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Überschrift. Vortrag am 22. Februar 2003 Entwurfsprinzipien und Implementierung von Systemen mit Verhandlungslösungen im Rahmen des SBWL Seminars Automatisierte Ressourcenallokation bei Prof. Dr. Wolfgang König

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Berschrift

Überschrift

Vortrag am 22. Februar 2003

Entwurfsprinzipien und Implementierung von Systemen mit Verhandlungslösungen

im Rahmen des SBWL Seminars

Automatisierte Ressourcenallokation

bei Prof. Dr. Wolfgang König

Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insb. Wirtschaftsinformatik und Informationsmanagement

von

Dux Neveling

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Inhalt

Inhalt:

  • Einleitung

  • Konzeptvorstellung

  • Agenten

  • Verhandlungslösungen

  • Schlussbetrachtung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Problemer rterung im bereich transportwesen logistik

Problemerörterung im Bereich Transportwesen/Logistik

Ein Speditionsunternehmen hat folgende zwei Transportprobleme zu lösen:

  • pick-up-and-delivery-problem

  • vehicle-routing-problem

Einleitung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Aufgaben des speditionsdisponenten

Aufgaben des Speditionsdisponenten

  • zeitliche Berücksichtigung der Aufträge

  • Gewinnmaximierung / Kostenminimierung

  • Einhaltung der Kapazitätsrestriktion

  • Ausstattungsvielfalt des Fuhrparks & der Container berücksichtigen

  • Berücksichtigung des Arbeitsvertrages der Fahrer

Einleitung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Aufgaben des speditionsdisponenten1

Aufgaben des Speditionsdisponenten

  • früher: Optimierung auf Basis von Er- fahrungswerten des Disponenten

  • die Suche nach effizienten Software-ansätzen und Lösungen begann

  • Entstehung von TeleTruck

Einleitung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Was ist teletruck

Was ist TeleTruck?

  • interaktives System

  • rechnergestützte Disposition im Speditionsgewerbe

  • Weiterentwicklung des MAS-MARS Systems

  • holonisches Multiagentensystem

  • entwickelt vom DFKI

Einleitung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Konzeptvorstellung teletruck

Konzeptvorstellung TeleTruck

  • Ziel: Optimierung der Abarbeitung von Transportaufträgen der Speditionen

  • Umsetzung: Modellierung der Spedition & Transportmittel als autonome Agenten mit lokalem Wissen und Fähigkeiten zur Kommunikation

  • Umwelt: dynamisch und unsicher

  • Auftrag: Vergabe und Zuteilung erfolgt ähnlich einer Auktion

Einleitung

Konzeptvorstellung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Konzeptvorstellung teletruck1

Konzeptvorstellung TeleTruck

  • Auktionsgegenstand: Versteigerung vonTransportressourcenundAufträgen

  • Auktion: Bewerbung von Seiten der Agenten für einen Auftrag (unter Restrik-tion ihrer Kostenfunktion)

  • Teilnehmer der Auktion: Agenten, die stellvertretend für die Transportmittel stehen, z. B. ein Lkw-Zug einer Spedition

Einleitung

Konzeptvorstellung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Zusammensetzung eines lkw zuges

Zusammensetzung eines Lkw-Zuges

  • Laderaumeinheit

  • Motorenkomponente

  • Gestelleinheit (Chassis)

  • Fahrtzeit des Truckfahrers

    Aber: einige Komponententypen

    sind fix miteinander vereinbart

Einleitung

Konzeptvorstellung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Systemarchitektur

Systemarchitektur

Benutzerschnittstelle

Einleitung

Schnittstelle zu den Lkw´s

Distanz

Konzeptvorstellung

Lkw´s mit GPS-System, Bordcomputer / Handy

holonisches MAS

SQL-DB

Windows NT Server

Lkw´s, Kunden, Aufträge, Städte

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Komponententypen verf gen ber

Komponententypen verfügen über

  • lokale Ziele/Pläne (Autorität, Proaktivität)

  • Fähigkeit zur Kommunikation und Kooperation unter Beibehaltung ihrer Autonomie

  • Fähigkeit zur Interaktion (soziales Verhalten)

  • Fähigkeit zu verhandeln und zu reagieren (Reaktivität)

  • Holonbildung im MAS

  • Mindestanforderungen von M. Wooldridge und N. Jennings.

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Holonbildung

Holonbildung

  • Ziel: Zusammenschluss mehrerer Agenten zu einem Verbund unter der Führung eines Holonagenten

  • Zweck: gemeinsame Ausführung von Transportaufträgen in Form eines Teams für bestimmte Zeit

  • Vorteil:

    • zeitweise Vereinigung

    • Agenten behalten ihre Individualität

    • Agenten können Holon jederzeit verlassen

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Berschrift

PnEU

  • Planning and Executing Units

  • Holonagent

  • Repräsentant eines aus mehreren Agenten bestehenden Lkw Zuges

  • Fähigkeit, über alle seine gebundenen Komponenten zu planen und zu organisieren

  • stetige Informationsaktualisierung bei Ein- und Austritt eines Agenten in oder aus dem Verbund

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Berschrift

PnEU

  • Ziel:

    • Optimale Routenplanung

    • Kostengünstige Holonformierung

  • Wie ?

    • Einsatz zweier Kooperations-protokolle:

    • resource requesting protocol

    • extended contract net protocol

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Vorteil des einsatz eines pneu

Vorteil des Einsatz eines PnEU

  • Beispiel: Einsatz eines kleineren Laderraumes, der maximal ausgelastet werden kann

  • der Spedition steht nun ein größerer Laderaum zur Verfügung, der bei einem anderen Auftrag maximal genutzt werden kann.

  • Reduzierung der Kosten eines Transport-auftrages aufgrund des Verhandlungs-geschicks eines Holonagenten

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Angebotserstellung

Angebotserstellung

  • Auftragseingabe vom Speditions-disponenten in die SQL Datenbank

  • Auftrag wird von einem Speditionsagenten an die PnEUs weitergeleitet via ECNP mit der Aufforderung zur Angebotserstellung

  • PnEUs kommunizieren mit ihren Komponenten zwecks Kapazitätsabsprache

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Verhandlungslösungen

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Angebotserstellung1

Angebotserstellung

  • 1. Fall: genügend Kapazität vorhanden

  • PnEU beginnt mit Auftragskalkulation

  • Mit dem errechneten Preis nimmt der Holonagent durch Gebotsabgabe an der Versteigerung teil

  • 2. Fall: Ressourcen sind erschöpft

  • Ausruf und Neuvergabe der fehlenden Komponenten, bis der Auftrag erfüllt ist

  • Bündelung der notwendigen Gebote zu einem Gesamtangebot durch den Speditionsagenten

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Verhandlungslösungen

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Akzeptanz des angebots

Akzeptanz des Angebots

  • Auftragsbestätigung an die Holonagenten

  • Ausführung des Auftrags beginnt

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Verhandlungslösungen

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Transportplanung von holonagenten

Transportplanung von Holonagenten

Speditionsagent

Speditionsdisponent

PnEU

Anhänger

Laster

Fahrer

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

PnEU

Verhandlungslösungen

PnEU

Laster

Anhänger

Fahrer

Fahrer

Laster

Resource Allocation Protocol

Extended Contract Net Protocol

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Simulated trading

Simulated Trading

  • Ziel: Globale Optimierung für die Spedi-tion

  • Optimierungsansatz für Angebote der Holonagenten

  • Marktmechanismus

  • Agenten handeln mit Aufträgen unter Leitung eines Agenten (globaler Optimierer)

  • Auftragsverteilung wird in mehreren Runden optimiert

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Verhandlungslösungen

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


St rken von teletruck

Stärken von TeleTruck

  • klare Strukturierung durch Darstellung auf drei Abstraktionsebenen:

    • Teilkomponenten

    • Holonagenten

    • System als Ganzes

  • individuelle Anpassung des Systems an die abzubildende Spedition

  • offene Architektur aufgrund der Struktu-rierung und Einsatz der Multiagenten-technologie

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Verhandlungslösungen

Schlussbetrachtung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


St rken von teletruck1

Stärken von TeleTruck

  • Agenten sind reaktiv, proaktiv und interaktiv

  • aktive Planüberwachung durch Einsatz von Sensoren (GPS) möglich

  • inkrementelle Bearbeitung der Pläne mittels des simulated trading

  • dynamische Anpassung der Pläne aufgrund von Umwelteinflüssen

  • manuelles Ausführen und Überwachen aller Funktionen ist durch den Benutzer möglich

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Verhandlungslösungen

Schlussbetrachtung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Schw chen von teletruck

Schwächen von TeleTruck

  • manuelles Ausführen und Überwachen aller Funktionen ist durch den Benutzer möglich

  • Gefahr: Für ein MAS ist die Möglichkeit des „Eingriffs“ von Seiten des Nutzers zu hoch (Fokus zentrale Steuerung)

  • Aktionsrahmen des Disponenten ist zu hoch

  • Gefahr: Eigenschaft der Autonomie der Agenten im Sinne von Wooldridge verletzt

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Verhandlungslösungen

Schlussbetrachtung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Ausblick

Ausblick:

  • Kombination verschiedener Transportarten, z.B. Zusatzsystem für Koordination Strassen und Schienen-verkehr

  • Kooperation mehrerer Speditionen

Einleitung

Konzeptvorstellung

Agenten

Verhandlungslösungen

Schlussbetrachtung

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


Berschrift

Ende!

Blockseminar WS 2002/03: Automatisierte Ressourcenallokation


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