高 路，婁 平

(武漢理工大學(xué) 信息工程學(xué)院，湖北 武漢430070)

傳統(tǒng)的制造環(huán)境中，制造資源具有明確的被管域邊界與全局的資源信息，通過集中控制的方式實現(xiàn)資源的配置與協(xié)作。然而，在網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境中，分屬于不同管理域的制造資源以服務(wù)形態(tài)虛擬化呈現(xiàn)，通過網(wǎng)絡(luò)部署相關(guān)的制造服務(wù)，借助于網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的時空特性，擴(kuò)大了制造資源共享與協(xié)作的廣度、深度以及時效性，同時也使以行政管理力為基礎(chǔ)的集中控制與管理的資源配置方式失去其效用。在由自治、動態(tài)的制造資源服務(wù)節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境中，采用多智能體系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建其分布式資源配置的計算模型是一種有效的方法［1］。然而，在這樣一個由大規(guī)模制造資源智能體所組成的開放制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，由于不同的智能體分屬于不同的管理域，具有各自的目標(biāo)，因此具有自利性;同時，由于該系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，任何一個智能體都可以自由地加入或離開系統(tǒng)，且不同智能體所提供的服務(wù)質(zhì)量也有所區(qū)別，因此用戶很難選取合理的高質(zhì)量服務(wù)組合，導(dǎo)致高質(zhì)量服務(wù)組合的幾率較低;服務(wù)提供者為了避免受到懲罰以不同的身份重新加入到系統(tǒng)，具有較低的欺騙成本，很難保證各方參與者的可信性。因此，在該開放、動態(tài)的制造環(huán)境中，在何時以何種方式和怎樣的資源服務(wù)智能體進(jìn)行協(xié)作，在任務(wù)的驅(qū)動下按需構(gòu)建制造合作網(wǎng)絡(luò)是制造資源按需優(yōu)化配置必須解決的核心問題之一，而節(jié)點之間的信任關(guān)系評估是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中各類主體之間有效交互的基礎(chǔ)問題［2－3］。

1 信任與信譽的計算模型

1.1 信任與信譽的基本概念

信任是人類社會一個很重要的概念，特別是在商務(wù)和財務(wù)活動中占有重要的地位，是面對面交易活動的基礎(chǔ)。對一個人的信任是人與人之間相互合作的基礎(chǔ)，盡管如此，不同的學(xué)科對信任的理解有所不同［4－5］:社會學(xué)家認(rèn)為信任與社會結(jié)構(gòu)有關(guān)，是一種依賴關(guān)系，強(qiáng)調(diào)行為在社會交往中形成的社會關(guān)系對行為者的巨大影響;心理學(xué)家認(rèn)為信任是個人人格特質(zhì)的表現(xiàn)，是期望交互的另一方會遵循對有關(guān)事宜的約定;而經(jīng)濟(jì)學(xué)家則認(rèn)為信任是經(jīng)濟(jì)選擇和風(fēng)險管理的機(jī)制，信任可以有效降低交易雙方的機(jī)會主義行為，因此認(rèn)為信任是人們理性計算的結(jié)果，把信任理解為計算型信任。從博弈論角度理解信任是指參與人雙方經(jīng)過多次博弈，為保持持續(xù)性和維持其聲譽而建立的［6］。而隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的興起，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為各種交易活動提供了另一個嶄新的虛擬空間(如電子商務(wù)、對等計算、推薦系統(tǒng)、制造網(wǎng)格等)，因此源于人類社會的信任關(guān)系必須以新的形式在虛擬的網(wǎng)絡(luò)社會中進(jìn)行創(chuàng)建與維護(hù)，為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的各種交易活動奠定基礎(chǔ)，從而降低通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境尋求合作伙伴的風(fēng)險。在計算機(jī)領(lǐng)域?qū)τ谛湃蔚难芯堪ㄓ脩羯矸莸男湃我约坝脩籼囟ㄐ袨榈男湃危?－8］。

在開放的網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境中，有不同的組織提供各種服務(wù)，同時不同的組織也通過網(wǎng)絡(luò)來尋求所需的服務(wù)，按封裝形式分為兩類智能體［9－10］:任務(wù)智能體(制造服務(wù)消費主體)與制造服務(wù)智能體(制造服務(wù)提供主體)，分屬于不同管理域的任務(wù)智能體與制造服務(wù)智能體通過網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建合作關(guān)系網(wǎng)，合作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中的智能體具有匿名性、動態(tài)性和隨機(jī)性，智能體的可信或聲譽是其構(gòu)建合作關(guān)系的基礎(chǔ)，即對潛在合作伙伴可信度的評估有助于合作關(guān)系的建立和合作風(fēng)險的降低。針對智能體的信任與聲譽的評估成為分布式網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境中合作關(guān)系建立的基礎(chǔ)之一［11］。

在人類社會中構(gòu)建信任關(guān)系通常考慮兩方面的信息［12］:一是私有信息(局部信任)，即人與人的直接交互或可觀測的交互過程中獲取的信息;二是公有信息(全局信任，信譽)，收集其他交互后的反饋信息得出的綜合信息。顯然對潛在合作對象的可信度評估有明顯的主觀性，因此對其進(jìn)行建模應(yīng)考慮情景化與個性化的特性，由此得到啟發(fā)，在制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中評價潛在合作智能體的可信度，也應(yīng)考慮這兩方面的因素。近年來開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中信任機(jī)制廣泛受到企業(yè)界與學(xué)術(shù)界的重視，但對信任與信譽的理解并不統(tǒng)一，雖然信任與信譽的概念非常相似，但兩者也有明顯的區(qū)別:

(1)信任。信任是個體間的二元關(guān)系，信任通常是指在直接交互或可觀測交互的過程中所產(chǎn)生的對交易主體能遵循雙方約定的期望。在網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境中，即是指制造資源在特定的上下文環(huán)境中、規(guī)定的時間內(nèi)，以及按照規(guī)定的質(zhì)量要求完成特定任務(wù)可能性的評價。這種評價通常會用來作為選擇任務(wù)服務(wù)主體的前提條件;組織間信任建立在個體信任基礎(chǔ)上，是個體信任的綜合。

(2)信譽。個體的信譽是綜合與該個體有交互歷史的主體反饋信息所產(chǎn)生的群體對該主體的一種認(rèn)可程度，在網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境中，主要是對制造資源所提供的服務(wù)在以往委托任務(wù)的反饋完成情況的綜合，即制造資源所提供的制造服務(wù)在某種上下文環(huán)境中的認(rèn)可程度。

1.2 直接可信度預(yù)測

直接可信度的評價來源于制造服務(wù)消費者與制造服務(wù)提供者雙方直接交易結(jié)束后，服務(wù)消費者對該交易結(jié)果做出的可信度評價。借鑒電子商務(wù)平臺在用戶信用評價等級的規(guī)范，將交易主體的企業(yè)和個體信用評價時信任等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)分為5 個等級，如表1 所示。

表1 信任等級定義

局部信任預(yù)測的依據(jù)是信任評估主體(服務(wù)消費主體)之前的直接交易所給出的直接信任評價和可信的信任評估主體給出的間接信任評價。

其中，γi(tk)∈［0，1］為時間衰減函數(shù)。時間衰減函數(shù)定義為:

其中，0 ＜λi≤1 為衰減系數(shù)，通過調(diào)節(jié)λi可調(diào)整衰減的趨勢。

1.3 信譽的評價

信譽是一個全局信任度量的機(jī)制，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的所有具有交互經(jīng)歷的消費節(jié)點對服務(wù)節(jié)點的反饋信息所產(chǎn)生的該服務(wù)節(jié)點的能力與服務(wù)質(zhì)量的信任程度，即網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境對服務(wù)節(jié)點在以往交互過程中所給出的整體評價。

其中，η(tk)∈［0，1］為時間衰減函數(shù):

1.4 信任的綜合評估

在開放、動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境中，服務(wù)提供主體與服務(wù)消費主體動態(tài)變化，新近加入的服務(wù)主體無歷史交互信息，服務(wù)消費主體與候選的服務(wù)提供主體之間不存在直接交互，同一管理域可提供多種服務(wù)主體，同時不同的管理域有可能提供相同或相似的服務(wù)主體。因此在開放的網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境中，對制造服務(wù)平臺中的服務(wù)主體的可信度進(jìn)行評估時，需有效的方法對直接信任與全局信任(信譽)進(jìn)行綜合:

式(7)表示服務(wù)消費主體i 對服務(wù)提供主體j所提供服務(wù)的信任綜合評價，其中tH為評價的時間戳，0≤β≤1 為直接可信度與信譽在綜合評價中所占的比例。

2 評估方法與仿真分析

上述信任計算模型的目的是為制造服務(wù)消費者提供決策支持，提高服務(wù)消費者識別可靠制造服務(wù)的能力，幫助制造網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(服務(wù)主體或消費主體)尋求值得信賴的合作伙伴，避免由于錯誤的選擇而造成的損失。因此可通過信任計算模型的采用所獲得的效用與未采用信任模型的效用的差異來評估計算模型的性能，即通過比較一組采用信任計算模型的消費主體與一組未采用信任計算模型的消費主體的效用差異對模型的性能進(jìn)行評估，然而僅僅比較兩組取樣消費主體的平均性能并不能得到一組的總體性能在所有情況下都優(yōu)于另一組，因為總體的性能并不能從有限的樣本的性能來進(jìn)行直接推斷，因此將采用顯著性檢驗的方法來進(jìn)行統(tǒng)計推斷(相互比較的兩組樣本除一組采用信任評估計算模型，一組不采用信任評估計算模型外，其他情況完全一樣)。顯著性檢驗是數(shù)理統(tǒng)計學(xué)中一種樣本推斷總體的方法，其基本原理是先對總體特性做出某種假設(shè)，然后通過抽樣研究的統(tǒng)計推理，對該假設(shè)被拒絕還是接受做出判斷。因此在該計算實驗中采用顯著性檢驗對其進(jìn)行評估，推理出有信任模型與無信任模型總體之間的性能差異，顯著性檢驗就是根據(jù)樣本，適當(dāng)構(gòu)造一個統(tǒng)計量，按照某種規(guī)則，即“小概率事件(通常取值0.05 或0.01 為小概率事件)實際不可能性原理”否定或接受無效假設(shè)，即在一定的概率保證下，決定接受原假設(shè)H0(拒絕H1)或者拒絕假設(shè)H1(接受H0)。

通過仿真，獲取兩組數(shù)據(jù)(如表2)，計算得

XTrust= 3.3，XNo－Trust= 2.4，sTrust= 1.07，sNo－Trust=0.04，則t = 2.7，其中，XTrust與XNo－Trust分別為n次交互后采用信任與未采用信任計算模型的服務(wù)消費主體樣本的平均效用;sTrust與sNo－Trust分別為采用信任與未采用信任計算模型的服務(wù)消費主體樣本效用的方差;t 為T 分布的統(tǒng)計量。

表2 仿真數(shù)據(jù)

假設(shè)H0(效用相等的假設(shè))為真，其概率小于0.005，則假設(shè)H0不成立，因此H1(采用信任計算模型的效用大于未采用信任計算模型的效用)成立，即采用信任評價機(jī)制具有比未采用信任評價機(jī)制的系統(tǒng)有更好的效用。

3 結(jié)論

在網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境中，服務(wù)提供者與服務(wù)需求者之間的相互信任是相互協(xié)作的基礎(chǔ)。筆者對網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境下，制造服務(wù)的信任評估機(jī)制進(jìn)行了研究，分別給出了直接信任與信譽的計算模型，并以二者的計算模型為基礎(chǔ)給出服務(wù)主體信任的綜合評估模型，最后采用假設(shè)檢驗方法說明了該模型的有效性。

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