~个人收藏~管理信息系统 配套超级详细课件 第11章 决策支持系统.ppt

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1、第第11章章 决策支持系统决策支持系统DSS的产生和发展的产生和发展DSS的功能定义的功能定义DSS的组成与结构的组成与结构DSS的系统结构的系统结构智能决策系统智能决策系统群体决策支持系统群体决策支持系统DSSDSSDSSDSS的产生和发展的产生和发展的产生和发展的产生和发展决策支持系统是管理信息系统(MIS)概念的深化和发展,是在MIS的基础上产生和发展起来的。1.20世纪世纪70年代中期年代中期“决策支持系统（DSS）概念的提出，标志着计算机应用与信息技术支持的研究进入了一个新的阶段，并开始形成决策支持系统新学科。特点特点 大多是初阶的决策支持系统；系统只有三个部件 模型库MB：数据库D

2、B：人机交互系统2.20世纪世纪80年代年代 （1）有关进展）有关进展 产生了新的理论和方法，比如：知识库KB 方法库AB 人工智能 专家系统ES （2）特点特点 定性分析与定量分析相结合；提高了DSS支持非结构化决策问题的能力；仍然属于单用户系统。3.20世纪世纪90年代年代 特征：特征：智能型、交互式、集成化的I3DSS；数据仓库DW（Data Warehouse）、数据开采DM（Data Mining）、Intranet等的应用。DSSDSSDSSDSS的功能定义的功能定义的功能定义的功能定义1.综合定义综合定义 DSS是一种以计算机为工具，应用决策科学及有关学科的理论与方法，以人机交互

3、方式辅助决策者解决半结构化和非结构化决策问题的信息系统。2 2、性质、性质（1）方案代价与后果能定量计算、方案的优劣有明确的分析与比较规则的情况不多，即结构化决策在实际中是少数。（2）带有决策者大量的主观因素，依赖于决策者的经验分析与判断。因此，所选方案因人而异。3.DSS的基本特征的基本特征（1）针对上层管理人员面临的结构化程度不高、说明不充分的问题；（2）模型或分析技术与传统的数据存取技术和检索技术相结合；（3）易于为非计算机专业人员以交互会话的方式使用；（4）强调灵活性和适应性；（5）支持而非代替高层决策者制定决策。DSS的功能1.1.内部信息管理内部信息管理 2.2.外部信息管理外部信

4、息管理 3.信息反馈信息反馈4.4.数学模型的存储与管理数学模型的存储与管理5.5.方法和算法的存储与管理方法和算法的存储与管理 6.系统维护系统维护7.7.数据的加工与处理数据的加工与处理 8.8.人机对话功能人机对话功能9.9.图形图像输出图形图像输出10.10.数据通信功能数据通信功能 11.11.高效可靠高效可靠DSSDSSDSSDSS的组成与结构的组成与结构的组成与结构的组成与结构DSS的概念模式的概念模式 1.意义意义 (1)DSS由若干部件按一定的结构组成，部件不同、结构不同，功能上就有差异。(2)DSS的概念模式反映DSS的一般形式与“真实系统”、人和外部环境的关系。(3)DS

5、S是对决策问题与决策过程的系统分析阶段的基础工作。2.DSS的基本模式的基本模式Fig.2 DSS的基本概念模式图真实系统环境外部信息内部信息与人的行为有关的信息问题决策决策者操作响应对话系统数据库系统模型库系统 3.特点特点 (1)决策者在决策过程中处于中心地位;(2)信息传递、数据组成关系；(3)我们追求在求解过程、用户环境、适应性等方面具有较高的柔性，更多地强调决策者主观能动性的发挥。4.DSS系统分析系统分析 ROMC方法：（1）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，其中不必描述决策过程整体。(2)操作（Oper

6、ations）将概念化的描述转化为相应决策活动中的具体操作分析，这些操作无需确定前后顺序。(3)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辨识。(4)控制机制（Control Mechanisms）如何引导决策者使用表述、操作、记忆辅助，以便根据他们的个人风格、技能和知识综合进行决策的机制，如菜单、人机交互基本约定、学习与帮助等。DSSDSSDSSDSS的系统结构的系统结构的系统结构的系统结构DSS结构的分类结构的分类 1.多库系统结构多库系统结构 以数据库、模型库、方法库、知识库与对话管理子系统为基本部件构成的一种结构。2.子系统结构子系统结构 以自然语

7、言、问题处理、知识库等子系统为基本部件构成的结构。DSS的基本结构的基本结构 1.三角式结构三角式结构 （1）由对话管理子系统、数据库管理子系统和模型库管理子系统组成的两库三角结构。DSS的两库三角结构图对话管理子系统模型库管理系统数据库管理系统数据库模型库用户用户 （2）由对话管理子系统、数据库管理子系统、模型库管理子系统和方法库组成的三角结构。DSS的三库三角结构图对话管理子系统模型库管理系统数据库管理系统数据库模型库用户用户方法库管理系统方法库 2.其他结构其他结构 (1)串联结构模型库与数据库直线串联 (2)融合式结构数据库与模型库融合人机对话子系统人机对话子系统 是DSS中的人机接口

8、，核心是人机界面。其设计要求是：对用户：对用户：1.能使用户了解系统所能提供的数据、模型及方法的情况，如数据模式与范围，模型的种类与数量、用途与运行要求等.2.提问方式:“如果,则”(Whatif).3.对请求与输入有足够的检验与容错能力，提供必要的提示与帮助.4.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.5.在决策过程结束后，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.根据用户的需要，方便地以多种方式输出信息、结论或依据等.对系统维护人员对系统维护人员：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.利用统计分析工具，分析偏差的规律与趋势.3.临时性地

9、、局部性地修改模型，运行模型，并将结果与实际情况对比，有助于发现问题.4.在模型与方法之间，安排不同的使用方式与组合方式，以便进行比较分析.在这方面，特别强调系统的修改功能。数据库管理子系统数据库管理子系统 是存储、管理、提供与维护用于决策支持的数据的DSS的基本部件，是支撑模型库子系统与方法苦子系统的基础。1.数据库数据库 DSS数据库中存放的数据大部来自MIS等信息系统的数据库，这些是源数据库。还有其他经过加工、浓缩或汇总的数据。2.数据析取模块数据析取模块 从源数据库中提取能用于决策支持的数据，对源数据进行选择、浓缩与转换。3.数据字典数据字典 用于描述与维护各数据项的属性、来龙去脉及相

10、互关系。可看作是数据库的一部分。4.数据库管理系统数据库管理系统DBMS 用于管理、提供和维护数据库中的数据，同时也是与其他子系统的接口。5.数据查询模块数据查询模块 用于解释来自人机对话及模型库子系统的数据请求,通过查阅数据字典如何满足这些请求,并详细阐述向DBMS的数据请求，最后将结果返回对话管理子系统，或直接用于模型的构建与计算。模型库子系统模型库子系统 模型是一种普遍适用于表示和认识事物内在联系及与外部关系的一种重要手段。在DSS中设立模型库子系统的目的是为了在不同条件下通过模型来实现对问题的动态描述，以便探索或选择令人满意的问题解。1.模型库模型库 主要存储的是能让各种决策问题共享，

11、或专门用于某特定决策问题的模型的基本模块或单元模型，包括它们之间的关系。在此基础上再构造决策支持模型。2.决策支持模型类别（按经济内容分）决策支持模型类别（按经济内容分）（1）预测类模型 如产量预测模型、消费预测模型等。（2）综合平衡模型 如生产计划模型、投入产出模型等。（3）结构优化模型 如能源结构优化模型、工业结构优化模型等。（4）经济控制类模型 如财政税收、信贷、物价、工资、汇率等。3.模型单元的存储方式模型单元的存储方式 （1）子程序存储方式 将模型的输入、输出格式及算法用完整的程序表示。不足是不利于修改，各模型相同部分重负存储。（2）语句存储方式 借助于建模语言，以语句的形式组成与模

12、型各部分相对应的语句集合，在进行存储。（3）数据存储方式 存储按照一定格式组织起来的数据项，使数据库与模型库用统一的方法进行管理。（4）逻辑关系存储：主要用于IDSS系统。4.模型库管理系统模型库管理系统 （1）模型的利用 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；运行模型。（2）模型的维护 模型的连接；模型的修改；模型的增删等。（3）模型库子系统与其他子系统的交互）模型库子系统与其他子系统的交互 模型的使用与维护模型的使用与维护是通过人机对话子系统予以控制与操作的。与数据库子系统的交互与数据库子系统的交互：获得各种模型所需的数据，实现模型输入、

13、输出，中间结果存取的自动化等。与方法库子系统的交互与方法库子系统的交互：实行目标搜索，灵敏度分析，仿真运行自动化等。方法库子系统方法库子系统 1.概念概念：方法库子系统是存储、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。2.组成组成:方法库方法库+方法库管理系统方法库管理系统 3.方法程序方法程序 (1)排序算法 (2)分类算法 (3)最小生成树算法 (4)最短路径算法 (5)计划评审技术 3.方法程序方法程序 (6)线性规划 (7)整数规划 (8)动态规划 (9)各种统计算法 (10)各种组合算法,等等 下图给出了一个方法的集合例子。

14、一种方法库中的方法集合图方法库基本数学方法各种初等函数算法插值算法拟合法平滑法外推法统计方法回归分析法方差分析法二元相关分析法因子分析判别分析优化方法判别分析求解分析优化方法因果分析法时间系列法计划方法计划评审法矩阵运算法金融方法DSS的技术层次的技术层次DSS的三个技术层次的三个技术层次1、专用、专用DSS 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都是针对某一个或者某一类特定问题领域的系统，即面向问题和最终用户的DSS，也就是我们通常所说的DSS。2、DSS生成器（生成器（DSS Generator）1.定义定义：是一种能用来迅速和方便地研制构造专用

15、DSS的计算机应用系统，是一种DSS的开发技术。2.组成组成 数据管理、模型管理、对话管理所需的技术；各子功能之间的接口。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。3.典型实例典型实例 (1)Execucom公司的IFPS(交互式财务计划系统)(2)Boeing计算机服务公司的EIS(Executive Information System),Tymshare公司的Express 3、DSS工具（工具（DSS Tools）是用来构造专用DSS和DSS工具的基础技术、基本硬件和软件单元，是一种计算机辅助开发工具。1.要解决的问题要解决的问题 (1)不同的的DSS在开发

16、技术与构件方面具有共性部分，例如，开发语言、结构框架、基本算法、输入输出程序等。(2)从零开始的DSS开发周期长，适应性差。（3）选择DSS工具的现成技术与构件，可提高DSS的标准化程度，改善可维护性，提高开发效率，降低开发难度与开发费用。2.实例实例 (1)净现值计算程序；(2)图形图像工具；(3)线性规划软件包；(4)数据库查询软件；(5)风险分析工具软件等。三种技术层次之间的关系三种技术层次之间的关系 DSS三种技术层次之间的关系如图所示。DSS三种技术层次关系图专用专用DSSDSS生成器生成器DSS工具工具 实际当中，（1）决策过程常常处在不断变化的环境之中，这就要求DSS能对决策过程

17、模型、参数、约束条件、内外部环境影响因素等及时予以改变或扩充。（2）利用DSS生成器开发DSS能使系统具有较好的灵活性、可扩充性和适应性。智能智能DSS IDSSIDSS的基本概念的基本概念传统传统DSS存在的问题存在的问题 1.人机对话方式与一般用户的使用要求存在差距。2.缺乏知识处理和学习机制，限制了DSS的实用性和使用效果。3.难以利用人类已有的知识。4.缺乏自组织、自学习和自适应能力，难以处理复杂的决策问题。人工智能应用于DSS的程度与范围不同，可以构成不同的IDSS问题处理系统方法库管理系统模型库管理系统模型库方法库用户用户数据库管理系统数据库知识库管理系统知识库推理机自然语言处理系

18、统人机接口四库IDSS的基本结构A、智能人机接口智能人机接口 1.接受用自然语言或接近自然语言的方式表达的决策问题或决策目标。2.用户可以使用自然语言提出决策问题，由自然语言处理功能进行转换。3.较大程度地改善了人机界面的性能。B、问题处理系统（问题处理系统（PPS）组成组成 处于IDSS的中心地位，又是IDSS中最活跃的部件，是联系人、机器、求解资源之间的桥梁。1.问题分析器。2.问题求解器。问题分析器自然语言处理系统人机接口问题求解器四库系统问题处理系统工作流程图决策问题、决策目标过程交互信息问题描述非结构化问题：推论或知识推理结构化问题：模型选择或构造求解资源工作流程工作流程 问题处理系

19、统的任务:1.识别和分析问题:判定问题的结构化程度;2.设计和选择求解方案;3.为问求解调用四库中的数据、模型、方法和知识等资源。4.触发推理机进行问题推理或新知识推求。C、知识库子系统和推理机知识库子系统和推理机知识库管理系统知识库管理系统 知识库管理系统的功能主要有两个：1.回答对知识维护的请求：知识库中知识的增、删、改等等。2.回答对所需知识请求：决策过程中问题分析与判断所需的知识。知识库知识库 知识库是知识库子系统的核心。1.知识库中存储的知识的构成知识库中存储的知识的构成 专家的知识与经验：决策专家的决策知识和经验知识 特定领域的一些专门知识 这些知识既不能用数据表示，也不能用模型方

20、法进行描述 知识库中知识的表示方法的重要性：知识的符号化过程，表示形式直接影响知识推理的方式和系统性能 2.知识库的结构知识库的结构 (1)事实库 存放事实或知识的描述 比如:“任务A是紧急订货”，“任务B是出口任务”等等 (2)规则库 存放决策规则的描述 比如 “IF 任务 a 是紧急订货,THEN 任务 a 按优先安排计划”。推理机推理机 推理推理：是从已知事实推出新事实（结论）的过程。推理机：是一组针对用户问题去处理知识库（规则推理机：是一组针对用户问题去处理知识库（规则和事实）的程序。和事实）的程序。推理原理推理原理：若事实若事实M为真，而且有一规则为真，而且有一规则“IF M THE

21、N N”存在，存在，则则N为真。为真。比如：如果事实“任务A是紧急订货”为真，存在规则“IF 任务i是紧急订货THEN任务i按优先安排计划”，那末任务A就应优先安排计划。群体群体DSS GDSSGDSS的基本概念的基本概念以上以上DSS存在的问题存在的问题 1.面向个人单个决策者。2.不能支持更广泛空间的异时异地的集体决策。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讨半结构化或结构化决策问题解决方案的信息系统。典型GDSS系统结构图通信库子系统公共模型库管理系统主持人公共数据库管理系统公共方法库管理系统规程库子系统人机接口

22、私有决策支持系统公共显示设备决策者决策者GDSS的特点的特点 1.不受时间与空间的限制；2.能让决策者之间便捷地交流和共享信息与知识，减少片面性；3.决策者可以克服消极的心理影响，无保留地发表自己的意见；4.能集思广益，使问题的解决方案尽可能趋于完美；5.可防止小集体主义或个性对决策结果的影响；6.提高决策群体成员对决策结果的满意程度和置信度;7.群体越大，效果越明显。8.复杂性高，研究与开发难度大，目前实用系统很少 工作原理工作原理 1.人机接口：接受决策群体的请求，如支持人关于会议要求与安排的发布，与会者对数据、模型、方法等决策资源的请求。2.通信库子系统：是系统的核心，存储与管理主题信息

23、、会议进程信息及与会者的来往信息等，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、方法库之间的通信。3.规程库子系统:存储与管理群体决策支持的运作规则、会议事件流程规则等，决策者意见发送优先级规则、各种协调规则等。GDSS的类型的类型 根据决策问题面临的组织环境、人员空间分布、决策周期长短等因素，GDSS具有不同的类型。决策室决策室 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完成决策事务，是相对简单的GDSS。局域决策网局域决策网 建立于计算机LAN之上，用于多位决策者在近距离内的不同房间里，定时或不定时作群体决策的系统，决策者可在决策周期内分散地参与决策。虚拟会议虚拟会议VC（Virtual Conference）利用计算机网络技术，使分散在各地的决策者在某一时间内以不见面的方式进行集中决策的GDSS。远程决策网远程决策网RDN（Remote Decision Network）利用广域网（WAN）技术，综合局域决策网与虚拟会议的优点，使决策参与者异时异地地对同一问题进行决策。