第11章 决策支持系统(精品).ppt

SBS第十一章第十一章 决策支持系统决策支持系统SBS第二章第二章管理信息系统概论管理信息系统概论第一节第一节决策支持系统的要领决策支持系统的要领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SBSu2020世纪世纪7070年代中期，年代中期，KeenKeen和和Scott MortonScott Morton首次提出了首次提出了“决策支持系统决策支持系统”（DSSDSS）一词，标志着利用计算机与信息）一词，标志着利用计算机与信息支持决策的研究与应用进入了一个新的阶段，并形成了决支持决策的研究与应用进入了一个新的阶段，并形成了决策支持系统新学科。策支持系统新学科。u2020世纪世纪8080年代初，年代初，DSSDSS增加了知识库和方法库，构成了增加了知识库和方法库，构成了三库系统或四库系统。三库系统或四库系统。u近年来，近年来，DSSDSS与计算机网络技术结合构成了新型的能供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决策的群体决策支持系统异地决策者共同参与决策的群体决策支持系统GDSSGDSS，GDSSGDSS利用便捷的网络通信技术在多位决策者之间沟通信息，提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要决策。的重要决策。11.111.1决策支持系统的要领决策支持系统的要领 决策支持系统的发展决策支持系统的发展SBSu管理并提供与决策问题有关的组织内部信息，如管理并提供与决策问题有关的组织内部信息，如订单要求、库存动态、生产能力与财务状况等订单要求、库存动态、生产能力与财务状况等u收集、管理并提供与决策问题有关的外部信息，收集、管理并提供与决策问题有关的外部信息，如政策法规、经济统计、市场行情、同行动态与如政策法规、经济统计、市场行情、同行动态与科技进展等科技进展等u收集、管理并提供各项决策方案执行情况的反馈收集、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、材料供应计划落信息，如订单或合同执行进程、材料供应计划落实情况、生产计划完成情况等实情况、生产计划完成情况等u能以一定的方式存储和管理与决策问题有关的各能以一定的方式存储和管理与决策问题有关的各种求解模型，如定价模型、库存控制模型与生产种求解模型，如定价模型、库存控制模型与生产调度模型调度模型11.111.1决策支持系统的要领决策支持系统的要领 决策支持系统的功能决策支持系统的功能SBSu能够提供常用的数学方法及算法，如回归分析方能够提供常用的数学方法及算法，如回归分析方法、线型规划、最短路径算法等法、线型规划、最短路径算法等u上述数据模型与方法能容易的修改与添加，如数上述数据模型与方法能容易的修改与添加，如数据模式的变更、模型的联接或修改、各种方法的据模式的变更、模型的联接或修改、各种方法的修改等修改等u能灵活运用模型与方法对数据进行加工、汇总、能灵活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和预测信息分析、预测，得出所需的综合信息和预测信息u具有方便的人机对话和图形输出功能，能够满足具有方便的人机对话和图形输出功能，能够满足随机的数据查询要求，回答随机的数据查询要求，回答“如果如果则则（WhatWhat.if.if.）”之类的问题之类的问题11.111.1决策支持系统的要领决策支持系统的要领 决策支持系统的功能决策支持系统的功能SBSu提供良好的数据通信功能，以保证及时收集所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给使用者需数据并将加工结果传给使用者u具有使用者能忍受的加工速度与响应时间，不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影响使用者的情绪11.111.1决策支持系统的要领决策支持系统的要领 决策支持系统的功能决策支持系统的功能SBSu对准上层管理人员经常面临的结构化程度不高、对准上层管理人员经常面临的结构化程度不高、说明不充分的问题说明不充分的问题u把模型或分析技术与传统的数据存取技术与检把模型或分析技术与传统的数据存取技术与检索技术结合起来索技术结合起来u易于为非计算机专业人员以交互会话的方式使易于为非计算机专业人员以交互会话的方式使用用u强调对环境及用户决策方法改变的灵活性及适强调对环境及用户决策方法改变的灵活性及适应性应性u支持但不代替高层决策者制定决策支持但不代替高层决策者制定决策u充分利用先进信息技术快速传递和处理信息充分利用先进信息技术快速传递和处理信息11.111.1决策支持系统的要领决策支持系统的要领 决策支持系统的特征决策支持系统的特征SBS真实系统环境响应操作问题决策与人的行为有关的信息内部信息人机对话系统外部信息数据库系统模型库系统决策者11.111.1决策支持系统的要领决策支持系统的要领 决策支持系统基本模型图决策支持系统基本模型图SBS9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成对话子系统模型库子系统数据库子系统用户 DSSDSS的两库结构图的两库结构图SBS自然语言子系统问题处理子系统知识库子系统用户9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 基于知识的基于知识的DSSDSS结构结构SBS人机对话子系统模型库管理系统方法库管理系统数据库管理系统数据库模型库方法库用户9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 DSSDSS四库结构图四库结构图SBSu人机对话子系统是人机对话子系统是DSSDSS的一个窗口，的一个窗口，它的好坏标志着该系统的实用水平。它的好坏标志着该系统的实用水平。给出的是总的目标要求。给出的是总的目标要求。9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 人机对话子系统人机对话子系统SBSu能使用户了解系统能使用户了解系统u通过通过“如果如果则则（whatwhat.if.if.）”方式提问方式提问u对请求输入有足够的检验与容错能力，给用户某些必要的对请求输入有足够的检验与容错能力，给用户某些必要的提示与帮助提示与帮助u通过运行模型使用户取得或选择某种分析结果或预测结果通过运行模型使用户取得或选择某种分析结果或预测结果u在决策过程结束后，能把反馈结果存入系统，对现有的模在决策过程结束后，能把反馈结果存入系统，对现有的模型提出评价及修正意见型提出评价及修正意见u当需要的时候，可以按使用者要求的方式，很方便地以图当需要的时候，可以按使用者要求的方式，很方便地以图形及表格等丰富的表达方式输出信息、结论及依据等形及表格等丰富的表达方式输出信息、结论及依据等9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 人机对话子系统的优势人机对话子系统的优势SBSu 数据库子系统由数据库、数据数据库子系统由数据库、数据折取模块、数据字典、数据库管折取模块、数据字典、数据库管理系统及数据查询模块等部件组理系统及数据查询模块等部件组成成9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 数据库子系统数据库子系统SBSu DSSDSS数据库应该由内置数据库和外数据库应该由内置数据库和外部数据源数据库两部分组成。部数据源数据库两部分组成。9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 数据库子系统的组成数据库子系统的组成SBS模型库子系统模型库子系统u 模型是以某种形式反映客观事物的模型是以某种形式反映客观事物的本质属性，揭示其运动规律的描述。本质属性，揭示其运动规律的描述。为了把握客观事物的发展变化，人们为了把握客观事物的发展变化，人们需要一种能普遍适应于表示和认识事需要一种能普遍适应于表示和认识事物内在联系及与外部关系的手段，而物内在联系及与外部关系的手段，而模型就是能满足这一需要的重要手段模型就是能满足这一需要的重要手段之一。之一。9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 模型库子系统模型库子系统SBSu 模型库子系统是构建和管理模型的计算模型库子系统是构建和管理模型的计算机软件系统，它是机软件系统，它是DSSDSS中最复杂、最难实现中最复杂、最难实现的部分。的部分。DSSDSS用户是依靠模型库中的模型进用户是依靠模型库中的模型进行决策的，因此我们认为行决策的，因此我们认为DSSDSS是由是由“模型驱模型驱动的动的”。应用模型取得的输出结果有三个作。应用模型取得的输出结果有三个作用：用：9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 模型库子系统的特点模型库子系统的特点SBSu直接用于制定决策直接用于制定决策u对决策的制定提出建议对决策的制定提出建议u用来估计决策实施后可能产生的后果用来估计决策实施后可能产生的后果9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 模型库子系统的作用模型库子系统的作用SBS模型按照经济内容可分：模型按照经济内容可分：u预测类模型：如产量预测模型、消费预预测类模型：如产量预测模型、消费预测模型等测模型等u综合平衡模型：如生产计划模型、投入综合平衡模型：如生产计划模型、投入产出模型等产出模型等u结构优化模型：如能源结构优化模型、结构优化模型：如能源结构优化模型、工业结构优化模型等工业结构优化模型等u经济控制类模型：如财政税收、信贷、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物价、工资、汇率等对国家经济的综合控制模型等制模型等9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 模型库子系统的类型模型库子系统的类型SBS模型库管理系统模型库管理系统u 模型库管理系统的主要功能是模型模型库管理系统的主要功能是模型的利用与维护。模型的利用包括决策问的利用与维护。模型的利用包括决策问题的定义和概念的模型化，从模型库中题的定义和概念的模型化，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。的维护包括模型的联结、修改与增删等。9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 模型库子系统的主要功能模型库子系统的主要功能SBSu 方法库子系统是存储、管理、调方法库子系统是存储、管理、调用及维护用及维护DSSDSS各部件要用到的通用各部件要用到的通用算法、标准函数等方法的部件，方算法、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。9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 方法库子系统方法库子系统SBSu 方法库子系统由方法库和方法库方法库子系统由方法库和方法库管理系统组成，方法库内存储的方法管理系统组成，方法库内存储的方法程序一般有：排序算法、分类算法、程序一般有：排序算法、分类算法、最小生成树算法、最小路径算法、计最小生成树算法、最小路径算法、计划评审技术、线型规划、整数规划、划评审技术、线型规划、整数规划、动态规划、各种统计算法、各种组合动态规划、各种统计算法、各种组合算法等。算法等。9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 方法库子系统的组成方法库子系统的组成SBS方法库基本数学方法统计方法优化方法预测方法计划方法金融方法判别分析因子分析二元关系分析方差分析回归分析法外摊法平滑法拟合法插值算法各种初等函数算法求解分析判别分析时间系列法因果分析法矩阵运算法计划评审法一般方法库中的方法集合图一般方法库中的方法集合图9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成SBSu DSSDSS具有专用具有专用DSSDSS、DSSDSS生成器与生成器与DSSDSS工具三个层次，它们面向不同的工具三个层次，它们面向不同的人员，起着不同的作用，三个层次相人员，起着不同的作用，三个层次相互间有着依推、支撑的关系。互间有着依推、支撑的关系。9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 决策支持系统的三个层次决策支持系统的三个层次SBSu DSSDSS生成器是一种能用来迅速和方便地生成器是一种能用来迅速和方便地研制构造专用研制构造专用DSSDSS的计算机硬件和软件系统。的计算机硬件和软件系统。它包括数据管理、模型管理和对话管理所它包括数据管理、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需的技术以及能将它们有机地结合起来的接口。接口。DSSDSS生成器生成器 DSSDSS生成器生成器9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成SBSu构造专用构造专用DSSDSS和和DSSDSS生成器的基础技术与生成器的基础技术与基本硬件和软件单元。基本硬件和软件单元。DSSDSS工具的概念基于工具的概念基于两点：两点：u不同的不同的DSSDSS在开发技术和构件上都有共性在开发技术和构件上都有共性部分部分u从零点开始的从零点开始的DSSDSS开发方式周期过长，与开发方式周期过长，与应用对象的变化不相适应。应用对象的变化不相适应。9.2 9.2 决策支持系统系统的组成决策支持系统系统的组成 DSSDSS工具工具SBSu由于由于DSSDSS中计算机一方的重点还在于模型中计算机一方的重点还在于模型的定量计算，人们对话方式与大多数不熟的定量计算，人们对话方式与大多数不熟悉计算机的使用者尚存在一定的距离，限悉计算机的使用者尚存在一定的距离，限制了制了DSSDSS的应用效果。因此如何将人工智的应用效果。因此如何将人工智能技术引入传统的能技术引入传统的DSSDSS形成智能型形成智能型DSSDSS（IDSSIDSS），较大的改进），较大的改进DSSDSS的性能，成的性能，成为了一个新课题。为了一个新课题。9.3 9.3 智能决策支持系统智能决策支持系统智能决策支持系统的产生智能决策支持系统的产生SBSu 人工智能应用的两大分支是人工智能应用的两大分支是专家系统专家系统（Expert SystemsExpert Systems，简称，简称ESES）和）和人工神人工神经网络经网络（Artificial Neural NetworkArtificial Neural Network，简称简称ANNANN）。）。IDSSIDSS是在传统是在传统DSSDSS的基础上的基础上结合人工智能技术而形成的。结合人工智能技术而形成的。9.3 9.3 智能决策支持系统智能决策支持系统 人工智能人工智能SBS智能决策支持系统的结构智能决策支持系统的结构人机接口问题处理系统自然语言处理系统模型库管理系统数据库管理系统方法库管理系统知识库管理系统推理机模型库数据库方法库知识库用户9.3 9.3 智能决策支持系统智能决策支持系统SBSu 智能人机接口接受用自然语言或接近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自然语言的方式表达的决策问题及决策目标，这较大程度的改变了人机界面的性能。标，这较大程度的改变了人机界面的性能。9.3 9.3 智能决策支持系统智能决策支持系统 智能人机接口智能人机接口SBSu 问题处理系统位于问题处理系统位于IDSSIDSS的中心的中心位置，是联系人与计算机的及所存位置，是联系人与计算机的及所存储的求解资源的桥梁，主要由问题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。分析器与问题求解器两部分组成。9.3 9.3 智能决策支持系统智能决策支持系统 问题处理系统问题处理系统SBS人机接口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：推理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、过程交互信息问题描述结果问题处理系统的工程流程图9.3 9.3 智能决策支持系统智能决策支持系统SBSu知识库管理系统。知识库管理系统的功能主要有两个，知识库管理系统。知识库管理系统的功能主要有两个，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问题分析与判别所需知识的请求。是回答决策过程中问题分析与判别所需知识的请求。u知识库。知识库是知识库子系统的核心，知识库中所存知识库。知识库是知识库子系统的核心，知识库中所存储的是那些既不能用数据表示也不能用模型方式描述的专储的是那些既不能用数据表示也不能用模型方式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，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。同时也包括一些特定问题领域的专门知识。u推理机。推理机。推理是指从已知事实推出新事实（结论）的推理是指从已知事实推出新事实（结论）的过程，推理机是一组程序，它针对用户问题去处理知识库过程，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）。（规则和事实）。9.3 9.3 智能决策支持系统智能决策支持系统 知识库系统和推理机知识库系统和推理机SBSu人工神经网络是基于案例学习的模型，人工神经网络是基于案例学习的模型，具有良好的自组织、自学习和自适应能具有良好的自组织、自学习和自适应能力，因而特别适用于处理复杂问题和开力，因而特别适用于处理复杂问题和开放系统。放系统。9.3 9.3 智能决策支持系统智能决策支持系统 人工神经网络在决策分析中的人工神经网络在决策分析中的应用应用SBSu 在客户关系管理和交易服务方面，人工神经在客户关系管理和交易服务方面，人工神经网络能用来分析、评估客户特征和信用，据此划网络能用来分析、评估客户特征和信用，据此划分、管理和服务于客户。一些客户众多的企业，分、管理和服务于客户。一些客户众多的企业，如金融、电信行业的企业，有浩瀚的客户基本信如金融、电信行业的企业，有浩瀚的客户基本信息和交易信息，加之客户分析评估问题的结构化息和交易信息，加之客户分析评估问题的结构化程度较低，处理工作量非常大且颇有难度。这些程度较低，处理工作量非常大且颇有难度。这些企业面临的客户抱怨和信用风险问题成为突出问企业面临的客户抱怨和信用风险问题成为突出问题，仅仅靠人力难以解决。一个能将客户基本属题，仅仅靠人力难以解决。一个能将客户基本属性和贡献记录转换出客户优质度的人工神经网络性和贡献记录转换出客户优质度的人工神经网络可以用来划分客户，找出优质客户；学会根据客可以用来划分客户，找出优质客户；学会根据客户特性和交易记录对应出客户产品和服务偏好的户特性和交易记录对应出客户产品和服务偏好的人工神经网络可为产品设计、客户个性化服务提人工神经网络可为产品设计、客户个性化服务提供有力帮助。供有力帮助。9.3 9.3 智能决策支持系统智能决策支持系统SBSu 随着跨区域和跨国经济的发展，各种组随着跨区域和跨国经济的发展，各种组织布局有点向面，逐步走向全球化。群体决策织布局有点向面，逐步走向全球化。群体决策不再仅仅是多人坐在一起分析问题、评价方案不再仅仅是多人坐在一起分析问题、评价方案的活动，还要求多个决策者能在一个周期内异的活动，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的方案，依靠原时异地合作协商寻求解决问题的方案，依靠原来的方法进行群体决策在客观上已难以实现。来的方法进行群体决策在客观上已难以实现。9.4 9.4 群体决策支持系统群体决策支持系统群体决策支持系统的产生群体决策支持系统的产生SBSu GDSSGDSS是一种在是一种在DSSDSS基础上利用计算机网基础上利用计算机网络和通信技术，供多个决策者为一个共同络和通信技术，供多个决策者为一个共同的目标，通过某种规程相互协作地探寻半的目标，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结构化或非结构化决策问题解决方案的信息系统。息系统。9.4 9.4 群体决策支持系统群体决策支持系统群体决策支持系统的基本概念群体决策支持系统的基本概念SBSGDSSGDSS的特点的特点u不受时间与空间的限制不受时间与空间的限制u能让决策者相互之间便捷地交流信息与共享信能让决策者相互之间便捷地交流信息与共享信息，减少片面性息，减少片面性u决策者可以克服消极的心理影响，无保留的表决策者可以克服消极的心理影响，无保留的表达自己的意见达自己的意见u能集思广益，激发决策者的思路，使问题的方能集思广益，激发决策者的思路，使问题的方案尽可能趋于完美案尽可能趋于完美u可防止小集体主义及个性对决策结果的影响可防止小集体主义及个性对决策结果的影响u可以提高决策群体成员对决策的满意度和置信可以提高决策群体成员对决策的满意度和置信度度u群体越大效果越显著群体越大效果越显著9.4 9.4 群体决策支持系统群体决策支持系统群体决策支持系统的特点群体决策支持系统的特点SBSu对决策者面对面的集中于一室在同对决策者面对面的集中于一室在同一时间进行决策的情况，一时间进行决策的情况，GDSSGDSS可设立可设立一个于传统会议室相似的电子会议室一个于传统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。决策室站点相互合作完成决策事务。决策室是相对较简单的是相对较简单的GDSSGDSS。9.4 9.4 群体决策支持系统群体决策支持系统GDSSGDSS的类型的类型决策室决策室SBSu 建立在计算机局域网基础上的，用于建立在计算机局域网基础上的，用于多为决策者在近距离内的多个房间（一般多为决策者在近距离内的多个房间（一般是自己的办公室）里定时或不定时作群体是自己的办公室）里定时或不定时作群体决策的系统即是局域决策网。网上各位决决策的系统即是局域决策网。网上各位决策者通过互联网的计算机站点进行通信，策者通过互联网的计算机站点进行通信，相互交流，共享处于网络服务器或中央处相互交流，共享处于网络服务器或中央处理机的公共决策资源，在某种规程的控制理机的公共决策资源，在某种规程的控制下实现群体决策。这种类型的主要优点是下实现群体决策。这种类型的主要优点是克服时间决策的限制，也即决策者可以在克服时间决策的限制，也即决策者可以在决策周期内时间分散的参与决策。决策周期内时间分散的参与决策。9.4 9.4 群体决策支持系统群体决策支持系统GDSSGDSS的类型的类型局域网决策局域网决策SBSu 虚拟会议利用计算机网络的通信虚拟会议利用计算机网络的通信技术，使分散的各地的决策者在某一技术，使分散的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时间内能以不见面的方式进行集中决策。虚拟会议在实质上与决策室相同，策。虚拟会议在实质上与决策室相同，它的优点就是克服空间距离的限制。它的优点就是克服空间距离的限制。9.4 9.4 群体决策支持系统群体决策支持系统GDSSGDSS的类型的类型虚拟会议虚拟会议SBSu 远程决策网充分利用广域网等信息远程决策网充分利用广域网等信息技术来支持群体决策，它综合了局域技术来支持群体决策，它综合了局域决策网和虚拟会议的优点，可使决策决策网和虚拟会议的优点，可使决策参与者异时异地的对同一问题做出决参与者异时异地的对同一问题做出决策。但这种类型还不成熟，开发利用策。但这种类型还不成熟，开发利用也很少见。也很少见。9.4 9.4 群体决策支持系统群体决策支持系统GDSSGDSS的类型的类型远程决策网远程决策网SBS通信库子系统人机接口规程序子系统私有决策支持系统公共方法库管理系统公共数据库管理系统公共模型库管理系统公共显示设备主持人决策者决策者9.4 9.4 群体决策支持系统群体决策支持系统 GDSS GDSS系统的组成系统的组成