第七章决策支持系统与专家系统

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1、word第七章 决策支持系统与专家系统 随着 MIS的开展，人们发现MIS的作用并没有达到所期望的社会经济效果，主要原因在于MIS主要解决的是管理中的结构化问题，而对于管理中的半结构化和非结构化决策问题如此难以提供信息支持。20世纪70年代以来，由于管理者越来越需求决策的信息，以便有效的管理和控制资源。如何运用计算机解决管理中的决策问题，也就成了亟待解决的问题。在此背景下，人们通过不断的求索，决策支持系统与专家系统应运而生。另外，运筹学模型、数理统计方法与软件的开展，多目标决策分析和知识表达技术，数据库管理系统，图形软件，各种软件开发工具，高性能计算机等，也为广泛的研制和应用决策支持系统与专家

2、系统提供了良好的技术准备和物质准备。7.1 决策支持系统 决策支持系统 decision support systems，简称DSS是在管理信息根底上开展起来的。从广义角度，可以认为决策支持系统是MIS的一局部，是管理信息系统概念的深化。 从20世纪70年代初提出决策支持系统的概念至今，人们对DSS 进展了不断地探索和研究，DSS 在理论和技术上都得到了迅速开展，取得了不少应用成果。但目前DSS 这一门学科仍处于成长开展时期，尚未形成一个完整的理论体系，有待进一步完善。7.1.1 决策支持系统的定义和特征 决策支持系统是一个不断开展的新领域，我们很难给出DSS 的一个完整和统一的定义，不同的学

3、者都是从不同的角度给予DSS 不同的解释。最早提出DSS 概念的高瑞 Gorry 和莫顿 Scott Morton认为，DSS 是支持决策者对半结构化、非结构化问题进展决策的系统；瑞蒙 C.Reimen 如此强调人机之间的互相作用，他认为DSS 最重要的特征是它有一种交互的特别分析能力，使管理者尽量完整地模拟问题并使之模型化； Bonozek 和 Whiston 认为DSS 是由三个局部组成的计算机系统：语言系统LS-提供用户与DSS 通信，知识系统KS-储存系统中的知识，问题处理系统PPS-对问题进展描述，提出问题的方法，得出问题的解答。也有人从“决策、“支持、“系统三方面来说明DSS ，“

4、决策意味着解决问题，在制定决策中解决问题，在解决问题的每一步 作出 决策。“支持主要指在决策过程中的每一阶段使用计算机与软件技术支持决策者。“系统是指一个人机交互的系统以与设计和实践中的系统性,等等。 由上可见，定义 DSS 是一件相当困难的事。DSS 的实用性是它的生命线，从应用角度我们将DSS 定义为：是以计算机为工具，能够综合利用各种数据、信息、知识、模型和人工智能技术，以人机交互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。DSS 应用了决策科学、运筹学、管理学、人工智能、计算机科学、行为科学等学科的理论和方法，是MIS的开展。 如何定义 DSS 并不是主要的问题，关键在于我

5、们进展DSS 的设计需要考虑决策者和决策过程的特点，把握DSS 的根本特征。一个DSS应该具有下述根本特征： 1、 对管理者面临的半结构化、非结构化决策问题提供支持； 2、支持而不是代替决策者的决策； 3、把模型的或分析技巧的应用与传统的数据存取功能结合起来； 4、支持决策过程的所有阶段； 5、强调改良决策的效能Effectiveness而不是提高决策的效率Efficiency； 6、具有方便的人机交互接口，易于非计算机专业人员掌握和使用DSS； 7、具有通用性和快捷响应的特性，能够快速支持决策者解决处于不同状态的某一领域中的决策问题； 8、 强调对环境与用户决策方法改变的灵活性和适应性。 用

6、构成决策支持系统的部件来表述DSS 的结构特征是理解什么是DSS 的又一重要方法。一般地说，DSS 的结构特征应包括以下几个方面： 1、 模型库与其管理系统； 2、 方法库与其管理系统； 3、 知识库与其管理系统； 4、 数据库与其管理系统； 5、 交互式计算机硬件与软件； 6、 对用户友好的建模语言。 虽然目前DSS 并没有标准模式和规X，但DSS 一定要能起决策支持的作用，能够帮助各级管理者特别是高层领导在各方面决策。7.1.2 决策支持系统对过程的支持 西蒙将决策 过程划分为三阶段， DSS 作为有效的决策支持工具应该对这个动态的决策过程提供支持。 一、对情报阶段的支持 情报阶段是问题或

7、机会的识别过程，一个 DSS 应具有如下功能： 1.采集和存储不同来源的数据。对于一个企业来说，应建立一个数据仓库，库中应存有关于社会的、经济的和法律的环境数据，有关市场、地区的特征与行为的竞争数据，企业内部的能力、资源、弱点 与限制 条件等的数据。 2.计算处理并检索有关可能出现的问题和机会的数据。能够进展数据的加工处理，允许决策者使用DSS搜寻数据库寻找信息。 3.向决策者提供关于问题和机会的报告。DSS能够提供多样化的报告格式。决策者能够得到他们所需要的信息，并以一种适合他们要求的格式展示出来，包括文本的和图表的格式等。 二、对设计阶段的决策支持 DSS对这个过程阶段提供的支持主要表现在

8、： 1.辅助理解问题。即能存储和提供与决策问题有关的各种模型。 2.辅助求解。对模型求解， 形成侯选的 决策方案。 3.测试解的可能性。即执行“What-if、模拟和目标求解分析。“What-if分析是对决策变量作假设性的改变以观察对目标变量结果的影响的过程。 三、对选择阶段的支持 选择阶段是选定决策方案的阶段， DSS对这个过程的支持表现在： 1.对备选方案进展排列。进展多方案、多目标、多准如此下的方案比拟和优化。 2.根据一 定的准如此来辅助决策。这些准如此可以是经济法如此，如回收率、回收期、最小本钱、最小风险等。通常要进展灵敏度分析。7.1.3 DSS 与 MIS 的比拟 DSS是在MI

9、S的根底上开展起来的，是MIS的高级形式。DSS与MIS相比，两者是有很大差异的。 从DSS和MIS名称看，MIS的含义比DSS更广泛，因为管理的职能包括计划、组织、决策和控制的职能，决策只是管理的职能之一。 从MIS和DSS的解决决策问题的类型来看，MIS主要解决的是管理中的结构化决策问题，而DSS如此面向的是半结构化和非结构化问题。 从MIS和DSS的技术特点来看，MIS是以分析和管理已有的信息为出发点，运用常规定量数学方法和一些确定的决策模型对问题进展描述、处理和求解。例如，财务决策、生产计划的编制和控制。而DSS是通过数据和模型的存取，为决策者提供一个分析其特定问题，模拟决策过程，提出

10、并选择决策方案，预测决策效果的决策支持环境。例如，为企业制定投资方案、制定经营方针等具有战略性的决策问题提供帮助。 从MIS和DSS面向的服务对象来看，MIS主要完成例行的业务活动中的信息处理，为中低层的决策服务；而DSS如此主要用于辅助决策活动，为中高层服务。 另外， MIS是以高效率为其追求的主要目标，要求信息的准确和与时；而DSS如此强调系统的有效性，即可实现某 一决策 目标。 关于 MIS与DSS的关系，目前主要有两种观点，一种是开展阶段论，其思想可用一个金字塔来形象地描述如图7.1a；另一种是大MIS论，其思想可用图如图7.1b来描述，该思想认为DSS是MIS的一局部。 1.4 决策

11、支持系统的结构 DSS的组成部件与其之间的关系构成了DSS的结构。系统的功能主要由系统的结构决定，具有不同功能特色的DSS，其系统结构也不一样。人们对DSS的结构进展了大量研究，取得了不少成果，建立了具有不同结构特点的DSS。由于篇幅的限制，我们在这里介绍一种比拟成熟的结构模式。其DSS结构如图7.2所示： 由图可看出 ， DSS主要由三局部组成：交互环境系统、问题处理系统、知识系统。它们之间的关系是：决策用户通过交互环境系统提出信息查询的请求 或决策 支持的请求。问题处理系统通过决策数据库收集和提取信息，所得信息提供应用户。对决策支持的请求，问题处理系统通过知识系统的知识库和数据库，收集与该

12、数据有关的各种数据、信息和知识，据此对该问题进展识别，判断问题的性质和求解过程，通过模型库构建所需的规如此模型或数学模型，对模型进展分析鉴定，从方法库中选择求解模型的算法，运行模型，进展模型的分析求解，最后结果通过交互环境系统进展解释，转变为具有实际含义、用户可直接理解的形式，传送给用户使用。这种关系构成了决策问题的求解过程。应用DSS作决策的过程是一个人机交互的启发式过程，往往需要用户与DSS的屡次交互对话，进展屡次求解，直到得到满意的结果为止。 一、交互环境系统 交互环境系统是用户与DSS的接口，用户通过交互环境系统，把问题与环境的描述和解题要求输入给DSS，而DSS最终也是通过人机交互环

13、境系统将各种处理结果输出给用户。交互环境系统一般由交互语言和提示 库组成 ，交互语言为用户提供直接检索和运算处理手段， 提示库为方便用户 使用DSS提供一套屏幕提示功能。交互环境系统采用的交互语言类似于人类的自然语言，可使用户方便灵活地与DSS对话。为了尽可能方便决策者解决决策问题，交互环境系统应该具有以下功能： 1、 允许使用各种方式，满足用户交互对话需求； 2、 具有理解自然语言的能力； 3、 灵活的“ Whatif提问方式； 4、 给予用户必要的提示，启发用户顺利地利用 DSS为自己的决策服务； 5、 具有使用各种输出设备输出结果的能力，输出格式灵活多样。 二、问题处理系统 问题处理系统

14、是DSS求解决策问题的核心，是交互环境系统与知识系统的接口。问题处理系统是基于数据库、模型库、知识库和方法库管理系统，是一组软件。它承受决策用户通过交互环境系统输入的关于问题与其环境和解题要求的描述；通过数据库系统和知识库系统，收集和存储有关该问题的信息和知识，完成问题的识别和定义；利用模型库系统构造模型；通过方法库系统建立和识别求解问题具体方法，并进展求解分析和评价；最后，通过交互环境系统将结果反应给用户。 一个问题处理系统必须具有明确地识别问题的能力，它能把问题描述转化为相应可执行的方案。问题分析能力也是问题处理系统应该具有的主要功能。 三、知识系统 一个决策支持系统，如果没有包含关于决策

15、问题领域的“知识，那就没有任何价值。这里的“知识，不仅包括决策 问题所需的内部和外部环境数据、人们的经验和知识，而且包括决策过程中所用的公式、模型或规如此、分析工具、推理规如此和评价标准，等等。 知识系统是将“知识按一种有组织的系统方式进展存储和管理的系统，它由数据库系统、模型库系统、知识库系统和方法库系统组成。 1.数据库系统 数据库系统由数据库和数据库管理系统组成，是DSS求解问题的主要数据源。一般情况下，它是任何一个DSS都不可缺少的最根本组成部件。DSS的数据库与传统的数据库相比，其特点是数据面广、内容丰富、概括性强，除了组织内部数据外，更多的是组织外部的数据，如政策法规、统计信息、市场行情、同业动态和科技情报等。DSS使用数据的目的主要是为了支持决策，因此，这些数据大都是经过加工、浓缩或汇总的数据，如月销售本钱、销售利