1.4 Agent的组织类型

前面章节解释了Agent的内部组成，本节处理Agent之间的交互，即为了解决共同的或内部关联的问题，它们一起协作的方式。

虽然已经提出了几个比喻来对系统中的Agent交互方式进行建模（Iglesias等，1998），但是“组织”（Fox，1981）正在成为面向Agent软件工程（Agent Oriented Software Engineering，AOSE）中最为常用的一个比喻（DeLoach，2002；Kolp等，2002），因为它是直接的，并且已经在多种情况下被成功应用。大体上，组织比喻是源于人类在组织环境中可以通过协同工作来解决问题，如商业。商业有需要达到的目标，并且为了实现这些目标，需要将其分解为具体的任务，如生产和分配。然后，再将这些具体任务分配给由人扮演的角色。为了执行它们的任务，角色根据预定义的模式进行交互，这些模式定义了一些角色从属于另一些角色的权威。这些交互也形成了一个可辨认的通信路径网络。更一般地，根据组织比喻，MAS中的每一个Agent都可以扮演一个或多个角色；反之，每一个角色负责追踪一个或几个明确定义的责任，这些责任一般是通过与其他角色的交互来完成的。然而，两个角色之间的交互不仅是联合的关系，事实上还是一个建立权威的关系，这是角色定义的一个部分。角色、交互和权威关系定义了组织的结构。

“组织”可以指导系统中的Agent通过交互来完成各自或全局的目标，并影响它们如何协调和分配资源，以及相互之间的从属关系。这样，通过和其他Agent的交互，“组织”可以帮助简单的Agent完成复杂的任务，帮助复杂的Agent降低过程的复杂性（Horling等，2005）。可以认为，所有的MAS都有某种形式的组织，即使是隐含的。因为在任何MAS中，分布式Agent通过交互一起活动，执行分配的任务并且使用资源去完成这些任务。然而，可能不止一个组织适应于某一特定系统（例如，一条生产线可以被建模为一条管道，也可以是一个层次），因为组织的任务分配方式和所拥有的通信路径各不相同，不同的组织会导致不同的系统执行效率（如通信和计算的开销）、不同的可靠性和不确定性管理。除此之外，组织提出了可测量性、冗余和灵活性的不同标准。虽然没有两个组织是相同的，但是根据它们交互所形成的拓扑结构和Agent之间所展示的权威关系，把它们归为某一类型是可能的，下面是一些最常用的组织类型或范型。

1.层次（Hierarchies）

这是最简单的，也是被研究最多的组织形式（Fox，1981；Horling等，2005）。在层次中，Agent从概念上被排列为一个树形结构，角色的位置越高，就越重要。一般地，低层Agent会为高层Agent产生数据，高层Agent会执行更为复杂的处理，如合并、分析或决策。层次在分布式应用软件建模中被广泛应用（Fox，1981）。实际上，著名的合同网协议（Smith，1977）倾向于产生分层结构。在合同网协议中，Agent可以通过广播来分配一个子任务，在其他Agent所提供的服务中选择一个最为方便的，从而协助它完成任务。

2.组合（Holarchies）

在这个范型中，系统被认为是由基本组织单元构成，即一个子模块可以被看做是由其他（更基本）模块构成（Fischer等，2003；Horling等，2005）；例如，一个制造系统由制造单元组成，而制造单元又是由设备、操作员和过程等组成。组合的关键是子模块的局部自治，因为缺乏自治性将会退化为分层，完全的自治性又会导致无组织群体。更明确地，如果系统中Agent之间的关系是完全从属的，组合会退化为分层。组合的另一个重要方面是每个子模块代表着一个复杂的子组织，需要进一步分解。把系统建模为一个分层嵌套结构，已经证明适合于对某些特定的实际问题进行建模，如制造业控制（Zhang等，1999）。在（Zhang等，1999）中，一个整合不同类型（静态的、中介者和动态的）子模块的模型被用于为制造业控制系统建立一个组织。这里，静态创建的子模块被用于表示环境实体，如制造设备、设计计划和传输带，而动态创建的子模块被用于表示新任务，中介者类型子模块管理次序和协调资源。

3.团队（Teams）

团队就是多个合作Agent追求共同目标的系统（Beavers等，2001）。因为没有对它们的交互类型加以制约，团队的拓扑结构往往是十分随意的。然而，团队成员经常共享它们的思维状态，尤其是对于“共同目标、相互信任和团队行为”的通用表示。例如，（Jennings，1995）展示了依赖于共同任务的表示和合作过程，Agent可以成功解决电力运输的问题，但是在缺乏共同表示时，它们倾向于无条理的行为。

4.市场（Markets）

在这种特殊类型的组织中，Agent可以购买和出售类似于服务或任务这样的项目（Fox，1981；Wellman，2004）。扮演购买者角色的Agent投标，扮演出售者角色的Agent接受投标并确定获胜者，其方式在很大程度上类似于真实的市场。通常是这种情况，一些Agent的存在是为了促进组织在共同任务中的操作，如接受投标和确定获胜者。Kasbah（Chavez和Maes，1996）是最早基于Agent的市场例子之一，其中购买者和出售者通过一系列的特征、期望价格和限制价格来描述它们感兴趣的货物类型。这里当购买者愿意付给出售者所期望的价格时，一次交易就会发生。

在每一种特定的方法中，组织表述的方式都不相同。例如，在Gaia方法学（Zambonelli等，2000）中，角色组织由组织结构和组织规则组成。组织结构通过其本身的拓扑结构和控制机制进行描述。拓扑结构包括一系列由组织中角色相互作用形成的通信路径，以及有可能采取的典型方式，如线、树或网络。另外，控制机制包含角色之间的权威关系；例如，在雇用控制机制中，作为工作划分的结果，低级角色要服从高级角色。最后，组织规则提供对组织元素操作方式的限制；例如，市场中的组织规则可以规定：如果没有收到相应的支付，不能交付相应的产品。

总之，将组织方法应用于多Agent范型是一种有前途的工具，可以处理目前软件系统的复杂性（Zambonelli等，2003；DeLoach，2002），这主要是由于以下事实：组织提供了一个概念性的框架，其中Agent所执行的复杂交互可以被适当地建模。这个概念性的框架建立了一个位于顶部的抽象层次，由Agent进行补充。