[論文レビュー] Multi-Layers Supply chain modelling based on Multi-Agent Approach

Samia Chehbi Gamoura, Yacine Ouzrout+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 31, 2018

Supply Chain and Inventory Management参考文献 6被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、サプライヤー、プロデューサー、およびディストリビューションセンタの間の戦略的設計と調整を最適化するために、マルチエージェントシステムのアプローチを用いたマルチレイヤー型サプライチェーンモデルを提案する。エージェントの行動と相互関係を階層的アーキテクチャ内で形式化し、複雑なサプライチェーンのシミュレーションおよび意思決定支援のための汎用的でスケーラブルなフレームワークを示している。

ABSTRACT

This paper proposes a strategic multi layers model based on multi agents approach for supply chain system. It introduces a formulation and a solution methodology for the problem of supply chain design and modeling. In this paper we describe and analyze the relationships among main entities of a supply chain, such as suppliers, producers, and distribution centers, in the aim to design the agents and define their behavior. We also study, how these relationships can be formulated in a multi layer model. Finally, a generic multi agent model is illustrated.

研究の動機と目的

• サプライヤー、プロデューサー、およびディストリビューションセンタの間の相互依存関係をモデル化することで、戦略的サプライチェーン設計の複雑さに対処すること。
• サプライチェーンエントリティの動的行動と相互作用を捉える形式的でマルチエージェントフレームワークの開発。
• 部品のモジュラーなモデリングを可能にする、モジュラリティとスケーラビリティの向上を実現する階層的アーキテクチャの提案。
• 多様なサプライチェーン構成と運用シナリオに適用可能な汎用的かつ再利用可能なモデルの提供。
• エージェントベースのシミュレーションと行動仕様を通じて、サプライチェーン設計における意思決定支援の実現。

提案手法

• サプライチェーンを、機能的エントリティ（サプライヤー、プロデューサー、ディストリビューションセンタ）を表す明確なレイヤーに分解する。
• 各エントリティを、明確な役割、目的、意思決定能力を持つ自律的エージェントとしてモデル化する。
• コスト最小化、納品時間最適化、リソース割り当てといった戦略的目標に基づいて、エージェント行動を形式化する。
• 情報および物的フローを表すために、メッセージ伝達メカニズムを用いてエージェント間の関係をモデル化する。
• マルチレイヤー構造が、明確に定義されたインターフェースを通じてエージェントを統合し、階層的協調とモularityを実現する。
• 一般的なマルチエージェントモデルを実装し、事例研究を用いてその実現可能性とスケーラビリティを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マルチエージェントシステムは、サプライヤー、プロデューサー、およびディストリビューションセンタの間の戦略的相互作用をどのように効果的にモデル化できるか？
• RQ2 階層的サプライチェーンアーキテクチャにおいて、エージェント行動と相互関係を定義するための形式的記法は何か？
• RQ3 マルチレイヤー構造は、サプライチェーンシステムのモularity、スケーラビリティ、および分析性をどのように向上させるか？
• RQ4 多様なサプライチェーン構成に適用可能な汎用的マルチエージェントモデルのための主な設計原則は何か？
• RQ5 エージェントベースモデリングは、複雑でマルチティアのサプライチェーンネットワークにおける戦略的意思決定をどのように支援できるか？

主な発見

• 提案されたマルチエージェントモデルは、形式化されたエージェント行動を通じて、サプライチェーンエントリティ間の戦略的相互作用を効果的に捉えている。
• マルチレイヤー構造により、サプライチェーンコンポONENTのモジュラー表現が可能となり、システムのスケーラビリティと保守性が向上した。
• エージェント間通信プロトコルが、サプライヤー、プロデューサー、およびディストリビューションセンタ間の情報および物的フローを効果的にモデル化している。
• 一般的な例示を通じて、フレームワークの実現可能性が示され、実世界のサプライチェーン設計問題への適用可能性が確認された。
• モデルは、サプライチェーンの各ティアにまたがる動的行動と相互依存関係をシミュレートすることで、戦略的意思決定支援を可能にしている。
• 本アプローチは、不確実性、最適化、リアルタイム協調の統合を含む今後の拡張の基盤を提供している。