Organizacion en un SMA

Estructura organizativa de un SMA
Patrón de las relaciones de control e información ente los agentes y la distribución de las
capacidades de resolución del problema entre los mismos.
-Organización jerárquica o centralizada – la autoridad para la toma de decisiones de control se
concentra en un resolutor o un grupo especializado, en cada nivel de la jerarquía.
-Organización de mercados – el control se distribuye como un mercado, y los nodos compiten por
las tareas y recursos realizando ofertas y contratos, o evaluación económica de los servicios y la
demanda.
-Comunidad plural – se toma la comunidad científica como modelo, y las soluciones locales se
publican y se van refinando por la comunidad.
-Comunidad con reglas de conducta - se definen unas reglas o pautas de conducta para la
relación entre lo nodos, sin una organización explicita.
Coordinación en un sistema multiagente
Proceso mediante el cual un agente razona acerca de sus acciones y las acciones anticipadas de
otros agentes para asegurar que la comunidad actúe de manera coherente.
Se dedica a la asignación de tareas y resolución de conflictos. Así como también la comunicación
de resultados intermedios, la sincronización es muy importante para tener resultados concisos y
coherentes.
Para que el trabajo en grupo funcione se deberá tener un modelo de acuerdos y convenciones.
Procesos de coordinación
-Ajuste mutuo. Es la forma más simple de coordinación y ocurre cuando dos o más agentes
acuerdan compartir recursos para efectuar un objetivo común. Los agentes necesitan intercambiar
mucha información y efectuar muchos ajustes en sus propios comportamientos. Ningún agente tiene
alguna prioridad de control sobre los otros agentes, la toma de decisión se hace por consenso, la
toma de decisiones es un proceso en conjunto. Ejemplo la coordinación en mercados.
-Supervisión directa. Ocurre cuando dos o más agentes han establecido relaciones en las cuales un
agente tiene algún control sobre los otros. Esta relación a priori es usualmente establecida por ajuste
mutuo. Ya se tiene un supervisor quien es el que controla al usuario de recursos compartidos por los
subordinados y puede también prescribir ciertos aspectos de sus funcionamientos. ejemplos: trabajo
humano, tiempo de procesamiento, dinero.
-Estandarización. Se tiene un supervisor, el cual establece los procedimientos estándares que los
subordinados siguen en un cierto número de situaciones. Ejemplos Procedimientos rutinarios en
compañías, programas de computadora.
Estructuras de coordinación
Es una forma de toma de decisiones y comunicación entre actores que ejecutan tareas para lograr
los objetivos.
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Existen cuatro estructuras de coordinación básicas:
- Jerarquías de producción
- Jerarquías funcionales
- Mercados centralizados
- Mercados descentralizados
Se definen tres costos asociados a estas estructuras:
- costo de producción – son proporcionales a los factores siguientes:
o capacidad de procesamiento entre la organización
o tiempo promedio de retraso en el procesamiento de tareas
- costo de coordinación – son proporcionales a los factores siguientes:
o número de conexiones entre agentes
o número de mensajes necesarios para asignar tareas
- costo de vulnerabilidad (tolerancia a fallas) – son proporcionales a los factores siguientes:
o falla en procesadores de tareas
o falla en administradores
-Jerarquías de producción
Características:
- Se tienen divisiones separadas para líneas de producción diferentes
- Cada división tiene un administrador
- Cada división tiene departamentos procesadores de tareas
Comunicación:
- Se requiere un mensaje para asignar una tarea a un procesador de tareas
- Se requiere un mensaje para notificar al administrador que la tarea se ha completado
Estructura:
- Se requiere tantos enlaces como procesadores de tareas en la división.
Tolerancia a fallas:
- Cuando un procesador o el administrador fallan, la división completa se ve afectada
- Debido a que no existe una comunicación directa con otras divisiones, ninguna otra división
se ve afectada
-Jerarquías funcionales
Características:
- Los procesadores con igual función se agrupan en departamentos funcionales
- Cada departamento funcional tiene un administrador funcional
- Existe además un administrador ejecutivo de productos
Comunicación:
- Se requiere un mensaje para delegar la tarea a un administrador funcional
- Se requiere un mensaje par asignar la tarea al procesador
- Se requiere dos mensajes para notificar al administrador funcional y al administrador
ejecutivo la terminación de la tarea
Estructura:
- El administrador ejecutivo requiere un enlace hacia cada administrador funcional
- Los administradores funcionales requieren un enlace hacia cada procesador en su
departamento
Tolerancia a fallas:
- Cuando un procesador falla, la tarea se retrasa hasta que puede ser asignada a otro
procesador del mismo departamento
- Cuando un administrador funcional o el administrador ejecutivo falla, la organización entera
puede fallar
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-Mercados centralizados
Características:
- Se tienen administradores de producto independientes
- Se tienen procesadores que ofrecen sus servicios
- Se tienen administradores funcionales que fungen como mediadores entre ambos
Comunicación:
- Se requiere un mensaje hacia el mediador para indicar la necesidad de una tarea
- Se requiere un mensaje del mediador hacia el procesador para asignar la tarea
- Se requieren dos mensajes para notificar al mediador y al administrador de producto de la
terminación de la tarea
Estructura:
- Los administradores de productos requieren enlaces hacia cada mediador
- Cada mediador requiere enlaces hacia todos los administradores de productos
- Cada mediador requiere enlace con sus procsadores
Tolerancia a fallas:
- Cuando un procesador falla, la tarea se retrasa hasta que puede ser asignada a otro
procesador
- Cuando un administrador de productos falla, sólo esa línea de productos dalla
- Si falla un mediador, toda la organización puede falla
-Mercados descentralizados
Características:
- Se tienen administradores de producción independientes que solicitan servicios
- Se tienen procesadores que ofrecen sus servicios a los administradores de productos
Comunicación:
- Se requiere un mensaje hacia cada procesador para solicitar un servicio
- Se requiere un mensaje de cada procesador al administrador de productos para ofrecer sus
servicios
- Se requieren dos mensajes para asignar la tarea al mejor procesador y que éste anuncie la
terminación de la tarea
Estructura:
- Los administradores de productos requieren un enlace hacia cada procesador
Tolerancia a fallas:
- Cuando un procesador falla, la tarea se retrasa hasta que puede ser asignada a otro
procesador
- Cuando un administrador de productos falla, esa línea de productos falla
Tipos de coordinación
Coordinación en entornos abiertos - No es posible influir directamente en la actuación de los
agentes, su comportamiento es descontrolado – se comporta de manera auto-interesada. Ejemplo
Internet.
Coordinación en entornos cerrados – el comportamiento del agente suele controlarse en tiempo
de diseño. Puede ser programados los mecanismos de control y coordinación dentro de los agentes
al momento de diseñarlos e implementarlos.
Coordinación directa – las interacciones son Peer To Peer (de igual a igual) involucrando solo a
los agentes que se desean coordinar y en función de los modelos que cada agente mantiene de las
capacidades, objetivos, etc de los demás. Se implementa de forma descentralizada, en entornos
abiertos.
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Coordinación mediada – existen agentes intermediarios que ofrecen como mínimo el servicio de
“páginas amarillas”. Forma centralizada y en entornos cerrados. Se tiende a implementar en forma
multi-céntrico es decir, una parte centrada y otra descentralizada.
Asignación de tareas
Involucra una estrategia de negociación donde:
- cada agente evalúa su habilidad para realizar su tarea
- cada agente informa al resto sobre sus habilidades
- el mejor agente para cada tarea se hace cargo de ella
- si hubiera mas tareas sin asignar entonces se puede negociar de nuevo
Asignación de tareas igualitaria – a cada agente se le asigna un procesador o la misma cantidad de
recursos.
Asignación de tareas equitativa – de acuerdo al tipo de tarea que se realizará se le asignaran los
recursos al agente, puede darse el caso de que uno o más agentes hagan uso de mas de un
procesador.
Cooperación
La cooperación es un elemento medular en el desarrollo de un SMA. Se persiguen cuatro objetivos
en general para la cooperación entre agentes:
1. Incrementar la terminación de la tarea a través del paralelismo
2. Incrementar el alcance de las tareas ejecutables compartiendo recursos escasos
(información, competencias, dispositivos, etc.)
3. Aumentar la probabilidad de la terminación de tareas emprendiendo tareas duplicadas
posiblemente por medio de diferentes métodos
4. Disminuir la interferencia ente tareas eliminando interacciones inútiles.
La cooperación se puede dar de tres modos:
-accidental
-unilateral
-mutua
Existen varios niveles de cooperación que caracterizan la cantidad de cooperación entre agentes que
puede ir desde completamente cooperativa hasta antagonista.
Agentes completamente cooperativos – pueden resolver problemas no independientes, se pueden
ajustar a las necesidades de otros agentes para así satisfacer el objetivo. Se pierde tiempo en la
comunicación.
Agentes antagonistas – no pierden tiempo en comunicación y pueden resolver problemas puntuales
de una manera eficiente, sin embargo se pueden bloquear.
Negociación
La negociación es fundamental en las actividades cooperativas, para resolver posibles problemas
que interfieren con el trabajo cooperativo.
Se puede definir como el proceso para mejorar el acuerdo (reducir inconsistencia e incertitud) sobre
puntos de vista comunes o planes.
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Los mecanismos de negociación se usan en un SMA para coordinar un grupo de agentes. La
mayoría de estos mecanismos son tomados de un modelo de negociación humano.
Uno de los protocolos mas utilizados es el llamado contract-net, en el cual los agentes coordinan sus
actividades por medio de contratos que efectúan tareas específicas. Un agente actúa como un
director, divide su contrato (la tarea que le fue asignada) en subcontratos que serán efectuados por
otros agentes contratantes potenciales. Para cada subcontrato existen cuatro fases:
1. El director efectúa un llamado de ofertas, al cual los agentes con las competencias y recursos
necesarios responderán ofreciendo su servicio y las ventajas para convencer al cliente.
2. Análisis de ofertas, el director analiza cada una de las ofertas recibidas.
3. Asignación de tarea, una vez analizadas las ofertas recibidas, el director asigna la tarea al
agente que mejor convenga.
4. Intercambio de información durante la ejecución de la tarea.
Otro mecanismo de negociación es una política llamada Centralización de tareas es usada como
estrategia de cooperación para resolución de conflictos entre los planes de un grupo de agentes.
Consiste en seleccionar uno de los agentes que entran en conflicto, el cual se convierte, el cual se
convierte en un agente director que dirigirá los planes de todos los otros agentes comprometidos a
alcanzar el objetivo deseado. La selección del director puede ser en función de las capacidades del
agente, o de la información que posee, o cualquier otro criterio.
Planeación
Trata de facilitar la cooperación entre los agentes mediante la creación de un plan que especifica las
acciones e interacciones futuras de los agentes. Trata de garantizar la consistencia global del SMA.
Dependiendo de si el plan es generado por un agente o entre todos los agentes, se distingue entre la
planificación centralizada y distribuida.
Tipos de planeación
Planeación centralizada – un agente se encarga de la descripción del plan de acciones de cada uno
de los agentes. Cada agente efectúa su planeación localmente, una vez terminada un planeador
central recolecta estos planes y los analiza para detectar y resolver posibles conflictos, ya sea
modificando planes locales o por medio de comandos que sincronizan las actividades conflictivas.
Planeación distribuida – las actividades del plan son divididas entre el grupo de agentes. Esta
planeación es aconsejable cuando no exista la posibilidad de que el agente tenga una visión global
del sistema. Cada agente planifica sus acciones teniendo una visión general o parcial de los planes
del resto de los agentes. Los agentes pueden negociar para alcanzar sus compromisos (objetivos).
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