决策支持系统

,决策支持系统,144,内容提要,本章将从决策支持系统的概念、决策支持系统的组成、智能决策支持系统及群体决策支持系统等四个方面分别叙述决策支持系统的基本知识。,学习目的,掌握决策支持系统(DSS)的定义、功能、组成以及与MIS的关系；, 熟悉智能DSS和群体DSS的概念及组成；, 能够开发简单的DSS和智能DSS系统。,第一节 决策支持系统的概念,学习目的:,掌握决策支持系统(,DSS),的定义；,掌握决策支持系统的功能与组成；,了解,DSS,与,MIS,的关系；,内容提要:,DSS,的产生与发展、,DSS,的功能、,DSS,的基本特征、,DSS,的结构特征、,DSS,的定义,、,DSS,与,MIS,的关系等,。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展,半个世纪以来，组织的管理思想、方法与工具都随着组织环境的变迁而发生着巨大的变化，管理思想、方法、与工具的改进使组织的管理效率有了显著的提高。组织管理的发展过程既是不断引入新技术新方法的过程，也是不断发现问题，提出更高要求的过程。,MIS使信息获得了系统的开发与利用，将企业的管理水平提高到一个新的层次，但它仅解决了组织中的一些结构化问题。在此背景下，人们寻求着能有效地解决半结构化、非结构化问题的新方法。而70年代起推出的用来支持决策的各种系统正呼应着此需求。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展, 70年代中期：,Keen和Scott Morton首次提出了决策支持系统(Decision Support System，简称DSS)一词，标志着利用计算机与信息支持决策的研究与应用进人了一个新的阶段，并形成了决策支持系统新学科。, 在整个70年代：,研究开发出了许多较有代表性的DSS。例如：支持投资者对顾客证券管理日常决策的Profolio Management；用于产品推销、定价和广告决策的Brandaid；用以支持企业短期规划的Projector及适用于大型卡车生产企业生产计划决策的Capacity Information System等等。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展, 到70年代末,初阶DSS形成，它由模型库、数据库及人机交互系统三个部件组成。这一阶段，DSS是一个利用计算机强大的信息处理能力和人的灵活判断能力，以交互方式支持决策者解决半结构化和非结构化决策问题的系统。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展, 80年代初,三库系统或四库系统的DSS产生，它在初级DSS的基础上增加了知识库与方法库。知识库系统：是有关规则、因果关系及经验等知识的获取、解释、表示、推理及管理与维护的系统。知识库系统知识的获取是一大难题，但几乎与DSS同时发展起来的专家系统在此方面提供了有利的支持。方法库系统：是以程序方式管理和维护各种决策常用的方法和算法的系统。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展, 80年代后期,人工神经元网络及机器学习等技术的研究与应用为知识的学习与获取开辟了新的途径。专家系统与DSS相结合，充分利用专家系统定性分析与DSS定量分析的优点，形成了智能决策支持系统IDSS，提高了DSS支持非结构化决策问题的能力。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展,近年来,，DSS与计算机网络技术结合构成了新型的能供异地决策者共同参与，进行决策的群体决策支持系统（GDSS）。,GDSS利用便捷的网络通信技术在多位决策者之间沟通信息，提供良好的协商与综合决策环境，以支持需要集体作出决定的重大决策问题。在GDSS的基础上，为了支持范围更广的群体，包括个人与组织共同参与的大规模复杂决策，人们又将分布式的数据库、模型库与知识库等决策资源有机地集成，构建分布式决策支持系统DDSS。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展, 决策支持中心 (DSC),DSS产生以来，研究与应用一直很活跃，新概念、新系统层出不穷。1985年Owen等人提出了由专业人员组成的，支持决策者使用DSS解决决策问题的决策支持中心的概念。,DSC既容易实现，也能明显改进决策环境。在新型框架方面，近年来还推出了智能型、交互型与集成化的决策支持系统I3DSS，它以面向决策者、面向决策过程，综合各种方法与工具为特色，适用面更广泛。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展, DSS组成部件的扩展与部件组成的结构变化,DSS的发展还体现在组成部件的扩展与部件组成的结构变化上。部件及结构的演变反映了DSS从专用到通用，从简单到复杂的发展过程， DSS的发展与信息技术、管理科学、人工智能及运筹学等科学技术的发展密切相关。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展,研究与应用范围不断扩大与层次不断提高,，国外相继出现了多种高功能的通用和专用DSS。,1983,年，,R.,博奇克研制成功,DSS,的开发系统,；,DSS,与人工智能相结合，出现了智能化,DSS(IDSS),1984,年，,DSS,与计算机网络相结合，出现了群体,DSS；,现在，决策支持系统已逐步扩广应用于大、中、小型企业中的预算分析、预算与计划、生产与销售、研究与开发等智能部门，并开始应用于军事决策、工程决策、区域开发等方面。,第一节 决策支持系统的概念,一、决策支持系统的产生与发展, 我国DSS研究现状,DSS,的概念是80年代末引人我国的，但在此之前有关辅助决策的研究早就有所开展。,目前我国在,DSS,领域的研究己有不少成果，但总体上发展较缓慢，在应用上与期望有较大的差距，这主要反映在软件制作周期长，生产率低，质量难以保证，开发与应用联系不紧密等方面。,第一节 决策支持系统的概念,二、决策支持系统的目标,DSS的目标就是要在人的分析与判断的基础上借助计算机与科学方法，支持决策者对半结构化和非结构化问题进行有效的决策，以获得尽可能令人满意的、客观的解决方案。,第一节 决策支持系统的概念,三、决策支持系统的功能,DSS的功能由系统结构所决定，不同结构的系统，功能不尽相同。但总体上，DSS的功能可归纳为：,1、管理并随时提供与决策问题有关的组织内部信息，如订单要求、库存状况、生产能力与财务报表等。,2、收集、管理并提供与决策问题有关的组织外部信息，如政策法规、经济统计、市场行情、同行动态与科技进展等。,第一节 决策支持系统的概念,三、决策支持系统的功能,3、收集、管理并提供各项决策方案执行情况的反馈信息，如订单或合同执行进程、物料供应计划落实情况、生产计划完成情况等。,4、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，如定价模型、库存控制模型与生产调度模型等。,5、能够存储并提供常用的数学方法及算法，如回归分析方法、线性规划、最短路径算法等。,第一节 决策支持系统的概念,三、决策支持系统的功能,6、使系统中的数据、模型与方法能容易地修改和添加，如数据模式的变更、模型的连接或修改、各种方法的修改等。,7、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。,8、具有方便的人机会话和图像输出功能，能满足随机的数据查询要求，回答“如果则”,(Whatif),之类的问题。,第一节 决策支持系统的概念,三、决策支持系统的功能,9、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。,10、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。,第一节 决策支持系统的概念,四、决策支持系统的基本特征,1、关注上层管理人员经常遇到的结构化程度不高、说明不够充分的问题；,2、把模型或分析技术与传统的数据存取技术及检索技术结合起来；,3、易于为非计算机专业人员，以交互会话的方式使用；,4、强调对环境及用户决策方法改变的灵活性及适应性；,5、支持但不是替代高层决策者制定决策。,第一节 决策支持系统的概念,五、DSS的结构特征,1、模型库及其管理系统；,2、数据库及其管理系统；,3、方法库及其管理系统；,4、交互式计算机硬件及软件；,5、对用户友好的建模语言。,第一节 决策支持系统的概念,六、决策支持系统的定义,根据上述DSS功能和特征，可定义为：,DSS是一种以计算机为辅助工具，应用决策科学及有关科学的理论与方法，以人机交互方式辅助决策者解半决结构化和非结构化决策问题的信息系统。,第一节 决策支持系统的概念,六、决策支持系统的定义,案例：,有一制造厂为决定它的生产规模和合适的库存量，建立一个决策支持系统，它的模型库由生产计划、库存模拟模型（如预测、库存控制模型）等组成。在数据库中存有历年销售量、资金流动情况、成本等原始数据。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的方案。决策支持系统并不强调寻找最优解，也不意味着提供最后结果，而是为决策者作出自己的判断提供支持，由决策者在一系列选择中，综合其他不适宜进入模型的因素，得出最后的合理的决策方案。,第一节 决策支持系统的概念,七、决策支持系统与管理信息系统的关系,1、目前的主要观点,DSS与MIS关系一直是学术界颇为关注的讨论热点，说法较多，但始终没有一个较一致的观点。目前主要的观点有以下四种：, MIS是一个总概念，DSS是MIS发展的高级阶段或高层子系统。 DSS是鉴于MIS的不足而推出的目标不同于MIS的新型系统。 MIS是DSS的基础部分，也即DSS包括提供决策信息的MIS，MIS是DSS的一个子系统。,第一节 决策支持系统的概念,七、决策支持系统与管理信息系统的关系,1、目前的主要观点, 有广义与狭义之分，就狭义而言，MIS与DSS是不同的系统，就广义而言，DSS是MIS的分系统。,2、争议的原因,首先可以肯定的是，不同的观点是从不同的角度来观察问题的，在分析两者关系时，存在先入为主的因素；其次是停留在事物发展的某点上或者说以静止的观点观察问题，也将导致认识上的差异。,第一节 决策支持系统的概念,七、决策支持系统与管理信息系统的关系,3、不同出发点的不同观点,从两者形成的时间上看：,MIS,要早于,DSS，,且,DSS,的出现处于,MIS,尚不成熟的阶段，这也是,DSS,强调,MIS,不足而高于,MIS,的原因之一。尽管,MIS,的发展不如人意，但,MIS,形成的起因要明显地比,DSS,宽阔。,从两者的名称看：,MIS,表达的含义也要比,DSS,广泛，因为决策是管理的职能之一，而管理就是决策的说法只是强调决策在管理中极其重要的一种突出化表达方式。,第一节 决策支持系统的概念,七、决策支持系统与管理信息系统的关系,3、不同出发点的不同观点,3）从两者的定义或特征描述来看：,两者都认为是一种人机系统，强调人在系统中的重要作用，也明确应具有决策支持或辅助功能，但关于人的作用方式有所区别，决策问题类型的看法有所出人。DSS突出地强调人机交互作用及人的定性分析与机器的定量计算相结合确是一个明显的特色；而决策问题的类型或决策问题的结构化程度，MIS并未作出限制，这无论从Gardon B.Davis的定义或中国企业管理百科全书的定义都可看出。,第一节 决策支持系统的概念,七、决策支持系统与管理信息系统的关系,3、不同出发点的不同观点,4）从两者的实际内容看：,MIS确实较多地是关于结构化的决策支持。但以动态的眼光看，决策支持功能的实现要有一个由低到高的发展过程，如果将DSS所要追求的目标与MIS发展过程中的某一点比较，就会显得两者不同。显然这种观察分析方式与DSS本身也有一个发展过程的事实不相符合。,第一节 决策支持系统的概念,七、决策支持系统与管理信息系统的关系,4、DSS与MIS的关系,DSS与MIS目标一致起点不同，DSS的目标是MIS本来就要追求的目标之一，只是这个目标的具体实现是在DSS的名义之下而已。从发展的观点看，可以将DSS看做是MIS的高级阶段或高层分系统。但为了有利于作深人的专门研究，为了满足组织管理决策现代化与科学化的迫切需要，针对性地作DSS的专门开发与应用也是可行的。,第二节 决策支持系统的组成,学习目的：, 熟悉DSS的概念模式及系统分析方法；, 掌握DSS的系统结构；, 掌握人机对话、数据库、模型库、方法库子系统的概念、功能及结构。, 了解DSS的三个技术层次。,内容提要：,决策支持系统的组成主要包括DSS的概念模式、DSS的系统分析方法、DSS的系统结构、人机对话子系统、数据库子系统、模型库子系统、方法库子系统、DSS的三个技术层次等。,第二节 决策支持系统的组成,一、决策支持系统的概念模式,1、 DSS的基本模式,DSS由若干部件按一定的结构组成，部件不同或结构不同会构成功能略有差异的DSS。但各种DSS的结构都必须建立在某种概念模式之上。 DSS的概念模式反映DSS的形式及其与“真实系统”、人和外部环境的关系。 DSS概念模型的建立是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。,第二节 决策支持系统的组成,一、决策支持系统的概念模式,图 10.1 DSS的基本模式,真 实 系 统,决策者,数据库系统,模型库系统,对话系统,操作,响应,内部信息,与人的行为有关的信息,环境,外部信息,问 题,决 策,第二节 决策支持系统的组成,一、决策支持系统的概念模式,2、,DSS的系统分析方法ROMC方法,R,O,M,C,表述Representations：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，而不必描述决策过程整体。,操作Operations：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。,记忆辅助Memory Aids：对决策者采用的决策方法与决策数据的记忆手段加以识别可确定DSS应具有的各种记忆辅助功能。,控制机制Control Mechanisms：是关于如何引导决策者使用表述、操作、记忆辅助，以便根据个人的风格、技能和知识综合进行决策的机制，如菜单、人机交互标准约定、学习与帮助等。,缺陷：ROMC方法尚缺乏完整的规则和有力的工具，同时对表述与记忆辅助之间的关系不进行描述，只给出了一个思路，使系统分析员难以驾驭。,第二节 决策支持系统的组成,二、决策支持系统的系统结构,DSS部件之间的关系构成了DSS的系统结构，系统的功能主要由系统结构决定，具有不同功能特色的DSS，其系统结构也不同。系统结构是DSS最主要的研究内容之一。目前DSS的系统结构大致有两大类：,1、以数据库、模型库、方法库、知识库及对话管理等子系统为基本部件的多库系统；,2、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。,下面主要介绍三角式多库系统结构。,第二节 决策支持系统的组成,二、决策支持系统的系统结构,三角式结构,三角式结构是由数据库、模型库等子系统与对话子系统，呈三角形分布的结构，也是DSS的最基本的结构。如下图：,图 10.2 DSS的三角式系统结构,第二节 决策支持系统的组成,数据库 管理系统,模型库 管理系统,数据库,模型库,用户,对话管理子系统,a. 两库系统,数据库 管理系统,模型库 管理系统,方法库 管理系统,数据库,模型库,方法库,用户,对话管理子系统,b. 三库系统,第二节 决策支持系统的组成,二、决策支持系统的系统结构,三角式结构,对话管理子系统是DSS是人机接口界面，决策者作为DSS的用户通过该子系统提出信息查询的请求或决策支持的请求；, 对话管理子系统对接受到的请求作检验，形成命令，为信息查询的请求进行数据库操作，提取信息，所得信息传送给用户；,对决策支持的请求将识别问题与构建模型，从方法库中选择算法，从数据库读取数据，运行模型库中的模型，运行结果通过对话子系统传送给用户或暂存数据库待用。,第二节 决策支持系统的组成,二、决策支持系统的系统结构,其他结构,还有以对话管理子系统牵头，将模型库与数据库以直线方式联结的串联结构，将数据库子系统与模型库子系统融为一体的融合式系统结构等，见下图：,DSS的其它结构,第二节 决策支持系统的组成,数据库 管理系统,模型库 管理系统,数据库,模型库,对话管 理子系统,第二节 决策支持系统的组成,二、决策支持系统的系统结构,其他结构,串联结构的特点：对话子系统不直接与数据库子系统联系，而是通过模型库子系统转达操作请求。因此模型库子系统必须设有用户操作数据库的转接功能。串联结构由于省去了对话子系统与数据库子系统之间的接口而使系统结构较简单。,第二节 决策支持系统的组成,二、决策支持系统的系统结构,其他结构, 融合式系统结构的特点是：数据库子系统与模型库子系统互不独立，既可以说是模型库子系统建立在数据库子系统的基础上，也可以说是数据库子系统被嵌入模型库子系统之中，模型库中的模型运行时直接调用数据库中的数据。,第二节 决策支持系统的组成,二、决策支持系统的系统结构,其他结构, 融合式系统结构的缺点：是更换数据库子系统时，模型库子系统需作较大的改动，也即系统的移植性较差。为了克服这一不足，人们于融合式结构的基础上在数据库子系统与模型库子系统之间增设了统一的模型管理标准接口，提出了一种以数据库为中心的系统结构。这种结构间接调用数据库中的数据，避免了模型对数据库结构的依赖，使模型库子系统与数据库子系统相对独立。,第二节 决策支持系统的组成,三、人机对话子系统,1、人机对话子系统,人机对话子系统是DSS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命令和数据的重要作用，其核心是人机界面。,第二节 决策支持系统的组成,三、人机对话子系统,2、人机对话接口的目标,从系统的使用角度看,，人机接口的目标是：,1) 能使用户了解系统所能提供的数据、模型及方法的情况，如数据模式，模型的种类、数量等。,2) 通过“如果则”方式提问。,3) 对输入要有纠错和容错能力，对用户有明确的操作提示。,第二节 决策支持系统的组成,三、人机对话子系统,2、人机对话接口的目标,4) 通过运行模式使用户取得或选择某种分析结果或预测结果。,5) 在决策过程结束之后，能把反馈结果送入系统，对现有模型提出评价及修正意见。,6) 当需要的时候，可以按使用者要求的方式，很方便地加以图形及表格等丰富的表达方式输出信息、结论及依据等。,第二节 决策支持系统的组成,三、人机对话子系统,2、人机对话接口的目标,从系统的维护角度看，,人机接口的目标应从检验评价和允许修改两方面考虑。,在检验评价方面，系统提供的接口应能帮助维护人员了解系统的运行状况，分析存在的问题，找出改进的方法。应从下列方面为维护人员提供帮助信息：,第二节 决策支持系统的组成,三、人机对话子系统,2、人机对话接口的目标,1) 报告模型的使用情况,(次数、结果、使用者的评价及改进要求),。,2) 利用系统分析工具，分析偏差的规律及趋势，为找出症结提供参考。,3) 临时性地、局部性地修改模型，运行模型，并将结果与实际情况对比，以助于发现问题。,4) 在模型与方法之间，安排不同的使用方式与组合方式，以便进行分析比较。,第二节 决策支持系统的组成,三、人机对话子系统,2、人机对话接口的目标,在修改系统方面,，需要顺手的软件工具和良好的软件环境，以保证迅速而可靠地完成修改任务。为了实现这方面的功能，应强调：,1) 能通过对话方式接受系统修改要求。,2) 检查有关修改的要求，提醒维护人员纠正不一致的问题，补充遗漏细节，对可能出现的问题提出警告。,3) 根据要求，自动迅速的修改系统。,第二节 决策支持系统的组成,四、数据库子系统,数据库子系统是存储、管理、提供与维护用于决策支持的数据的DSS基本部件，是支持模型库子系统及方法库子系统的基础。,数据库子系统由数据库、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。,第二节 决策支持系统的组成,四、数据库子系统,1、数据库,DSS数据库中存放的数据大部分来源于MIS等信息系统的数据库，这些数据库称为源数据库。源数据库与DSS数据库的区别在于用途与层次的不同，是模型库、方法库和对话系统的基础部分。,第二节 决策支持系统的组成,四、数据库子系统,2、数据析取模块,数据析取模块负责从源数据库提取用于决策支持的数据，析取过程也是对源数据进行加工的过程，是选择、浓缩与转换数据的过程。由于源数据量大、渠道多、变化频繁，格式与口径也不一定统一，数据的析取既复杂又费时，为此，一般应将其作为一项日常操作来处理。,第二节 决策支持系统的组成,四、数据库子系统,3、数据字典,用于描述与维护各数据项的属性、来龙去脉及相互关系。数据字典也可被看作是数据库的一部分。,4、数据库管理系统,用于管理、提供与维护数据库中的数据，也是与其它子系统的接口。,第二节 决策支持系统的组成,四、数据库子系统,5、数据查询模块,用来解释来自人机对话及模型库等子系统的数据请求，通过查阅数据字典确定如何满足这些请求，并详细阐述向数据库管理系统的数据请求，最后将结果返回对话子系统或直接用于模型的构建与计算。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,1、模型库子系统的概念,模型库子系统是构建和管理模型的计算机软件系统，它是DSS中最复杂与最难实现的部分。DSS用户是依靠模型库中的模型进行决策的，因此我们认为DSS是由模型驱动的。,模型库子系统主要由模型库与模型库管理系统组成。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,2、应用模型获得的输出结果的三种作用, 直接用于制定决策； 对决策的制定提出建议； 用来估计决策实施后可能产生的后果。对应于那些结构性比较好的决策问题，其处理算法是明确规定了的，表现在模型上，其参数值是已知的。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,2、应用模型获得的输出结果的三种作用,对于非结构化的决策问题，有些参数值并不知道，需要使用数理统计等方法估计这些参数的值。由于不确定因素的影响，参数值估计的非真实性，以及变量之间的制约关系，用这些模型计算得出的输出一般只能辅助决策或对决策的制定提出建议。 对于战略性决策，由于决策模型涉及的范围很广，其参数有高度的不确定性，所以模型的输出一般用于估计决策实施后可能产生的后果。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,3、模型库子系统的组成,由模型库和模型库管理系统两部分组成。, 模型库：,用于存储决策模型，是模型库子系统的核心部件。,实际上模型库中主要存储的是能让各种决策问题共享或专门用于某特定决策问题的模型基本模块或单元模型，以及它们间的关系。,使用DSS支持决策时，根据具体问题构造或生成决策支持模型，这些决策支持模型如有再用的可能性则也可存储于模型库。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,3、模型库子系统的组成, 模型库,如果将模型库比作一个成品库的话，则该仓库中存放的是成品的零部件、成品组装说明、某些己组装好的半成品或成品。从理论上讲，利用模型库中的“元件”可以构造出任意形式且无穷多的模型，以解决任何所能表述的问题。,用单元模型构造的模型或决策支持模型可分为：模拟方法类、规划方法类、计量经济方法类、投入产出方法类等，其中每一类又可分为若干子类。如：规划方法类又可分为线性规划或非线性规划、单目标规划或多目标规划等。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,3、模型库子系统的组成, 模型库,模型按照经济内容可分类为：,预测类模型，如产量预测、消费预测模型。,综合平衡模型，如生产计划、投入产出模型。,结构优化模型，如能源结构优化模型、工业结构优化模型等。,经济控制类模型，如财政税收、信贷、物价、工资、汇率等对国家经济的综合控制模型等。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,3、模型库子系统的组成, 模型库,模型基本单元在模型库中的存储方式目前主要有：子程序、语句、数据及逻辑关系等四种方式，逻辑方式主要用于智能决策支持系统。,a.以子程序方式存储： 是常用的原始存储方式，它将模型的输入、输出格式及算法用完整的程序表示。 该方式的缺点是不利于修改，还会造成各模型相同部分的存储冗余。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,3、模型库子系统的组成, 模型库,b.以语句方式存储： 用一套建模语言以语句的形式组成与模型各部分相对应的语句集合，再予以存储。该方式与子程序方式有类似性，但朝面向用户方向前进了一步。 c.以数据方式存储： 其特点是把模型看成一组用数据集表示的关系，便于利用数据库管理系统来操作模型库，使模型库和数据库能用统一的方法进行管理。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,3、模型库子系统的组成, 模型库管理系统：,主要功能是模型的利用与维护。,模型的利用：包括决策问题的定义和概念模型化，从模型库中选择恰当的模型或单元模型构造具体问题的决策支持模型，以及运行模型。,模型的维护：包括模型的联结、修改与增删等。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,3、模型库子系统的组成, 模型库管理系统,模型库子系统是在与,DSS,其他部件的交互过程中发挥作用的。,a.,与数据库子系统的交互可获得各种模型所需的数据，实现模型输入、输出和中间结果存取自动化；,b.,与方法库子系统的交互可实行目标搜索、灵敏度分析和仿真运行自动化等。,第二节 决策支持系统的组成,五、模型库子系统,3、模型库子系统的组成, 模型库管理系统,c.与人机对话子系统之间的交互，模型的使用与维护实质上是用户通过人机对话子系统予以控制与操作的。,第二节 决策支持系统的组成,六、方法库子系统,1、方法库子系统的概念,是存储、管理、调用及维护DSS各部件要用到的通用算法、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。,方法库子系统由方法库与方法库管理系统组成。,第二节 决策支持系统的组成,六、方法库子系统,2、方法库：,是存储方法模块的工具。,1）方法库内存储的方法程序一般有：,排序算法、分类算法、最小生成树算法、最短路径算法、计划评审技术(PERT)、线性规划、整数规划、动态规划、各种统计算法、各种组合算法等。如下图：,图 10.3 方法库,第二节 决策支持系统的组成,第二节 决策支持系统的组成,六、方法库子系统,2、方法库：,是存储方法模块的工具。,2）按方法的存储方式，方法库可以被分为：,层次结构型方法库、关系型方法库、语义网络模型结构方法库和含有人工智能技术的方法库等。,第二节 决策支持系统的组成,六、方法库子系统,3、方法库管理系统,它是方法库系统的核心部分，是方法库的控制机构。,第二节 决策支持系统的组成,七、决策支持系统的三个技术层次,从技术角度看，DSS具有专用DSS、 DSS生成器与DSS工具等三个层次，它们面向不同的人员，起着不同的作用，三个层次相互间有着依托支撑的关系。,第二节 决策支持系统的组成,七、决策支持系统的三个技术层次,1、专用DSS,是面向用户的能够提供决策支持功能的基于计算机的信息系统。目前的DSS都是针对某一个或某一类特定的问题域的，因此专用DSS就是我们通称的DSS。,第二节 决策支持系统的组成,七、决策支持系统的三个技术层次,2、,DSS生成器：,DSS生成器是一种能用来迅速和方便地研制构造专用DSS的计算机硬件和软件系统。,包括数据管理、模型管理和对话管理所需的技术以及能将它们有机地结合起来的接口。,通过,DSS,生成器可根据决策者的要求、决策问题域与决策环境等在较短的时间里生成一个专用的,DSS,较典型的,DSS,生成器实例有：,第二节 决策支持系统的组成,七、决策支持系统的三个技术层次,2、,DSS生成器,a. Execucom公司的IFPS(交互式财务计划系统)：专门用于生成财务计划决策支持系统； b. Boeing计算机服务公司的EIS(Executive Information System)； c. Tymshare公司的Express等。,这些具有数据管理、图像显示、财务和统计分析、风险分析和优化计算等多种功能。,第二节 决策支持系统的组成,七、决策支持系统的三个技术层次,3、DSS工具,DSS工具是可用来构造专用DSS和DSS生成器的技术基础与基本硬件和软件单元。,DSS,工具的概念基于两点：,1）不同的,DSS,在,开发技术与构件上都有共性部分，如开发语言、结构框架、基本算法、输入输出程序等。,2）从零点开始的,DSS,开发周期过长，与应用对象的变化不相适应。,第二节 决策支持系统的组成,七、决策支持系统的三个技术层次,3、DSS工具,DSS,工具的实例如：,净现值计算程序、,彩色图像工具、,线性规划软件包、,数据库查询软件、,风险分析功能等。,第二节 决策支持系统的组成,七、决策支持系统的三个技术层次,4、三种技术层次间的关系,专用DSS,DSS生成器,DSS工具,第二节 决策支持系统的组成,七、决策支持系统的三个技术层次,4、三种技术层次间的关系,专用DSS属于最高层次，它可由DSS工具构成，亦可以由DSS生成器产生。,DSS生成器可以被设想为一个由各种DSS工具组成的软件包。,第三节 智能决策支持系统,学习目的：, 熟悉IDSS的基本概念； 掌握IDSS的组成部件和系统结构；,内容提要：,智能决策支持系统主要包括IDSS的基本概念、IDSS的结构等。,第三节 智能决策支持系统,一、智能决策支持系统的基本概念,将人工智能技术引入传统DSS形成智能型DSS(IDSS)。即IDDS是在传统DSS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 (Expert System，简称ES)和人工神经网络 (Artificial Neual Network，简称ANN)。,第三节 智能决策支持系统,一、智能决策支持系统的基本概念,1、专家系统：,是以计算机为工具，利用专家知识及知识推理等技术来理解与求解问题的知识系统。将ES和传统DSS结合而形成的IDSS。, 在结构上：,增设了知识库、推理机与问题处理系统，人机对话部分还加入了自然语言处理功能。, 专家系统的弱点是：,知识获取困难。因为它是人工地把各种专家知识从人类专家的头脑中或其他知识源那里转换到知识库中，费时低效；对于动态和复杂的系统，由于其推理规则是固定的，难于适应变化的情况；专家系统不能从过去处理过的事例中继续地学习，这使知识获得变得更加困难。,第三节 智能决策支持系统,一、智能决策支持系统的基本概念,2、人工神经网络：,是通过采用物理可实现的器件或采用计算机来模拟生物体中神经网络的某些结构与功能，就其性质看，神经网络属于基于案例学习的模型，它模拟人的神经元结构，构造人工神经元，吸取了生物神经网络的部分优点。人工神经网络在结构上由许多很小的处理单元相互连接而成，局部或部分的神经元损坏后不影响全局的活动，其连接权值和连接结构都可以通过对样本数据的学习而得到。,第三节 智能决策支持系统,一、智能决策支持系统的基本概念,2、人工神经网络：, 与专家系统相比，人工神经网络具有良好的自组织、自学习和自适应能力，因而特别适用于处理复杂问题或开放系统，这正好可以弥补专家系统的不足。,人工神经网络的弱点：人工神经网络的知识是分布在整个系统内部，对用户而言是个黑箱；而且人工神经网络对于自己的结论不能做出合理的解释。因此，将人工神经网络技术与专家系统集成，取长补短，是IDSS发展的一个有利方向。,第三节 智能决策支持系统,二、智能决策支持系统的结构,根据人工智能技术应用于DSS的程度和范围的不同， 可以构成不同的IDSS结构。,较完整的IDSS结构是在传统三库DSS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(LS)，与四库之间插入问题处理系统(PPS)而构成的四库系统结构。（见下图）,第三节 智能决策支持系统,数据库管理系统,知识库管,理系统,方法库管理系统,模型库管理系统,数据库,模型库,知识库,方法库,用户,人机接口,推理机,自然语言处理系统,问题处理系统,第三节 智能决策支持系统,二、智能决策支持系统的结构,1、智能人工接口,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目标，这较大程度地改变了人机界面的性能。,第三节 智能决策支持系统,二、智能决策支持系统的结构,2、问题处理系统,问题处理系统处于DSS的中心位置，是联系人与机器及所存储的求解资源的桥梁，主要由问题分析器与问题求解器两部分组成。其工作流程如下图所示。,第三节 智能决策支持系统,问题描述,人机接口,图 10.6 问题处理系统工作流程,自然语言处理系统,问题分析器,问题求解器,四库系统,非结构化问题：,推论或知识推理,结构化问题：,模型选择或构造,求解资源,决策问题、决策目标过程交互信息,结果,第三节 智能决策支持系统,二、智能决策支持系统的结构,2、问题处理系统,自然语言处理系统：转换产生的问题描述由问题分析器判断问题的结构化程度，对结构化问题选择或构造模型，采用传统的模型计算求解；对半结构化或非结构化问题则由规则模型与推理机制来求解。,问题处理系统：是IDSS中最活跃的部件，它既要识别与分析问题，设计求解方案，还要为问题求解调用四库中的数据、模型、方法及知识等资源，对半结构化或非结构化问题还要触发推理机作推理或新知识的推求。,第三节 智能决策支持系统,二、智能决策支持系统的结构,3、知识库子系统和推理机,知识库子系统由知识库管理系统、知识库及推理机三部分组成。,1） 知识库管理系,功能主要有两个：,一是回答对知识库知识增、删、改等知识维护的请求； 二是回答决策过程中间题分析与判断所需知识的请求。,第三节 智能决策支持系统,二、智能决策支持系统的结构,3、知识库子系统和推理机,2） 知识库：知识库是知识库子系统的核心,a) 知识库中存储的：,是那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，也即是决策专家的决策知识和经验知识，同时也包括一些特定问题领域的专门知识。,b) 知识库中的知识表示：,是为描述世界所作的一组约定，是知识的符号化过程。对于同一知识，可有不同的知识表示形式，知识的表示形式直接影响推理方式，并在很大程度上决定着一个系统的能力和通用性，是知识库系统研究的一个重要课题。,第三节 智能决策支持系统,二、智能决策支持系统的结构,3、知识库子系统和推理机,2） 知识库,c) 知识库包含事实库和规则库两部分。,例如：事实库中存放了“任务A是紧急订货”、“任务B是出口任务”那样的事实。规则库中存放着 “IF任务i是紧急订货，and任务i是出口任务，THEN任务i按最优先安排计划”、“IF任务i是紧急订货，THEN任务i按优先安排计划”那样的规则。,第三节 智能决策支持系统,二、智能决策支持系统的结构,3、知识库子系统和推理机,3） 推理机,a) 推理：是指从已知事实推出新事实 (结论)的过程。b) 推理机：是一组程序，它针对用户问题去处理知识库 (规则和事实)。,c) 推理原理如下： 若事实M为真，且有一规则“TF M THEN N”存在，则N为真。 因此，如果事实任务A是紧急订货为真，且有一规则 IF任务i是紧急订货THEN任务i按优先安排计划存在，则任务A就应优先安排计划。,第四节 群体决策支持系统,学习目的：, 熟悉GDSS的基本概念及特点； 掌握GDSS的常用类型； 掌握GDSS的基本部件及其功能。,内容提要：,群体决策支持系统主要包括GDSS的基本概念、GDSS的基本特点、GDSS的类型、GDSS的组成等。,第四节 群体决策支持系统,一、群体决策支持系统的基本概念,GDSS是一种在DSS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，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。,第四节 群体决策支持系统,二、群体决策支持系统(GDSS)的特点,与传统的会议决策或传递式群体决策相比，GDSS有以下一些特点:, 不受时间与空间的限制；, 能让决策者相互之间便捷地交流信息与共享信息，减少片面性；, 决策者可克服消极的心理影响，无保留地发表自己的意见；, 能集思广益，激发决策者思路，使问题的方案尽可能趋于完美；, 可防止小集体主义及个性对决策结果的影响；,第四节 群体决策支持系统,二、群体决策支持系统(GDSS)的特点,可提高决策群体成员对决策结果的满意程度和置信度；,群体越大效果越显著。,从理论上讲，GDSS对群体决策是非常有益的手段，但它涉及的面很广。GDSS要面对不同风格与偏好的个人，要综合决策科学、人工智能、计算机网络、运筹学、数据库技术、心理学及行为科学等多种学科的理论、方法与技术，实用系统研究与开发的难度非常大。目前国内外能投人实际运行的GDSS很少见。,第四节 群体决策支持系统,三、群体决策支持系统的类型,根据决策问题所在组织的环境、人员空间分布、决策周期的长短等因素，GDSS大致可以有以下四种：,决策室决策者面对面地集于一室在同一时间进行群体决策时，GDSS可设立一个与传统的会议室相似的电子会议室或决策室，决策者通过互联的计算机站点相互合作完成决策事务。是相对较简单的GDSS。,第四节 群体决策支持系统,三、群体决策支持系统的类型,局域决策网多位决策者在近距离内的不同房间(一般是自己的办公室)里定时或不定时作群体决策时，GDSS可建立计算机局域网，网上各位决策者通过连网的计算机站点进行通信，相互交流，共享存于网络服务器或中央处理机的公共决策资源，在某种规程的控制下实现群体决策。主要优点是可克服定时决策的限制，也即决策者可在决策周期内时间分散地参与决策。,第四节 群体决策支持系统,三、群体决策支持系统的类型,虚拟会议利用计算机网络通信技术，使分散在各地的决策者在某一时间内能以不见面的方式进行集中决策。在实质上与决策室相同，它的优点是能克服空间距离的限制。,远程决策网远程决策网充分利用广域网等信息技术来支持群体决策，它综合了局域决策网与虚拟会议的优点，可使决策参与者异时异地共同对同一问题作出决策。这种类型还不成熟，开发应用也很少见,第四节 群体决策支持系统,四、群体决策支持系统的组成,GDSS在计算机网络的基础上，由私有DSS、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。见下图：,第三节 智能决策支持系统,人机接口,图 10.7 一种较有代表性的群体决策支持系统结构,规程库子系统,通信库子系统,公共数据库管理系统,公共模型库管理系统,公共方法库管理系统,主持人,决策者,决策者,公共显示设备,私有决策支持系统,第四节 群体决策支持系统,四、群体决策支持系统的组成,与个人DSS相比：,GDSS必须建立在一个局域网或广域网上，在构件上增设了规程库、通信库、共享的公共数据库、模型库及方法库等。, GDSS一般以一定的规程展开：,如正式会议或虚拟会议的方式运行，会议由一个主持人及多个与会者，围绕一个称为 “主题”的决策问题，按照某种规程展开。, 人机接口：,接收决策群体的各种请求，这些请求有主持人关于会议要求与安排的发布请求，与会者对数据、模型、方法等决策资源的请求等。,第四节 群体决策支持系统,四、群体决策支持系统的组成, 通信库子系统：,相当于会议的秘书处，是系统的核心，它存储与管理主题信息、会议进程信息及与会者的往来信息，负责这些信息的收发，沟通与会者之间、与会者与公共数据库、模型库与方法库之间的通信。,公共显示屏信息：,也由通信库子系统传送至各参会者的站点。,规程库子系统：,存储与管理群体决策支持的运作规则及会议事件流程规则等。例如：决策者请求的优先级别规则、决策意见发送优先级别规则及各种协调规则等等。,案例10.1：,企业销售决策支持系统(ESDSS),在市场经济体制下，销售管理已成为企业最重要的经济活动之一。企业销售是企业经营的起点，也是企业效益的焦点，销售活动不仅与企业内部各部门有密切的关系，还与外界有着广泛的交往。销售活动涉及的许多问题具有相当的不确定性，这些问题的决策是半结构化或非结构化的。因此用于支持企业销售决策的DSS是一种较典型的专用DSS，本节将以中国纺织大学宋福根教授主持开发的企业销售决策系统(ESDSS)为案例，介绍实际的DSS的构造及其具体的应用。以便直观地帮助我们学习和认识DSS。,案例10.1：,企业销售决策支持系统(ESDSS),一、ESDSS的功能,研制ESDSS是为处在竞争日趋激烈环境中的企业提供一种分析销售因素关系及其变化规律，抉择最优或满意营销策略的科学手段。 ESDSS的功能有销售预测和销售决策两大类，另外还有若干辅助功能，如下图。,案例10.1：,企业销售决策支持系统(ESDSS),ESDSS,市场需求,销售额与销售量,产品价格,产品生命周期,期望利润收益,市场占有率,新技术,宏观经济形势,产品价格,促销策略,产品运输,销售利润,销售预测,销售决策,案例10.1：,企业销售决策支持系统(ESDSS),一、ESDSS的功能,销售预测是销售决策的前期工作，预测结果是决策的依据。 ESDSS的销售预测功能比较齐全，既有宏观的，也有微观的。如：“市场需求、销售额与销售量、产品价格”等是微观的，而“宏观经济形势”，则是宏观的。,销售决策是销售管理的核心，贯穿于销售管理的各个方面和全过程。 ESDSS的销售决策功能是一些常用的，也是较为重要的功能。,案例10.1 ：,企业销售决策支持系统(ESDSS),二、ESDSS的结构与组成,ESDSS的结构设计采用数据库、模型库、方案库“三库一体”，以“方案驱动”运行，以数据库管理模式进行模型管理的设计思想。 ESDSS在结构上是新颖的三角式的三库系统，其特色是提出了“方案库”的概念和“方案驱动”的构思，并与以实现。系统的逻辑结构如下图。,案例10.1 ：,企业销售决策支持系统(ESDSS),二、ESDSS的结构与组成,人机对话系统,数据管理,模型管理,方案管理,输出管理,数据库,模型库,方案库,ESDSS逻辑结构图,案例10.1 ：,企业销售决策支持系统(ESDSS),二、ESDSS的结构与组成,ESDSS的数据库存储各种从MIS中析取的销售预测与销售决策依据数据、公用的数据字典与数据表字典，以及运行过程中使用的临时表等。,模型库中单元模型用程序方式存储，以两级模型字典描述和管理。单元模型的组合根据他们的依赖关系，通过建立临时空间来实现，模型的运行通过指南式的人机逐步对话触发。较特别的是各种销售预测与销售决策的方法也存储于模型库中。销售预测与销售决策所采用的方法与模型分别列于表10.1与表10.2。,表10.1 销售预测采用的方法与模型,方法与模型,预测功能,德尔菲法,移动平移,指数平滑,季节指数,线性回归,马尔科夫,需求价格弹性,需求收入弹性,景气预测,市场需求,销售额及销售量,价格,产品生命周期,预期利润收益,市场占有率,新技术,宏观经济形势,表10.2 销售决策采用的方法与模型(p252),决 策 功 能,方 法 与 模 型,产品价格,1. 拟合产品需求曲线,2. 各种需求价格弹性预测方法,3. 成本加成法、量本利法、边际贡献法,促销手段：,1. 广告,1. 广告效应曲线德拟合,2. 广告费用预测,3. 广告媒体选择模型（线性规划）,2. 推销人员数,1. 销售数量比例法,产品运输,1. 运输成本最小化或利润最大化,通用决策方法,1. 决策表,2. 决策树,3. 线性规划,案例10.1：,企业销售决策支持系统(ESDSS),二、ESDSS的结构与组成,ESDSS引入方案库的概念，方案库存储各种完整的预测与决策方案，包括预测与决策过程中使用的数据、模型、方法的描述以及运行步骤。方案能反映决策者的决策风格与经验，可以事先建立，也可在模型求解时生成。方案库通过方案字典管理方案，并可作为一种预测与决策的知识不断积累。,案例10.1：,企业销售决策支持系统(ESDSS),二、ESDSS的结构与组成,人机会话系统采用用户界面十分友好的Widow格式的菜单驱动和控制，以多任务方式展开。系统提供用户界面十分友好的多种会话方式和操作功能，提供备种获取数据的渠道和各种形式的输出信息等，它在整个决策过程中起到控制机制的作用。ESDSS的人机会话系统设有出错提示、重要操作提供确认、无效数据处理及互斥性校验等容纠错功能，以及多媒体形式的教学与帮助功能。,DSS,建立在,Windows,平台上，采用,Visual Basic,作为系统主程序的语言，数据库管理系统选用,Access,，并用,Office,软件作系统的辅助工具。,案例10.1：,企业销售决策支持系统(ESDSS),三、ESDSS的应用,1、 应用企业简介,某集团公司下属千斤顶厂是研究、开发与制造各类液压千斤顶的专业企业，拥有各种千斤顶装配线,20,条，年生产能力超过,280,万台。工厂的销售工作主要由集团的销售公司负责，销售公司设有四个业务科以及计划、储运和财务等职能科室，在国内设有天泽、武汉、广州和华东分公司，并在欧美设有分部。公司销售,决策的主要参与人员由集团总裁、销售公司经理和财会人员组成。,案例10.1：,企业销售决策支持系统(ESDSS),三、ESDSS的