De la cual se llega a la ecuación final para denotar la rapidez normalizada, que equivale a lo siguiente:
Rango: Según la ecuación anterior podemos garantizar que la rapidez está definida en el rango [0,1].
4.2 Eficiencia
Se define la métrica de eficiencia (Ef) de un protocolo de negociación Multi-Agente, como el número comprendido entre [0,1], el cual valora la eficiencia de las utilidades obtenidas por los agentes, tanto compradores como vendedores, durante el proceso de negociación.
Las formulas para representar la Ef son:
Donde:
- Pn: Es el precio de negociación real. ]]> Pr: Es el precio de reserva. Para un vendedor Prv será el precio tope mínimo para la venta del bien y para un comprador Prc será el precio tope máximo ofertable para la compra del bien.
- Pi: Es el precio base ofertable inicial, por parte de un comprador.
Rango: Según la ecuación anterior podemos garantizar que el valor para la métrica de eficiencia está comprendido en el rango [0, 1].
4.3 Escalabilidad
La métrica de Escalabilidad determina cómo cambia el desempeño del SMA cuando su tamaño, dado por el número de agentes, incrementa o disminuye. La medición de este criterio se hace aumentando el número de agentes dentro del SMA, y tomando en cuenta en cada caso, la completitud, la rapidez y la eficiencia. Si estos valores se degradan desproporcionadamente a medida que el tamaño del sistema aumenta, entonces, se puede decir que el protocolo tiene una escalabilidad deficiente.
Rango: El rango para la métrica de escalabilidad está comprendido en el intervalo [0, 1]. Se manejaron 4 valores lingüísticos para identificar el valor de desempeño del SMA con respecto a la métrica de escalabilidad de un protocolo específico que se describen en la tabla 1.
Tabla 1. Intervalos para la interpretación de la Eficiencia
Table 1. Intervals for efficiency interpretation
La completitud (Co) de un protocolo, es la capacidad de encontrar una solución al proceso de la negociación electrónica. Para la medida de este factor se debe fijar un tiempo máximo de la subasta y se debe verificar si la negociación se completó o no.
Rango: Toma sólo 2 valores dentro del rango [0, 1].
1 => Si se realizó el proceso de negociación completo dentro del tiempo de la subasta.
0 => No se realizó el proceso de negociación en el tiempo fijado.
5. MÉTODO DE COMPARACIÓN DE PROTOCOLOS Y APLICACIÓN A UN CASO DE ESTUDIO
A partir de las métricas de calidad definidas en la sección anterior se propone la definición de un método de comparación de protocolos de negociación electrónica Multi-Agente. Este método se compone de las siguientes tres fases:
- Fase de definición del caso de estudio.
- Fase diseño, implementación y medición del desempeño de los protocolos Multi-Agente. ]]> Fase de evaluación de los resultados.
Las diferentes fases contienen: documentos y artefactos de entrada, una descripción de las actividades que se realizan y unas salidas del proceso realizado.
5.1 Fase de Definición del caso de estudio
El caso de estudio que se escogió en este trabajo consiste en un sistema de negociación para la compra y venta de libros, en donde se realizarán procesos de subasta de los diferentes tipos de libros a los precios establecidos para ello (ver figura 1).
Figura 1. Diagrama de procesos de la negociación de libros
Figure 1. Process chart for book negociation
Para especificar y analizar el SMA, se desarrollan los diferentes modelos de la metodología de análisis y diseño de Sistemas Multi-Agente MAS Common-KADS [13], en la cual se proponen siete modelos para el desarrollo de un SMA, a saber:
- Modelo de Agente ]]> Modelo de Tareas
- Modelo de la Experiencia
- Modelo de la Organización
- Modelo de la Comunicación
- Modelo de Coordinación
- Modelo de Diseño.
Dentro de los distintos Modelos propuestos por esta metodología se elaboran plantillas donde se registra la información de los distintos elementos que componen el SMA.
En la tabla 2 se puede observar una de las plantillas elaboradas durante la construcción del Modelo de Agentes, en ésta se detalla el agente Vendedor del Caso de Estudio Mercado de Libros.
Tabla 2. Plantilla para especificar el agente Vendedor ]]>
Table 2. Template for seller software agent specification
5.2 Fase de diseño, implementación y medición del desempeño de los protocolos Multi-Agente
En esta fase de diseño e implementación se utiliza la especificación del sistema realizada anteriormente (ver sección anterior), con el fin de realizar un Prototipo de SMA por cada uno de los protocolos de Negociación Multi-Agente estudiados para el caso de estudio, los cuales son:
- Subasta Inglesa - Fipa English-Auction
- Subasta Holandesa - Fipa Dutch-Auction
Los prototipos implementados en este proyecto fueron desarrollados con la plataforma JADE (Java Agent DEvelopment Framework) [7], la cual es un middleware que proporciona tanto un entorno de desarrollo como un entorno de ejecución para la realización y mantenimiento de SMA. Está realizado enteramente en JAVA y proporciona una serie de herramientas que permiten al desarrollador controlar y depurar a los agentes en tiempo real. Además, JADE cumple con las especificaciones de FIPA para la interoperabilidad de plataformas de SMA, y lo cumple a dos niveles: a nivel de arquitectura y a nivel de Mensajes (FIPA ACL).
Con los prototipos implementados a través de la plataforma JADE, se realizó la toma de los resultados. En este artículo se presentan algunos de los resultados más significativos, los cuales fueron tomados utilizando las plantillas definidas en el método de comparación propuesto.
5.3 Fase de evaluación de resultados ]]> Luego de tener todos los datos de las diferentes métricas se procede a la elaboración de las tablas resumidas, con las cuales se toman las conclusiones con respecto a la Eficiencia, Rapidez, Escalabilidad y Completitud de los protocolos Multi-Agente estudiados.
Los resultados de la Eficiencia se evalúan a la luz del dominio del problema en el cual han sido implementados y se hace una tabla resumen que tenga los protocolos implementados y el valor numérico con la correspondiente interpretación, en la tabla 2 se muestra la plantilla propuesta para ello.
Los resultados de la Rapidez se evalúan de acuerdo a los datos del problema y a los arrojados por la experimentación, los resultados registrados según la plantilla establecida por el método se pueden observar en la tabla 3.
Tabla 3. Plantilla para llenar los resultados de la evaluación de la Eficiencia en la Subasta Inglesa
Tabla 3. Template provided to fulfill the results obtained from the efficiency criterion evaluation
Tabla 4. Resultados de la evaluación de la Eficiencia
Tabla 4. Results obtained from the efficiency criterion evaluation
Tabla 5. Resultados de la evaluación de la Rapidez ]]>
Table 5. Results obtained from the Speedness evaluation
Para la evaluación de la escalabilidad de unprotocolo, con relación a los resultados arrojados y a su concordancia con las otras métricas se debe, antes que nada, elaborar una tabla resumen que contenga todos los casos evaluados y sintetizados, tomando en cuenta el tipo de protocolo y el número de agentes, se propone para esto la plantilla que se muestra en la tabla 6. La rapidez en los datos mostrados fue normalizada tomando como Rapidez más alta 75 y Rapidez más baja 953 conversaciones.
Tabla 6. Plantilla para resumir los resultados de la Escalabilidad
Tabla 6. Template to collect results from Scalability criterion calculation
Luego de tener la tabla resumida que refleja como van cambiando las condiciones del SMA a medida que se varia el número de agentes, se procede a llenar la plantilla que se muestra en la tabla 7, la cual va a contener el resultado tanto numérico como lingüístico de la escalabilidad de los distintos protocolos implementados. Estos resultados son tomados subjetivamente, ya que involucran el análisis de la tabla 6, dado que los distintos parámetros de eficiencia del comprador, del vendedor, rapidez y completitud están dados en términos que no se pueden unificar.
Tabla 7. Plantilla para la evaluación de la Escalabilidad
Table 7. Template for Scalability criterion evaluation
6. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO
Con este método de comparación propuesto se logra realizar de una forma clara y ordenada la identificación, caracterización y
evaluación del desempeño de distintos protocolos Multi-Agente de Negociación Electrónica. A través de la aplicación del método propuesto se obtuvieron resultados satisfactorios sobre el desempeño de los diferentes protocolos de negociación electrónica Multi-Agentes. Este conocimiento es muy útil al momento de escoger alguno de ellos para realizar la subasta electrónica de productos tangibles.
Tomando en cuenta los resultados obtenidos en la ejecución y comparación de los protocolos de negociación electrónica se puede concluir lo siguiente en términos de la Eficiencia y Rapidez de los protocolos implementados:
- La subasta holandesa es, en general, más beneficiosa para los vendedores que las otras implementadas, porque registra las mayores utilidades para ellos. Lo anterior ocurre porque el protocolo inicia con un precio alto y decide rápidamente a quién le otorga el producto.
- La subasta inglesa es, en general, una de las más completas y resulta bastante beneficiosa para los vendedores y también para los compradores, debido a que el protocolo inicia con un precio bajo y se va subiendo lentamente de acuerdo a las ofertas de los compradores, lo que les permite “controlar” el proceso de negociación para obtener mejores utilidades. No es tan sesgada hacia el beneficio de los vendedores como la subasta Holandesa.
- Si se comparan las subastas inglesa y holandesa se puede observar que la rapidez de la inglesa es mejor que la holandesa, ya que a medida que se va incrementando el precio del producto, en la subasta inglesa, hay menos permanencia de agentes activos. Esto se presenta, porque los agentes se van retirando cuando la negociación ha alcanzado niveles superiores a su precio tope. Por lo tanto, hay menos intercambio de mensajes, lo que implica mayor rapidez en el proceso. La holandesa tarda más, ya que todos los agentes permanecen activos en la negociación hasta que se finaliza el proceso.
En términos de la Escalabilidad podemos concluir lo siguiente:
- ]]>
Si se comparan las subastas inglesa y holandesa se puede concluir que la escalabilidad de la holandesa es mejor que la inglesa, debido a que al aumentar el número de agentes, la subasta inglesa se degrada mucho, ésto se debe a que en el protocolo de subasta inglesa, si muchos agentes permanecen activos, por incrementarse el número de compradores, el vendedor deberá hacer una búsqueda más exhaustiva para encontrar el mejor precio de negociación para él, hasta que sólo quede un agente dispuesto a comprar. En cambio, en la subasta holandesa, si el número de agentes incrementa, ésto puede permitir que incluso se acabe más rápido el proceso de negociación, porque pueden aparecer agentes que tienen más capacidad de compra y ofertan en menos tiempo por el producto.
En términos de La Completitud, los protocolos Subasta Inglesa y holandesa, bajo las condiciones adecuadas, implementadas en este trabajo, resultaron completos.
El método propuesto en este trabajo, resultó exitoso, pues permite determinar bajo ciertas métricas cuál protocolo es más beneficioso entre varios propuestos al momento de subastar electrónicamente productos tangibles.
Como trabajo futuro y como mejoras que se plantean a este trabajo, se proponen los siguientes puntos:
- Incluir la utilización de otros criterios de calidad y desarrollar nuevas métricas para caracterizar los protocolos de negociación Multi-Agente, ampliando las que ya se tienen definidas en el método de comparación.
- En la medición de la métrica de Escalabilidad, buscar una forma no tan subjetiva para realizar la medición, en la cual se tomen más parámetros de los distintos protocolos y se encuentre una forma de relacionarlos, de forma tal que se puedan tomar valores numéricos más objetivos.
- En la implementación de los prototipos, se plantea la posibilidad de realizar subastas sucesivas con grupos de productos, con el fin de simular el comportamiento de subastas mucho más reales. Lo anterior permite que se puedan negociar varios productos al mismo tiempo, en el mismo protocolo, con el fin de analizar nuevos comportamientos en los protocolos actuales o en nuevos protocolos implementados.
- En cuanto a los protocolos de negociación Multi-Agente, se propone ampliar el número de los utilizados en la comparación, por ejemplo se podría considerar otros mecanismos tales como las“Subastas Dobles” [14], las cuales permiten procesos de subasta entre múltiples compradores y múltiples vendedores para la negociación de un producto.
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