AGENTI INTELIGENTI - Sistem Multi-Agent pentru selectarea furnizorilor de bunuri, produse sau servicii

UNIVERSITATEA PETROL-GAZE DIN PLOIESTI

FACULTATEA DE LITERE SI STIINTE

MASTER INFORMATICA

AGENTI INTELIGENTI

Sistem Multi-Agent pentru selectarea furnizorilor de bunuri, produse sau servicii

Introducere

Intotdeauna a existat perspectiva de a include sisteme computerizate autonome in viata de zi cu zi.Acest lucru a devenit acum posibil datorita progreselor din domeniul Inteligentei Artificiale(IA). In ultimii ani, tehnicile de IA au devenit mult mai robuste si mai complexe.Datorita succeselor obtinute in acest domeniu,cercetatorii din domeniul IA si-au castigat dreptul de a incepe sa examineze implicatiile sistemelor multiagent asupra lumii reale.

Ce este un agent?

Exista o multitudine de definitii ale agentilor inteligenti dar urmatoarele proprietati sunt definitorii:

-autonomia

-proactivitate si/sau reactivitate

-continuitate in timp

Autonomia se refera la posibilitatea unui agent de a-si controla propriile actiuni

independent de alte entitati . interactionand cu acestea doar in cazul in care doreste.De obicei un

agent autonom nu apeleaza la altcineva(alt agent sau fiinta umana)decat daca nu poseda

suficiente cunostiinte pentru a indeplini de unul singur o anumita atributie.

Reactivitatea se refera la capacitatea agentilor de a mentine o interactiune neintrerupta cu

mediul inconjurator si de a raspunde in timp util la schimbarile ce apar in mediu adica de a se

adapta la acestea.

Pro-activitate se refera la capacitatea unui agent de a lua initiativa;el nu este condus de

evenimente ci este capabil de a-si genera scopurile se de a actiona rational pentru a le indeplini.

Continuitate in timp.Aceasta proprietate se refera la capacitatea agentilor de a-si

suspenda,termina sau continua executia dar, daca starea unui agent este suspendata,aceasta

trebuie sa fie memorata intr-o anumita maniera astfel incat sa poata fi recreata atunci cand

agentul este reanimat .

Alte atribute ale agentilor

-adaptarea

-capacitatea de a comunica si de a coopera cu alti agenti in ordine de a-si indeplini

atributiile

-capacitatea de invatare.Agentii pot,in anumite circumstante,sa invete din evenimentele

repetitive ce au loc in mediul inconjurator astfel incat sa poata prezice evenimentele viitoare si

in anumite cazuri,sa actioneze asupra mediului

-mobilitate .capacitatea de a se misca de la un sistem la altul

-negociere

-task-oriented

-flexibilitate,abilitate sociala,flexibilitate

Ce este un sistem multiagent?

Un sistem multiagent este un sistem care consta din cel putin doi agenti inteligenti capabili sa

interactioneze intre ei in vederea realizarii unor scopuri individuale sau comune (scopuri globale)

si care partajeaza acelasi mediu de lucru.

Sistemele multiagent (Multiagent Systems - MAS) constitue un subcamp al Inteligentei Artificiale a carui scop este de a furniza principiile pentru constructia de sisteme complexe incluzand agenti multipli si mecanisme de control a comportarii agentilor independenti.

Desi capacitatea de a controla comportarea agentilor autonomi este una noua,acest domeniu(al sistemelor multiagent) avanseaza rapid datorita faptului ca este construit pe baza unor informatii deja existente si anume acelea din domeniul Inteligentei Artificiale Distribuite(DAI).

DAI a existat ca un subdomeniu al Inteligentei Artificiale de mai putin de 2 decade.DAI este impartit in doua subdiscipline: DSP(Distributed Problem Solving) si MAS(Multiagent Systems).Principalele teme considerate in DSP sunt problemele legate de managementul informatiilor cum ar fi descompunerea task-urilor si sinteza solutiilor.De exemplu,o problema poate fi descompusa in mai multe subprobleme,nu total independente ,care pot fi rezolvate de diferite procesoare.Apoi,solutiile rezultate pot fi sintetizate in solutia problemei originale.

MAS permite ca aceste subprobleme sa fie distribuite agentilor - fiecare avand interesele si

scopurile lui.Si mai mult,au inceput sa fie studiate domenii cu multiagenti de orice tip,incluzand

vehicule autonome si chiar o serie de agenti umani.

Desi exista multe moduri de a diviza MAS,acest studiu este organizat tinand cont de doua

dimensiuni principale:heterogentitatea agentilor si cantitatea de comunicatii dintre agenti.Incepand cu cel mai simplu scenariu de multiagent, agenti omogeni si necomuniativi si pana la cele mai complexe sisteme multiagent heterogene,o intreaga gama de posibile sisteme multiagent este considerata.

De ce este importanta evaluarea si selectia furnizorilor ?

Managementul furnizorilor si calitatea aprovizionarii nu au fost niciodata mai importante decat in prezent. Intr-o economie globala unde afacerile sunt focalizate mai mult asupra pretului, este important sa se afle cum se pregateste calitatea in noua economie si cum se adapteaza schimbarilor. In trecut, agentii de vanzari obisnuiau sa argumenteze mai mult particularitatile constructive si beneficiile unui produs decat pretul. In economia globala de astazi si cu atat mai mult in viitor, agentii de vanzari vor trebui ca sa justifice produsul bazandu-se pe modul in care este el proiectat si fabricat, incluzand aici si materialele achizitionate de la furnizori pentru a-l crea. In prezent, este o necesitate ca sa se aprovizioneze materiale de inalta calitate dar nu oricum, ci numai de la organizatii de inalta calitate.

Datorita schimbarii permanente a necesitatilor si asteptarilor clientilor, a presiunilor concurentiale, precum si a evolutiei cunoasterii, organizatiile trebuie sa-si imbunatateasca continuu atat produsele cat si procesele.

Abordarea unui sistem de management al calitatii (SMC) (conform seriei de standarde ISO 9000:2000) permite unei organizatii sa analizeze in mod pertinent cerintele clientilor si astfel sa defineasca mai exact indicatorii proceselor care contribuie la realizarea unui produs ce-l satisface pe client si de asemenea, sa tina aceste procese sub control.

Procesul de aprovizionare este o veriga esentiala in ciclul de dezvoltare al unui produs, iar tinerea lui sub control reprezinta o cerinta obligatorie a standardului ISO 9001:2000 (cap.7.4.1 – „Organizatia trebuie sa evalueze si sa selecteze furnizorii pe baza capabilitatii acestora de a furniza un produs in concordanta cu cerintele organizatiei. Trebuie stabilite criteriile de selectie, de evaluare si de reevaluare. Trebuie mentinute inregistrari ale rezultatelor evaluarilor si ale oricaror actiuni necesare rezultate din evaluare”).

Spirala calitatii (fig.1) pune in evidenta necesitatea construirii calitatii pe tot parcursul ciclului de viata al produsului si reluarea de fiecare data a succesiunii etapelor din ciclul de dezvoltare la un nivel calitativ superior. Fiecare etapa este conditionata de etapa premergatoare si conditioneaza etapa ce ii urmeaza.

Fig.1 Spirala calitatii

Dezvoltarea unui sistem de management al calitatii conform ISO 9001:2000 se fundamenteaza pe opt principii care pot fi utilizate de managementul de la cel mai inalt nivel pentru a conduce organizatia spre imbunatatirea performantei.

Unul dintre aceste principii se refera la „Relatii reciproc avantajoase cu furnizorul” si afirma ca „Luand in considerare interdependenta permanenta existenta intre organizatie si furnizorii ei, relatiile reciproc avantajoase sporesc abilitatea partilor de a crea valoare”.

Efectele si beneficiile aplicarii acestui principiu sunt:

Identificarea, evaluarea si selectarea furnizorilor pe baza capabilitatii de a indeplini cerintele organizatiei;

Comunicarea deschisa intre parti;

Actiuni concertate sau comune de dezvoltare si imbunatatire a produselor si proceselor;

Dezvoltarea de aliante strategice sau parteneriate cu furnizorii;

Stabilirea de obiective comune;

Intelegerea in comun a cerintelor clientului

Conceptul nou despre calitate impune o colaborare stransa intre producator si furnizorii sai de materiale si componente pentru a se asigura premizele calitatii cerute de produsul de baza.

Furnizorul, la randul sau, este si el interesat sa cunoasca modul in care sunt cotate calitativ produsele sale de catre beneficiari, pentru a evita reclamatiile si cheltuielile suplimentare generate de acestea si a-si mentine si imbunatati permanent calitatea si produselor sale.

Se poate face o similitudine intre urmarirea calitatii procesului de fabricatie prin grafice ( de control statistic al procesului) si urmarirea calitatii proceselor livrate de catre un acelasi furnizor pentru un acelasi produs.

Daca in cazul primei situatii alterarea calitatii se datoreaza unor cauze din sfera fabricatiei proprii, in a doua situatie alterarea calitatii poate fii determinata de mai multi parametri a caror identificare este mai anevoioasa si este in sarcina furnizorului.

Caracterul preventiv al ambelor situatii este evident si eficienta constatarii este conditionata de rapiditatea cu care se actioneaza pentru inlaturarea cauzelor perturbatoare. Din aceasta cauza intre beneficiar si furnizor trebuie sa existe o comunicare permanenta si furnizorul trebuie sa trateze sesizarea ca pe un ajutor deosebit si nu ca pretentii deosebite.

Notiunea de “ Evaluarea furnizorilor “, este sinonima cu cea de“ Caracterizarea furnizorilor “ care se poate intalni in unele articole de specialitate si a fost aleasa ca denumire pentru procedura, sugerand si actiunea dinamica, evolutiva a acestora.

Deoarece este o cerinta impusa de standardele din seria ISO 9000, evaluarea si selectarea furnizorilor se va realiza pe baza capabilitatii acestora de a respecta anumite criterii stabilite de organizatie.

Evaluarea furnizorilor constituie un instrument de orientare a strategiei in domeniul calitatii dusa de intreprinderea beneficiara in directia satisfacerii cat mai depline a cerintelor utilizatorilor produsului final.

Ce obiective se pot atinge cu un sistem de evaluare a furnizorilor ?

Crearea unui sistem informational. Un sistem de evaluare al furnizorilor este in primul rand un sistem informational care permite analizarea datelor pentru identificarea oportunitatilor de a efectua schimbari.

Masurarea performantei. Inainte de putea fi demonstrata imbunatatirea calitatii, este esential ca sa se stabileasca si sa se documenteze punctul de plecare pentru a se putea face comparatii. Unele elemente evaluate in mod obisnuit sunt calitatea, livrarea, pretul, certificarea SMC (Sistemului de Management al Calitatii).

Evaluarea tendintei performantei. Evolutia este un indicator al modificarii performantei furnizorilor. Aceasta poate fi benefic la identificarea domeniilor specifice in care trebuie actionat.

Selectia sursei. Un sistem de evaluare al furnizorilor permite clientilor sa ia decizii mult mai inteligente cand se aprovizioneaza dintr-o sursa noi locuri de munca sau cand se analizeaza locurile actuale de munca pentru a fi aprovizionate de la alta sursa.

Recunoasterea. Un sistem de evaluare al furnizorilor asigura un mijloc obiectiv pentru a determina furnizorii remarcabili.

Initierea de actiuni. Cand rezultatele nu satisfac asteptarile, un sistem de evaluare al furnizorilor asigura datele privind domeniile asupra carora trebuie sa se actioneze si de catre cine.

Planificarea activitatilor. Auditurile, intalnirile, analizele de performanta si proiectele de imbunatatire sunt toate activitati care pot fi sprijinite cu ajutorul unui sistem de evaluare al furnizorilor.

Colectarea datelor. Utilizarea eficienta a datelor care sunt colectate in mod curent, ca si integrarea datelor noi, este realizata cu un sistem competent.

Sistem multi-agent (SMA) pentru selectarea furnizorilor de bunuri, produse sau servicii

1. Definirea aplicatiei

Aplicatia stabileste cadrul de desfasurare a activitatii de selectare a furnizorilor de bunuri, produse sau servicii in cadrul S.C. PETROMSERVICE S.A. BUCURESTI, regulile care coordoneaza aceasta activitate si competetntele acordate.

Se vor optimiza strategiile de selectare a surselor de aprovizionare si se vor coordona relatiile pe termen mediu/lung cu furnizorii principali, pentru a reduce durata in care se face livrraea, precum si costurile totale.

Prin aceasta aplicatie se analizeaza cantitativ si calitativ caracteristicile furnizorilor, inclusiv competente, tinte, obiective si pozitie financiara. Se analizeaza furnizorii potentiali in vederea includerii printre furnizorii S.C. PETROMSERVICE S.A.

Astfel, se creaza conditiile prin care se coordoneaza relatiile cu furnizorii, pentru asigurraea unor materiale si servicii de calitate superioara, Pregateste si coordoneaza negocierile cu furnizorii, stabileste cadrul de incheiere contrate, pentru a obtine rezultate in concordanta cu strategiile de achizitionare si cu obiectivele de activitate ale S.C. PETROMSERVICE S.A.

Modul de analiza a furnizorilor

Stabilirea furnizorilor este bazata pe un algoritm, care combina doua grupe de criterii :

Grupa 1 30%

-notorietate 20%

-bonitate 20%

-cifra de afaceri 30%

-profit 30%

Grupa 2 70%

-calitate 20%

-pret 40%

-conditii si termen de plata 30%

-conditii si termen de livrare 10%

Clasificarea furnizorilor

Punctajul in clasament se va efectua astfel :

Locul 1 : un numar de puncte egal cu numarul concurentilor ;

Locul 2 : un numar d epuncte egal cu numaru concurentilor minus 1 ;

Locul 3 : un numar de puncte egal cu numarul concurentilor minus 2 ;

Locul n : un numar de puncte egal cu numarul concurentilor minus (n-1).

Conditii eliminatorii

Pentru a fi considerati potentiali furnizori si pentru a intra in procedura de selectie, furnizorii trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii :

sa prezinte valori pozitive pentru toate criteriile ;

sa prezinte certificatul constatator ;

sa asigure livrare franco-destinatie indicata de beneficiar ;

sa solicite preturi mai mici sau egale decat cele maxime stabilite de Managementul Achizitiilor.

Concurentii care nu indeplinesc conditiile eliminatorii, nu participa la selectie.

In cazul in care nici un furnizor, ca urmare a ofertelor transmise, nu indeplineste criteriile de selectie, se poate proceda la negociere, conditiile stabilite fiind cele care vor intra in calcul la selectarea furnizorului. Dupa stabilirea furnizorului agreat, se mai poate efectua o negociere, in vedrea obtinerii celor mai bune conditii de contractare pentru societate.

2. Analiza aplicatiei

Selectarea furnizorilor de bunuri,produse sau servicii implica participarea a 4 agenti inteligenti :

2.1. Diagrama fluxului de informatie

		Piata de furnizori
						(2) Transmitere Oferta
	(1) Cerere Oferta

	Serviciul strategia aprovizionarii		Directorul General

Fig. 1. Schema de principiu a sistemului multi-agent pentru selectarea furnizorilor de bunuri, produse sau servicii

2.2. Rolurile agentilor

2.3. Lista responsabilitatilor fiecarui agent

Fiecare rol indeplinit de un agent implica anumite responsabilitati ale acestuia. Responsabilitatile pot fi impartite in resonsabilitati sociale (implica interactiunea cu alti agenti) si responsabilitati de domeniu sau locale (specifice activitatii proprii a agentului).

2.4. Descrierea PASM (Perceptii, Actiuni, Scopuri si Mediul)

Un agent este o entitate care percepe mediul prin intermediul senzorilor si actioneaza asupra medului prin intermediul efectorilor. Analiza PASM face o descriere a agentilor din punct de vedere al Perceptiilor, Actiunilor, Scopului si Mediului

1) Agent Piata de furnizori

- Perceptii:  formularul de oferta

- Actiuni: completarea formularului Cerere Oferta, transmiterea Cererei de Oferta

- Scopuri: obtinerea contractului

- Mediul: piata furnizorilor de bunuri, produse sau servicii

2) Directorul General

- Perceptii: clasamentul furnizorilor,contractul.

- Actiuni: aproba semnarea contractului cu furnizorul castigator.

- Scopuri: semnarea contratului.

- Mediul: societatea comerciala.

3) Agent Serviciul strategia aprovizionarii

- Perceptii: formularul de date completate

- Actiuni: introducerea datelor primite de la Managementul Contractelor in aplicatia informatica; transmiterea listei de furnizori,  rezultate din rularea aplicatiei, catre Managementul Contractelor.

- Scopuri: clasificarea corecta a furnizorilor.

- Mediul: societatea comerciala.

4) Agent Managementul Contractelor

- Perceptii: clasificarea furnizorilor dupa prima selectie

- Actiuni: stabileste achizitia dupa ce verifica stocurile existente; obtine acordul de finantare de la Departamentul Economic; intocmeste cereri de oferta pentru furnizorii nominalizati in Lista Evidenta Frunizori, cere Clasament Furnizori, transmite contract catre Directorul General.

- Scopuri: selectarea corecta a furnizorului.

- Mediul: societatea comerciala.

2.5. Diagrama de interactiune

Modul in care agentii inteactioneaza intre ei este ceva mai mult decat un simplu schimb de mesaje; acesta trebuie sa se desfasoare conform unor reguli si scheme, adunate sub titlul de protocol de interactiune. Acesta permite definirea unei secvente de mesaje ce au loc intre agenti si a modului in care fiecare agent poate reactiona in momentul primirii unui anumit mesaj.

Fig. 2. Diagrama de interactiune

2.6. Mediul de lucru

Agentul depinde de mediul de lucru. Mediul de lucru se caracterizeaza prin urmatoarele:

accesibil / inaccesibil (aparatul sensorial al agentului ii da acces la starea completa a mediului, acesta putand observa oricand ce disfunctionalitati pot apare)

determinist / nedeterminist (starea curenta a mediului este determinata de starea anterioara sau de actiunile selectate)

episodic / neepisodic (experienta clientului nu este divizata in episoade)

dinamic /static (functionalitatile telefonului se modifica daca agentul cere repararea acestuia)

discret / continuu (exista un numar limitat de perceptii si actiuni clare si distincte)

Mediul de lucru pentru agentul PF

- accesibil: nu

- determinist: da

- episodic: nu

- static: da

- discret: da

Mediul de lucru pentru agentul DR

- accesibil: nu

- determinist: da

- episodic: nu

- static: da

- discret: da

Mediul de lucru pentru agentul SSA

- accesibil: nu

- determinist: da

- episodic: nu

- static: da

- discret: da

Mediul de lucru pentru agentul MC

- accesibil: nu

- determinist: da

- episodic: nu

- static: da

- discret: da

3.Proiectarea aplicatiei

3.1. Arhitectura SMA

Arhitectura sistemului multi-agent pentru selectarea furnizorilor de bunuri,produse sau servicii este ierarhizata (in care sunt nivele de subordonare).

	Piata de furnizori

	Managementul Contractelor

	Serviciul strategia aprovizionarii		Directorul General

Fig. 2. Arhitectura SMA

3.2. Modelarea cunoasterii

Identificarea conceptelor

4. Realizarea aplicatiei

Realizarea aplicatiei combina pasii necesari pentru crearea unui agent Zeus cu pasii necesari pentru implementarea rolurilor identificate mai sus.

4.1. Crearea ontologiei

Ontologia reprezinta o conceptualizare a unui domeniu de expertiza; defineste termeni de tip concepte, relatii, proprietati, instante, precum si axiome care includ si restrictii asupra proprietatilor unor termeni.

Mai intai, click pe butonul Edit de la panoul Ontologie.

Apoi, in fereastra care se va deschide vom introduce conceptele prezentate mai sus, astfel :

Fig. 3. Fereastra de editare a ontologiei in sistemul ZEUS, in care se stabileste atat ierarhia termenilor folositi, cat si atributele specifice fiecaruia dintre acestea.

4.2. Crearea agentilor

Crearea agentilor consta din mai multe sub-procese care se repeta pentru fiecare dintre diferitele taskuri ale agentilor din aplicatie.

Fig. 4. Fereastra de editare a agentilor in sistemul ZEUS

Definirea agentilor

1)Agentul Directorul General

Primul pas este crearea unui agent nou, folosind butonul  (New Agent) apoi redenmirea acestuia in Directorul General.

Dublu click pe enititatea Directorul General pentru deschiderea ferestrei de editare.

Pentru DG nu avem task-uri.

2)Agentul Piata Furnizori

Agentul PF are un task, Oferta pentru care are ca resurse initiale numele si adresa sa, precum si valorile pentru termen garantie, calitate, conditii garantie, termen plata.

3)Agentul Serviciul Strategia Aprovizionarii

Agentul SSA va introduce datele primite de la MC in aplicatia informtica si apoi va transmite care MC Lista de furnizori rezultata. Pentru aceasta am definit task-ul Clasament pentru care nu avem resurse initiale.

4)Agentul Managementul Contractelor

MC va trasnmite catre PF un formular in care va cere pentru materialele care trebuiesc achizitionate o serie de informatii legate de conditiile si termenul de livrare, conditii si termen de plata, prêt si calitatea materialelor respective. Aceste informatii sunt necesare pentru o selectie optima a furnizorului. Acest lucru va fi realizat cu ajutorul task-ului CerereOferta.

Descrierea task-urilor

Pentru fiecare dintre task-uri trebuiesc specificate preconditiile si efectele acelui task.

Coordonarea agentilor

Pentru fiecare agent trebuiesc specificate protocoalele si strategiile folosite de acesta in negocierea cu ceilalti agenti, precum si relatiile dintre el si ceilalti agenti.

Organizarea agentilor

4.3. Configurarea agentilor utilitari si a agentilor task

Din fereastra principala Agent Generator se da click pe butonul Code Generator, care va afisa fereastra Generation Plan : agentii care vor fi creati cand procesul de generare a codului va fi pornit. Pe langa PiataFurnizori, ManagementulAchiziitlor, ServiciulStrategiaAprovizionarii si ManagementulContractelor mai sunt si ANS, Broker si Visual.

Pentru a configura acesti trei agenti se da click pe Utility Agents.

Configurarea agentilor task

Agentii task, in Zeus, sunt ajutati de catre agentii utilitari generati de sistem. Pentru acestia se poate crea interfata implicita a Zeus-ului , si de asemenea se poate crea o interfata specifica fiecarui agent.

4.4. Implementarea si rularea aplicatiei

Avand agentii deja definiti suntem gata pentru a genera implementarea acestora. Pentru generarea codului sursa si a executabilelor se deschide fereastra Code Generator, Aici se alege calea unde se vor genera fisierele necesare rularii acestei aplicatii si apoi se apasa butonul Generate.

Acum aplicatia poate fi rulata folosind scripturile de lansare create o data cu agentii : run1, run2 si run3.

Lansarea aplicatiei implica urmatoarele procese :

comanda run1 ; executa scriptul run1 si porneste agentul ANS, deschizand un proces Java ;

comanda run2 ; acesta va lansa cei 4 agenti creati anterior si interfetele implicite ;

comanda run3 ; acesta va lansa agentii Visual si Broker (Facilitator).

In ferestrele deschise se pot vedea discutiile purtate intre agenti.

Aplicatia mai poate fi imbunatatita prin folosirea unei baze de date externe care sa cuprinda mai multe exemple ( se va folosi o lista de materiale si o lista de furnizori, astfel incat sa se ajunga intr-adevar la o selectie de furnizori).

5. Concluzii

₪ Tehnologia agentilor inteligenti reprezinta o solutie eficienta pentru modelarea si implementarea sistemelor distribuite, dinamice, care lucreaza eventual, in medii deschise.

₪ Realizarea nu numai a sistemului multi agent aplicat in domeniul selectiei de furnizorilor de bunuri, produse sau servicii, ci si a oricarui sistem multi agent aplicat intr-un alt domeniu, este foarte dificil de dezvoltat, deoarece trebuie sa se aiba in vedere mult mai multe entitati si atribute asociate acestora fata de numarul mic de entitati al sistemului multi agent prezentat in paginile anterioare.

₪ Implementarea sistemului multi agent cu ajutorul instrumentului software ZEUS este usor de realizat, acesta impunand anumite etape pentru realizarea implementarii sistemului agent aplicat in domeniul ales.

Bibliografie

Collis, Jaron, Ndumu, Divine Zeus Technical Manual British Telecommunication plc, 1999

Collis, Jaron, Ndumu, Divine The Role Modelling Guide British Telecommunication plc, 1999

Collis, Jaron, Ndumu, Divine The Application Realisation Guide British Telecommunication plc, 1999

Collis, Jaron, Ndumu, Divine The Runtime Guide British Telecommunication plc, 1999

www.labs.bt.com/projects/agents/zeus/index.htm