1.4 Agent的組織類型

前面章節解釋了Agent的內部組成，本節處理Agent之間的交互，即為了解決共同的或內部關聯的問題，它們一起協作的方式。

雖然已經提出了幾個比喻來對系統中的Agent交互方式進行建模（Iglesias等，1998），但是“組織”（Fox，1981）正在成為面向Agent軟件工程（Agent Oriented Software Engineering，AOSE）中最為常用的一個比喻（DeLoach，2002；Kolp等，2002），因為它是直接的，并且已經在多種情況下被成功應用。大體上，組織比喻是源于人類在組織環境中可以通過協同工作來解決問題，如商業。商業有需要達到的目標，并且為了實現這些目標，需要將其分解為具體的任務，如生產和分配。然后，再將這些具體任務分配給由人扮演的角色。為了執行它們的任務，角色根據預定義的模式進行交互，這些模式定義了一些角色從屬于另一些角色的權威。這些交互也形成了一個可辨認的通信路徑網絡。更一般地，根據組織比喻，MAS中的每一個Agent都可以扮演一個或多個角色；反之，每一個角色負責追蹤一個或幾個明確定義的責任，這些責任一般是通過與其他角色的交互來完成的。然而，兩個角色之間的交互不僅是聯合的關系，事實上還是一個建立權威的關系，這是角色定義的一個部分。角色、交互和權威關系定義了組織的結構。

“組織”可以指導系統中的Agent通過交互來完成各自或全局的目標，并影響它們如何協調和分配資源，以及相互之間的從屬關系。這樣，通過和其他Agent的交互，“組織”可以幫助簡單的Agent完成復雜的任務，幫助復雜的Agent降低過程的復雜性（Horling等，2005）。可以認為，所有的MAS都有某種形式的組織，即使是隱含的。因為在任何MAS中，分布式Agent通過交互一起活動，執行分配的任務并且使用資源去完成這些任務。然而，可能不止一個組織適應于某一特定系統（例如，一條生產線可以被建模為一條管道，也可以是一個層次），因為組織的任務分配方式和所擁有的通信路徑各不相同，不同的組織會導致不同的系統執行效率（如通信和計算的開銷）、不同的可靠性和不確定性管理。除此之外，組織提出了可測量性、冗余和靈活性的不同標準。雖然沒有兩個組織是相同的，但是根據它們交互所形成的拓撲結構和Agent之間所展示的權威關系，把它們歸為某一類型是可能的，下面是一些最常用的組織類型或范型。

1.層次（Hierarchies）

這是最簡單的，也是被研究最多的組織形式（Fox，1981；Horling等，2005）。在層次中，Agent從概念上被排列為一個樹形結構，角色的位置越高，就越重要。一般地，低層Agent會為高層Agent產生數據，高層Agent會執行更為復雜的處理，如合并、分析或決策。層次在分布式應用軟件建模中被廣泛應用（Fox，1981）。實際上，著名的合同網協議（Smith，1977）傾向于產生分層結構。在合同網協議中，Agent可以通過廣播來分配一個子任務，在其他Agent所提供的服務中選擇一個最為方便的，從而協助它完成任務。

2.組合（Holarchies）

在這個范型中，系統被認為是由基本組織單元構成，即一個子模塊可以被看做是由其他（更基本）模塊構成（Fischer等，2003；Horling等，2005）；例如，一個制造系統由制造單元組成，而制造單元又是由設備、操作員和過程等組成。組合的關鍵是子模塊的局部自治，因為缺乏自治性將會退化為分層，完全的自治性又會導致無組織群體。更明確地，如果系統中Agent之間的關系是完全從屬的，組合會退化為分層。組合的另一個重要方面是每個子模塊代表著一個復雜的子組織，需要進一步分解。把系統建模為一個分層嵌套結構，已經證明適合于對某些特定的實際問題進行建模，如制造業控制（Zhang等，1999）。在（Zhang等，1999）中，一個整合不同類型（靜態的、中介者和動態的）子模塊的模型被用于為制造業控制系統建立一個組織。這里，靜態創建的子模塊被用于表示環境實體，如制造設備、設計計劃和傳輸帶，而動態創建的子模塊被用于表示新任務，中介者類型子模塊管理次序和協調資源。

3.團隊（Teams）

團隊就是多個合作Agent追求共同目標的系統（Beavers等，2001）。因為沒有對它們的交互類型加以制約，團隊的拓撲結構往往是十分隨意的。然而，團隊成員經常共享它們的思維狀態，尤其是對于“共同目標、相互信任和團隊行為”的通用表示。例如，（Jennings，1995）展示了依賴于共同任務的表示和合作過程，Agent可以成功解決電力運輸的問題，但是在缺乏共同表示時，它們傾向于無條理的行為。

4.市場（Markets）

在這種特殊類型的組織中，Agent可以購買和出售類似于服務或任務這樣的項目（Fox，1981；Wellman，2004）。扮演購買者角色的Agent投標，扮演出售者角色的Agent接受投標并確定獲勝者，其方式在很大程度上類似于真實的市場。通常是這種情況，一些Agent的存在是為了促進組織在共同任務中的操作，如接受投標和確定獲勝者。Kasbah（Chavez和Maes，1996）是最早基于Agent的市場例子之一，其中購買者和出售者通過一系列的特征、期望價格和限制價格來描述它們感興趣的貨物類型。這里當購買者愿意付給出售者所期望的價格時，一次交易就會發生。

在每一種特定的方法中，組織表述的方式都不相同。例如，在Gaia方法學（Zambonelli等，2000）中，角色組織由組織結構和組織規則組成。組織結構通過其本身的拓撲結構和控制機制進行描述。拓撲結構包括一系列由組織中角色相互作用形成的通信路徑，以及有可能采取的典型方式，如線、樹或網絡。另外，控制機制包含角色之間的權威關系；例如，在雇用控制機制中，作為工作劃分的結果，低級角色要服從高級角色。最后，組織規則提供對組織元素操作方式的限制；例如，市場中的組織規則可以規定：如果沒有收到相應的支付，不能交付相應的產品。

總之，將組織方法應用于多Agent范型是一種有前途的工具，可以處理目前軟件系統的復雜性（Zambonelli等，2003；DeLoach，2002），這主要是由于以下事實：組織提供了一個概念性的框架，其中Agent所執行的復雜交互可以被適當地建模。這個概念性的框架建立了一個位于頂部的抽象層次，由Agent進行補充。