決策支持系統(tǒng)

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1、第十一章決策支持系統(tǒng) 1決策支持系統(tǒng)概念 1.1 決策支持系統(tǒng)產(chǎn)生及發(fā)展 諾貝爾獎獲得者西蒙強調(diào)管理就是決策，認(rèn)為一個組織管理活動主要就 是決策活動。對于決策依賴有兩個觀點： ■依靠決策者經(jīng)驗、智慧、洞察力和魄力 ■依靠科學(xué)方法和技術(shù) 為克服人性弱點和計算機機械性，綜合人分析判斷能力和計算機強大信 息處理能力，產(chǎn)生了決策支持系統(tǒng)。 1971 年 Keen: 提出“管理決策系統(tǒng)”（MDS） 1978年Keen和Scott Morton 提出“決策支持系統(tǒng)"（DSS） 形成DSS新學(xué)科 20世紀(jì)70年代，產(chǎn)生了許多較有代表性DSS： 支持投資者對顧客證券管理

2、日常決策Profolio Management System： 用于產(chǎn)品推銷、定價和廣告決策Brandaid； 用以支持企業(yè)短期規(guī)劃Projector； 用于大型卡車生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)計劃決策Capacity Information System,等 等 DSS發(fā)展也體現(xiàn)在部件擴展和新技術(shù)、新方法不斷引入。增加知識庫和推 理機，形成了智能DSS；應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成了群體DSS；集成分布資源，形 成了分布式DSS；結(jié)合Web、智能系統(tǒng)和/或電子商務(wù)，形成了基于WebDSS。 1.2決策支持系統(tǒng)功能及定義 DSS定義： DSS是一種以計算機為工具，應(yīng)用決策科學(xué)及有關(guān)學(xué)科理論及方法，以人 機交互

3、方式輔助決策者解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化決策問題信息系統(tǒng)。 DSS實現(xiàn)以下目標(biāo)： 在人分析及判斷能力基礎(chǔ)上，借助計算機及科學(xué)方法，支持對半結(jié)構(gòu)化 和非結(jié)構(gòu)化問題有序決策，以獲得盡可能令人滿意客觀解或方案。 不同類型DSS,目標(biāo)和功能略有不同。 DSS主要功能： 能存儲、管理、維護(hù)和組織決策模型、求解方法； 用模型及方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、匯總、分析和預(yù)測，得出綜合信息及預(yù)測 信息； 具有方便人機對話和圖象輸出功能，能滿足隨機數(shù)據(jù)查詢要求，回答 “What…if ,,, 之類問題。 DSS主要特征： 對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化程度不高、說明不夠充分決策問題 模型或分析技術(shù)及傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存取及檢索技術(shù)相結(jié)

4、合 易于為非計算機專業(yè)人員以交互方式使用； 強調(diào)對環(huán)境及用戶特點靈活性適應(yīng)性； 支持但不是代替高層決策者制定決策。 例： 某企業(yè)為確定生產(chǎn)規(guī)模和合適庫存量建立DSSo模型庫存有生產(chǎn)計劃、 庫存模擬模型等，數(shù)據(jù)庫存有歷年銷售量、資金流動情況、成本等。 決策者通過計算機終端屏幕，根據(jù)DSS提供最佳訂貨量和重新訂貨時 間，相應(yīng)生產(chǎn)成本、庫存成本等信息，進(jìn)行“如果……將會怎樣？ ”詢問。 對所提方案進(jìn)行靈敏度分析，或者以新參數(shù)進(jìn)行模擬而得到一個新方案。 需要特別說明： 決策支持系統(tǒng)并不強調(diào)尋找最優(yōu)解，也不意味著提供最后結(jié)果，而是為 決策者做出自己判斷提供支持； 由決策者在一系列選擇

5、中，綜合其他不適宜進(jìn)入模型因素，得出最后合 理決策方案。 1.3決策支持系統(tǒng)應(yīng)用及分類 按總體功能劃分，DSS有以分析為主、以求解為主和兼有分析及求解等三 大類。 分析類既為把握決策問題乂為決策前期工作，能為決策方案設(shè)計和抉擇提 供依據(jù)； 求解類為決策者提供決策過程和方案抉擇支持； 分析求解類具備分析類及求解類共同功能。 DSS分類有多種角度： 按社會領(lǐng)域劃分：經(jīng)濟、管理、教育、科技、醫(yī)療、政治、軍事 按管理層次劃分：戰(zhàn)略、控制和作業(yè) 按管理職能或管理對象劃分：營銷、生產(chǎn)、采購、財務(wù)、人力資源、研發(fā) 按決策者劃分：個人、群體、高層主管 從發(fā)展角度劃分：傳統(tǒng)、智能、群體、

6、分布式 概括起來，比較成功DSS應(yīng)用具有以下特點： （1）大都帶有問題分析功能，有些實質(zhì)上就是一類決策分析系統(tǒng)。 （2）有積累大量數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，如ERP系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)、經(jīng)濟統(tǒng)計 系統(tǒng)信息支持。 （3）大都面向比較專一和范圍有限決策問題，例如、計劃安排、資 源分配、評價選擇等。 （4）能夠?qū)⒎墙Y(jié)構(gòu)化/半結(jié)構(gòu)化問題轉(zhuǎn)化為半結(jié)構(gòu)化/結(jié)構(gòu)化問題。 2決策支持系統(tǒng)組成 2.1 決策支持系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) DSS結(jié)構(gòu)主要有兩種基本形式：兩庫結(jié)構(gòu)和基于多庫結(jié)構(gòu)，實際中DSS 由這兩種結(jié)構(gòu)分解演變而來。 兩庫結(jié)構(gòu) 用戶 自然語言1問題處理 子系名 子系統(tǒng) 知識庫 子不統(tǒng) 基于知識

7、 的結(jié)構(gòu) 對話子系統(tǒng)是DSS人機接口界面，對接受到請求作檢驗，形成命令。然 后從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，從模型庫選取和構(gòu)建模型，從方法庫中選擇合適方法, 進(jìn)行決策分析和決策支持。 決策支持過程是一個多階段人機交互啟發(fā)式過程，經(jīng)過多次反復(fù)，直至用 戶形成決策意見，確定問題解。 2.2 人機對話子系統(tǒng) 人機對話子系統(tǒng)是DSS用戶和計算機接口，在操作者、資源庫之間起著 傳送、轉(zhuǎn)換命令和數(shù)據(jù)重要作用，其核心是人機界面。 DSS由不了解系統(tǒng)內(nèi)部人使用，因此用戶接口對系統(tǒng)成敗有舉足輕重影 響，DSS維護(hù)人員也需要方便工作環(huán)境。 從系統(tǒng)使用和維護(hù)兩個角度，人機對話子系統(tǒng)總目標(biāo)要求: （1）使用

8、戶了解系統(tǒng)可提供數(shù)據(jù)、模型及方法。 （2）通過“如果…則…（What…if…）”方式提問。 （3）對請求輸入有檢驗及容錯能力，提示及幫助。 （4）使用戶取得或選擇某種分析結(jié)果或預(yù)測結(jié)果。 （5）根據(jù)反饋結(jié)果對模型提出評價及修正意見。 2.3數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng) DSS數(shù)據(jù)庫應(yīng)該由內(nèi)置和外部地兩部分： 前者存放直接使用信息和分析結(jié)果，后者是邏輯上連接各種MIS數(shù)據(jù) 庫，可以通過數(shù)據(jù)析取模塊加工處理而獲得。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典用于描述及維護(hù)各數(shù)據(jù)項屬性、來龍去脈及相互關(guān) 系。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一組管理數(shù)據(jù)軟件，也是及DSS其他子系統(tǒng)交互接口。 數(shù)據(jù)倉庫（data wareh

9、ouse）已逐步被引入DSS, 一些大型分析類DSS 建立在數(shù)據(jù)倉庫基礎(chǔ)上。 數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)組織、查取和利用方式及管理決策涉及面廣，相關(guān)因素多， 圍繞某具體問題特點相吻合，因此能對分析及決策提供有力支持。 2.4模型庫子系統(tǒng) 模型庫子系統(tǒng)是構(gòu)建和管理模型軟件系統(tǒng)，是DSS中最復(fù)雜及最難實現(xiàn)部 分。 DSS用戶依靠模型庫中模型進(jìn)行決策，因此認(rèn)為DSS是由“模型驅(qū)動” 應(yīng)用模型獲得輸出結(jié)果分別起以下三種作用： （1）直接用于制定決策； （2）對決策制定提出建議； （3）用來估計決策實施后可能產(chǎn)生后果。 模型庫子系統(tǒng)主要由模型庫、模型庫管理系統(tǒng)和模型字典等部分組成。 模型庫 模型

10、 子模型 模型單元 模型字典 模型庫管理系統(tǒng)主要功能： 模型利用： 決策問題定義和概念模型化： 選擇模型或單元模型，構(gòu)造具體問題決策支持模型以及運行模型。 模型維護(hù)： 模型聯(lián)結(jié)、修改及增刪等。 模型使用及維護(hù)實質(zhì)上是用戶通過人機對話子系統(tǒng)予以控制及操作。 3 智能決策支持系統(tǒng) 3.1 智能決策支持系統(tǒng)基本概念 結(jié)合專家知識和DSS模型分析優(yōu)點，形成智能DSS (IDSS),這種智 能DSS (IDSS)能提高支持非結(jié)構(gòu)化決策能力 人工智能 人工神經(jīng)元 專家系嫦 一機器學(xué)P 3.2 智能決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 用戶I 人機接口 自然語言處理

11、系統(tǒng) 問題處理系名 數(shù)據(jù)庫 方法庫 模型庫 知識庫—推理機 管理系雄 管理系練 數(shù)據(jù)庫 方法庫 模型庫 知識庫 增設(shè): 自然語言處理系 知識庫 推理機 問題處理系統(tǒng) 皿*呼基本 IDSS: 更好地理解人 一 能積累已有知識一 能獲得新知識 . 提高分析和求解 能力 一k IDSS具有人工智能行為，向人類靠攏了一大步，使不熟悉機器人也能方 便地使用DSSo 智能人機接口接受接自然語言方式表達(dá)決策問題及決策目標(biāo)，較大地改 變了人機界面性能。 問題處理系統(tǒng)處于IDSS中心位置，是聯(lián)系人及機潛及所存儲求解資源橋 梁。 知識庫子系統(tǒng)是有關(guān)

12、規(guī)則、因果關(guān)系及經(jīng)驗等知識獲取、解釋、表示、 推理以及管理及維護(hù)系統(tǒng)，包括知識庫管理系統(tǒng)、知識庫及推理機。 3.3 人工智能及其應(yīng)用 人工智能是機器模仿人類而獲得和具有智能。 人類決策活動是一類智能活動，人工智能應(yīng)用于DSS,可以提高決策活 動能力和成效。其中最主要領(lǐng)域有專家系統(tǒng)、機器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智 能代理、數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)等。IDSS中結(jié)合應(yīng)用比較多要數(shù)： 專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 專家系統(tǒng)(ES)是利用專家領(lǐng)域知識求解特定問題計算機信息系統(tǒng)，使 用符號方式求解問題。 符號方式相對于數(shù)字方式而言，即分析和求解問題不是依靠數(shù)值計算而 是依靠符號判斷。 例如：“任務(wù)A”、

13、“緊急任務(wù)”、“出口任務(wù)”，這些符號加上一系列 符號判斷知識一一規(guī)則，以及推理知識，就構(gòu)成了專家系統(tǒng)要素。常見計算 機打印故障診斷幫助系統(tǒng)就是一個簡單專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)儲存了可能打印故 障現(xiàn)象、原因和解決辦法等知識。通過以下方式查找問題原因和解決問題： 提問一檢查指示一檢查結(jié)果一再提問 一些較復(fù)雜專家系統(tǒng)已進(jìn)入實際應(yīng)用階段， 例如，疾病診斷系統(tǒng)、購車選型咨詢系統(tǒng)等。 專家系統(tǒng)弱點： 專家頭腦中知識獲取困難，費時、低效； 推理規(guī)則固定，難以適應(yīng)變化情況； 不能從過去處理過事例中繼續(xù)地學(xué)習(xí)。 ?人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN具有良好自組織、自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，適用于處 理復(fù)雜問題或開放系統(tǒng)，能彌

14、補專家系統(tǒng)不足。 t 輸出 處理 J 0加權(quán) X1 X2 X3 X4 輸入 ES及ANN比較 ES ANN 開發(fā)時間長， 專家要愿意交代問題解決過程 開發(fā)時間短， 專家只要交代輸入和輸出 建立在人表達(dá)處理邏輯上 建立在模擬學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上 難適應(yīng)環(huán)境變化 適應(yīng)環(huán)境能力強 性能在理論上不超過專家 某些應(yīng)用會超過專家水平 能解釋結(jié)果，提出建議 無法解釋，黑箱操作 使用符號方法，邏輯推理 使用數(shù)字方法，關(guān)聯(lián)推理 串聯(lián)處理、閉環(huán)系統(tǒng) 并行處理，自組織系統(tǒng) 知識驅(qū)動 數(shù)字驅(qū)動 3.4 知識庫 知識庫：在邏輯上是人類知識模型，在物理上是儲存知識設(shè)施

15、。知識 庫概念產(chǎn)生于專家系統(tǒng)，現(xiàn)在已被廣泛地應(yīng)用于各類信息系統(tǒng)和知識系統(tǒng) 中。 處理方案: <30天 庫存量一立即發(fā)貨 —需求量<> 庫存量_先按庫存發(fā)貨 欠款 時間 > 30天 W100天——需求量（ 《庫存量 進(jìn)貨后再補發(fā) >庫存量——先付款再發(fā)貨 不發(fā)貨 > 100 天 通知先付欠款 知識邏輯表達(dá)法一一決策樹 4 群體決策支持系統(tǒng) 4.1群體決策支持系統(tǒng)基本概念 前述DSS決策支持只局限于單個決策者。 實際中，組織決策大都是由領(lǐng)導(dǎo)群體作出。 事關(guān)生存及發(fā)展重大決策都由集體參及制定。 群體決策還要求多個決策者能在一個周期內(nèi)異時異地合

16、作協(xié)商尋求解決 問題方案。 群體決策支持系統(tǒng)（GDSS）在此背景下產(chǎn)生。 GDSS有以下一些特點： （1）不受時間及空間限制； （2）讓決策者便捷地交流及共享信息，減少片面性 （3）使決策者克服消極心理，無保留地發(fā)表意見； （4）集思廣益激發(fā)思路，使方案盡可能完美； （5）防止小集體主義及個性影響決策； （6）提高決策者對決策結(jié)果滿意程度和置信度； （7）群體越大效果越顯著。 4.2 群體決策支持系統(tǒng)類型 根據(jù)環(huán)境、人員空間分布、決策周期長短等因素，GDSS大致可以四種類 型： 決策室同時同地）； 局域決策網(wǎng)（同地異時）； 虛擬會議（異地同時）； 遠(yuǎn)程決策網(wǎng)（異地

17、異時） 4.3 群體決策支持系統(tǒng)組成 GDSS按一個預(yù)定規(guī)程以會議方式運行。 由一個主持人及多個決策者參加，圍繞一個稱為“主題”決策問題。 主持人員控制決策活動進(jìn)程，人機接口接收決策群體各種請求，其中包 括主持人關(guān)于會議要求及安排發(fā)布請求，參會者對數(shù)據(jù)、模型、方法等決策 資源請求等。 通信庫子系統(tǒng)相當(dāng)于會議秘書處，存儲及管理主題信息、進(jìn)程信息及往來 信息，負(fù)責(zé)信息收發(fā)，參會者之間、參會者及資源庫之間通信。 規(guī)程庫子系統(tǒng)存儲及管理運作規(guī)則、會議事件流程規(guī)則等，例如，決 策者請求優(yōu)先級別規(guī)則、各種協(xié)調(diào)規(guī)則等。 公共顯示屏信息由通信庫子系統(tǒng)傳送至各參會者站點。 4.4 談判支持系統(tǒng)簡

18、述 展開GDSS概念，可以將群體決策引伸為多個沖突目標(biāo)多方?jīng)Q策，例如多 方商務(wù)談判決策。 談判決策參及者是一個多方群體，各有目標(biāo)和利益，在沖突中尋求各方都 能接受解決方案。 由此產(chǎn)生了談判支持系統(tǒng)一一NSS Negotiation Support Systems NSS是一種既有協(xié)調(diào)又有博弈決策支持系統(tǒng)。 談判支持系統(tǒng)類型： 供仲裁方使用NSS,能優(yōu)化決策方案求得穩(wěn)定解。 例如：DECISIONMAKER。 用于談判各方NSS ,以效用函數(shù)評判談判方案優(yōu)劣。 例如：INSPIREo NSS應(yīng)該包括以下基本功能： （1）人機交互地進(jìn)行談判分析和決策支持； （2）為談判方分析和制定談判戰(zhàn)略； （3）分析和評估談判方所處狀態(tài)； （4）促進(jìn)各方信息交流，引向一致; （5）在沖突和矛盾中尋找共同點； （6）提出平衡可行解決方案； （7）對形成決策方案做靈敏度分析。