第八章決策支持與商務(wù)智能

第八章決策支持與商務(wù)智能本章內(nèi)容8.1決策支持系統(tǒng)8.2人工智能與專家系統(tǒng)8.3聯(lián)機(jī)分析處理8.4商務(wù)智能方法與應(yīng)用決策過(guò)程和決策問(wèn)題決策過(guò)程：人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)一定目標(biāo)而制定行動(dòng)方案，并準(zhǔn)備實(shí)施的活動(dòng)過(guò)程，是一個(gè)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程。決策問(wèn)題一般用“結(jié)構(gòu)”這個(gè)概念來(lái)描述問(wèn)題結(jié)構(gòu)化程度的三種描述：結(jié)構(gòu)化半結(jié)構(gòu)化非結(jié)構(gòu)化根據(jù)結(jié)構(gòu)化程度和層次劃分決策問(wèn)題結(jié)構(gòu)化程度是指對(duì)某一個(gè)過(guò)程的環(huán)境和規(guī)律，能否用明確的語(yǔ)言（數(shù)學(xué)的或邏輯學(xué)的，形式的或非形式的，定量的或推理的）給予清晰的說(shuō)明或描述。決策支持系統(tǒng)的定義DSS是以管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、控制論和行為科學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、模擬技術(shù)和信息技術(shù)為手段，面對(duì)半結(jié)構(gòu)化的決策問(wèn)題，支持決策活動(dòng)的具有智能作用的人－機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)的特征面向決策者：決策支持系統(tǒng)的輸入和輸出、起源和歸宿都是決策者。主要幫助管理人員完成半結(jié)構(gòu)化的決策問(wèn)題強(qiáng)調(diào)支持的概念：輔助和支持管理人員，而非取而代之。強(qiáng)調(diào)交互式的處理方式?jīng)Q策支持系統(tǒng)的功能⑴管理并隨時(shí)提供與決策問(wèn)題有關(guān)的組織內(nèi)部信息搜集、管理并提供與決策問(wèn)題相關(guān)的組織外部信息及時(shí)搜集提供有關(guān)各項(xiàng)活動(dòng)的反饋信息能以一定的方式存儲(chǔ)和管理與決策問(wèn)題相關(guān)的各種數(shù)學(xué)模型能夠存儲(chǔ)并提供常用的數(shù)學(xué)方法及算法決策支持系統(tǒng)的功能⑵上述數(shù)據(jù)、模型和算法能夠容易的添加和修改能夠靈活的運(yùn)用模型與方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、匯總、分析、預(yù)測(cè)，得出所需的綜合信息與預(yù)測(cè)信息。具有方便的人機(jī)對(duì)話和圖像輸出功能，能夠滿足隨機(jī)的數(shù)據(jù)查詢要求，回答“如果…則…”之類的問(wèn)題。提供良好的數(shù)據(jù)通信功能具有使用者能夠忍受的加工速度與響應(yīng)時(shí)間，不影響使用者的情緒。決策支持系統(tǒng)的基本模式?jīng)Q策支持系統(tǒng)的模式一個(gè)完整的決策支持系統(tǒng)的模式被表示為DSS本身以及它與真實(shí)系統(tǒng)、管理者和外部環(huán)境的關(guān)系。管理者處于核心位置決策支持系統(tǒng)的基本構(gòu)件人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)：DSS中用戶與計(jì)算機(jī)的接口，其核心是人機(jī)界面。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：存儲(chǔ)、管理、提供與維護(hù)用于決策支持的數(shù)據(jù)的基本構(gòu)件，是支撐模型庫(kù)系統(tǒng)及方法庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。模型庫(kù)系統(tǒng)：傳統(tǒng)的DSS的重要支柱，是DSS最有特色的構(gòu)件之一。方法庫(kù)系統(tǒng)：存儲(chǔ)、管理、調(diào)用和維護(hù)DSS各構(gòu)件要用到的通用算法、標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)等方法的構(gòu)件。知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)DSS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上述構(gòu)件之間的關(guān)系組成了DSS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。不同功能特色的DSS，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不同。當(dāng)前存在的結(jié)構(gòu)包括三角式結(jié)構(gòu)，串連結(jié)構(gòu)，熔合式結(jié)構(gòu)以及以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心的結(jié)構(gòu)等。三角式結(jié)構(gòu)串連式結(jié)構(gòu)DSS的系統(tǒng)分析方法－ROMC表述（Representation）采用表格、圖表、數(shù)據(jù)、文本或模型等概念化的形式來(lái)描述各個(gè)活動(dòng)的規(guī)范和內(nèi)容，而不必描述決策過(guò)程整體；操作（Operation）將概念化的描述轉(zhuǎn)換為相應(yīng)決策活動(dòng)中的具體操作，這些操作無(wú)須確定先后順序；記憶輔助（MemoryAids）對(duì)決策者采用的決策方法與決策數(shù)據(jù)的記憶手段加以辨識(shí)可確定DSS應(yīng)該具有的各種記憶輔助功能；控制機(jī)制（ControlMechanisms）關(guān)于如何引導(dǎo)決策者使用表述、操作、記憶輔助，以便根據(jù)他們個(gè)人的風(fēng)格、技能和知識(shí)綜合進(jìn)行決策的機(jī)制。決策支持系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)智能決策支持系統(tǒng)（IDSS）：充分利用專家系統(tǒng)定性分析與DSS定量分析的能力；群體決策支持系統(tǒng)（GDSS）：DSS與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，能夠供一定決策者共同參與進(jìn)行決策的；分布式?jīng)Q策支持系統(tǒng)（DDSS）：在GDSS的基礎(chǔ)上，將分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)與知識(shí)庫(kù)等決策資源有機(jī)集成。智能決策支持系統(tǒng)（IDSS）IDSS在DSS基礎(chǔ)上增設(shè)了知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)與問(wèn)題處理系統(tǒng)，人機(jī)對(duì)話部分加入了自然語(yǔ)言處理系統(tǒng)。IDSS以知識(shí)庫(kù)為核心，引入了啟發(fā)式等人工智能求解方法，使傳統(tǒng)DSS原來(lái)由人承擔(dān)的定性分析工作部分或者大部分轉(zhuǎn)由機(jī)器完成。

四庫(kù)IDSS的基本結(jié)構(gòu)群體決策支持系統(tǒng)（GDSS）群體決策支持系統(tǒng)（GDSS）是一種在DSS基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，供多個(gè)決策者為了一個(gè)共同的目標(biāo)，通過(guò)某種規(guī)程相互協(xié)作地探詢半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化決策問(wèn)題的信息系統(tǒng)。群體決策支持模型本章內(nèi)容8.1決策支持系統(tǒng)8.2人工智能與專家系統(tǒng)8.3聯(lián)機(jī)分析處理8.4商務(wù)智能方法與應(yīng)用人工智能(AI)人工智能是在計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新興邊緣學(xué)科。研究怎樣讓計(jì)算機(jī)或智能機(jī)器（包括硬件和軟件）模仿、延伸和擴(kuò)展人腦從事推理、規(guī)劃、計(jì)算、思考、學(xué)習(xí)等思維活動(dòng)，解決迄今為止需要人類專家才能處理好的復(fù)雜問(wèn)題。人工智能學(xué)科體系的三個(gè)層次人工智能理論基礎(chǔ)：與人工智能有關(guān)的數(shù)學(xué)理論、思維科學(xué)理論和計(jì)算機(jī)工程技術(shù)，都是人工智能的理論基礎(chǔ)。人工智能原理：人工智能的作用原理是以知識(shí)的表達(dá)、知識(shí)的處理、知識(shí)的獲取與學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的，利用知識(shí)求解問(wèn)題的基本技術(shù)為主要研究?jī)?nèi)容。人工智能工程系統(tǒng)：根據(jù)人工智能原理而建立的工程系統(tǒng)，如專家系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)、智能機(jī)器人系統(tǒng)等都屬于人工智能工程技術(shù)的范圍。實(shí)質(zhì)是人工智能的應(yīng)用。人工智能的研究?jī)?nèi)容和目的機(jī)器思維與思維機(jī)器。機(jī)器思維：?jiǎn)l(fā)式程序、專家系統(tǒng)、知識(shí)工程、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器證明、機(jī)器博弈等。思維機(jī)器：智能計(jì)算機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)、推理機(jī)、博弈機(jī)、邏輯機(jī)、自動(dòng)機(jī)、神經(jīng)細(xì)胞模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、腦模型等。機(jī)器感知與感知機(jī)器。機(jī)器感知：文字、圖像、物體、聲音等模式識(shí)別與自然語(yǔ)言理解；計(jì)算機(jī)視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)等。感知機(jī)器：文字、圖像、聲音、語(yǔ)言的識(shí)別機(jī)、感知機(jī)等；觸覺(jué)感知器，平衡感知器，各種智能傳感器等。機(jī)器行為與行為機(jī)器。機(jī)器行為：自適應(yīng)、自鎮(zhèn)定、自尋優(yōu)等智能控制、管理和決策行為，機(jī)器人在不確定的、動(dòng)態(tài)的環(huán)境中的“漫游”行為。行為機(jī)器：智能控制器、智能效應(yīng)器、智能機(jī)械手、智能機(jī)器人等。專家系統(tǒng)的概念研究出發(fā)點(diǎn)不同，看待問(wèn)題的觀點(diǎn)不同，追求的目標(biāo)不同，導(dǎo)致對(duì)專家系統(tǒng)的定義存在不一致的看法。通用定義：專家系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能及其它理論，將某個(gè)特定領(lǐng)域內(nèi)專家的知識(shí)或者推理過(guò)程在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，并且用來(lái)解決過(guò)去需要專家才能解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的七個(gè)特征具有專家水平的專門知識(shí)符號(hào)處理一般問(wèn)題的求解能力復(fù)雜度和難度具有解釋功能具有獲取知識(shí)的能力知識(shí)和推理機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立按不同分類標(biāo)準(zhǔn)劃分專家系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)療專家系統(tǒng)、勘探專家系統(tǒng)、石油專家系統(tǒng)、氣象專家系統(tǒng)、生物專家系統(tǒng)、法律專家系統(tǒng)等。知識(shí)表示技術(shù)：基于邏輯的專家系統(tǒng)、基于規(guī)則的專家系統(tǒng)、基于語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的專家系統(tǒng)、基于框架的專家系統(tǒng)等。推理控制策略：正向推理專家系統(tǒng)、反向推理專家系統(tǒng)、元控制專家系統(tǒng)等。 采用的不精確推理技術(shù)：確定理論推理技術(shù)專家系統(tǒng)、主觀Bayes推理專家系統(tǒng)、可能性理論推理技術(shù)專家系統(tǒng)、D/S證據(jù)理論推理技術(shù)專家系統(tǒng)等。 結(jié)構(gòu)：?jiǎn)螌＜蚁到y(tǒng)和群專家系統(tǒng)（亦稱協(xié)同式多專家系統(tǒng)）。處理的問(wèn)題類型：十大類型。按處理問(wèn)題的類型劃分專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)按所處理的問(wèn)題類型分類專家系統(tǒng)任務(wù)類型的層次結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)知識(shí)庫(kù)中包含信息和經(jīng)驗(yàn)法則，專家系統(tǒng)的核心就是知識(shí)庫(kù)中存儲(chǔ)的知識(shí)；推理機(jī)是專家系統(tǒng)的中央處理單元；知識(shí)獲取子系統(tǒng)可以在知識(shí)庫(kù)中加入新的規(guī)則；解釋子系統(tǒng)用來(lái)解釋求得結(jié)果的過(guò)程。專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)常用的知識(shí)表示方法－產(chǎn)生式規(guī)則一般形式為P->QP代表一組前提（條件或者狀態(tài)），Q表示若干結(jié)論（或者動(dòng)作）一系列這樣的規(guī)則就組成了一個(gè)知識(shí)庫(kù)推理程序從前往后順序的進(jìn)行匹配推理機(jī)的工作以“匹配－沖突消解－操作”的方式循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)直到解決問(wèn)題。常用的知識(shí)表示方法－框架框架是一種知識(shí)結(jié)構(gòu)化表示方法，也是一種定型狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；頂層是固定的，表示某個(gè)固定的概念、對(duì)象或者事件；下層是由槽組成，每一個(gè)槽可以有任意有限數(shù)目的側(cè)面；每個(gè)側(cè)面又可以有任意數(shù)目的值，且側(cè)面還可以是其它框架（稱為子框架）；相互關(guān)聯(lián)的框架連接起來(lái)組成框架系統(tǒng)，或者框架網(wǎng)絡(luò)；不同的框架網(wǎng)絡(luò)又可通過(guò)信息檢索組成更大的系統(tǒng)，代表一塊完整的系統(tǒng)。用框架描述“椅子”的概念框架網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)和推理兩種活動(dòng)繼承推理填槽：即框架未知內(nèi)容的槽的填寫匹配：即根據(jù)已知事件尋找合適的框架，用于描述當(dāng)前事件，并對(duì)未知事件進(jìn)行預(yù)測(cè)推理繼承推理：各框架之間可以構(gòu)成繼承關(guān)系。匹配預(yù)測(cè)，聯(lián)想和直覺(jué)常用的知識(shí)表示方法－語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)帶標(biāo)識(shí)的有向圖，有向圖的結(jié)點(diǎn)表示各種事務(wù)、概念、屬性等，有向圖的弧表示各種語(yǔ)義聯(lián)系，指明所連接結(jié)點(diǎn)之間的某種聯(lián)系。一個(gè)簡(jiǎn)單的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三種活動(dòng)繼承推理：通過(guò)is-a弧，一個(gè)概念結(jié)點(diǎn)的所有屬性和信息可以繼承到實(shí)例結(jié)點(diǎn)。匹配推理：語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)推理的基礎(chǔ)根據(jù)提問(wèn)內(nèi)容構(gòu)造一個(gè)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)碎片，在系統(tǒng)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中尋找匹配，使變量結(jié)點(diǎn)在匹配過(guò)程中得到賦值。散射激活推理在一對(duì)概念間進(jìn)行推理時(shí)，尋找代表這兩個(gè)概念的結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系，即從這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)開始，然后激活與之連接的全體結(jié)點(diǎn)，依次地激活與這些結(jié)點(diǎn)連接的全體結(jié)點(diǎn)，如此往外擴(kuò)散。當(dāng)某概念同時(shí)從兩個(gè)方向上激活，就算找到了一種聯(lián)系。專家系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)－第一代專家系統(tǒng)特點(diǎn)高度專業(yè)化，但結(jié)構(gòu)、功能不完整，移植性差；專門問(wèn)題求解能力強(qiáng)，但缺乏推理解釋功能。專家系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)－第二代專家系統(tǒng)特點(diǎn)學(xué)科專用型系統(tǒng)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較完整，功能較全面，移植性好；具有推理解釋功能，使用戶比較清楚地了解系統(tǒng)地解題過(guò)程；采用啟發(fā)式推理、似然推理、非精確推理，增強(qiáng)了系統(tǒng)的表達(dá)能力；把具有一定普遍意義的推理方法與大量同領(lǐng)域相關(guān)的專門知識(shí)結(jié)合起來(lái)，從而使這些系統(tǒng)具有廣泛的通用性；用產(chǎn)生式規(guī)則、框架、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表達(dá)知識(shí)專家系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)－第三代專家系統(tǒng)特點(diǎn)向用戶實(shí)際的復(fù)雜問(wèn)題求解；具有綜合性、多方面的集成功能；應(yīng)用多學(xué)科、多專業(yè)、多專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行并行協(xié)同解題；依靠諸如模型、方法、軟件和接口等多種技術(shù)集成進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造；基于分布式、開放性軟硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享和知識(shí)重用本章內(nèi)容8.1決策支持系統(tǒng)8.2人工智能與專家系統(tǒng)8.3聯(lián)機(jī)分析處理8.4商務(wù)智能方法與應(yīng)用從OLTP到OLAPOLAP和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)OLAP應(yīng)用構(gòu)建于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)而非數(shù)據(jù)庫(kù)之上，主要是由于以下三個(gè)技術(shù)方面的原因：計(jì)算機(jī)處理速度階躍式增長(zhǎng)，單位字節(jié)的存儲(chǔ)和處理成