An agent based modeling and simulation methodology for strategic inter-organizational networks

Gans, Günter; Lakemeyer, Gerhard

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-26837

An agent based modeling and simulation methodology for strategic inter-organizational networks = Eine agentenbasierte Modellierungs- und Simulationsmethodologie für strategische inter-organisationale Netzwerke

Gans, Günter (Author)

2008

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Günter Gans

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2008

UmfangIV, 174 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Lakemeyer, Gerhard (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2008-12-10

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-26837
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/50587/files/Gans_Guenter.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Modellierung (Genormte SW) ; Simulation (Genormte SW) ; Mehragentensystem (Genormte SW) ; Soziales Netzwerk (Genormte SW) ; Netzwerkanalyse <Soziologie> (Genormte SW) ; Informatik (frei) ; planning language (frei) ; i (frei) ; Golog (frei) ; ConceptBase (frei) ; SNet (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 004

Kurzfassung
Strategische inter-organisationale Netzwerke stellen eine fruchtbare aber zugleich auch zerbrechliche Art der Kooperation und des Wettbewerbs zwischen ihren Netzwerkteilnehmern dar. Die selbständigen und sich freiwillig beteiligenden Mitglieder können Organisationen, Unternehmensbereiche oder einzelne Personen sein. Die Motivation aller, an den Vorzügen des Netzwerkes teilzuhaben, ist, dass sie gleichzeitig ihre Fähigkeiten anderen zur Verfügung stellen sowie die Fähigkeiten anderer verwenden können, um eigene Aufgaben und Ziele besser oder überhaupt erst erledigen bzw. erreichen zu können. Kooperationen in diesen Netzwerken sind geprägt von Interaktionen, die stark auf Vertrauen beruhen. Riskante Vorleistungen, in die jedes Mitglied treten muss, führen zu wechselseitigen Abhängigkeiten und reziproken Erwartungshaltungen. Diese Dissertation widmet sich der Modellierung und Unterstützung strategischer inter-organisationaler Netzwerke. Dabei werden zum Beispiel die folgenden Aspekte berücksichtigt: die sowohl auf Nutzen aber auch auf Vertrauen basierenden Kooperationen, das Management von Erwartungshaltung und das Wechselspiel zwischen den Aktionen eines einzelnes Individuums und der Struktur des Netzwerks (bekannt als Mikro-Meso oder Mikro-Makro Phänomene). Durch einen Agenten orientierten und Logik basierten Ansatz, den wir SNet nennen, modellieren wir Agenten interne Entscheidungsfindungen, das Miteinander der Agenten im Netzwerk sowie die statischen und dynamischen Aspekte strategischer inter-organisationaler Netzwerke, um sowohl statische Analysen als auch dynamische Simulationen zu ermöglichen. SNet basiert auf den folgenden bereits existierenden Sprachen, erweitert sie teilweise und fügt sie für SNet geeignet zusammen: (1) Die Agenten orientierte Modellierungssprache i* zur Modellierung der Agenten internen Ziele, Fähigkeiten, Ressourcen, Pläne etc. und die Abhängigkeiten zwischen den Agenten; (2) die high-level Logik basierte Plan Sprache ConGolog, die auf dem Situationen Kalkül beruht und es uns gestattet, das Verhalten der Agenten derart zu formulieren, dass sie sich zielorientiert verhalten aber gleichzeitig auch ihre Umgebung wahrnehmen und auf Gegebenheiten reagieren können sowie (3) das deduktive und objektorientierte Datenbank Managementsystem ConceptBase, welches auf der Repräsentationssprache Telos basiert. Die mit SNet modellierten Agenten sind nicht bloß reaktiv, sondern sie sind ebenso deliberativ, d.h. sie kommunizieren, erweitern ihre Möglichkeiten durch Delegation, ordnen Aufgaben in ihren Zeitplan, und sie planen und agieren nutzen- und vertrauensbasiert.

Strategic inter-organizational networks reflect a fruitful but fragile kind of both cooperation and competition between their independent and voluntarily participating members that can be organizations, parts of enterprises, or individual persons. The motivation to participate is to offer capabilities to others and at the same time to integrate others' capabilities in order to better or even at all fulfill own tasks or to reach own goals. Cooperation in these networks is led by trustful interactions and is based on risky pre-investments that lead to mutual dependencies and reciprocal expectations. This thesis addresses the modeling and support of strategic inter-organizational networks, which includes the support of utility- but at the same time trust-based cooperations, the management of expectations, and the interplay between individuals' actions and network structures (known as micro-meso or micro-macro phenomena). With an agent-oriented logic-based approach called SNet, we model agent-internal rationales, the interplay between agents, and static and dynamic aspects within strategic inter-organizational networks and allow for static analysis and dynamic simulations. SNet partially extends and combines existing languages: (1) the agent-oriented modeling language i* for modeling agent internal goals, capabilities, resources, plans, etc. and inter agent dependencies; (2) the high-level logic-based planning language ConGolog with its underlying formalism, the situation calculus, which allows us to formulate agent controllers that pursue goal-oriented tasks while concurrently monitoring and reacting to conditions in the environment; and (3) the deductive object-base ConceptBase with its underlying representation language Telos and its query language CBQL. The agents that can be modeled in SNet are not purely reactive, but they are also deliberative, i.e. they communicate, augment their capabilities by delegation, schedule tasks, and they plan and act utility- and trust-based.

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