基于agent的ERP,APS, SCM,MES系统集成研究

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3.0 陈辉 2024-11-19 6 4 2.16MB 80 页 15积分
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摘 要
随着信息系统集成技术及人工智能技术从上世纪 90 年代开始发展，
agent 技术越来越多的被用在了系统间协作上，agent 也成为了研究的热点之
一。而企业为了对客户报价请求 RFQ 做出快速反应，为了减少库存和延迟交货
惩罚等成本，必须将信息孤岛结合起来，将信息系统集成从而完美的协作以
期完成降低供货成本之大计。
随着企业不断的发展，各部门是异步实施信息系统，相互之间的信息无
法得到有效的沟通。他们之间如何协作，以及 RFQ 在系统集成条件下如何运作
都需要进行分析。
WARP(基于 agent 的过程回应自动流程控制)是一个基于 UML 的系统设计方
法，它通过结构建模、动态建模、角色协作、功能失效建模等步骤设计系统间角
色协作以及运作流程和失效时如何处理等问题。
Zeus 是一个 Agent 的开发工具包，它是英国电讯公司实验室的智能系统
研究小组多年工作的成果。Zeus 是已有 Agent 技术的结合，它提供了快速开
发多 Agent 系统的集成环境，定义了一个多 Agent 系统的设计方法并用可视化
环境支撑它，这种可视化环境可以根据用户的定制来产生 Agent 的 java 源码。
在系统集成后，如何评价集成的好坏也是非常值得研究的课题之一。
本论文首先通过 RFQ 问题入手，对 RFQ 过程涉及到的
ERP，APS，SCM，MES 等系统进行分析，对集成过程中可能的信息交互、集成框
架、RFQ 事务链过程、agent 功能等问题进行描述。
接下来通过引入 WARP 方法，并增加用例图，agent 描述，运作流程等手
段，设计了系统集成的框架、各 agent 的协作关系及其责任、集成系统运作流
程等与系统实施密切相关的设计内容。
系统实施是一个比较具体实际的问题，本文通过研究 Zeus 套件来对
agent 集成系统进行实施。
最重要的部分是评价系统集成的效果。通过自主度和协作度的评价，以及
对供货成本的影响来评价集成系统。实践证明，基于 agent 的系统集成是可行
的，是有工具支撑和语言标准支持的。
系统集成是必要的，而且是可行的,并且企业越接近 JIT 式的 MTO 拉式生
产方式，系统集成对供货成本的降低是越明显的。系统集成过程中是以
ERP、APS 为核心，SCM、MES 为辅助双闭环系统。
关键词：系统集成　RFQ　WARP Agent 协作度 供货成本 泊松分布
ABSTRACT
As information technology and artificial intelligence technology began to develop
from the 1990s, agent technology is used in the system collaboration more and
more, and agent technology became the focus study. In order to rapid response for
customer Request for Quote, and reduce the cost of inventory and penalties delay in
delivery, the information island must be combined. Information systems integration
can perfect collaborate with the aim of reduce supply costs.
With the constant development of enterprises, information system implement of
departments is asynchronous. Information could not be effective communication
among them. How to collaboration among systems and RFQ how to operate under
the conditions of integration systems need to be analyzed.
WARP (workflow automation through agent-based reflective process) is a UML-
based system design method, which through structure modeling, dynamic
modeling, role collaboration, functional failure modeling, and other steps design
role collaboration and operation processes and how to operate when failure.
Zeus of is an agent development toolkit, which is the work results of the British
Telecom's intelligent system laboratory research team for many years. Zeus is
combine of already existence agent technologies, which provides a rapid
development of the Multi-Agent System integrated environment, defines a Multi-
Agent System design method and supported by visual environment. These kinds of
visual environment can be customized according to user Agent to generate the java
source.
After system integration, how to evaluate the quality of integration is also a worthy
study subject.
This paper start with the RFQ issue and analysis its related system of ERP, APS,
SCM, MES, and describe the information interchange among integration system,
integrated framework, RFQ Affairs chain process, agent functions, and other
problem.
Followed by the introduction of WARP methods, throw the use case diagram, agent
description, operational flow and other means, this paper designed a system
integration framework, collaborative relationship and responsibility of agents,
operational processes of integrated systems, and other content closely related to
implementation system.
System implementation is a more practical issue, this paper have studied the agent
integrated system implementation through research Zeus package. It proved that
there is enough tools, language, standard to support agent-based system integration.
The most important part is to evaluate the effectiveness of system integration. The
autonomy and collaboration degree are used to evaluate. What more, the impact to
supply costs of integrated system is also used to evaluate the function of integration
system.
Systems integration is necessary and feasible, and the more enterprises produce
close to JIT pull production, the more supply cost will be reduced by system
integration. Systems integration process take ERP, APS as the core systems, and
SCM, MES as supporting systems, and integration system is dual-closed-loop.
Key Word ：System integration, RFQ, WARP, Agent, autonomy
degree, collaboration degree, supply cost, Poisson distribution
目 录
摘要
ABSTRACT
第一章 绪 论.....................................................................................................................1
§1.1 研究的背景及其意义......................................................................................1
§1.2 国内外研究现状..............................................................................................2
§1.3 本论文主要工作及结构..................................................................................3
第二章 各个系统的集成关系分析..................................................................................7
§2.1 ERP 系统..........................................................................................................7
§2.2 SCM 系统.........................................................................................................8
§2.3 APS 系统..........................................................................................................8
§2.4 MES 系统.........................................................................................................9
§2.5 ERP、APS、MES、SCM 集成关系............................................................10
§2.6 系统分析........................................................................................................15
§2.7 本章总结........................................................................................................18
第三章 系统设计............................................................................................................19
§3.1 WARP 方法简要介绍....................................................................................19
§3.1.1 结构建模阶段......................................................................................20
§3.1.2 动力学建模阶段..................................................................................21
§3.1.3 功能失效建模......................................................................................22
§3.1.4 WARP 的agent 结构............................................................................22
§3.2 集成的系统设计............................................................................................23
§3.2.1 用例图..................................................................................................23
§3.2.2 结构建模阶段......................................................................................25
§3.2.3 动态建模阶段......................................................................................27
§3.2.4 功能失效建模阶段..............................................................................33
§3.2.5 WARP agent 描述.................................................................................35
§3.2.6 运作流程..............................................................................................39
§3.3 本章总结........................................................................................................42
第四章 系统实施............................................................................................................43
§4.1 ZEUS 介绍.....................................................................................................44
§4.1.1 Agent.....................................................................................................44
§4.1.2 Goal(目标)............................................................................................45
§4.1.3 Task(任务)............................................................................................46
§4.1.4 Fact(事实).............................................................................................47
§4.2 ZUES 的开发方法.........................................................................................48
§4.3 ZEUS 系统的实施.........................................................................................49
§4.3.1 Ontology Options(实体创建)...............................................................50
§4.3.2 Agent Options(Agent 创建)..................................................................50
§4.3.3 Task Options(任务创建)......................................................................52
§4.3.4 Project option 项目配置.......................................................................53
§4.3.5 代码的生成..........................................................................................54
§4.3.6 外部程序文件的实施..........................................................................55
§4.4 总结................................................................................................................56
第五章 系统集成的评价................................................................................................59
§5.1 系统集成的 agent 协作关系..........................................................................59
§5.1.1 库存能满足订单条件下的协作情形..................................................60
§5.1.2 库存不能满足订单条件下的协作情形..............................................61
§5.1.3 综合分析..............................................................................................62
§5.2 基于供应链的系统集成评价........................................................................66
§5.2.1 基本成本函数......................................................................................66
§5.2.2 系统集成前的供货成本......................................................................68
§5.2.3 系统集成后的供货成本......................................................................69
§5.2.4 综合分析..............................................................................................69
§5.3 总结................................................................................................................71
第六章 全文总结与展望................................................................................................73
§6.1 全文总结........................................................................................................73
§6.2 系统集成的展望............................................................................................74
附件一 实体创建代码....................................................................................................75
第一章 绪论
第一章 绪 论
§1.1 研究的背景及其意义
为了支持销售人员开发潜在客户，许多公司已经将 ERP 技术进行扩展，
以解决客户订货时的报价请求(RFQ，Request for Quote)。RFQ 的主要任务是
估计能准时发货的数量，这主要包括库存检查、在制品查询(WIP)以及重新制
定生产计划等重要工作。这些工作必须准确而快速的执行，以响应快速的客户
需求。但是由于销售、库存、生产等功能之间关系复杂，在他们之间的业务之间
很少能建立直接联系。例如，当遇到客户的紧急订单时，大多数销售人员只能
通过检查库存来完成 RFQ 问题，这在很大程度上会丢失要求高的客户订单。
信息系统已经非常先进，能使企业产生很多的价值[1,2]。虽然公司在信息
化上投入了大量的资金，但实现其价值却是一大挑战[3]。企业非结构化的进行
信息系统投资，并不一定能实现信息化带来的价值，而需要对企业信息系统
进行集成，以实现其最大的价值[1,2,4,5,6]。SCM(Supply Chain Management),
ERP(Enterprise Resources Planning), APS (Advanced Planning&
Scheduling), MES(Manufacturing Execution System)作为先进的企业生产
计划管理模式和先进执行系统，正为越来越多的企业所接受。
企业资源计划ERP 统筹企业内部资源，使各部门协同工作；高级计划与
排程 APS 基于有限能力原理，对企业所有的资源实施动态的、实时的约束规划
以帮助企业快速相应客户需求；供应链管理 SCM 可以使产品快速、低成本、供
需平衡方式流向目标客户；而作为企业运作底层的系统生产执行系统 MES 对
生产过程进行实时监视、诊断和控制，使企业提高工厂及时交货能力、改善物
料的流通性能。因此，有必要通过对 SCM,ERP,APS,MES 的集成研究，加强企业
从外围的供应链到企业资源，以及生产计划和实际生产作业之间的联系，以
实现对客户提供快速高质量产品又实现低成本的目标。
为了协调企业信息系统之间的有效交流，本论文将以解决 RFQ 问题为切
入点，将精力放在了对企业的信息系统集成上，通过基于 agent 的技术提出
了 SCM、ERP、APS、MES 四个系统集成的框架并分析了他们之间的信息交互，并
引入 Zeus 系统研究了系统集成的方法，最后对系统集成进行了协作度评价和
对供货成本影响的评价。
§1.2 国内外研究现状
信息技术日新月异，而产品商业协作的概念也得到了广泛的应用[14]。许多
1
摘要：

摘要随着信息系统集成技术及人工智能技术从上世纪90年代开始发展，agent技术越来越多的被用在了系统间协作上，agent也成为了研究的热点之一。而企业为了对客户报价请求RFQ做出快速反应，为了减少库存和延迟交货惩罚等成本，必须将信息孤岛结合起来，将信息系统集成从而完美的协作以期完成降低供货成本之大计。随着企业不断的发展，各部门是异步实施信息系统，相互之间的信息无法得到有效的沟通。他们之间如何协作，以及RFQ在系统集成条件下如何运作都需要进行分析。WARP(基于agent的过程回应自动流程控制)是一个基于UML的系统设计方法，它通过结构建模、动态建模、角色协作、功能失效建模等步骤设计系统间角色协...

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