свої параметри згодом можуть бути представлені сукупністю агентів. Модульність обумовлює легкість програмування МАС.

Мультиагентние системи поділяються на кооперативні, конкуруючі і змішаних. Агенти в кооперативних системах є частинами єдиної системи і вирішують подзадачи однієї загальної задачі. Зрозуміло, що при цьому агент не може працювати поза системою і виконувати самостійні задачі. Конкуруючі агенти є самостійними системами, хоч для досягнення певної мети вони можуть об'єднувати свої зусилля, приймати цілі і команди від інших агентів, але при цьому підтримка зв'язку з іншими агентами не обов'язкова. Під змішаними агентами розуміються конкуруючі агенти, підсистеми яких також реалізовуються по агентной технології. Крім спілкування з іншими агентами повинна бути реалізована можливість спілкування з користувачем [2]

Самоорганізациї і кооперація в компанії

Для того, щоб зрозуміти процес самоорганизації в мультиагентной системі потрібно досить детально розглянути цей процес в реальним мирі, наприклад в якій-небудь компанії.

Зародження і розвиток компаній завжди пов'язане з організацією колективів людей, об'єднуючих свої ресурси для досягнення загальних цілей. Все починається звичайно з кооперації окремих творчих людей або організації робочих груп менеджерів і фахівців (у великих компаніях). По мірі отримання результатів, що склався "вільне об'єднання" трансформується в малу компанію або нові підрозділи у великій компанії, далі - в групу компаній, консорціум і т. д. При цьому яка б ні була форма існування організації, рішення на всіх рівнях приймаються деякими колективами людей, здатних спільно спланувати і скоординувати свою діяльність при рішенні загальних задач.

НайПростішою формою такої організації колективів людей є широко поширені на практикові робочі наради, побудовані за принципом "круглого стола". Мета цих нарад (на відміну від нарад інших видів) складається у виявленні і дозволі загальних проблем (протиріч) в кооперативній діяльності. Амбіції і ієрархії тут відходять на другий план, поступаючись місцем знанням і досвіду. Чим глибше дискусія за "круглим столом", тим більше гостро оголюються протиріччя, і тим більше продуманими і узгодженими будуть рішення, що приймаються (при умові визнання всіма загальних правил гри і деяких інших обмежень). Можна затверджувати, що на час проведення будь-якої наради в компанії як би організується новий віртуальний структурний підрозділ - тимчасовий творчий колектив фахівців. У результаті, можливо незримо, але саме ці колективи (а в їх особі, б сама "справа") починають інтелектуально управляти компанією. При цьому керівник будь-якого рівня високо організованої компанії поступово придбаває роль арбітра (що зовсім не заперечує його участь в спорах як рядового фахівця), що стежить за дотриманням загальних для всіх правил гри в умовах заданих обмежень.

Вищою формою групової колективної роботи самоорганизация. Самоорганизация - основа інтенсивного розвитку компанії, здатність компанії чуйно реагувати на зміни у зовнішній середі, обгрунтовано і своєчасно змінюючи не тільки свою зовнішню поведінку, але і основоположні принципи власного пристрою і функціонування. У випадку, що розглядається самоорганизация повинна виявляти себе в самостійному створенні фахівцями нових робочих груп у кожному напрямі діяльності компанії, незалежно від відомчої приналежності і рівнів підлеглості фахівців (безліч відкриттів і винаходів робиться на стику різних напрямів діяльності, якщо забезпечені умови для спілкування фахівців, нехай на рівні "курилки". Відомі приклади, коли з цією метою компанії будують свої виробничі будівлі так, щоб співробітники різних підрозділів частіше могли б, навіть випадково, зустрічатися).

Таким чином, діяльність компанії (або групи компаній) в кожний момент часу можна представити конфігурацією "круглих столів" (робочих груп), відносно постійно діючих або що створюються на саме короткий час. Погляд, що Пропонується на структуру організації представлений на мал. 1, де кільцями позначені працюючі "круглі столи".

Впровадження принципів самоорганизації в компанії повинно починатися не стільки з нижніх рівнів управління, скільки з моменту створення компанії, починаючи з рівня окремих фахівців, микрогрупп, невеликих відділів і далі (при цьому звичайно легше виростити нову компанію, ніж реорганізувати існуючу). У ідеалі, вся структура такої компанії є віртуальною: вона є в кожний момент часу, але вона так мінлива, що фактично її немає, як немає і ієрархії управління - керуючі впливи в рівній мірі ініціюються як "зверху-вниз", так і "знизу-вгору" (якщо як і раніше під "верхом" розуміти традиційний менеджмент і фінанси, а під "низом" - фахівців, технологію і т. п.). Однак, досить швидко визначаються нові лідери (з точки зору знань і досвіду), які йдуть нарозхват в "круглі столи, що постійно утворюються ". При цьому кожний рядовий співробітник самостійно працює, можливо, в цілій безлічі вертикальних і горизонтальних команд (груп), погоджено приймаючи важливі рішення в межах своєї компетенції і постійно розвиваючись і відповідно вдосконалюючи власні посадові інструкції. Будь-яка нова ідея, народжена навіть на самому нижньому рівні, підхоплюється і обговорюється всіма іншими ланками і, в результаті, можливо починає міняти план дій і поточну структуру компанії, при цьому не порушуючи її зобов'язань перед партнерами. ...

Інтуїтивно ясно, що дуже дорогою платою за так високу міру узгодженості рішень (а отже, і організованість компанії), що приймаються є експонентне зростання накладних витрат на сам процес узгодження рішень на всіх вертикальних і горизонтальних рівнях компанії, оскільки теоретично можливе встановлення відносин "кожний - з кожним". У звичайній повсякденній практиці компаній так складний процес узгодження рішень просто неможливий (як говориться, "іноді треба і працювати!"). У результаті вельми поширеним в практиці стає феномен "переобтяженого керівника", що замикає в собі всю "організацію" підприємства. Життя всієї компанії починає залежати від однієї людини. Доступ до такого керівника і його ресурси настільки обмежені, що будь-які реформаторські ідеї, для сприйняття яких потрібно глибоке розуміння і, отже, час, звичайно рано або пізно стають просто приреченими на загинути.

Для таких компаній і керівників насамперед і призначений підхід, що пропонується нижче. Потенційна потужність самоорганизующегося "колективного розуму" компанії здатна зрештою в тисячі разів перевершувати можливості будь-якого, навіть геніального керівника. Саме це і примушує шукати нові шляхи вирішення проблеми кооперації і самоорганизації компаній, засновані на застосуванні комп'ютерів для підтримки узгодженої діяльності.

Саме цю схема самоорганизації взята за основу при розробці моделей діяльності організацій і людей в різних предметних областях в мультиагентних системах інтелектуальними агентами.

Підхід Агентів і Світів

В справжній роботі для розв'язання цієї проблеми пропонується підхід, що базується на ідеї Світів і Агентів діяльності.

На відміну від відомих підходів, даний підхід реалізовується створенням загального Світу діяльності кооперуючих сторін і Світів діяльності кожної з них, т. е. шляхом створення єдиного комплексного середовища діяльності менеджерів і фахівців, що забезпечує відтворювання головних компонент процесу діяльності кожного підприємства і взаєморозуміння між людьми. Використання Інтелектуальних Агентів в комбінації з Світами дій і міркувань дозволяє менеджерам моделювати всі три головні іпостасі кооперації: колективну поведінку, мислення і комунікацію сторін, що беруть участь. За рахунок цього кожної з сторін на свого Агента може бути покладена місія узгодження більшості виникаючих проблем, для чого нижче розглядається можливість реалізації віртуального круглого стола, що пропонує Агентам загальний Мир дії.

У підході, що розглядається мир дій - це модель середи діяльності, що базується на знаннях. Головна її відмінність від традиційних систем моделювання складається в тому, що ця система містить модель простору і надає прямий доступ до об'єктів Світу в цьому просторі для виконання дій, моделюючи реакцію на ці впливи відповідно до законів Світу. Моделі фізичної реальності, що дозволяють моделювати ефект присутності суб'єкта діяльності, звичайно називають віртуальними.

Розглянемо конструкцію Світів, що пропонуються більш детально. Принципи побудови і функціонування Світів стисло можуть бути описані таким чином:

- Мир складається з об'єктів, здатних взаємодіяти один з одним відповідно до законів Світу; для користувача Світи представляються сценами, що складаються із заданих об'єктів, з певними відносинами між ними, і об'єктами, потенційно застосовними в сцені;

- об'єкти Світу визначаються своїми властивостями, що забезпечують їх здатність вступати у взаємодію з іншими об'єктами; стану об'єктів визначаються їх властивостями і відносинами; потенційно можливі властивості об'єктів визначаються законами Світу, діючими в сцені;

- закони Світу задаються сценаріями дій, які визначаються як правила змін стану об'єктів Світу; більш прості сценарії дозволяють складати більш складні сценарії;

- відносини між об'єктами визначають зв'язки між ними; найбільш поширеними відносинами є "ціле-частини", "приналежність", "заходи" і ряд інших;

- основні концепти виражаються в атрибутах речовини, простору і часу, енергії і інформацій.

Представлені базові категорії дозволяють конструювати Світи дій в різних предметних областях. Розглянуті принципи дозволяють також створювати Світи міркувань, такі як Механіка і Оптика, Алгебра і Геометрія і т. д. Ці ж принципи виявляються придатними для побудови Світів економіки і політики, технології і торгівлі і т. п.

Фактично, при створенні Світу конкретного сектора ринку або Миру окремого підприємства, будується полипредметная база знань (в формі семантичної мережі), яка надалі і використовується в міркуваннях Агентів. Її основна відмінність від прийнятих підходів складається в орієнтації на опис "дій" і використання відповідної логіки дій, т. е. в поєднанні декларативних і процедурних знань.

Розглянемо тепер відповідну модель пристрою пам'яті і мислення Агента, умовно названі вище за "Табло свідомості" індивідуума.

У структурі пам'яті Агента виділені наступні компоненти (мал. 5):

- довгострокова пам'ять Агента, вмісна повні семантичні мережі предметних областей знань; ця пам'ять поповнюється знаннями в процесі навчання Агента і постійно трансформується і систематизується, через неї, як через сито, пропускаються всі вхідні факти;

- пам'ять (простір) свідомості, вмісна образи об'єктів Світів, що є середньостроковою. У цій пам'яті містяться описи сцени в кожному з Світів (також в формі семантичної мережі) і тут же виконуються основні розумові операції над образами об'єктів;

- пам'ять фактів, а також пам'ять сценаріїв - найчастіше змінні структури пам'яті (оперативна пам'ять). У пам'яті фактів знаходяться початкові і кінцеві, а також всі проміжні факти, що отримуються в процесі міркувань і розрахунків; пам'ять сценаріїв також зазнає перетворень, насамперед, пов'язаним з узагальненням і конкретизацією сценаріїв;

- пам'ять генетичних знань - це жорстко вбудовані в систему і незмінні знання, тут - знання про конструкцію і функціонування Світів.

Загальні принципи мислення Агента є цілком традиційними і включають наступні три основні фази (мал. 6):

мал. 6

- сприйняття, в процесі якого здійснюється побудова моделі сцени в завантаженому Світі;

- пізнання, в процесі якого формується сценарій дій суб'єкта для досягнення поставлених цілей;

- виконання, в процесі якого здійснюється виконання наміченого сценарія з постійним зіставленням очікуваних і результатів, що спостерігаються.

Однак, на відміну від інших систем, в справжній системі реалізація цих фаз здійснюється через два базових механізми: абстрагування і конкретизацій, тісно пов'язаного між собою. Образно говорячи, мислення Агента нагадує рух поршнів в двигуні: вгору шляхом абстрагування, вниз - шляхом конкретизації і т. д.

При "послойних" міркуваннях основний час тратиться на виконання розумових операцій - дій з образами об'єктів (поняттями), які змінюють стану сцени і, тим самим, обмежують застосування дедуктивних міркувань. Логіка дій, що Використовується при цьому також істотно відрізняє модель, що пропонується від традиційних дедуктивних систем.

Ще одна важлива особливість моделі, що пропонується - орієнтація на виявлення протиріч. У розглянутій вище системі діяльності типовими є протиріччя між знаннями і знаряддями, цілями і коштами діяльності, сценаріями дій індивіда і його внутрішніми интериоризованними здібностями і ряд інших.

Типологія цих протиріч початково задається в системі і далі постійно поповнюється.

Процес самоорганизації в мультиагентной системі

Для моделювання процесу переговорів між членами тимчасово организуемих робочих груп або їх Агентами в мультиагентной системі, що розробляється реалізовується віртуальний круглий стіл. Віртуальний круглий стіл може реалізовуватися як через локальну, так і через глобальну мережі (мал. 7).

Процедура узгодження рішень організується наступним способом:

1) конфігурується початкова сцена загального для всіх Агентів Світу дій і задаються меті (задача), загальні ресурси і обмеження;

2) кожний з Агентів прочитує стан сцени і запускає процес сприйняття, планування дій і їх виконання (при цьому завантажуються і перезавантажуються необхідні Світи знань і будується модель початкової сцени в цих Світах); перший з Агентів, той, що спланував свою діяльність робить перший хід, пропонуючи першу дію з свого сценарія;

3) якщо дія задовольняє загальним обмеженням і не викликає протиріч з планами інших Агентів, воно вважається заздалегідь прийнятим. Якщо порушені загальні обмеження, Агент зобов'язаний поміняти свої плани, якщо ці обмеження не порушені, необхідно вирішити, хто буде вимушений змінювати свої плани: перший Агент або інші, свої ходи, що зробили раніше;

4) чергові Агенти роблять свої ходи, виконуючи чергові дії з своїх сценаріїв. Якщо який-небудь Агент вимушений поміняти своє рішення на якому-небудь ходу, робиться відкат всього процесу переговорів для цього етапу і весь процес узгодження починається знову і т. д.

5) процес узгодження закінчується, коли досягнута задана мета.

Очевидно, що дана процедура пов'язана з можливим перебором всіх варіантів рішень - швидкість її збіжності залежить від глибини бази знань і інтелектуальних здібностей Агентів. Для людей подібна процедура виявляється дуже трудомісткою. У даному ж випадку, один і той же Агент менеджера або фахівця може брати участь одночасно в цілому ряді робочих нарад.

Щоб в повній мірі відчути проблему, досить уявити собі об'єм узгоджень, що виконуються, наприклад, при розробці родовищ нафти, коли за круглим столом можуть виявитися геофизик і бурильник, фахівець з прокладки трубопроводів і будівник, економіст і соціолог, фахівець з охорони навколишнього середовища і т. д. Що буде, якщо через півроку спільних зусиль з'ясовується, що один з проектувальник заклав в сценарій невірні дані і всім іншим також доведеться починати наново? Не менше узгоджень відбувається при підготовці великих операцій і в прикладах, що розглядаються, якщо в цей процес залучаються всі потенційні учасники кооперації.

Незважаючи на наявність безлічі інших складностей, пов'язаних зі збіжністю даного процесу, система, що розробляється не знає цієї головної проблеми і реалізовує його, наприклад, через Internet, незалежно від місцеположення учасників переговорів.

Архітектура і інтерфейс мультиагентной системи

Пропонується наступна архітектура інтелектуальної системи підтримки узгодженої кооперативної роботи, що дозволяє моделювати діяльність і міркування фахівців або менеджерів з метою виявлення потенційних конфліктів між ними (мал. 8):

База знань СД - містить описи середи діяльності, ціліше і задач, знань і знарядь, сценаріїв дій, а також всіх інших компонент розглянутої вище структури систем діяльності;

Моделююча підсистема - дозволяє моделювати процеси діяльності (поведінки суб'єктів діяльності);

Підсистема розрахунків і міркувань - дозволяє моделювати процеси міркувань (мислення суб'єктів діяльності);

Керуюча підсистема - реалізовує процеси підтримки узгодження рішень (процедури віртуального круглого стола - процедури комунікації суб'єктів діяльності). Крім того, дана підсистема виконує функції конструктора Світів і конструктора сцен Світів;

Інтерфейсна підсистема - забезпечує взаємодію з користувачем;

Сцени СД - поточні сцени діяльності.

Як видно з схеми, що пропонується, основні компоненти структури системи пов'язані з основними компонентами діяльності, що моделюються: поведінкою, мисленням і комунікацією.

Аналогічним образом влаштований і інтерфейс системи (мал. 9), в якому виділені наступні основні поля:

Поле завдання - формалізована постановка задачі;

Поле дії - робоче поле для побудови сценаріїв дій (тут представлений інтерфейс однієї з підсистем для моделювання діяльності комерційної компанії, працюючої в сфері агропродукції), в якій створюються і моделюються сцени загального Миру дій і індивідуальних Світів міркувань;

Поле Агентів - тут відображаються Агенти поточної робочої групи, які або самі активізуються при здійсненні яких-небудь дій або міркувань, або можуть бути активізовані з ініціативи користувача;

Магазин об'єктів - список можливих партеров по кооперації (або внутрішніх підрозділів компанії), які можуть бути розміщені в робочому полі;

Магазин договорів - список можливих відносин між компаніями (договору засновницькі, кредитні і лізингові, договору реалізації, договору купівлі-продажу і т. д.) і т. д.

У підсистемі, що розглядається користувач може викликати в початковий момент, наприклад, піктограму (модель) банку, птицефабрики, торгового будинку і магазина. Далі конфігурувати початкову сцену для моделювання, описавши цікавлячі його відносини між ними. Наприклад. торговий будинок може взяти кредит в банку, здійснити оптову закупівлю товару на птицефабрике, віддати товар на реалізацію в магазин. При появі великого оптового покупця товару птицефабрики, він вводиться в систему і при цьому моделюється можливість успішної реалізації відповідної операції.

Всі операції здійснюються шляхом активізації відповідних піктограм, що відкриває для кожного об'єкта його індивідуальне поле дій. При цьому, наприклад, можна в ручному режимі здійснити взяття кредиту або відвантаження товару, придбати акції якого-небудь підприємства і т. п.

У системній частині меню є клавіші доступу до бази знань (для режимів перегляду і дообучения), конфігурування параметрів, що моделюються, допомоги користувачу і ряд інших.

Приклади застосування многоагентной системи

В цей час виконується декілька проектів з розробки многоагентной системи моделювання процесів кооперації і самоорганизації. У цих проектах беруть участь наступні компанії:

Компанія з розробки мультимедіа компакт-дисків зі суміжним виробництвом друкарської і відео продукції.

Велика комерційна компанія, що займається експортом і імпортом продуктів харчування, а також інвестиціями у виробництво агропродукції.

Холдингова компанія, що володіє великим магазином побутової електроніки, рестораном і сервісом-центром.

Головна задача цих систем - організація діяльності круглих столів із залученням фахівців з різних підрозділів компанії і підтримка процесу переговорів між ними.

Нижче приведені приклади взаємодії між системами, що створюються для різних компаній і їх працівниками.

Приклад 1

Менеджер по маркетингу виявляє, що на ринку ось-ось з'явиться компакт-диск. аналогічний недавно запущеному у виробництво в компанії. Введення цієї інформації в систему, актуализирует весь ряд підрозділів компанії, пов'язаних з розрахунком прибутковості проекту, його реалізацією, рекламою продукту і т. п.

Система веде список підрозділів, що погоджують рішення і стан цього питання. По мірі руху питання по підрозділах, система переглядає важливість інших справ співробітників відповідно до їх посадових інструкцій, віддаючи пріоритет розв'язанню даного питання.

Внаслідок обговорень, що проводяться даний проект може бути зупинений зовсім, або, навпаки, завершений в прискорені терміни із залученням додаткових зовнішніх фахівців і концентрацією інших ресурсів, що в свою чергу вносить істотну коректива в діяльність всіх підрозділів.

Організовані системою робочі групи представлені на малюнку 10.

Приклад 2

Менеджери, що щодня укладають контракти на оптово-роздрібний продаж продуктів харчування, відкриваючи систему, бачать всю безліч укладених контрактів з станом кожного з них, а також загальну ситуацію, що складається на ринку і в компанії. Мета кожного з них - максимізувати прибуток по своїй операції (від сум яких вони отримують комісійні). Однак, в ряді випадків, максимізація прибутку по одній з операцій, може принести збитки компанії загалом.

Щоб уникнути цієї ситуації кожний з менеджерів повинен промоделировать свою операцію на фоні загальної діяльності, задаючи сценарій, що планується по кроках. Результати моделювання кожного кроку показують, наскільки співвідноситься операція з тими, що є в розпорядженні менеджера кредитними ресурсами, складськими приміщеннями, холодильниками, транспортом і т. д. У разі виникнення протиріч, операції ранжируются і наново пересогласовиваются з іншими менеджерами і відповідальними за відповідні ресурси, а далі затверджуються і остаточно упорядковуються за часом.

Робочі групи ( "круглі столи"), організовані системою в процесі розв'язання цієї проблеми представлена на малюнку 11.

Приклад 3

Менеджер сервісу-центра, що готує щомісячний баланс по відремонтованому обладнанню, виявляє розходження між оформленими бланками замовлень і що був на початку місяця на складі запасними частинами, наприклад, по асортименту або кількості.

Менеджер викликає систему і дає формалізований опис проблеми. Аналізуючи що склався проблемну ситуацію, система приходить до висновку, що причина або в невірному заповненні бланків замовлень на роботи приемщицами центра або помилка в щойно впровадженій програмі. Для дозволу цієї проблеми система активізує створення робочої групи, що включає менеджера, програміста, приемщиц і комірника, кожний з яких повинен перевірити свої дії (звернемо увагу, що кожний - з свого підрозділу).

Нехай в результаті виявляється помилка в програмі підготовки звітів, викликана методикою обліку товару на складі. Зміна цієї методики, в свою чергу, повинна бути узгоджена з бухгалтером центра (і, можливо, з лиректором), а якщо зміни торкнулися технології заповнення бланка, менеджер і приемщици повинні бути наново навчені програмістом. Це викликає організацію нових тимчасових робочих груп, які діють до моменту відновлення ситуації.

Вся ця процедура може зажадати як повного блокування всіх дій по оформленню замовлення-вбрань, так і здійснюватися в фоновому режимі.

Робочі групи, сформовані системою в процесі розв'язання цієї проблеми представлені на малюнку 12.

Висновок

У цій статті представлений мультиагентний підхід до моделювання процесів самоорганизації і кооперації в сучасних компаніях.

Особливості підходу пов'язані з конструюванням віртуальних світів діяльності фахівців і створенням інтелектуальних агентів для цих фахівців. Перший досвід експериментальної розробки дозволяє сподіватися на успішну реалізацію підходу, що пропонується для рішення актуальних задач розвитку компаній.

Спісоклітератури

1. V. A. Vittikh Multi-agent systems for modeling of self-organization and cooperation processes //http://www.cs.brandeis.edu/dept/faculty/mataric

2. Project of multi-agent technology in difficult systems // Open University of the Netherlands http:/ / www.ouh.nl/