決策支持系統(tǒng)

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日常決策Profolio Management System

2、： 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

3、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、維護和組織決策模型、求解方法；用模型及方法對數(shù)據(jù)進行加工、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 “Whatif ,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)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)

4、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，進行“如果將會怎樣？ ”詢問。對所提方案進行靈敏度分析，或者以新參數(shù)進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中，綜合其他不適宜進入模型因素，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

5、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、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

6、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

7、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維護人員也需要方便工作環(huán)境。從系統(tǒng)使用和維護兩個角度，人機對話子系統(tǒng)總目標(biāo)要求:（1）使用戶了解系統(tǒng)可提供數(shù)據(jù)、模型及方法。（2）通過“如果則（Whatif）”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

8、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 warehouse）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

9、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：模型聯(lián)結(jié)、修改及增刪等。模型使用及維護實質(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)

10、元 專家系嫦 一機器學(xué)P3.2 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kIDSS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)規(guī)則、因果關(guān)系及經(jīng)驗等知識獲取、解釋

11、、表示、推理以及管理及維護系統(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”、“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

12、，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)，能彌補專家系統(tǒng)不足。t輸出處理J0加權(quán)X1 X2 X3 X4 輸入ES及ANN比較ESANN開發(fā)時間長，專

13、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。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（庫存量進貨后再補發(fā)&g

14、t;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

15、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NSSNegotiation Supp