协同物流

协同物流又称“协作物流”，指各企业通过Intemet提供服务并协调所有的商务活动，以提高利润和绩效，它创造协同环境使各企业共享信息和资源。

协同物流具有网络经济的成本优势，是供应链管理的进一步发展。它将企业控制范围扩大到供应链上所有节点企业，第一次让企业可能及时获得供应链中完全的信息，最重要的是它让企业知道产品的状态。如生产、运输以及能否按时到达等。协同物流是以Web为基础的主机软件服务，它使生产企业、零售企业、运输企业用更低的成本解决企业内外物流问题。

协同物流反映了通过改变物流方式、物流途径挖掘物流新利润新源泉的趋势，它通过综合供应者到消费者的供应链运作，使物流、信息流和资金流的流动达到最优化，并追求全面的、系统的综合效果。

随着买方市场和竞争格局的形成，企业对物流作为“第三利润源泉”有了比较深刻的认识，优化企业内部物流管理，降低物流成本成为当前多数国内企业最为强烈的愿望和要求。许多企业已经认识到物流成本降低、效率提高要依赖于物流信息化，但是，这些企业还只是从本企业角度去看物流信息化，并只从与企业有关的供应链角度去提高物流效率，然而物流活动的社会性，使得这种操作不能最大限度地提高物流运作效率。

实际上，由于客户多变的需求，企业物流运作越来越表现出个性化的服务特征，越来越多的企业与客户结成了战略联盟，以至于要改变物流渠道其成本变得巨大。早在1998年美国物流管理协会已经把物流定义成供应链过程中的一部分，这实际上不仅把物流纳入了企业间互动协作关系的管理范畴，而且要求企业在更广阔的背景下来考虑自身的物流运作，即不仅要考虑自己的客户，而且要考虑自己的供应商；不仅要考虑到客户的客户，而且要考虑到供应商的供应商；不仅要致力于降低某项具体物流的成本，而且要考虑使供应链运作的总成本最低。

一句话，就是所有供应链成员企业为了共同的客户服务目标协调它们的行动，直至建立稳定的合作伙伴关系。同时，美国物流管理协会2001年年会的主题为“在多变经济环境中的协作关系”，开辟了物流运作从供应链物流向协同物流、向社会物流转变的先河。

1、各参与企业在企业文化、组织规模等方面应相近或相似。

2、各参与企业要做到物流决策的统一。

3、提供一个灵活的安全模型，防止企业机密泄露。

4、所有成员共同得到利益且公平分配成本和收益。

5、建立可靠的服务质量保证机制，防止货物在物流过程中的破损和污染，提高发货和送货的及时性，避免服务水平的下降，抑制物流成本的上升。

6、允许成员自觉的创造、评估和发展合作伙伴关系。

7、使协作贯穿于所有商业流程整合。

协同物流原则

从性质上分，协同物流的类型可以分为防御型和竞争型两种。公司经营者在对以往竞争对手或新对手进行分析比较后，如果发现公司自身的经营模式存在着一定的缺陷。此时物流协作活动的开展将有助于公司选择合理的发展经营模式，使公司至少拥有与竞争对手同等的竞争实力，甚至可具备超越竞争对手的实力。

而对于竞争类型的物流协作活动来说，不管公司在供应链中处于什么位置，制造商、零售商或是服务提供商，理解、拓展和采用物流协作活动将可使公司在竞争中取得强势的地位，从而获取一个全新的有统治力的开端。以往，公司物流师无法参与公司的未来发展规划，只能等待公司规划的完成。新的开端意味着物流师们可以开始在公司的规划中发挥其应有的作用了。简单的来说，可以把物流协作分为两种主要的类型，即以最大量输出为目的的协作和固定资产或服务的协作。

协同物流有三个主要特征，只要有一个特征出现就能说明协同物流及其相关利益的潜在性。这三个特征分别是：

1.运输线路存在着交叉重叠；

运输线路交叉重叠，它也是物流协作活动是否潜在的最明显的特征。在物流网络中，包括原材料的来源途径和零售商的产品供货渠道等都存在着一定数量的交叉重叠部分。同一运输线路上，即使出发地和目的地不同也可能会有相同方向的货物流量。

此外，不同公司的客户之间在地理位置上也可能彼此邻近或就在相同的区域。当公司进行配送中心选址研究分析时，会发现配送中心的辐射范围与其他公司的配送区域也存在着一定的交叉。如果物流协作活动中能综合考虑这些因素的话，各公司之间一定会有达成伙伴关系的潜在机会。

2.存在着进一步优化配置的可能性；

进一步优化配置使得一定区域范围内的物流活动达到某种均衡的状态，从而使公司运输效率更高及运输成本支出更加合理。下面，主要从两个方面阐述如何进行合理的配置。首先，从货物的重量密度上来看。轻重货物之间的合理配载有利于提高车辆额定载重和装载空间的利用率。过去，由于还没有意识到货物装载方面存在的问题，装载重型货物时，卡车或拖车的额定载重量虽然达到了，但车内还存有大量的装载空间。

另一种相反的情况是，一些以轻便型货源为主的运输公司虽然可以充分利用车辆的装载空间，但却无法充分利用车辆的额定载重量。在这种情况下，如果对重型货物和轻便型货物进行混合装运、合理配载将能够节省原来总费用的15%乃至更多。这对于运费每年动辄就数百万美元的一些公司来说，具有非常重要的意义。

协同商务的运用，促使物流领域逐渐接受了协同概念，一些协同物流模式应运而生，它们打破了技术层面的界限，通过物流活动的互补和物流资源的共享来实现高效便捷的服务，并产生了相应的协同效应：

1、规模经济效应

“1+1>2”的协同定义首先使人们想到的是规模经济效应。这种规模经济带来的协同效应与企业的储、运过程密切联系，所获得的规模效应可以直接观察到。企业通过对仓储和运输过程的协调管理，发挥资源的组织协同效应，就可以在技术水平和要素组合比例不变的条件下，通过扩大规模，降低单位产品的物流成本。发生规模经济效应的主因是仓储协同和运输协同。

2、范围经济效应

范围经济效应更能够反映出物流协同的实质，即通过不同业务之间的协调管理，企业以更低成本和更快速度发挥已有的资源优势，并建立起新的竞争优势。范围经济与规模经济既相互联系又有所区别。如果增大投入，企业能够减少单位成本，则存在规模经济；如果随着企业物流业务多样化增加而减少成本，则存在范围经济。

通常企业用平均成本来定义规模经济，而用相对总成本来定义范围经济，即企业多个物流业务同时进行的总成本小于单个业务各自分别进行的成本总和。范围经济效应主要体现在配送协同(多个环节共同分摊物流费用)、仓储协同(共享仓库和设备)、包装和加工工序的操作协同(共同利用操作设备、技术、人力)上。

3、管理协同效应

管理协同效应是指贯穿于不同物流业务之间。在财务、法律、会计和人力资源等企业基础设施和管理活动方面形成的协同效应(主要指管理效率的提高和管理技巧的顺利转移)。

4、学习效应

学习效应是指因物流活动中产生经验而导致单位成本减少以及业务中新协同的产生。学习效应是通过物流环节间的相互沟通和协调，形成内部价值网络，从而建立有效的协同合作方式。学习效应是物流协同效应的核心，不仅为物流系统的协调合作提供了坚实的基础。而且可以创造新的协同机会。

智能体(Agent)技术的研究成为人工智能研究领域的热点，其最大特点是具有自主性和协作性，能够对复杂、协同和难以预测的问题进行处理，可随环境变化修改自己的目标，学习知识并提高能力。与此同时，信息融合技术也在飞速发展，各种面向复杂应用背景的物流系统大量涌现。在这些系统中，信息表现形式的多样性、信息容量以及信息的处理速度等要求越来越高，原有的一些信息处理与融合手段已经渐渐不能满足实际应用的需要。考虑到以上因素，将智能体技术引入到物流信息协同领域中，就可以使协同物流系统的性能大幅提高，并根据这一设计理念，构建基于多智能体技术的协同物流系统。

Agent是由具有知识、信念、意向、期望等因素组成的一个实体，具有自主性与交互性的特点，它可以感知系统环境的变化，并对这种变化作出自主的反应。一般认为，Agent是一个具有自治性、社会性、反应性及能动性的基于硬件或软件的系统，由通信交互模块、信息获取模块、人机交互模块、知识库模块及规划推理模块等组成。

Multi-agent系统，即多智能体系统，简称MAS。是由不同的单个Agent为完成某一特定任务而组成的集合，单个Agent总是处在多Agent系统的环境中，多个Agent构成的系统是动态、复杂和不确定的，Agent要对熟悉的环境作出迅速的响应，同时能够处理与其他Agent的冲突，或者与其他Agent协调解决冲突，规划其行为，并最终作出决策。Agent通过感知来了解环境，通过执行动作实现其目标并影响环境，Agent不仅要有知识，而且要有自我意向。

物流系统是一个动态、复杂和具有不确定性的系统，具有明显的时间性和空间性。而Agent技术特别适合于分布式系统。因此，协同物流可由基于MAS的Agent系统来实现。根据物流系统的特点提取出Agent的模型结构，它包括了知识、感应器、通讯器和行为操作等四个部分。

1、物流车辆Agent

车辆Agent(Vehicle Agent)是物流系统中货运车辆和驾驶员的抽象，车辆Agent是车辆资源的一个智能代理。它不同于以往系统中的车辆记录，是在传统车辆记录的基础上封装了相应的推理、通讯和学习等能力，是一个具有自主特性的智能实体对象。各车辆Agent在问题求解过程中，既可单独也可相互合作。并能通过问题的不断解决进行自我演化。同时，各车辆Agent根据其能力相互竞争，主动进行问题求解。因此，各车辆Agent之间的协商机制是问题求解的主要内容。在物流运输过程中，只要在指定的日期内到达目的地，运输路线就由运输工具本身来决定。车辆Agent主要负责监控货物的相对位置和条件。它们能够查询，而且能对协同系统中的其他Agent的查询作出反应。如在冷货运输中，运输货物需要冷藏而货物本身太热，货物易损而在运输过程中装载在最下面；或货物运输超过了订单规定的日期，车辆Agent就会自动报警。车辆Agent的结构，如下图所示（图1）：

2、仓库Agent

每个资源Agent与相应的资源相对应，并与任务Agent和管理Agent相连接，可用来直接驱动或控制所对应的资源。协同物流系统中，资源Agent主要为信息Agent。信息Agent主要控制各信息源的工作状态并调整其工作方式，将其数据信息处理成任务Agent和执行Agent所需要的形式，回答任务Agent的查询和供执行Agent作进一步的估计、推理和判断。仓库是重要的物流设施，仓库Agent是仓库设施设备及相关人员的其抽象，是物流系统中一个重要的资源Agent，它的基本任务是根据客户的订单要求，运用知识为客户在合适的仓库中选择合适的货物，并与车辆Agent进行通信。仓库Agent的结构，如下图所示（图2）：

3、多Agent的协同物流运输(调度)系统结构

Agent是一个具有感知能力、问题求解能力和与外界进行通讯能力的一个实体。 作为具有自主特性的一种抽象实体，它能作用于自身和环境，并能对环境作出反应。多智能体技术的中心思想是将大的、复杂的系统分解为小的、相对独立的子系统，依赖这些子系统彼此之间的竞争和协作来完成高智能性的任务。

多Agent合作求解问题主要包括两种方法：任务共担(task-sharing)和结果共享(result—sharing)。

以往的物流系统中一般将各类型车辆资源看作处于被动的等待被匹配检索和安排任务的静态记录，是一种缺乏智能的实体对象。不具备主动根据所解决的问题及环境的变化来自我调整自身知识结构和主动求解问题的能力，限制了系统求解计划调度车辆问题的效率。因此，存多智能体协同物流系统的开发中，将企业所拥有的各类型车辆构造为不同的车辆Agent，并由多个车辆Agent合作形成一个多智能体物流系统，该模型中综合了任务共担和结果共享两种方法，其模型结构，如下图所示（图3）：

 在图3中整个模型结构将问题求解过程分为对话层、控制层和问题求解层。

对话层是由多个交互Agent(Interface Agent)组成。交互Agent是供应商与协同物流系统通讯的接口。它接收供应商传来的需求信息，并根据这些信息安排货运车辆调度，同时还负责将最终结果输出给对应的客户。

控制层是由综合和控制两个Agent组成的。控制Agent(Control Agent)负责将供应商的需求分解，并根据车辆Agent的竞争结果，将合适的需求分配给相应的车辆Agent，同时各车辆Agent的信息都传递到该Agent中的黑板中， 由该Agent控制信息的交换和各Agent之间的通讯。摔制Agent由一个黑板知识库系统组成，它包括一个黑板和控制模块两部分。黑板是用于存放信息的全局数据库，它记录了各Agent所需要的信息和所产生的假说，并能提供给所有的Agent共享。控制模块则是用于监督和控制选择相应的Agent。相对于控制Agent来说，各Agent构成了黑板模型中的知识源。

综合Agent(Synthesizing Agent)则是控制将各车辆Agent、仓库Agent及路段Agent、控制Agent等其他Agent的求解结果进行综合和评价，从而求出复杂问题的解，以最低的成本，最高效率和效益为供应商提供协同物流服务。

基于智能体的协同物流模式具有如下特点：

1、Agent可主动运行，每一个智能体有自己的目标和行为，可由外部激励和内部状态启动。

2、Agent是一个自治主体，具有自己的知识和分析方法，能理解信息并控制自己的行为。

3、Agent能根据自己的推理规则进行信息的抽象。智能体下的协同机制其实质是一种决策机制。企业通过智能体完成企业外部的协同，是提高市场竞争力的有效方法，也是一个基本途径。