决策支持系统与模型辅助决策

1 一 、 决 策 支 持 系 统 的 形 成 和 发 展 决 策 支 持 的 发 展 过 程 (1) 传 统 决 策 支 持 系 统电 子 数 据 处 理 (EDP) 管 理 信 息 系 （ MIS） (数 据 库 )运 筹 学 （ OR)、 管 理 科 学 （ MIS） ( 模 型 ) 决 策 支 持 系 统 （ DSS）(模 型 库 数 据 库 ) 专 家 系 统 （ ES）（ 知 识 库 推 理 机 ） 神 经 网 络 （ NN）（ MP模 型 网 络 权 值 ） 智 能 决 策支 持 系 统（ IDSS） 决 策 支 持 的 发 展 过 程 (2) 综 合 决 策 支 持 系 统 数 据 仓 库 （ DW）联 机 分 析 处 理 （ OLAP） 数 据 挖 掘 （ DM） 新 决 策 支 持 系 统 （ NDSS） 智 能 决 策 支 持 系 统 （ IDSS） 综 合 决 策 支持 系 统（ SDSS）Internet 网 络 环 境 下 的 综合 决 策 支 持 系 统（ SDSS.net） 1.管 理 信 息 系 统 管 理 信 息 系 统 是 从 数 据 处 理 的 基 础 上 发 展 起来 的 。 数 据 处 理 包 括 数 据 收 集 ， 数 据 录 入 ， 数 据 正确 性 检 查 ， 数 据 操 作 与 加 工 ， 以 及 数 据 输 出 等 。 数 据 处 理 的 特 性（ 1） 数 据 量 大 例 如 ， 我 国 第 三 次 人 口 普 查 的 原 始 数 据 达 12亿 多 人 口 数 据（ 2） 数 据 处 理 一 般 不 涉 及 复 杂 的 数 学 运 算 大 多 采 用 变 字 长 的 十 进 制 算 术 运 算 。（ 3） 时 效 性 强 如 国 际 航 空 订 票 系 统 ， 人 们 可 以 及 时 查 询 和 订 购 世 界 各 地 班机 的 班 次 、 座 位 情 况 等 ， 效 率 很 高 。（ 4） 数 据 处 理 的 方 法 是 每 次 处 理 一 个 记 录 数 据 处 理 对 文 件 中 的 记 录 逐 个 进 行 处 理 ， 这 也 是 数 据 处 理 与数 据 计 算 在 处 理 方 法 上 的 区 别 。 管 理 信 息 系 统 定 义 管 理 信 息 系 统 (Management Information System , MIS)是 一 种 以 计 算 机 为 基 础 支 持 和 管 理功 能 的 信 息 系 统 。 更 具 体 的 定 义 为 ： 管 理 信 息 系 统 是 由 人 和 计 算 机 结 合 的 对 管 理 信息 进 行 收 集 、 存 储 、 维 护 、 加 工 、 传 递 和 使 用 的 系统 。 管 理 信 息 系 统 特 性（ 1） 管 理 信 息 系 统 的 主 要 功 能 是 事 务 处 理 （ 2） 管 理 信 息 系 统 包 含 多 个 电 子 数 据 处 理 系 统 (EDP) （ 3） 管 理 信 息 系 统 是 为 结 构 化 决 策 服 务 的 （ 4） 管 理 信 息 系 统 具 有 系 统 的 一 切 特 征 （ 5） 管 理 信 息 系 统 是 管 理 系 统 的 一 部 分 （ 6） 管 理 信 息 系 统 以 数 据 库 系 统 为 基 础 建 立 起 来 的 管 理 信 息 系 统 功 能（ 1） 事 务 处 理 事 务 处 理 是 按 业 务 功 能 编 制 出 计 算 机 程 序 ， 对 数 据 库 中 的 数 据 进 行 处理 完 成 业 务 工 作 。（ 2） 数 据 库 的 更 新 和 维 护 管 理 信 息 系 统 对 数 据 库 中 数 据 ， 根 据 事 务 活 动 变 化 进 行 数 据 的 添 加 ，删 除 和 修 改 。（ 3） 产 生 各 类 报 表 （ 4） 查 询 处 理 预 先 设 置 好 查 询 条 件 的 查 询 和 随 机 条 件 的 查 询 。（ 5） 用 户 与 系 统 的 交 互 作 用 (用 户 界 面 ) 管 理 信 息 系 统 的 结 构 ， 是 指 管 理 信 息 系 统 各 个 组 成 部 分 之 间 相 互 关 系 的 总 和 。管 理 信 息 系 统 的 基 本 组 成 部 分 是 ： (1)管 理 业 务 应 用 系 统 ； (2)数 据 库 系 统 。用 户管 理 业 务 应 用 程 序数 据 库 管 理 系 统数 据 库管 理 信 息 系 统 的 结 构 管理信息系统 管 理 业 务数 据 库 技 术 帐 本 、 帐 单数 据 处 理数 据 处 理 程 序数 据 库 系 统 数 据 库(DB)数 据 库 管 理 系 统(DBMS) (语 言 )MIS 管 理 信 息 系 统 开 发 管 理 信 息 系 统 开 发经 过 4个 阶 段 ：系 统 分 析系 统 设 计系 统 实 施系 统 运 行 和 维 护它 们 组 成 一 个 生 命 周 期 系 统 设 计系 统 分 析系 统 实 施系 统 运 行MIS开 发 过 程 管 理 信 息 系 统 以 数 据 形 式 辅 助 决 策 数 据 能 反 映 事 物 的 数 量 化 特 征 。 例 如 ， 人 数 能 反映 一 个 单 位 的 大 小 ， 产 量 能 反 映 工 厂 的 生 产 能 力 。 管 理 信 息 系 统 主 要 是 各 企 事 业 单 位 中 对 各 种 数 据信 息 进 行 有 效 管 理 和 处 理 的 系 统 。 它 进 行 大 量 数据 处 理 为 各 级 管 理 者 和 决 策 者 提 供 数 据 和 辅 助 决策 信 息 。 2.管 理 科 学 （ MS） /运 筹 学 （ OR） 是 对 管 理 问 题 用 定 量 分 析 方 法 ， 建 立 数 学 模 型 ， 通过 求 解 计 算 ， 达 到 辅 助 管 理 决 策 的 一 门 学 科 。 管 理 科 学 用 数 学 模 型 方 法 研 究 经 济 、 国 防 等 部 门 在环 境 的 约 束 条 件 下 ， 合 理 调 配 人 力 、 物 力 、 财 力 等 资源 ， 通 过 模 型 的 有 效 运 行 ， 来 预 测 发 展 趋 势 ， 制 定 行动 规 划 或 优 选 可 行 方 案 。 运 筹 学 （ 管 理 科 学 ） 利 用 计 算 机 后 形 成 了 模 型 辅 助决 策 系 统 。 它 的 辅 助 决 策 能 力 主 要 体 现 在 定 量 分 析 上 。 模 型 是 对 客 观 规 律 的 一 般 描 述 ， 人 们 通 过对 模 型 的 认 识 来 增 强 对 付 复 杂 的 大 规 模 问 题 的处 理 能 力 ， 使 人 们 尽 可 能 地 按 客 观 规 律 办 事 ，不 犯 错 误 ,取 得 预 期 的 效 果 . 例 如 ， 人 口 模 型 就是 研 究 人 口 发 展 的 规 律 以 及 主 要 影 响 因 素 ， 它便 于 国 家 制 定 政 策 来 控 制 人 口 的 出 生 率 。 模 型 的 类 型 根 据 模 型 的 表 现 分 为 ：（ 1） 物 理 模 型 （ 实 体 模 型 ） 实 物 模 型 （ 如 ， 风 洞 实 验 中 的 飞 机 模 型 、 水 利 系统 中 的 船 舶 模 型 ） 类 比 模 型 （ 模 拟 模 型 ） ： 是 现 实 系 统 的 符 号 表 示 ，通 常 是 一 些 二 维 表 或 图 形 。 如 ， 用 不 同 颜 色 表 示 地 图 上 的 不 同 目 标 ， 如 水 域或 山 脉 ； 股 票 走 势 表 用 于 表 示 股 票 价 格 的 变 动 情况 ； 机 器 或 房 屋 的 蓝 图 。 （ 2） 数 学 模 型 ： 用 数 学 语 言 描 述 的 模 型 。 如 ， 用 方 程 描 述 的 数 学 模 型 （ 代 数 方 程 、 微 分 方程 、 统 计 学 方 程 等 ） 其 他 数 学 工 具 ， 如 代 数 、 几 何 、 拓 扑 、 数 理 逻 辑等 描 述 的 模 型 。（ 3） 结 构 模 型 （ 如 ， 图 模 型 ）（ 4） 仿 真 模 型 （ 模 拟 汽 车 碰 撞 实 验 的 仿 真 模 型 、模 拟 飞 机 航 行 的 仿 真 模 型 ） 数 学 模 型 的 决 策 支 持 每 个 数 学 模 型 都 能 够 起 到 一 定 的 辅 助 决 策 能 力 。 多 目 标 规 划 模 型 辅 助 决 策 以 某 县 养 殖 业 某 年 结 构 优 化 为 例 , 说 明 数 学 模型 的 应 用 。 (1) 根 据 该 县 历 史 数 据 用 回 归 预测 的 方 法 得 到 该 县 养 殖 业 各 项 单 产 、 单 耗 数 据作 为 约 束 方 程 的 系 数 。 (2) 根 据 国 家 和 省 市对 该 县 提 供 的 资 源 及 要 求 , 再 考 虑 该 县 本 身 能提 供 的 资 源 形 成 各 个 约 束 条 件 。 (3) 以 总 产值 、 净 产 值 最 大 和 精 饲 料 最 小 为 目 标 , 求 解 如下 多 目 标 规 划 模 型 : 单变量约束条件组 合 约 束 条件 组 合 约 束 条件 目 标目 标 在 进 行 多 目 标 计 算 时 , 仍 保 留 Y14 为 目 标 函 数 , 而 把 Y18 和 YI9 转 换 成 约 束 条 件 。 用 单 目 标的 单 纯 形 法 求 解 。 这 样 , 可 得 到 优 化 结 果 ： 模 型 的 决 策 支 持 能 力 体 现 在 能 回 答 用 户 试 探 多 种“ 如 果 ， 将 如 何 ” 的 方 案 。多 目 标 规 划 模 型 的 决 策 支 持 为 提 高 模 型 的 决 策 支 持 能 力 , 需 要 建 立 一 个 控 制 机制 , 实 现 如 下 功 能 ： (1) 在 给 出 数 据 文 件 后 , 控 制 模 型 程 序 的 运 行 , 利用 模 型 的 计 算 结 果 辅 助 用 户 决 策 。 (2) 修 改 数 据 文 件 中 的 任 意 数 据 ( 如 目 标 方 程 和约 束 方 程 的 系 数 、 约 束 方 程 常 数 和 约 束 关 系 等 ), 即改 变 实 际 问 题 的 方 案 。 (3) 重 复 运 行 模 型 程 序 , 即 形 成 反 馈 回 路 多 次 运行 模 型 程 序 对 不 同 的 数 据 方 案 计 算 出 结 果 。 对 于 多 目 标 规 划 模 型 的 决 策 支 持 , 通 过 修 改 数据 文 件 参 数 能 得 出 更 好 的 方 案 来 。 例 如 ： 对 青 饲 料 (Y16) 放 宽 约 束 ( 增 加 100 万 斤 ), 对 鲜 鱼(Y13)、 生 猪 (Y1)的 单 产 、 单 耗 稍 做 调 整 后 的 计 算 结 果 为 : 这 次 计 算 结 果 和 上 次 计 算 结 果 进 行 比 较 有 ：总 产 值 (Y18) 增 加 141.9 万 元 。净 产 值 (Yl9) 增 加 93.4 万 元 。这 是 一 个 不 小 的 数 字 , 说 明 调 整 一 些 政 策 (即 修 改 有 关 的 约 束 条 件 和 修 改 部 分约 束 方 程 系 数 ) 能 达 到 较 好 的 效 果 。 （ 1） 单 模 型 辅 助 决 策 管 理 科 学 (MIS) 与 运 筹 学 (OR)以 单 模 型 运 行 方 式 ，得 出 辅 助 决 策 信 息 。（ 2） 交 互 建 模 的 DSS 对 决 策 问 题 通 过 人 机 交 互 建 立 模 型 或 修 改 模 型 ，即 通 过 适 当 的 变 更 模 型 （ 改 变 方 案 ） ， 从 不 同 方 案的 运 行 结 果 中 得 出 更 多 的 辅 助 决 策 信 息 。 对 于 一 个 复 杂 的 决 策 问 题 ， 用 单 模 型 辅 助 决 策 是不 够 的 ， 需 要 用 多 模 型 共 同 辅 助 决 策 。 多 模 型 辅助 决 策 采 取 的 途 径 是 把 一 个 大 的 决 策 问 题 进 行 分解 ， 化 为 多 个 子 问 题 ， 对 每 个 子 问 题 建 立 一 个 模型 ， 通 过 模 型 求 解 ， 得 到 各 子 问 题 的 决 策 意 见 ，再 综 合 汇 总 形 成 总 问 题 的 决 策 意 见 。 多 模 型 辅 助 决 策 系 统 区 域 发 展 规 划 问 题1. 基 本 概 念 区 域 是 以 人 为 主 体 的 社 会 、 经 济 、 文 化 、 生 态 环 境的 地 域 空 间 。 规 划 则 是 对 未 来 一 定 时 刻 , 区 域 发 展 中 制 定 所 要 完 成的 任 务 和 要 实 现 的 目 标 , 分 析 各 种 实 现 途 径 , 经 过 综合 评 价 , 选 择 满 意 的 实 际 方 案 。 区 域 发 展 是 在 一 定 的 边 界 并 在 其 环 境 中 , 涉 及 到 人 、事 、 物 及 其 相 互 作 用 的 广 泛 空 间 里 , 进 行 着 物 质 、能 量 与 信 息 交 换 的 开 放 系 统 。 区 域 发 展 研 究 , 具 有系 统 信 息 的 不 确 定 性 和 系 统 行 为 的 随 机 性 。 区 域 发展 研 究 是 为 一 定 的 社 会 集 团 服 务 的 , 需 要 领 导 参 与 , 需 要 决 策 者 的 智 慧 , 需 要 高 度 的 实 践 性 。 2. 区 域 发 展 研 究 方 法 区 域 发 展 研 究 的 方 法 有 多 种 , 既 包 括 定 量 的 ,也 包 括 定性 的 和 定 性 定 量 相 结 合 的 方 法 。 需 要 从 实 际 出 发 研 究系 统 的 行 为 和 状 态 , 明 确 所 需 研 究 的 过 程 , 并 对 过 程 中的 诸 要 素 及 其 相 互 作 用 进 行 分 析 , 以 抽 象 现 实 系 统 的方 法 ,形 成 各 种 数 学 的 、 物 理 的 以 及 概 念 的 模 拟 系 统 , 再 对 系 统 的 动 态 行 为 进 行 推 断 、 设 定 、 模 拟 和 寻 优 。 因 此 ,通 常 需 要 构 造 一 系 列 模 型 来 描 述 区 域 发 展 的 系统 行 为 。 通 过 模 型 计 算 和 结 果 分 析 可 以 看 出 决 策 执 行的 好 坏 以 及 应 该 朝 哪 个 方 向 修 改 。 3. 区 域 发 展 规 划 的 研 究 过 程 4. 区 域 发 展 规 划 的 模 型 群 区 域 发 展 规 划 是 社 会 、 经 济 、 生 态 的 综 合 体 。 它 是 一个 多 层 次 的 结 构 体 系 , 需 要 建 立 一 个 大 的 模 型 群 来 进行 研 究 。 多 层 次 是 指 按 研 究 内 容 划 分 为 五 个 层 次 : （ 1） 资 源 与 生 态 层 资 源 与 生 态 方 面 需 要 研 究 :自 然 资 源 的 利 弊 与 潜 力 、资 源 开 发 的 现 状 与 前 景 、 农 业 生 态 模 式 、 资 源 生 态 和经 济 生 产 的 关 系 。 对 资 源 生 态 的 研 究 将 为 产 业 结 构 方 面 提 供 资 源 生 态 信息 ,为 经 济 开 发 预 测 提 供 依 据 ,为 系 统 优 化 提 供 约 束 条件 ,为 总 体 宏 观 控 制 提 供 基 础 。 模 型 包 括 : 气 象 分 析 与 预 测 、 土 地 资 源 分 类 、 水 体 宜渔 性 聚 类 分 析 、 环 境 -生 产 模 型 ,综 合 评 价 模 型 、 水 土流 失 控 制 仿 真 、 最 佳 生 态 结 构 、 农 业 生 态 模 式 、 生 态趋 势 仿 真 预 测 等 。 （ 2） 产 业 结 构 层 产 业 结 构 包 括 ： 第 一 产 业 (农 业 、 林 业 、 畜 牧 业 、副 业 、 渔 业 等 ) 、 第 二 产 业 ( 工 业 、 建 筑 业 等 )、第 三 产 业 (运 输 业 、 商 业 、 饮 食 、 服 务 、 旅 游 ） 等 。产 业 结 构 分 析 需 要 研 究 产 业 结 构 现 状 与 发 展 趋 势 、产 业 结 构 调 整 方 向 、 部 门 平 衡 关 系 、 产 业 结 构 的优 化 、 社 会 产 值 与 经 济 发 展 的 趋 势 等 。 对 产 业 结 构 的 研 究 将 向 资 源 生 态 提 出 要 求 , 为 总 体经 济 发 展 提 供 参 数 , 对 资 金 、 能 源 、 劳 力 、 科 技 等提 出 要 求 。 模 型 包 括 ： 生 产 函 数 、 系 统 环 境 辨 识 、 结 构 分 析 、产 量 预 测 、 林 种 优 化 、 龄 级 控 制 、 系 统 诊 断 和 预测 、 经 济 效 益 评 价 、 相 关 分 析 、 运 输 模 拟 分 析 、最 短 路 径 、 最 佳 调 度 方 案 、 投 入 产 出 模 型 、 动 态仿 真 模 型 等 。 （ 3） 经 济 能 源 层 经 济 能 源 方 面 研 究 : 经 济 实 力 、 分 配 与 交 换 、 消费 与 积 累 的 关 系 、 能 源 结 构 、 供 求 平 衡 以 及 可能 发 展 趋 势 和 对 产 业 的 影 响 。 对 经 济 能 源 的 研 究 为 总 体 控 制 提 供 参 数 , 为 经 济 、生 产 提 供 需 求 量 的 约 束 。 模 型 包 括 : 能 源 结 构 分 析 、 相 关 分 析 、 需 求 预 测与 供 需 平 衡 、 投 资 结 构 、 投 资 效 益 、 分 配 、 消费 相 关 分 析 、 分 配 预 测 、 消 费 预 测 等 。 （ 4） 社 会 经 济 系 统 层 社 会 经 济 系 统 方 面 研 究 : 人 口 的 发 展 和 控 制 、 劳力 的 使 用 、 科 技 的 发 展 、 城 镇 的 建 设 以 及 交 通 运输 等 。 对 社 会 经 济 的 研 究 为 总 体 控 制 提 供 参 数 , 为 产 业结 构 提 供 需 求 量 约 束 , 它 与 资 源 生 态 系 统 之 间 形成 反 馈 回 路 。 模 型 包 括 : 人 口 模 型 、 劳 力 结 构 与 劳 力 转 换 、 生育 控 制 、 科 技 系 统 模 型 、 人 才 结 构 与 教 育 体 系 、智 力 投 资 方 案 、 医 院 病 床 预 测 、 社 会 服 务 模 型 和交 通 运 输 模 型 等 。 （ 5） 区 域 总 体 控 制 层 区 域 总 体 控 制 方 面 研 究 : 资 源 生 态 、 产 业 结 构 、 经济 能 源 、 社 会 经 济 等 方 面 的 宏 观 信 息 , 中 央 及 上 级政 策 的 具 体 落 实 措 施 , 生 产 建 设 、 生 态 环 境 维 护 、区 域 总 体 的 发 展 战 略 , 完 成 区 域 总 体 设 计 和 控 制 。 对 区 域 总 体 研 究 方 面 需 要 对 各 层 次 提 出 优 化 设 计 要求 和 控 制 限 度 , 在 总 体 上 进 行 协 调 , 使 各 层 次 模 型 组合 成 总 体 的 系 统 化 模 型 群 , 建 立 总 体 设 计 方 案 。 模 型 包 括 ： 层 次 结 构 模 型 、 战 略 决 策 模 型 、 协 调 反馈 网 络 、 投 入 产 出 模 型 、 动 态 仿 真 模 型 、 综 合 评 审决 策 等 。 模 型 群 中 的 模 型 种 类 多 , 有 概 念 模 型 和 各 类 数 学 模型 。 在 数 学 模 型 中 , 有 生 产 函 数 、 模 糊 聚 类 、 线 性规 划 、 网 络 、 预 测 、 决 策 等 模 型 。 还 有 系 统 动 力 学 、系 统 诊 断 、 环 境 辨 识 、 弹 性 分 析 、 最 优 分 解 等 模 型方 法 。 各 个 模 型 在 具 体 研 究 时 均 起 着 不 同 的 作 用 。 有 的 是采 用 数 量 化 方 法 进 行 系 统 分 析 , 有 的 是 采 用 预 测 学进 行 系 统 预 测 , 有 的 采 用 优 化 技 术 进 行 系 统 选 优 , 有 的 采 用 计 量 经 济 法 和 仿 真 手 段 进 行 系 统 模 拟 。 5. 模 型 技 术 的 应 用 现 状 在 区 域 发 展 规 划 编 制 过 程 中 , 利 用 科 学 方 法 -模 型 技术 取 得 了 良 好 的 效 果 。 但 大 多 数 区 域 规 划 的 研 制 过程 中 , 根 据 规 划 中 不 同 问 题 采 用 了 不 同 的 模 型 , 分 别进 行 辅 助 决 策 。 模 型 个 数 虽 然 愈 用 愈 多 , 但 没 有 把多 个 模 型 有 效 地 组 织 起 来 形 成 模 型 库 并 建 立 有 效 的模 型 库 管 理 系 统 。 各 个 模 型 用 到 的 数 据 基 本 是 各 模型 自 备 , 也 没 有 把 这 些 数 据 有 效 地 组 织 起 来 形 成 数据 库 , 并 在 数 据 库 管 理 系 统 下 运 行 。 区 域 发 展 规 划 中 各 方 面 问 题 的 综 合 , 目 前 仍 由 人 来完 成 , 由 规 划 编 制 者 把 各 模 型 的 解 结 果 , 进 行 汇 总 、分 析 、 综 合 , 写 出 区 域 发 展 规 划 报 告 。 目 前 大 多 数 区 域 发 展 规 划 的 研 制 , 属 于 多 模 型 辅 助决 策 系 统 , 还 未 达 到 决 策 支 持 系 统 的 层 次 , 而 实 际上 ,决 策 支 持 系 统 的 形 式 更 适 合 于 区 域 发 展 规 划 研制 的 需 要 。 模 型 软 件 包 软 件 包 是 多 个 软 件 组 织 在 一 起 的 一 种 形 式 。 这 种组 织 形 式 是 一 种 松 散 的 联 合 。 用 户 根 据 问 题 的 需要 ,能 够 容 易 地 调 用 软 件 包 中 任 一 软 件 。 模 型 软 件 包 的 技 术 特 点 软 件 包 形 式 是 一 种 较 常 用 的 计 算 机 组 织 形 式 。 它 将多 个 模 型 程 序 集 中 在 一 起 。 它 的 技 术 特 点 有 ： 1. 组 织 结 构 形 式 简 单 各 模 型 程 序 是 通 过 多 级 菜 单 选 择 形 式 连 结 起 来 的 。多 级 菜 单 内 容 实 质 上 是 一 个 层 次 分 类 表 。 菜 单 的 底层 即 为 各 模 型 程 序 以 及 有 关 的 技 术 分 析 的 处 理 。 这 种 组 织 结 构 形 式 用 户 很 容 易 掌 握 和 使 用 。 2. 各 模 型 程 序 相 对 独 立 各 模 型 程 序 分 别 挂 在 菜 单 的 底 层 , 各 模 型 程 序 之 间除 了 和 菜 单 联 结 外 , 没 有 其 它 任 何 联 系 。 这 样 , 各 模型 程 序 相 对 是 独 立 的 。 当 使 用 完 一 个 模 型 后 还 要 使 用 另 一 个 模 型 时 , 只 有通 过 运 行 完 一 个 模 型 程 序 后 回 到 相 应 层 次 的 菜 单 中 , 转 入 另 一 个 模 型 程 序 的 运 行 。 3. 各 模 型 程 序 的 数 据 是 各 自 封 闭 的 进 入 每 个 模 型 程 序 的 使 用 , 都 要 输 入 实 际 问 题 的 数据 后 , 才 开 始 运 行 模 型 程 序 。 数 据 的 输 入 是 按 程 序设 计 中 的 要 求 进 行 的 。 各 模 型 程 序 对 数 据 的 要 求是 各 自 封 闭 的 。 一 个 模 型 程 序 不 可 能 使 用 另 一 个模 型 中 的 数 据 。 4. 软 件 包 是 适 合 于 模 型 间 无 关 系 的 组 织 结 构 形 式 模 型 相 对 独 立 , 数 据 各 自 封 闭 的 情 况 下 , 采 用 软 件包 的 组 织 结 构 形 式 是 比 较 合 适 的 , 它 的 组 织 结 构形 式 简 单 , 使 用 方 便 。 当 模 型 之 间 关 系 比 较 紧 密 , 各 模 型 数 据 需 要 公 用时 ,用 软 件 包 的 组 织 结 构 形 式 就 不 合 适 了 。 那 就需 要 建 立 模 型 库 以 及 模 型 库 管 理 系 统 。 建 立 更 高形 式 的 系 统 就 是 决 策 支 持 系 统 。 DSS实 质 上 是 在 管 理 信 息 系 统 和 运 筹 学 的 基 础 上发 展 起 来 的 。 管 理 信 息 系 统 重 点 在 对 大 量 数 据 的处 理 。 运 筹 学 在 于 运 用 模 型 辅 助 决 策 ， 体 现 在 单模 型 辅 助 决 策 上 。 随 着 新 技 术 的 发 展 ， 所 需 解 决 的 问 题 愈 来 愈 复 杂 ，所 涉 及 的 模 型 愈 来 愈 多 。 在 决 策 支 持 系 统 出 现 之前 ， 多 模 型 辅 助 决 策 问 题 是 靠 人 来 实 现 模 型 间 的联 合 和 协 调 的 。 3.决 策 支 持 系 统 决 策 支 持 系 统 的 出 现 是 要 解 决 由 计 算 机 自动 组 织 和 协 调 多 模 型 的 运 行 和 数 据 库 中 大 量 数据 的 存 取 和 处 理 ， 达 到 更 高 层 次 的 辅 助 决 策 能力 。 决 策 支 持 系 统 的 模 型 库 和 模 型 库 管 理 系 统把 众 多 的 模 型 有 效 地 组 织 和 存 储 起 来 ， 建 立 了模 型 库 和 数 据 库 的 有 机 结 合 。 通 过 人 机 交 互 功 能 形 成 DSS。 DSS不 同 于 MIS数 据 处 理 ， 也 不 同 于 单 模型 的 数 值 计 算 ， 而 是 它 们 的 有 机 集 成 。 它 既 具 有 数 据 处 理 功 能 又 具 有 模 型 的 数 值计 算 功 能 ,具 有 更 高 层 次 的 辅 助 决 策 。 决 策 支 持 系 统 的 特 性（ 1） 用 定 量 方 式 辅 助 决 策 ， 而 不 是 代 替 决 策（ 2） 使 用 大 量 的 数 据 和 多 个 模 型（ 3） 支 持 决 策 制 定 过 程（ 4） 为 多 个 管 理 层 次 上 的 用 户 提 供 决 策 支 持（ 5） 能 支 持 相 互 独 立 的 决 策 和 相 互 依 赖 的 决 策（ 6） 用 于 半 结 构 化 决 策 领 域 H.A.Simon把 决 策 问 题 分 成 程 序 化 决 策和 非 程 序 化 决 策 。 现 在 人 们 把 程 序 化 决策 的 提 法 换 成 结 构 化 决 策 。 结 构 化 问 题是 常 规 的 和 完 全 可 重 复 的 ， 每 个 问 题 有确 定 的 求 解 方 法 ， 可 以 认 为 结 构 化 决 策问 题 可 以 用 程 序 来 实 现 。 非 结 构 化 问 题不 具 备 已 知 的 求 解 方 法 或 存 在 若 干 求 解方 法 而 所 得 到 的 答 案 不 一 致 ， 所 以 它 难于 编 制 程 序 来 完 成 。 决 策 问 题 的 结 构 化 程 度 类 型 特 点 结 构 化 决 策 非 结 构 化 决 策 半 结 构 化 决 策识 别 程 度 问 题 确 定 ， 参 数量 化 问 题 不 确 定 ，参 数 难 以 量 化 问 题 较 难 确 定复 杂 程 度 不 太 复 杂 很 复 杂 较 复 杂模 型 描 述 可 用 数 学 模 型 规范 描 述 需 开 发 专 用 模型 或 无 法 建 模 较 难 描 述信 息 来 源 内 部 外 部 和 内 部 综合 信 息 主 要 是 内 部决 策 方 式 自 动 化 非 自 动 化 半 自 动 化 案 例 账 务 处 理 、 物 资出 入 库 管 理 等 国 民 经 济 宏 观决 策 、 西 部 大开 发 决 策 等 市 场 预 测 、 股票 管 理 等 决 策 问 题 的 结 构 化 程 度 对 比 结 构 化 问 题 可 以 用 计 算 机 程 序 来 实 现 。 非 结 构 化 问 题 计 算 机 难 以 处 理 。 当 把 计 算 机 和 人 有 机 的 结 合 起 来 就 能 有 效地 处 理 半 结 构 化 决 策 问 题 。 决 策 支 持 系 统 适 合 于 半 结 构 化 决 策 领 域 ，即 : 在 解 决 结 构 化 决 策 的 基 础 上 扩 大 多 种 决 策方 案 ， 通 过 人 机 交 互 由 人 的 选 择 和 判 断 ， 解 决某 些 不 确 定 因 素 ， 得 到 人 未 预 想 到 的 辅 助 决 策信 息 。 二 、 决 策 支 持 系 统 概 念 决 策 支 持 系 统 的 定 义 R.H.Spraque 和 E.D.Carlson对 DSS 的 定 义 ： 决 策 支 持 系 统 具 有 交 互 式 计 算 机 系 统 的 特 征 ， 帮 助 决策 者 利 用 数 据 和 模 型 去 解 决 半 结 构 化 问 题 。 决 策 支 持 系 统 具 有 如 下 功 能 ： (1) 解 决 高 层 管 理 者 常 碰 到 的 半 结 构 化 和 非 结 构 化 问 题 。 (2)把 模 型 或 分 析 技 术 以 传 统 的 数 据 存 储 和 检 索 功 能 结 合 起来 。 (3)以 对 话 方 式 使 用 决 策 支 持 系 统 (4)能 适 应 环 境 和 用 户 要 求 的 变 化 决 策 支 持 系 统 是 综 合 利 用 大 量 数 据 ， 有 机组 合 众 多 模 型 ， 通 过 人 机 交 互 ， 辅 助 各 级 决 策者 实 现 科 学 决 策 的 系 统 。 DSS性 能 目 标 R.H.Spraque认 为 DSS的 性 能 目 标 为 ：1、 DSS应 当 对 半 结 构 和 非 结 构 决 策 提 供 支 持 。 这 在 MIS中是 得 不 到 的 。2、 DSS应 对 所 有 管 理 层 次 上 的 用 户 提 供 决 策 支 持 。3、 DSS应 支 持 相 互 依 赖 的 决 策 和 相 互 独 立 的 决 策 。顺 序 依 赖 决 策 ： 一 个 决 策 者 只 能 作 出 一 部 分 决 策 ， 再 将 这 部分 结 果 传 给 其 他 决 策 人 。联 合 依 赖 决 策 ： 若 干 个 决 策 者 共 同 协 商 的 结 果 。4、 DSS应 能 支 持 决 策 过 程 的 各 个 步 骤 。5、 DSS应 容 易 使 用 。 在 计 算 机 中 ， 对 模 型 的 组 合 有 两 种 ： 并 行 组 合 与 串 行组 合 。 并 行 组 合 的 各 模 型 所 需 输 入 数 据 是 相 同 的 ， 但 输 出 数据 的 结 构 （ 变 量 、 数 组 等 ） 相 同 、 数 值 不 同 。 串 行 组 合 的 两 个 模 型 间 的 数 据 关 系 ， 则 是 一 个 模 型 的输 出 为 另 一 个 模 型 的 输 入 。 串 行 组 合 的 模 型 愈 多 ， 难 度 愈 大 。 在 对 一 个 实 际 决 策 问 题 做 方 案 时 ， 往 往 会 采 用 对 同一 问 题 的 多 个 不 同 模 型 进 行 计 算 ， 然 后 对 这 些 模 型 的 计算 结 果 进 行 选 择 或 者 进 行 综 合 ， 得 到 一 个 比 较 合 理 的 结果 。 这 是 一 种 采 用 多 模 型 并 行 组 合 的 决 策 方 案 。 下 面 通过 一 个 实 例 进 行 说 明 。 某 县 对 粮 食 产 量 进 行 规 划 ， 预 测 2010年 的 粮 食 总 产量 。 为 此 ， 利 用 该 县 从 1990年 到 2000年 各 年 的 粮 食 产 量数 据 ， 按 照 不 同 预 测 模 型 的 要 求 ， 分 别 建 立 了 五 个 不 同的 数 学 模 型 ， 并 分 别 进 行 了 预 测 计 算 : 模 型 并 行 组 合 方 案 的 决 策 支 持 （ 1） 灰 色 模 糊 预 测 模 型 其 中 x1、 x2、 x3、 x4分 别 为 ： 良 种 面 积 、 汗 涝 保 收 面 积 、 化肥 施 用 量 、 农 药 用 量 。 预 测 2010年 总 产 量 为 15.9亿 斤 。 （ 2） 生 长 曲 线 预 测 模 型 预 测 2010年 总 产 量 为 15.4亿 斤 。 4321 13.8917.19.6229.502 xxxxy )1990(08.00429.21 7.173803 tey （ 3） 时 间 趋 势 预 测 模 型 预 测 2010年 总 产 量 为 17.5亿 斤 。 （ 4） 多 元 回 归 预 测 模 型 其 中 x1、 x2、 x3、 x4、 t、 x6分 别 为 ： 化 肥 、 种 子 、水 、 种 粮 面 积 、 时 间 、 政 策 因 素 。 预 测 2010年 总 产 量 为 16.9亿 斤 。 )1990(349835055 ty 64321 16845.26319.9754.861282.02045.1164421 xtxxxxy （ 5） 三 次 平 滑 预 测 模 型 预 测 2010年 总 产 量 17.5亿 斤 。 归 纳 各 模 型 预 测 结 果 在 如 下 范 围 ， 即 ： 2010年 粮 食 总 产 量 ： 14 17.5亿 公 斤 。 2)1990(8.4)1990(5.3403112056 tty 为 了 确 定 一 个 比 较 合 理 的 粮 食 产 量 预 测 值 ， 只 能 由 决 策 者 集 体讨 论 ， 共 同 决 策 该 县 在 2010年 预 测 值 。 分 析 粮 食 产 量 的 主 要 影 响因 素 是 ： （ 1） 投 入 水 平 （ 化 肥 适 用 量 ） ； （ 2） 科 技 水 平 （ 如 杂 交 良 种 推 广 应 用 ） ； （ 3） 生 产 条 件 （ 农 田 基 本 建 设 效 益 ） ； 根 据 该 县 的 实 际 情 况 ， 全 县 基 础 较 好 ， 部 分 区 域 有 较 大 发 展 ，但 是 全 县 粮 食 “ 突 变 性 ” 增 长 可 能 性 小 ， 稳 步 增 长 可 能 性 大 ， 总产 量 高 端 可 能 性 小 。 综 合 分 析 ， 总 产 量 达 到 区 间 中 间 值 把 握 性 大 。 最 后 确 定 该 县 的 预 测 值 是 ， 2010年 粮 食 总 产 量 为 15亿 斤 。 橡 胶 产 品 的 研 制 是 通 过 对 橡 胶 的 三 种 原 料 ， 各 以 不同 的 数 量 进 行 配 方 后 做 成 产 品 ， 然 后 对 产 品 进 行 性 能 测试 ， 测 试 种 性 能 的 数 据 。 若 要 设 计 新 产 品 ， 对 种 性 能 有 一 定 的 指 标 要 求 ，三 种 原 料 如 何 配 方 呢 ？ 由 于 不 清 楚 原 料 与 性 能 之 间 的 内部 本 质 联 系 ， 一 般 的 做 法 只 能 是 评 经 验 配 方 ， 制 成 产 品后 进 行 测 试 ， 不 合 格 时 ， 再 配 方 ， 再 测 试 。 这 样 反 复 地 、 大 量 地 试 验 ， 凑 出 符 合 要 求 的 产 品 。这 自 然 要 消 耗 大 量 的 物 资 、 经 费 和 时 间 。 这 是 一 个 非 结构 化 决 策 问 题 。模 型 串 行 组 合 方 案 的 决 策 支 持 传 统 做 法测 试性 能经 验配 方 新 产 品 合 格 结 束不 合 格大 量 试 验 对 该 非 结 构 化 决 策 问 题 我 们 设 计 了 两 个 数 学 模 型 进 行 串行 组 合 的 决 策 方 案 ， 即 利 用 一 定 数 量 产 品 的 实 际 测 试 结 果 ， 用 多 元 线 性 回 归模 型 来 找 出 各 性 能 与 原 料 之 间 的 内 部 规 律 ， 得 出 回 归 方 程式 。 然 后 利 用 多 目 标 规 划 模 型 ， 按 新 产 品 对 各 性 能 的 约 束 条件 ， 计 算 出 新 产 品 三 种 原 料 的 配 方 数 据 。 这 个 方 案 是 用 半 结 构 化 决 策 去 近 似 解 决 该 非 结 构 化 问 题 。 图 2.4 橡 胶 配 方 决 策 问 题 方 案 示 意 图 1） 多 元 线 性 回 归 模 型 在 产 品 数 据 库 中 ， 每 个 产 品 的 数 据 是 不 同 的 三 种 原料 配 方 值 以 及 对 产 品 测 得 的 项 性 能 值 。 见 表 2.3 产 品 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13原 料 1， x1 50 90 50 90 50 90 50 90 36.3 103.6 70 70 70原 料 2， x2 10 10 25 25 10 10 25 25 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5原 料 3， x3 0.55 0.55 0.55 0.55 1.95 1.95 1.95 1.95 1.25 1.25 0.07 2.42 1.25性 能 1， y1 124 150 123 160 170 192 162 186 140 160.4 106.5 225 206.2性 能 2， y 2 543 500 563 526 351 300 372 336 760 200 662 306 375性 能 3， y3 18 16 21 17 4 4 5 4 7.6 6 32 2 8性 能 4， y7 49 72 50 70 54 80 50 7 49 88 52 72 68性 能 5， y5 1.02 0.9 1.05 1.01 0.91 0.91 0.9 0.89 0.80 0.807 1.16 0.67 0.86性 能 6， y6 62 84 80 78 63 82 84 78 43 114 76 77 78性 能 7， y7 32.2 31.1 33.4 32.2 18.1 17.2 19 17.3 28.4 19.2 52 15.25 23.15性 能 8， y 8 -1.4 -1.5 -1.3 -1.1 -3.9 -4 -3.6 -3.8 -1 -4.2 -4.2 -6 -3.6性 能 9， y9 40 41 46 45 41 40 45 44 45 40 42 40 41表 2.3 产 品 数 据 库 产 品 数 据 库 多 元 线 性回 归 模 型 多 元 回 归 方 程式 利 用 产 品 数 据 库 ， 进 行 多 元 回 归 模 型 的 计 算 ， 即 通 过最 小 二 乘 原 理 能 得 到 性 能 和 原 料 间 的 回 归 方 程 式 。 多 元 回 归 方 程 式 (性 能 和 原 料 间 的 关 系 )为 ： Y1=0.525X1-0.434X2+36.881X3+86.571 Y2=-4.06X1+2.234X2-143.65X3+870.8670 Y3 =-0.0035X1+0.106X2+11.047X3+25.576 Y4 =0.587X1-0.179X2+5.510X3+18.906 Y5 =0.002X2-0.124X3+1.0722 Y6 =0.557X1+0.460X2+0.49X3+29.246 Y7 =-0.074X1+0.077X2+12.471X3+45.482 Y8 =-0.02X1+0.025X2-2.843X3+2.1397 Y9 =-0.038X1+0.302X2-0.559X3+40.470 其 中 Xi(i=1， 2， 3)表 示 三 种 原 料 Y i(i=1， 2， .9)表 示 九 项 性 能 回 归 方 程系 数 、 常 数 约 束 方 程目 标 方 程 多 目 标规 划 数 据 2） 多 目 标 规 划 模 型 该 模 型 有 三 个 目 标 即 三 个 原 料 值 。 约 束 方 程 是 用 项 性 能 的 回 归 方 程 构 成 的 （ 三 个 原 料 是 变 量 ） 。 约 束 方 程 中 的 约 束 值 由 如 下 方 法 确 定 ： 每 个 性 能 值 按 新 产 品 要 求 ， 设 定 一 个 指 标 值 要 求 。如 对 y1性 能 的 指 标 值 是 ：Y1=0.525X1-0.434X2+36.881X3+86.571 170 在 多 目 标 规 划 模 型 中 的 约 束 方 程 为 ：0.525X1-0.434X2+36.881X3 83.428 约 束 方 程 中 的 约 束 值 （ 83.428） 是 由 给 定 对 该 性 能的 约 束 值 (170)减 去 回 归 方 程 中 的 常 数 值 （ 86.571） 而 求出 的 值 。 约 束 方 程 的 优 先 级 由 人 给 定 。 通 过 多 目 标 规 划 模 型 的 运 算 将 得 到 个 性 能 和 三 个 原料 的 具 体 目 标 值 。 表 2.4 多 目 标 规 划 数 据 库 多 目 标规 划 数 据 多 目 标规 划 模 型 原 料 配 方结 果 经 过 两 个 模 型 的 联 合 运 行 后 ， 得 到 的 新 产 品 原 料 配方 数 据 ：x1 50.7275 x2 25.0000 x3 1.8968 它 很 接 近 实 际 要 求 。 若 新 产 品 还 有 不 足 ， 就 将 该 次 试 验 产 品 数 据 加 入 到 以前 的 产 品 数 据 库 中 去 。 重 新 进 行 二 个 模 型 的 组 合 方 案 的计 算 。 经 过 几 次 该 方 案 的 反 复 计 算 ， 将 会 很 快 逼 近 符 合 要求 的 解 （ 满 足 性 能 要 求 的 橡 胶 配 方 产 品 ） 。 3） 两 个 模 型 间 的 数 据 关 系 （ 1） 多 目 标 规 划 数 据 库 中 的 约 束 方 程 系 数 来 自 于 多元 线 性 回 归 模 型 求 出 的 性 能 与 原 料 间 的 回 归 方 程 系 数 。 （ 2） 多 目 标 规 划 数 据 库 中 的 性 能 约 束 值 是 通 过 计 算而 来 ， 即 ： 约 束 方 程 的 约 束 值 对 新 产 品 性 能 设 定 的 约 束 值 该 性 能 方 程 式 中 的 常 数 。 （ 1） 约 束 方 程 中 的 约 束 符 与 优 先 级 别 是 人 为 设 定 的 。 （ 2） 目 标 方 程 的 约 束 值 与 约 束 符 也 是 人 为 设 定 的 。 可 见 ， 多 元 线 性 回 归 模 型 的 输 出 数 据 （ 回 归 方 程 式 ）要 经 过 变 换 （ 约 束 值 的 计 算 ） 后 才 能 成 为 多 目 标 规 划 模型 的 输 入 数 据 。 4） 该 方 案 的 决 策 支 持 由 于 该 方 案 是 利 用 两 个 模 型 的 串 行 组 合 的 方 案 ， 试 探性 解 决 非 结 构 化 决 策 问 题 。 该 方 案 是 属 于 半 结 构 化 决 策 问 题 的 方 案 ， 利 用 了 多 元线 性 回 归 模 型 和 多 目 标 规 划 模 型 两 个 结 构 化 模 型 ， 它 们 的组 合 方 案 只 是 近 似 的 解 决 实 际 决 策 问 题 ， 还 需 通 过 多 次 方案 计 算 才 能 逼 进 非 结 构 化 决 策 问 题 的 解 。 决 策 支 持 系 统 做 法测 试性 能决 策 支 持系 统 方 案 新 产 品 合 格 结 束不 合 格少 量 次 数产 品数 据 库 新 产 品 数 据 三 、 决 策 支 持 系 统 的 结 构 多 模 型 的 组 合 涉 及 到 大 量 的 数 据 文 件 ， 这 些 数 据文 件 的 共 享 和 消 除 冗 余 性 以 及 统 一 管 理 ， 采 用 数据 库 更 合 适 。 同 时 多 模 型 的 组 合 也 需 要 建 立 模 型库 来 统 一 管 理 以 及 组 合 和 集 成 ， 从 而 发 展 成 为 以多 模 型 组 合 ， 连 接 数 据 库 进 行 综 合 决 策 的 形 式 辅助 决 策 。 决 策 支 持 系 统 利 用 数 据 库 、 模 型 库 、 人 机 交 互 进行 多 模 型 的 有 机 组 合 ， 辅 助 决 策 者 实 现 科 学 决 策的 综 合 集 成 。 决 策 支 持 系 统 基 本 结 构1980年 Spraque提 出 著 名 的 决 策 支 持 系统 的 三 部 件 结 构 。 数 据 部 件 人 机 交 互 系 统数 据 库 管 理 系 统DBMS 模 型 库 管 理 系 统MBMS数 据 库(DB) 模 型 库(MB)对 话 部 件 模 型 部 件DSS的 “ 三 部 件 ” 结 构 形 式 对 话 部 件1. 提 供 丰 富 多 采 的 显 示 和 对 话 形 式2. 输 入 输 出 转 换3. 控 制 决 策 支 持 的 有 效 运 行数 据 部 件1. 数 据 库 存 贮 的 组 织 形 式2. 数 据 库 管 理 系 统 功 能3. 数 据 库 管 理 语 言 体 系 模 型 部 件1. 模 型 库 的 特 征模 型 的 表 示 形 式 ： 程 序 形 式 （ 计 算 机 内 ）模 型 的 动 态 形 式 ： 运 行 程 序2. 模 型 库 管 理 系 统静 态 管 理 （ 类 似 数 据 库 的 管 理 ）动 态 管 理 （ 运 行 控 制 ）3. 模 型 库 管 理 系 统 的 语 言 体 系管 理 语 言操 纵 语 言4. 模 型 库 管 理 系 统 的 特 定 功 能模 型 程 序 的 编 辑 和 编 译 从 三 部 件 结 构 可 以 看 出 DSS的 进 步点 在 于 ： 1、 模 型 库 系 统 2、 模 型 、 数 据 、 对 话 三 部 件 的 统 一 体 请 谈 一 下 你 对 决 策 支 持 系 统 （ DSS） 与 模 型 辅 助决 策 的 理 解 ？ 二 者 的 关 系 是 什 么 ？ 请 谈 一 下 你 对 决 策 支 持 的 理 解 ， 并 论 述 管 理 决 策模 型 与 决 策 支 持 系 统 的 关 系 。