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代理人協商系統之基因演算法模式建立

1. 參數初始化:在演化之前,必須先設定好控制參數。

a. 最大演化世代,演化世代分為兩種:

a1.符合適存值即停止。

a2.可能系統設定演化世代。

a3.本範例採取符合適存值即停止。

b. 編碼字串長度 c. 變數個數 d. 交配率 e. 突變率 f. 族群大小 2. 設定初始族群

設定好參數後,可利用電腦亂數挑選出與正在協商之專案同一類型的專 案,直到滿足族群大小為止。本研究將會設定族群固定為 10 組,包括原 本進行協商的專案組合。表 3.2 是初始族群的設定,代表基因演算法所必 須產生的初始方案,並且設定第 3 組為本次協商專案。以下為 Cost、Time、

Scope、Quality、Human Resource 元素之間的關係及變化說明:

a. Scope:專案的範疇,本研究將會定義範疇為大、中、小,在族群內也 會挑選同樣範疇的專案進行演化。

b. Human Resource:人力資源的變化將會直接影響專案的成本及時間運 作。將人力資源分為強、中、弱三種狀態,以利分析。

c. Time:同樣範疇內的專案會受預定時間的長短造成成本及品質的變 化。將時間分為長、中、短三種狀態,以利分析

d. Quality:品質會受到成本及時間所影響。將品質由小到大分為 1~5,

共五種等級,以利分析

e. Cost:當同樣範疇內的專案時間非常短暫時,將會造成成本增加,或 預算不夠時,也會造成專案時間拉長或品質降低。

f. 針對表 3.2,提供初始族群的十組設定之案例說明:

第一組:專案範疇很大,但屬於時程不趕的專案類型,人力資源也很 強大,成本可以控制在預算內。

第二組:專案範疇很大,但屬於時程不趕的專案類型,唯人力資源不 比第一組強,成本雖可控制在預算內,但品質可能受影響,但專案進 行中也發生突發狀況,造成本增加。

第三組:專案範疇很大,但屬於時程不趕的專案類型,唯人力資源很 弱,屬於超過預算的專案組合。

第四組:專案範疇很大,但屬於時程不趕的專案類型,唯人力資源不 比第一組強,成本雖可控制在預算內,但品質可能受影響,為了不使 品質受影響,新增不在專案内的人力支援。

第五組:專案範疇很大,屬於時程很趕的專案類型,但人力資源很強,

成本也會相對增加。

第六組:專案範疇很大,屬於時程很趕的專案類型,但人力資源並不 比強,雖然成本增加,但無法找到人力支援,所以品質也會受到影響。

第七組:專案範疇很大,屬於時程很趕的專案類型,但人力資源很弱,

成本增加幅度稍大,專案品質才能達成正常水準。

第八組:專案範疇很大,屬於有足夠時程的專案類型,人力資源很強,

成本可控制在預算内。

第九組:專案範疇很大,屬於有足夠時程的專案類型,人力資源足夠,

成本可控制在預算内。

第十組:專案範疇很大,屬於有足夠時程的專案類型,人力資源不足,

成本可控制在預算内,但還是有潛在的風險,須盡量早點安排額外人 力支援。

表 3. 2 設定初始族群

估未來收益有 400 萬。在系統上可設定折現率,本專案將設折現率為 20%。

166.66667 158.33333 125 150 116.66667

B/C(經濟益

108.33333 83.33333 166.66667 166.66667 166.66667

B/C(經濟益

b. Time:時間將會由短到長,分別設 1 Short、2 Middle、3 Long。

c. Scope:範疇將會由小到大,分別設 1 Small、2 Middle、3 Big。

d. Quality:品質將會由小到大,分別設 1、2、3、4、5。

e. Human Resource:人力資源將會由弱到強,分別設 1 Weak、2 Middle、

3 Strong。

表 3. 4 對專案組合進行編碼 專案規

劃組合

專案組合 二進位編碼

第一組 0011001000|10|11|101|11 第二組 0011010010|10|11|100|10 第三組 0011111010|10|11|010|01 第四組 0011011100|10|11|101|10 第五組 0100000100|01|11|100|11 第六組 0100001110|01|11|011|10 第七組 0100101100|01|11|100|01 第八組 0011001000|11|11|101|11 第九組 0011001000|11|11|100|10 第十組 0011001000|11|11|011|01

5. 選擇機制:

選擇機制是模仿生物界「適著生存,不適者淘汰」的方法,它的主要功能是 用來確定某個染色體被選擇的個數;與適應值互相配合,即可實現複製基因 演算法的族群個體。

本研究應用輪盤法實現此一概念。當適應值越高則所佔的輪盤面積也就 越大,如此被選擇的機率就越高,直到交配池的數量等於母體數的染色體,

其中個體被選到的機率,公式為:

選擇機率=個體適應值/所有適應值的總和 (3-11)

假設表 3.5 的族群大小=10,經由計算得到十個個體的適應值,分別如下所

11|100|11

第七組 83.33333 萬元 0100101100|01|

11|100|01

1.3

第八組 166.66667 萬元 0011001000|11|

11|101|11

2

第九組 166.66667 萬元 0011001000|11|

11|100|10

2

第十組 166.66667 萬元 0011001000|11|

11|011|01

2

7. 交配機制:

經過選擇機製挑選染色體後,繼續要進行交配。如圖 3.5、圖 3.6、圖 3.7、圖 3.8、圖 3.9 所示,交配機制是基因演算法重要的方法之一;它將兩個母代的 部份數值做交換,而產生兩個子代;交配就好像在做大幅度的搜尋。母代是 否要進行交配取決交配率,本研究考量於主題較特殊且專案集合體的個數不 多,故決定用百分之百的交配率,做為交配的運算機制且本研究設定之染色 體為各屬性的集合,所以只能依各屬性做單點交配。以人類行為來看,在專 案管理進行中,專案管理者會因大環境的影響而做出抉擇,而在代理人協商 系統亦是,本研究以專案管理中的成本為主,故成本不會參與交配,但會因 其它因素如時間、品質、人力資源的交換而有所改變。至於專案管理集合,

也會在協商不成功或交配不理想,為了避免產生最佳區域解,而做單點突變。

這將會在表 3.7 說明。為配合實驗,在本研究中,設定以原來成本為基準,

當各個因素有增減時,會各自加減十萬,在交配後,成本會自動重算。

圖 3. 5 Cross-over 圖解一

圖 3. 6 Cross-over 圖解二

圖 3. 7 Cross-over 圖解三

圖 3. 8 Cross-over 圖解四

圖 3. 9 Cross-over 圖解五

8. 經過交配後的組成,如表 3.7 所示:

本研究以分析成本為主,在經過交配後,符合適存值的組合有第一組、第三 第一組 0011001000|10|11|101|11 0010101010|11|11|101|01

第十組 0011001000|11|11|011|01 0011100110|10|11|011|11 截斷點 1 截斷點 2 產生第一組、第二組交配後的染色體

第一組 0011001000|10|11|101|11 0010111110|10|11|101|01

第四組 0011111010|10|11|010|01 0011100110|10|11|010|11 截斷點 1 截斷點 2 產生第三組、第四組交配後的染色體

第六組 0100000100|01|11|100|11 0100100010|01|11|100|01

第七組 0100101100|01|11|100|01 0100011000|01|11|100|11 截斷點 1 截斷點 2 產生第七組、第八組交配後的染

色體

第三組 0011111010|10|11|010|01 0011111010|11|11|010|10

第九組 0011001000|11|11|100|10 0011001000|10|11|100|01 截斷點 1 截斷點 2 產生第九組、第十組交配後的染

色體

第一組 0011001000|10|11|101|11 0010111110|01|11|101|01 第七組 0100101100|01|11|100|01 0100110110|10|11|100|11 截斷點 1 截斷點 2 產生第五組、第六組交配後的染色

組、第五組、第十組,以達到最佳適存值為基準,當演化到第二世代,收斂 在最好的專案組合為第一組。

表 3. 7 選擇及交配後的族群

專案規劃組合 成本 二進位編碼 適存值

第一組 170 萬元 0010101010|11|11|101|01 2.35 第二組 230 萬元 0011100110|10|11|011|11 1.74 第三組 190 萬元 0010111110|10|11|101|01 2.11 第四組 230 萬元 0011100110|10|11|010|11 1.74 第五組 190 萬元 0010111110|01|11|101|01 2.11 第六組 310 萬元 0100110110|10|11|100|11 1.29 第七組 290 萬元 0100100010|01|11|100|01 1.38 第八組 280 萬元 0100011000|01|11|100|11 1.43 第九組 250 萬元 0011111010|11|11|010|10 1.6 第十組 200 萬元 0011001000|10|11|100|01 2

9. 突變機制,如表 3.8 所示:

使用單點突變,應用在交配後的專案組合,即使成本符合需求,但品質不盡 理想時,會啟動突變機制,並制定突變率為 0.05,表示每筆被選中的機率有 5%,突變後將會改變原先的染色體結構,其目的為避免區域最佳解及尋求 最佳解。

表 3. 8 突變後的族群 專案規劃組合 適存值 二進位編碼

第一組 2.35 0010101010|11|11|101|01 第二組 1.74 0011100110|10|11|011|11 第三組 2.11 0010111110|10|11|101|01

第四組 1.74 0011100110|10|11|010|11 第五組 2.11 0010111110|01|11|101|01 第六組 1.29 0100110110|10|11|100|11 第七組 1.38 0100100010|01|11|100|01 第八組 1.43 0100011000|01|11|100|11 第九組 1.6 0011111010|11|11|010|10 第十組 2 0011001000|10|11|100|01

第四 第四 第四

第四章 章 章 章 建置代理人協商 建置代理人協商 建置代理人協商 建置代理人協商驗證 驗證 驗證系統 驗證 系統 系統 系統與 與 與結果 與 結果 結果 結果分析 分析 分析 分析

為驗證本研究所提出模型的可行性和實用性,第四章針對第三章所提出之架 構,進行系統實作。並進行測試,測試範例將會以銀行 IT 之專案進行。範例中包 含了專案名稱、專案完成時間、成本、人力資源、專案範圍等資訊,文中將統計 其各項因素所產生之成本作為評定指標。為了驗證研究方法之可行性,本章將先 建立代理人協商系統,以其達到驗證效果。

4.1 代理人雛型系統之協商機制模擬

為了驗證專案管理代理人協商機制的運作是可行的,因此本節將引入一個案 實驗,模仿人類實際進行協商時的表現。在協商過程中,本研究將採用 AUML 循序 圖(Agent Unified Modeling Language Sequence Diagram)來模擬各代理人之間 的溝通協定及行為表現,然後以 JADE 實際進行協商機制,之後進行的實驗都將會 利用 AUML 及 JADE 這兩種工具互相配合完成協商。

需求說明:

1. 透過 Web 將 Local PC 的 Raw data 上傳 Incentive System database,上 傳時須指定 Rev 年份/月份,Raw data 檔案明細。

2. 須提供重複上傳的機制,User 如重複上傳同一月份的 data,則系統須用 新的 data 取代。

3. Database output format,所需欄位共 10 個。

4. SD、ETF、DCD revenue 如為外幣,換算為台幣之邏輯:按交易日(Transaction Date)之中價匯率換算為台幣。

5. Revenue Report。

6. 刪除”AO Performance Details Report”報表中原 Rev 數字,另加(Total Rev)欄位。

7. 新增兩個上傳檔以計算 Revenue。

問題定義:

本研究採用整合型協商,進行問題解析及定義,在文獻中有提到,相對於分 配型協商在對立地位上的競爭,整合型協商站在合作的角度上做協商考量,所以 可以針對專案中的各個元素進行協商。接著,在需求說明所提到的各項需求,將 會在此節定義:首先使用者進行登入需求的循序圖如圖 4.1 及圖 4.2:

第一階段:使用者代理人,簡稱:UA

UA 進行協商機制-1 循序圖說明:UA 以提出者進協商機制登入需求並且設定參 數,UA 針對專案管理集合中的各項元素設定屬性。在此 UA 針對 Cost 設定 0,

表示數值屬性表示成本越小越好;Time 設定 0,數值屬性表示時間越少越好;Scope 設定 0 表示範疇越接近需求越好;Quality 設定為 5,數值屬性表示品質越高越好;

Resource 設為 3,數值屬性,表示人力資源越強越好。於是 UA 向 IA(IT 專案管理 代理人)發出 request 訊息,内容包含使用者輸入的需求及參數。

第二階段:IT 專案管理代理人,簡稱:IA

IA 接收請求,並接著發出 request 給 VA(廠商代理人),完成之後 VA 會傳送兩種 訊息回 IA。IA 接收 VA 傳回訊息後,即起動協商代理人,將各個代理人的參數傳 入協商系統。

第三階段:廠商代理人,簡稱:VA

VA 接收請求,並接著回覆資訊給 IA,讓 IA 啟動協商代理人。本研究設定 VA1、

VA2、VA3 共有三組共同參與協商。

第四階段:協商代理人,簡稱:NA

NA 接到 IA 提出之 request,依照個別代理人之屬性值開始進行協商。表 4.1、4.2、

4.3、4.4、4.5 為各提案之屬性值。

圖 4. 1 使用者代理人進行協商機制-1 循序圖

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