决策支持系统

第十一章决策支持系统1决策支持系统概念1.1 决策支持系统产生及发展诺贝尔奖获得者西蒙强调管理就是决策，认为一个组织管理活动主要就 是决策活动。对于决策依赖有两个观点：依靠决策者经验、智慧、洞察力和魄力依靠科学方法和技术为克服人性弱点和计算机机械性，综合人分析判断能力和计算机强大信 息处理能力，产生了决策支持系统。1971 年 Keen:提出“管理决策系统”（MDS）1978年Keen和Scott Morton提出“决策支持系统（DSS）形成DSS新学科20世纪70年代，产生了许多较有代表性DSS：支持投资者对顾客证券管理日常决策Profolio Management System： 用于产品推销、定价和广告决策Brandaid；用以支持企业短期规划Projector；用于大型卡车生产企业生产计划决策Capacity Information System,等 等DSS发展也体现在部件扩展和新技术、新方法不断引入。增加知识库和推 理机，形成了智能DSS；应用网络技术，形成了群体DSS；集成分布资源，形 成了分布式DSS；结合Web、智能系统和/或电子商务，形成了基于WebDSS。 1.2决策支持系统功能及定义DSS定义：DSS是一种以计算机为工具，应用决策科学及有关学科理论及方法，以人 机交互方式辅助决策者解决半结构化和非结构化决策问题信息系统。DSS实现以下目标：在人分析及判断能力基础上，借助计算机及科学方法，支持对半结构化 和非结构化问题有序决策，以获得尽可能令人满意客观解或方案。不同类型DSS,目标和功能略有不同。DSS主要功能：能存储、管理、维护和组织决策模型、求解方法；用模型及方法对数据进行加工、汇总、分析和预测，得出综合信息及预测 信息；具有方便人机对话和图象输出功能，能满足随机数据查询要求，回答 “Whatif ,之类问题。DSS主要特征：对准结构化程度不高、说明不够充分决策问题模型或分析技术及传统数据存取及检索技术相结合易于为非计算机专业人员以交互方式使用；强调对环境及用户特点灵活性适应性；支持但不是代替高层决策者制定决策。例：某企业为确定生产规模和合适库存量建立DSSo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，相应生产成本、库存成本等信息，进行“如果将会怎样？ ”询问。对所提方案进行灵敏度分析，或者以新参数进行模拟而得到一个新方案。需要特别说明：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 决策者做出自己判断提供支持；由决策者在一系列选择中，综合其他不适宜进入模型因素，得出最后合 理决策方案。1.3决策支持系统应用及分类按总体功能划分，DSS有以分析为主、以求解为主和兼有分析及求解等三 大类。分析类既为把握决策问题乂为决策前期工作，能为决策方案设计和抉择提 供依据；求解类为决策者提供决策过程和方案抉择支持；分析求解类具备分析类及求解类共同功能。DSS分类有多种角度：按社会领域划分：经济、管理、教育、科技、医疗、政治、军事按管理层次划分：战略、控制和作业按管理职能或管理对象划分：营销、生产、采购、财务、人力资源、研发按决策者划分：个人、群体、高层主管从发展角度划分：传统、智能、群体、分布式概括起来，比较成功DSS应用具有以下特点：（1）大都带有问题分析功能，有些实质上就是一类决策分析系统。（2）有积累大量数据信息系统，如ERP系统、CRM系统、经济统计 系统信息支持。（3）大都面向比较专一和范围有限决策问题，例如、计划安排、资 源分配、评价选择等。（4）能够将非结构化/半结构化问题转化为半结构化/结构化问题。2决策支持系统组成2.1 决策支持系统系统结构DSS结构主要有两种基本形式：两库结构和基于多库结构，实际中DSS由这两种结构分解演变而来。两库结构用户自然语言1问题处理子系名子系统知识库子不统基于知识的结构对话子系统是DSS人机接口界面，对接受到请求作检验，形成命令。然 后从数据库读取数据，从模型库选取和构建模型，从方法库中选择合适方法, 进行决策分析和决策支持。决策支持过程是一个多阶段人机交互启发式过程，经过多次反复，直至用 户形成决策意见，确定问题解。2.2 人机对话子系统人机对话子系统是DSS用户和计算机接口，在操作者、资源库之间起着 传送、转换命令和数据重要作用，其核心是人机界面。DSS由不了解系统内部人使用，因此用户接口对系统成败有举足轻重影响，DSS维护人员也需要方便工作环境。从系统使用和维护两个角度，人机对话子系统总目标要求:（1）使用户了解系统可提供数据、模型及方法。（2）通过“如果则（Whatif）”方式提问。（3）对请求输入有检验及容错能力，提示及帮助。（4）使用户取得或选择某种分析结果或预测结果。（5）根据反馈结果对模型提出评价及修正意见。2.3数据库子系统DSS数据库应该由内置和外部地两部分：前者存放直接使用信息和分析结果，后者是逻辑上连接各种MIS数据 库，可以通过数据析取模块加工处理而获得。数据库系统数据字典用于描述及维护各数据项属性、来龙去脉及相互关系。数据库管理系统是一组管理数据软件，也是及DSS其他子系统交互接口。数据仓库（data warehouse）已逐步被引入DSS, 一些大型分析类DSS 建立在数据仓库基础上。数据仓库数据组织、查取和利用方式及管理决策涉及面广，相关因素多， 围绕某具体问题特点相吻合，因此能对分析及决策提供有力支持。2.4模型库子系统模型库子系统是构建和管理模型软件系统，是DSS中最复杂及最难实现部 分。DSS用户依靠模型库中模型进行决策，因此认为DSS是由“模型驱动”应用模型获得输出结果分别起以下三种作用：（1）直接用于制定决策；（2）对决策制定提出建议；（3）用来估计决策实施后可能产生后果。模型库子系统主要由模型库、模型库管理系统和模型字典等部分组成。模型库模型子模型模型单元模型字典模型库管理系统主要功能：模型利用：决策问题定义和概念模型化：选择模型或单元模型，构造具体问题决策支持模型以及运行模型。模型维护：模型联结、修改及增删等。模型使用及维护实质上是用户通过人机对话子系统予以控制及操作。3 智能决策支持系统3.1 智能决策支持系统基本概念结合专家知识和DSS模型分析优点，形成智能DSS (IDSS),这种智 能DSS (IDSS)能提高支持非结构化决策能力人工智能人工神经元 专家系嫦 一机器学P3.2 智能决策支持系统结构用户I人机接口自然语言处理系统问题处理系名数据库方法库模型库知识库推理机管理系雄管理系练数据库 方法库 模型库 知识库增设:自然语言处理系知识库推理机问题处理系统皿*呼基本IDSS:更好地理解人 一 能积累已有知识一 能获得新知识 .提高分析和求解能力一kIDSS具有人工智能行为，向人类靠拢了一大步，使不熟悉机器人也能方 便地使用DSSo智能人机接口接受接自然语言方式表达决策问题及决策目标，较大地改 变了人机界面性能。问题处理系统处于IDSS中心位置，是联系人及机潜及所存储求解资源桥 梁。知识库子系统是有关规则、因果关系及经验等知识获取、解释、表示、推理以及管理及维护系统，包括知识库管理系统、知识库及推理机。3.3 人工智能及其应用人工智能是机器模仿人类而获得和具有智能。人类决策活动是一类智能活动，人工智能应用于DSS,可以提高决策活 动能力和成效。其中最主要领域有专家系统、机器学习、人工神经网络、智 能代理、数据挖掘和知识发现等。IDSS中结合应用比较多要数：专家系统、人工神经网络专家系统(ES)是利用专家领域知识求解特定问题计算机信息系统，使 用符号方式求解问题。符号方式相对于数字方式而言，即分析和求解问题不是依靠数值计算而 是依靠符号判断。例如：“任务A”、“紧急任务”、“出口任务”，这些符号加上一系列 符号判断知识一一规则，以及推理知识，就构成了专家系统要素。常见计算 机打印故障诊断帮助系统就是一个简单专家系统。该系统储存了可能打印故 障现象、原因和解决办法等知识。通过以下方式查找问题原因和解决问题：提问一检查指示一检查结果一再提问一些较复杂专家系统已进入实际应用阶段，例如，疾病诊断系统、购车选型咨询系统等。专家系统弱点：专家头脑中知识获取困难，费时、低效；推理规则固定，难以适应变化情况；不能从过去处理过事例中继续地学习。人工神经网络ANN具有良好自组织、自学习和自适应能力，适用于处 理复杂问题或开放系统，能弥补专家系统不足。t输出处理J0加权X1 X2 X3 X4 输入ES及ANN比较ESANN开发时间长，专家要愿意交代问题解决过程开发时间短，专家只要交代输入和输出建立在人表达处理逻辑上建立在模拟学习基础上难适应环境变化适应环境能力强性能在理论上不超过专家某些应用会超过专家水平能解释结果，提出建议无法解释，黑箱操作使用符号方法，逻辑推理使用数字方法，关联推理串联处理、闭环系统并行处理，自组织系统知识驱动数字驱动3.4 知识库知识库：在逻辑上是人类知识模型，在物理上是储存知识设施。知识 库概念产生于专家系统，现在已被广泛地应用于各类信息系统和知识系统中。处理方案:30天库存量一立即发货需求量 库存量_先按库存发货欠款时间 30天W100天需求量（库存量进货后再补发库存量先付款再发货不发货 100 天通知先付欠款知识逻辑表达法一一决策树4 群体决策支持系统4.1群体决策支持系统基本概念前述DSS决策支持只局限于单个决策者。实际中，组织决策大都是由领导群体作出。事关生存及发展重大决策都由集体参及制定。群体决策还要求多个决策者能在一个周期内异时异地合作协商寻求解决 问题方案。群体决策支持系统（GDSS）在此背景下产生。GDSS有以下一些特点：（1）不受时间及空间限制；（2）让决策者便捷地交流及共享信息，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）集思广益激发思路，使方案尽可能完美；（5）防止小集体主义及个性影响决策；（6）提高决策者对决策结果满意程度和置信度；（7）群体越大效果越显著。4.2 群体决策支持系统类型根据环境、人员空间分布、决策周期长短等因素，GDSS大致可以四种类 型：决策室同时同地）；局域决策网（同地异时）；虚拟会议（异地同时）；远程决策网（异地异时）4.3 群体决策支持系统组成GDSS按一个预定规程以会议方式运行。由一个主持人及多个决策者参加，围绕一个称为“主题”决策问题。主持人员控制决策活动进程，人机接口接收决策群体各种请求，其中包 括主持人关于会议要求及安排发布请求，参会者对数据、模型、方法等决策 资源请求等。通信库子系统相当于会议秘书处，存储及管理主题信息、进程信息及往来 信息，负责信息收发，参会者之间、参会者及资源库之间通信。规程库子系统存储及管理运作规则、会议事件流程规则等，例如，决 策者请求优先级别规则、各种协调规则等。公共显示屏信息由通信库子系统传送至各参会者站点。4.4 谈判支持系统简述展开GDSS概念，可以将群体决策引伸为多个冲突目标多方决策，例如多 方商务谈判决策。谈判决策参及者是一个多方群体，各有目标和利益，在冲突中寻求各方都 能接受解决方案。由此产生了谈判支持系统一一NSSNegotiation Support SystemsNSS是一种既有协调又有博弈决策支持系统。谈判支持系统类型：供仲裁方使用NSS,能优化决策方案求得稳定解。例如：DECISIONMAKER。用于谈判各方NSS ,以效用函数评判谈判方案优劣。例如：INSPIREoNSS应该包括以下基本功能：（1）人机交互地进行谈判分析和决策支持；（2）为谈判方分析和制定谈判战略；（3）分析和评估谈判方所处状态；（4）促进各方信息交流，引向一致;（5）在冲突和矛盾中寻找共同点；（6）提出平衡可行解决方案；（7）对形成决策方案做灵敏度分析。