本节使用着色时间Petri网工具对Agent的交互协同机制进行描述，是从微观角度描述Agent行为的方法，Agent在协同交互过程中的每个通信序列和通信的处理行为都是由着色时间Petri网进行描述完成的。

从宏观角度描述连锁零售供应链系统中多Agent的会话过程，是系统中充当管理Agent的角色和充当执行Agent的角色进行通信和协同的过程。当系统环境收到来自外部发出的新的信息时，系统将信息发送到接收的Agent处，接收到新的信息的Agent启动会话，开始分析和执行信息。对于收到的通信请求，接收方Agent可能会进行两种不同的处理方式，这根据不同Agent内部所设定的判断规则有关，Agent按收到的不同信息作出不同的决策行为，并且向相应的Agent发送请求信息，通知发送方执行的结果。在利用着色时间Petri网工具描述时，库存会表示Agent内部的各个状态，并且以不同的颜色来区分，变迁则表示状态的转移过程，对消息的处理过程，还有个别情况下会用一段时间来表示执行时延。一个交互会话行为可能会出现，由一个Agent发起多个参与者协同处理的情况。但Agent会在按一定优先顺序依次发出通信信息，因此在这样的多Agent环境下的着色时间Petri网模型是不会出现冲突或是死锁的情况。

在实现多Agent的供应链系统中，会对Agent的行为模型进行固定的设计，多个Agent的交互协同也是有一定的规划和固定的规则的，可以看作一连串的联合模式。在这个多Agent环境下的供应链系统中，每个Agent的身份都是固定的，并不像某些交易系统，主体没有固定的身份，在交易完成之后Agent的身份就被注销。在供应链系统中，节点之间的连接管理，企业之间的联盟合伙关系都是固定，也不会存在越级的情况，因此在这种相互的依赖关系下，Agent间的关系就会呈现稳定的特点。在这样的零售供应链系统之中，Agent既具有个体思考理性，也会有团体思考理性，每一个Agent的行为决策都是在整个供应链大环境规则的约束下做出的，都是以整合供应链全局、提升全局的竞争力、预测全局运营情况为目的的，因此Agent的可信度也非常高。供应链中工作管理的Agent，它的内部结构都是相对稳定的，而管理Agent和执行Agent虽然区别比较大，但同类型的Agent在内部结构设计上是有统一的模式的，这是由供应链的合作伙伴关系决定的。在供应链中联盟的各个企业之间会进行一些协商提议、策略和协作等，这些都具有相对的相似性和重复性，例如配送中心内部的管理协商和物流中心内部的管理协商就有一定的相似性，配送中心向物流中心的订货业务以及物流中心向工厂的订货业务对于一个订货Agent来说是重复地执行，因此同种类的Agent，它的学习机制、通信方式、判断规则等有一部分比较统一。以上这些特点外要求零售供应链中的Agent具有自身独特的行为模式，以及准确的协同模式，将全部Agent统一管理得到的多Agent供应链系统整合模型如图6-16所示。

图6-16 零售供应链Agent协同交互模型

1.仿真平台简介

本章的仿真系统就是使用Matlab中的Simulink软件包和其中的Stateflow工具开发的。

首先利用Stateflow工具建立着色时间Petri网模型以及在其中加入Agent的模型，采用的是有限状态机理论。有限状态机是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型，反映从系统开始到现在时刻的输入变化的状态^[36]。Stateflow提供了这样一个支持图形界面的有限状态机开发方法，允许用图形的形式建立状态、绘制状态的变迁，并用规定的语句设计调点和执行任务，从而构造了有限状态机系统，示意图如图6-17所示。

图6-17 有限转台机系统示意图(www.daowen.com)

2.仿真结果

由Matlab/Simulink软件包建立的零售供应链Simulink模型如图6-18所示。

图6-18 供应链Simulink模型

在图6-18中，输入的p0代表的是预测门店需求量，p1、p2、p3、p4分别是门店的初始库存量、配送中心的初始库存量、物流中心的初始库存量和工厂初始库存量。输出的inventory1、inventory2、inventory3、inventory4分别显示系统运行过程中门店、配送中心、物流中心、工厂的库存量实时变化情况，在其下显示的两排是系统产生的各个订单和配送信息。整个Agent系统是嵌套在这个Simulink模型下运行的，是由Stateflow工具实现的，基于多Agent着色时间Petri网供应链模型仿真如图6-19所示。

图6-19 多Agent着色时间Petri网供应链模型仿真图

图中每一个小圈都是一个Agent，整个供应链模型是由多个Agent整合而成的，左上角圆（蓝色）圈内是前文所述的四个管理Agent，而右下角大（橙色）圈中是四个执行Agent，在这些Agent以特定的协同机制和固定的交互模式下完成整个供应链常规的运作，并且通过这种模拟仿真的方式对零售供应链内部出现的各种情况进行模拟预测。