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虚拟企业工作流研究

西北工业大学博士学位论文答辩. 虚拟企业工作流研究. 答辩： phenix. Phenix@vip.sina.com. 两 句 三 年 得. 一 吟 双 泪 流. 主要内容. 相关研究分析及使能技术介绍 实现虚拟企业工作流的基础机制 虚拟企业工作流过程模型 基于多代理的虚拟企业工作流体系 面向 Web 服务的虚拟企业工作流构建 虚拟企业工作流的实现和执行 论文总结及展望。. 工作流系统. 虚拟企业工作流. 系统可自动处理销售商、以及进行租金管理、发货单、存货单管理及跟踪，现在已将定单处理和发货的周期减少了 90 天.

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虚拟企业工作流研究

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  1. 西北工业大学博士学位论文答辩 虚拟企业工作流研究 答辩： phenix Phenix@vip.sina.com

  2. 两 句 三 年 得 一 吟 双 泪 流

  3. 主要内容 • 相关研究分析及使能技术介绍 • 实现虚拟企业工作流的基础机制 • 虚拟企业工作流过程模型 • 基于多代理的虚拟企业工作流体系 • 面向Web服务的虚拟企业工作流构建 • 虚拟企业工作流的实现和执行 • 论文总结及展望。

  4. 工作流系统

  5. 虚拟企业工作流

  6. 系统可自动处理销售商、以及进行租金管理、发货单、存货单管理及跟踪，现在已将定单处理和发货的周期减少了90天系统可自动处理销售商、以及进行租金管理、发货单、存货单管理及跟踪，现在已将定单处理和发货的周期减少了90天 建筑和采矿设备公司 caterpillar 220个合作伙伴

  7. 相关研究分析及使能技术

  8. 1.1 虚拟企业的特性发展 先进制造和虚拟企业： • 从管理和组织的角度讲，虚拟企业是广泛存在的 • 从先进制造的角度讲，虚拟企业须籍信息技术来实现（本论文的研究内容），即用信息技术对广泛意义上的虚拟企业进行改造，使其更先进（如生产周期变短），更加容易管理，抗风险能力更强，从而实现多赢。

  9. 1.1 虚拟企业的特性发展 • 事物总在不断发展变化的 • 虚拟企业的概念自提出（1991年）迄今已有10几年的历史 • 虚拟企业的特性也在不断发展变化

  10. 1.1 虚拟企业的特性发展 最常见的虚拟企业类型划分： • 市场机遇驱使型 • 能力驱使型 • 供应链型 • 投标组织

  11. 1.1 虚拟企业的特性发展 本论文所采用的虚拟企业类型划分： • 静态型虚拟企业 • 动态型虚拟企业

  12. 1.1 虚拟企业的特性发展 静态虚拟企业类型的是传统的类型： • 信息相对闭塞 • 竞争相对缓和 • 技术的发展和更新速度相对缓慢 • 伙伴关系相对稳定 • 计划经济

  13. 1.1 虚拟企业的特性发展 动态虚拟企业的产生： • Internet的发展，信息膨胀 • 新技术更新快，企业要保持核心竞争力-难 • 竞争日益激烈 • 伙伴关系不稳定

  14. 1.1 虚拟企业的特性发展 静态虚拟企业的特点： • 伙伴关系建立在长期合作和相互了解、相互信任的基础上 • 接口预设 • 紧密耦合 • 企业间可实现良好集成 • 造成的结果：盟主企业对对整个联盟的协调和控制相对比较容易

  15. 1.1 虚拟企业的特性发展 动态虚拟企业的特点： • 动态性 • 松耦合性 • 不确定性 • 分散性 • 自治性 • 异构性 • 造成的结果：盟主企业对对整个联盟的协调和控制相对比较困难

  16. 控制 1.2 虚拟企业工作流技术 • 以中心控制为主的工作流不能满足虚拟企业的需求： • 信任问题 • 隐私问题 • 竞争问题等 协调

  17. 1.3 虚拟企业工作流技术研究现状 典型研究项目： • NIIIP • TEAM • MARVELOUS • PRODNET II • VIVE • CrossFlow • ACE-Flow • WISE • MIAMI • EURESCOM P815 • •••

  18. 1.3 虚拟企业工作流技术研究现状 典型业界标准/平台： • IBM的Web 服务流语言 （WSFL） • 微软的Xlang

  19. 本研究目标 • 分析和研究虚拟企业工作流的工作机理、实现的哲学思想和基础机制，进而建立起虚拟企业工作流的过程模型，并借助先进的软件和网络技术建立支持虚拟企业工作流运行的基础框架，最后实现一个轻型的虚拟企业工作流原型

  20. 1.4 支持本研究的关键理论和技术 • 基础技术：Java技术、XML技术； • 核心技术：代理技术、工作流技术和Web服务技术； • 专业技术：虚拟企业相关理论； • 哲学思想：协调论和方法论。

  21. 1.4 .1 多代理技术 1． FIPA（ FIPA-Foundation for Intelligent Physical Agents）标准包括： • ①代理通信语言—FIPA ACL； • ②代理系统的管理（FIPA设定了几个基本代理用来管理多代理系统）； • ③系统之间进行交互的本体论； • ④交互协议； • ⑤代理系统和软件系统之间的集成等多达几十种规范

  22. 软件 代理 代理平台 管理系统代理 （AMS） 目录服务代理 （DF） 通信代理 （ACC） 消息传输 1.4 .1 多代理技术 2．FIPA代理平台参考模型

  23. 1.4 .1 多代理技术 • 3．代理之间的交互 • 协调 • 合作 • 协商 • 竞争

  24. 1.4 .1 多代理技术 • 3.1代理之间的协调 • 在多代理系统中，因为各代理的行为之间有依赖性，而且没有一个代理有足够的能力、资源或者信息来完成整个系统的目标，因此各代理只有通过协调才能达到系统的目标。 • 协调的目的是让代理之间更好的通信和合作，能在异常情况发生时有相应的规则来处理异常，并尽量降低代理之间的恶性竞争。 • 协调要解决的首要问题是定义代理之间的关系

  25. 1.4 .1 多代理技术 • 相互调整 • 直接监督 • 标准化 • 3.1代理之间的协调 管理学家Mintzberg认为协调有三个基本方式

  26. 1.4 .1 多代理技术 • 3.2代理之间的合作 • 代理之间的合作可以看作是在共同的目标之下，代理对各自行为的调整。 • 代理之间需要合作是因为代理独立解决问题时会付出较大的代价。 • 代理之间的合作的目的 • 运用并行处理的方式来增加作业完成的速度 • 代理之间通过共享资源来增加可以完成任务的范围 • 增加完成任务的可能性 • 避免代理之间有害的交互以降低对完成任务的干扰

  27. 1.4 .1 多代理技术 • 3.3 代理之间的协商 • 协商的定义为：通过代理间相关的信息交换，达到共同的协议（减少不一致性和不确定性）的过程。 • 合同网协议 • 请求交互协议 • 询问交互 协议

  28. 1.4 .1 多代理技术 • 3.4 代理之间的竞争 • 代理之间都想通过对资源的竞争以获取自身最大利益。

  29. 1.4 .1 多代理技术 4．代理交互协议 请求交互协议 • FIPA请求交互协议简单地允许一个代理去请求另一个代理去执行某种行为（action），接受到消息的代理要么执行行为，要么用一种方式来回答其不能执行。 • 询问交互协议 • 在询问交互协议中，消息接收代理被询问某一陈述是否为真。

  30. 发起者 接受者 request not understood refuse agree failure inform done agreed inform ref 1.4 .1 多代理技术 (request :sender (agent-identifier :name m) :receiver (set (agent-identifier :name n)) :content "open \"db.txt\" for input" :language XML) 代理m请求代理n打开一个文件—db.txt 请求交互协议举例 图1-2 请求交互协议的UML表示

  31. 发起者 接受者 query-if query-ref not understood refuse failure inform 1.4 .1 多代理技术 图1-3 询问交互协议UML图

  32. 1.4 .1 多代理技术 代理m 询问n是否已在域服务器d1注册 (query-if :sender (agent-identifier :name m) :receiver (set (agent-identitfier :name n)) :content ((registered (server d1) (agent n))) :reply-with r09 …) //代理n回答说没有 (inform :sender (agent-identifier :name n) :receiver (set (agent-identifier :name m)) :content ((not (registered (server d1) (agent n)))) :in-reply-to r09) query-if用于一个代理询问另一代理一给定的陈述是否正确， 代理n回答说没有

  33. 1.4 .1 多代理技术 (query-ref :sender (agent-identinfier :name m) :receiver (set (agent-identifier :name n)) :content ((all ?x (available-service j ?x))) …) //代理n回答说它可以提供产品设计和加工 (inform :sender (agent-identifier :name n) :receiver (set (agent-identifier :name m)) :content ((= (all ?x (available-service n ?x)) (set (product-design) (product- machining)))) query-ref 行为用于询问另一个代理关于一个参数表达式中相关对象的值，消息内容即参数表达式， 代理m询问代理n所能提供的服务， n回答可以提供产品设计和加工服务。

  34. 元素 元素的类别 performative 通信行为的类别 sender 通信的参与者 receiver 通信的参与者 reply-to 通信的参与者 content 消息的内容 language 内容的描述 encoding 内容的描述 ontology 内容的描述 protocol 会话控制 conversation-id 会话控制 reply-with 会话控制 In-reply-to 会话控制 reply-by 会话控制 1.4 .1多代理技术 6. 代理之间的通信 FIPA ACL代理通信语言 • 通信层 • 内容层 • 会话控制层

  35. 1.4 .1多代理技术 6. 代理之间的通信 • 内容语言是用来表达代理之间通信内容的语言 内容语言必须要能够表达以下三种形式的内容： ① 陈述（propositions）：用来描述存在的一种事实。 ② 行为（actions）：如启动某一生产过程等。 ③ 词汇（terms ）：各种实体的名字或对象等。 FIPA ACL代理通信内容语言 SL LEAP XML RDF

  36. 代理平台/ 中间件 FIPA标准 通信语言 集成JESS 支持xml 简单描述 Zeus(1.04版) 兼容 FIPA-ACL 否 否 代理构建环境 JADE(2.3版) 支持 FIPA-ACL 是 是 多代理框架 FIPA-OS 支持 FIPA-ACL 是 是 多代理框架 DECAF 支持 FIPA-ACL 否 否 多代理框架 JAFMAS 支持 KQML/FIPA-ACL 否 否 多代理框架 1.4 .2多代理中间件Standards are fine but we need tools… • 商业软件25种 • 非商业代理软件多达38种

  37. 1.4 .2多代理中间件 JADE http://sharon.cselt/it/projects/jade/

  38. 1.4 .3多代理技术和虚拟企业研究 • 从软件工程角度认识代理 • 强代理：侧重解决软件智能 • 弱代理：则是一种软件开发方法（本研究）

  39. 1.4 .4 代理和工作流 • 个代理工作流系统就是用一组代理来管理业务过程中的工作流程。 基于代理的工作流-agent-based workflow 代理增强的工作流-agent-enhanced workflow

  40. 代理A 代理B 代理N 活动 1 活动 2~5 活动 m 一个代理管理多个活动 1.4 .4 代理和工作流 • 基于代理的工作流

  41. 软件代理层 代理1 代理2 代理3 代理1 CORBA SWAP 活动1 活动2~5 活动6 活动1 商业工作流层 1.4 .4 代理和工作流 • 代理增强的工作流

  42. 1.4 .5 Web服务 • 企业的统一描述、发现和集成-UDDI • Web服务描述-WSDL • 简单对象访问协议-SOAP

  43. 1.4 .5 Web服务 • Web服务的三种行为 注册中心 UDDI WSDL UDDI WSDL 发布 发现 服务提供者 服务请求者 绑定

  44. 软件代理 Web服务 应用程序 自动服务发现、调用和集成 1.4 .5 Web服务 • Web服务和代理

  45. 实现虚拟企业工作流的基础机制

  46. 2.1 实现虚拟企业工作流所要必须解决的问题 • 解决不同企业域（的业务过程）之间如何通信 • 不同企业域的代理如何相互理解、 • 不同企业域之间的过程交互如何得到约束 • 盟主企业如何对各企业的业务过程进行协调控制

  47. 2.1 四个基础机制 • 本论文提出 • 协调机制 • 约束机制 • 通信机制 • 本体论

  48. 2.1.1 协调机制—基于协调论 • 协调论 协调理论是美国麻省理工学院协调科学中心的Malone教授提出的一种管理一组协同工作的活动及其相关性的理论。协调过程的组成元素包括共同的目标、完成目标需要执行的活动、活动的执行者及活动之间的相关性。

  49. 2.1.1 协调机制—基于协调论 • Malone等提出了以下四种协调的策略 • 层次(上下级)策略 • 市场策略 • 对等伙伴 • 代理

  50. 2.1.1 协调机制 — 基于协调论 • 协调论和虚拟企业工作流 • 盟主企业可以运用层次策略管理各企业活动之间的相关性，并可以使其盟员企业接受其提出协调方案 • 运用市场策略和对等伙伴策略与伙伴企业进行协商，以共同解决问题。

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