第十一章决策支持系统

第十一章第十一章 决策支持系统决策支持系统管理信息系统管理信息系统第一节第一节 决策支持系统的概念决策支持系统的概念第二节第二节 决策支持系统的组成决策支持系统的组成第三节第三节 智能决策支持系统智能决策支持系统第四节第四节 群体决策支持系统群体决策支持系统教学目的教学目的教学重点与难点教学重点与难点 了解决策支持系统的工作原理以及组成。了解决策支持系统的工作原理以及组成。掌握一些典型的决策支持系统如智能决策支持掌握一些典型的决策支持系统如智能决策支持系统和群体决策支持系统等。系统和群体决策支持系统等。决策支持系统的概念以及组成。决策支持系统的概念以及组成。智能决策支持系统智能决策支持系统 群体决策支持系统群体决策支持系统计算机的应用计算机的应用信息支持决策的研究信息支持决策的研究1971年年Keen:提出提出“管理决策系统管理决策系统”（MDS）1978年年Keen和和Scott Morton 提出提出“决策支持系统决策支持系统”（DSS）形成形成DSS新学科新学科两库系统两库系统三库系统三库系统四库系统四库系统集群系统集群系统数据库、模型库、方法库、知识库数据库、模型库、方法库、知识库数据库、模型库、方法库数据库、模型库、方法库数据库、模型库数据库、模型库群体、分布、综合群体、分布、综合DSS DSS 组成的发展组成的发展u管理并随时提供与决策问题有关的组织内部信息；管理并随时提供与决策问题有关的组织内部信息；u收集、管理并提供与决策问题有关的组织外部信息；收集、管理并提供与决策问题有关的组织外部信息；u收集、管理并提供各项决策方案执行情况的反馈信息；收集、管理并提供各项决策方案执行情况的反馈信息；u能以一定的方式存储和管理与决策问题有关的各种数学模型；能以一定的方式存储和管理与决策问题有关的各种数学模型；u能够存储并提供常用的数学方法及算法；能够存储并提供常用的数学方法及算法；u上述数据、模型与方法能容易地修改和添加上述数据、模型与方法能容易地修改和添加；u能灵活地运用模型与方法对数据进行加工、汇总、分析、预测，能灵活地运用模型与方法对数据进行加工、汇总、分析、预测，得出所需的综合信息与预测信息；得出所需的综合信息与预测信息；u具有方便的人机对话和图像输出功能，能满足随机的数据查询要；具有方便的人机对话和图像输出功能，能满足随机的数据查询要；u提供良好的数据通信功能，以保证及时收集所需数据并将加工结提供良好的数据通信功能，以保证及时收集所需数据并将加工结果传送给使用者；果传送给使用者；u具有使用者能忍受的加工速度与响应时间，不影响使用者的情绪。具有使用者能忍受的加工速度与响应时间，不影响使用者的情绪。DSSDSS的基本特征的基本特征DSSDSS的结构特征的结构特征 DSSDSS是一种以计算机为工具，应用决是一种以计算机为工具，应用决策科学及有关学科的理论与方法，以人机策科学及有关学科的理论与方法，以人机交互方式辅助决策者解决半结构化和非结交互方式辅助决策者解决半结构化和非结构化决策问题的信息系统。构化决策问题的信息系统。某企业为确定生产规模和合适的库存量建立 DSS，它的模型库存有生产计划、库存模拟模型等；数据库存有历年销售量、资金流动情况、成本等。决策者通过计算机终端屏幕，根据DSS提供最佳订货量和重新订货时间以及相应的生产成本、库存成本等信息，进行“如果将会怎样？”的询问，对所提方案进行灵敏度分析，或者以新的参数进行模拟而得到一个新方案。决策支持系统的基本模式反映了决策支持系统的基本模式反映了DSSDSS的形式及其的形式及其与与“真实系统真实系统”、人和外部环境的关系。其建立是、人和外部环境的关系。其建立是开发中最初阶段的工作，它通过对决策问题与决策开发中最初阶段的工作，它通过对决策问题与决策过程的系统分析来描述。过程的系统分析来描述。DSS DSS 都针对某类决策问题，大体有三大类：都针对某类决策问题，大体有三大类：分析为主、以求解为主、兼有分析和求解。分析为主、以求解为主、兼有分析和求解。分析类既为把握决策问题又为决策前期工分析类既为把握决策问题又为决策前期工作，能为决策方案的设计和抉择提供依据。例如，作，能为决策方案的设计和抉择提供依据。例如，财务分析系统和市场行情分析系统。财务分析系统和市场行情分析系统。求解类为决策者提供决策过程和方案抉择求解类为决策者提供决策过程和方案抉择支持。例如，同类资源下多品种生产计划优化系支持。例如，同类资源下多品种生产计划优化系统，新产品研发方案评选系统。统，新产品研发方案评选系统。pMISMIS是一个总概念，是一个总概念，DSSDSS是是MISMIS发展的高级阶段或高层子系统。发展的高级阶段或高层子系统。pDSSDSS是鉴于是鉴于MISMIS的不足而推出的目标不同于的不足而推出的目标不同于MISMIS的新型系统。的新型系统。pMISMIS是是DSSDSS的基础部分，也即的基础部分，也即DSSDSS包括提供决策信息的包括提供决策信息的MISMIS，MISMIS是是DSSDSS的一个子系统。的一个子系统。p就狭义而言，就狭义而言，MISMIS与与DSSDSS是不同的系统，就广义而言，是不同的系统，就广义而言，DSSDSS是是MISMIS的分系统。的分系统。从发展的观点看，可以将从发展的观点看，可以将DSSDSS看做是看做是MISMIS的高的高级阶段或高层分系统。级阶段或高层分系统。p表述表述RepresentationRepresentation：采用表格、图表、数据、文本或模型：采用表格、图表、数据、文本或模型等概念化的形式来描述各个活动的规范和内容，而不必描述决等概念化的形式来描述各个活动的规范和内容，而不必描述决策过程整体。策过程整体。p操作操作OperationOperation：是将概念化的描述转化为相应决策活动中的：是将概念化的描述转化为相应决策活动中的具体操作，这些操作无需确定前后顺序；具体操作，这些操作无需确定前后顺序；p记忆辅助记忆辅助Memory AidsMemory Aids：对决策者采用的决策方法与决策数据：对决策者采用的决策方法与决策数据的记忆手段加以辨识可确定的记忆手段加以辨识可确定DSSDSS应具有的各种记忆辅助功能；应具有的各种记忆辅助功能；p控制机制控制机制Control MechanismsControl Mechanisms：关于如何引导决策者使用表：关于如何引导决策者使用表述、操作、记忆辅助，以便根据他们个人的风格、技能和知识述、操作、记忆辅助，以便根据他们个人的风格、技能和知识综合进行决策的机制。综合进行决策的机制。ROMC分析方法分析方法 不同功能和特色的不同功能和特色的 DSSDSS，系统结构亦不同，系统结构亦不同,一般认为一般认为 DSS DSS 的结构有：两库结构和基于知识的结构等两种基本形式的结构有：两库结构和基于知识的结构等两种基本形式。由数据库、模由数据库、模型库等子系统与对型库等子系统与对话子系统成三角形话子系统成三角形分布的结构，也是分布的结构，也是DSSDSS最基本的结构。最基本的结构。是一种以自然语言、问题处理、知识库等子是一种以自然语言、问题处理、知识库等子系统为基本部件构成的系统结构。系统为基本部件构成的系统结构。两种基本结构演变出的两种基本结构演变出的 DSSDSS都表现为多库都表现为多库结构。在两库结构基础上加入方法库，就构成结构。在两库结构基础上加入方法库，就构成了三库结构的决策支持系统。了三库结构的决策支持系统。再与基于知识的再与基于知识的 DSS DSS 结构相结合，就构结构相结合，就构成了四库结构的智能决策支持系统。成了四库结构的智能决策支持系统。两库结构两库结构三库结构三库结构四库结构四库结构 是是DSSDSS中用户和计算机的接口，在操作者、中用户和计算机的接口，在操作者、模型库、数据库和方法库之间起着传送模型库、数据库和方法库之间起着传送 (包括转包括转换换)命令和数据的重要作用，其核心是人机界面。命令和数据的重要作用，其核心是人机界面。DSS DSS 由不了解系统内部的人使用，因此用由不了解系统内部的人使用，因此用户接口对系统的成败有举足轻重的影响；户接口对系统的成败有举足轻重的影响；DSS DSS 维护人员也需要方便的工作环境。维护人员也需要方便的工作环境。可以说：人可以说：人机对话子系统是机对话子系统是 DSS DSS 的一个窗口，它的好坏标的一个窗口，它的好坏标志着志着 DSS DSS 的实用水平。的实用水平。存储、管理、提供与维护用于决策支持存储、管理、提供与维护用于决策支持数据的数据的DSSDSS基本部件，是支撑模型库子系统及基本部件，是支撑模型库子系统及方法库子系统的基础。方法库子系统的基础。由数据库、数据析取模块、数据字典、由数据库、数据析取模块、数据字典、数据库管理系统及数据查询模块等部件组成。数据库管理系统及数据查询模块等部件组成。模型库子系统是构建和管理模型的计算机模型库子系统是构建和管理模型的计算机软件系统，它是软件系统，它是DSSDSS中最复杂与最难实现的部中最复杂与最难实现的部分。分。由模型库、模型库管理系统和模型字典等由模型库、模型库管理系统和模型字典等部分组成。部分组成。u模型库：用于存储决策模型，是模模型库：用于存储决策模型，是模型库子系统的核心部件。型库子系统的核心部件。u模型库管理系统：主要功能是模型模型库管理系统：主要功能是模型的利用与维护。的利用与维护。u模型字典：说明模型的功能、用途模型字典：说明模型的功能、用途和使用事项等。和使用事项等。模型单元的存储方式：模型单元的存储方式：u子程序方式：子程序方式：模型的输入、输出格式及算法用完整的程序表示。模型的输入、输出格式及算法用完整的程序表示。不利于修改，会造成各模型相同部分的存储冗余。不利于修改，会造成各模型相同部分的存储冗余。u语句方式：语句方式：用建模语言描述模型，组成语句集合。用建模语言描述模型，组成语句集合。与子程序方式类似，但向用户方向前进了一步。与子程序方式类似，但向用户方向前进了一步。u数据方式：数据方式：把模型看成一组用数据集表示的关系。把模型看成一组用数据集表示的关系。便于数据库管理系统操作模型库。便于数据库管理系统操作模型库。使模型库和数据库能用统一的方法进行管理。使模型库和数据库能用统一的方法进行管理。是存储、管理、调用及维护是存储、管理、调用及维护DSSDSS各部件要各部件要用到的通用算法、标准函数等方法的部件，方用到的通用算法、标准函数等方法的部件，方法库中的方法一般用程序方式存储。法库中的方法一般用程序方式存储。由方法库与方法库管理系统组成。由方法库与方法库管理系统组成。从技术角度看，从技术角度看，DSSDSS具有专用具有专用DSSDSS、DSSDSS生生成器与成器与DSSDSS工具等三个层次。工具等三个层次。IDDSIDDS是在传统是在传统DSSDSS的基础上结合人工智能技术而的基础上结合人工智能技术而形成的。人工智能应用的两大分支是专家系统及人工神形成的。人工智能应用的两大分支是专家系统及人工神经网络。经网络。较完整与典型的较完整与典型的DSSDSS结构是在传统三库结构是在传统三库DSSDSS的基础上增设知识库与推理机，在人机的基础上增设知识库与推理机，在人机对话子系统加入自然语言处理系统对话子系统加入自然语言处理系统 (LS)(LS)，与四库之间插人问题处理系统与四库之间插人问题处理系统(PSS)(PSS)而构成而构成的四库系统结构。的四库系统结构。pIDSS IDSS 具有人工智能的行为；具有人工智能的行为；p向人类靠拢了一大步；向人类靠拢了一大步；p使不熟悉机器的人也能方便地使用使不熟悉机器的人也能方便地使用 DSSDSS。四库系统的智能人机接口接受用自然语言四库系统的智能人机接口接受用自然语言或接近自然语言的方式表达的决策问题及决策或接近自然语言的方式表达的决策问题及决策目标，这较大程度地改变了人机界面的性能。目标，这较大程度地改变了人机界面的性能。问题处理系统处于问题处理系统处于DSSDSS的中心位置，是联的中心位置，是联系人与机器及所存储的求解资源的桥梁，主要系人与机器及所存储的求解资源的桥梁，主要由问题分析器与问题求解器两部分组成。由问题分析器与问题求解器两部分组成。对有关规则、因果关系及经验等进行获取、对有关规则、因果关系及经验等进行获取、解释、表示、推理及管理与维护。知识库子系解释、表示、推理及管理与维护。知识库子系统的组成可分为三部分：知识库管理系统、知统的组成可分为三部分：知识库管理系统、知识库及推理机。识库及推理机。主要功能：一是回答对知识库知识增、删、主要功能：一是回答对知识库知识增、删、改等知识维护请求；二是回答决策过程中问题改等知识维护请求；二是回答决策过程中问题分析与判断所需知识的请求。分析与判断所需知识的请求。知识库存储的是哪些既不能用数据表示也知识库存储的是哪些既不能用数据表示也不能用模型方法描述的专家知识和经验，也即不能用模型方法描述的专家知识和经验，也即是决策专家的决策知识和经验，同时包括一些是决策专家的决策知识和经验，同时包括一些特定问题领域的专门知识。特定问题领域的专门知识。常见的知识表示形式有：逻辑表示法、语常见的知识表示形式有：逻辑表示法、语义网络表示法、产生式规则表示法、框架表示义网络表示法、产生式规则表示法、框架表示法、过程表示法等。法、过程表示法等。推理一般由三部分组成：大前提、小前提、结论。推理一般由三部分组成：大前提、小前提、结论。根据推理方向的不同，可以分出三种推理：根据推理方向的不同，可以分出三种推理：正向推理、反向推理、正反向混合推理。正向推理、反向推理、正反向混合推理。是一种在是一种在DSSDSS基础上利用计算机网络与通基础上利用计算机网络与通信技术，供多个决策者为了一个共同的目标，信技术，供多个决策者为了一个共同的目标，通过某种规程相互协作地探寻半结构化或非结通过某种规程相互协作地探寻半结构化或非结构化决策问题解决方案的信息系统。构化决策问题解决方案的信息系统。GDSSGDSS有以下一些特点：有以下一些特点：1不受时间与空间的限制2让决策者便捷地交流与共享信息，减少片面性3使决策者克服消极心理，无保留地发表意见4能集思广益激发思路，使问题方案尽可能完美5可防止小集体主义及个性对决策结果的影响6提高决策者对决策结果的满意程度和置信度7群体越大效果越显著 根据环境、人员空间分布、决策周期长短根据环境、人员空间分布、决策周期长短等因素，等因素，GDSS GDSS 大致可以四种类型：大致可以四种类型：综合局域网综合局域网和虚拟会议和虚拟会议的优点。的优点。GDSSGDSS在计算机网络的基础上，由私有在计算机网络的基础上，由私有DSSDSS、规程库子系统、通信库子系统、共享的数据库、规程库子系统、通信库子系统、共享的数据库、模型库及方法库、公共显示设备等部件组成。模型库及方法库、公共显示设备等部件组成。谈判支持系统谈判支持系统(Negotiation Support(Negotiation Support SystemNSS)SystemNSS)，是一种包括计算机硬件、软，是一种包括计算机硬件、软件、人、过程和数据的系统，该系统支持谈判件、人、过程和数据的系统，该系统支持谈判人、谈判小组和第三方人、谈判小组和第三方(如调解人等如调解人等)，并提供，并提供谈判的建议解或谈判过程的支持环境。谈判的建议解或谈判过程的支持环境。【小小 结结】DSS概念概念DSS组成组成智能智能DSS群体群体DSS决决策策支支持持系系统统人机优势互补、决策者主导人机优势互补、决策者主导交互式求解低结构化问题交互式求解低结构化问题构成演变、性能拓展构成演变、性能拓展基本结构分解组合派生基本结构分解组合派生装配模型、选择算法、提取数据装配模型、选择算法、提取数据与人工智能结合与人工智能结合增设知识库等智能构件增设知识库等智能构件依靠知识、推理、学习来求解依靠知识、推理、学习来求解多位决策者交互协作求解多位决策者交互协作求解克服时间空间局限克服时间空间局限