1、第十一章 決策支持系統1 決策支持系統的概念1.1 決策支持系統的產生與發展諾貝爾獎獲得者西蒙強調管理就是決策，認為一個組織的管理活動主要就是決策活動。對于決策依賴有兩個觀點：n 依靠決策者的經驗、智慧、洞察力和魄力n 依靠科學方法和技術為克服人性的弱點和計算機的機械性，綜合人的分析判斷能力和計算機強大的信息處理能力，產生了決策支持系統。計算機的應用信息支持決策的研究1971年Keen: 提出“管理決策系統”（MDS）1978年Keen和Scott Morton 提出“決策支持系統”（DSS）形成DSS新學科20世紀70年代，產生了許多較有代表性的DSS：支持投資者對顧客證券管理日常決策的Pr

2、ofolio Management System；用于產品推銷、定價和廣告決策的 Brandaid；用以支持企業短期規劃的 Projector；用于大型卡車生產企業生產計劃決策的Capacity Information System，等等 DSS的發展也體現在部件的擴展和新技術、新方法的不斷引入。增加知識庫和推理機，形成了智能DSS；應用網絡技術，形成了群體DSS；集成分布的資源，形成了分布式DSS；結合Web 、智能系統和或電子商務，形成了基于Web的DSS。1.2 決策支持系統的功能與定義DSS的定義： DSS是一種以計算機為工具，應用決策科學及有關學科的理論與方法，以人機交互方式輔助決策

3、者解決半結構化和非結構化決策問題的信息系統。 DSS實現以下目標： 在人的分析與判斷能力的基礎上，借助計算機與科學方法，支持對半結構化和非結構化問題的有序決策，以獲得盡可能令人滿意的客觀的解或方案。 不同類型的DSS，目標和功能略有不同。 DSS的主要功能： 能存儲、管理、維護和組織決策模型、求解方法； 用模型與方法對數據進行加工、匯總、分析和預測，得出綜合信息與預測信息； 具有方便的人機對話和圖象輸出功能，能滿足隨機的數據查詢要求，回答 “What if ” 之類的問題。 DSS 的主要特征： 對準結構化程度不高、說明不夠充分的決策問題 模型或分析技術與傳統的數據存取及檢索技術相結合 易于為

4、非計算機專業人員以交互方式使用； 強調對環境及用戶特點的靈活性適應性； 支持但不是代替高層決策者制定決策。例：某企業為確定生產規模和合適的庫存量建立 DSS。模型庫存有生產計劃、庫存模擬模型等，數據庫存有歷年銷售量、資金流動情況、成本等。 決策者通過計算機終端屏幕，根據 DSS 提供最佳訂貨量和重新訂貨時間，相應的生產成本、庫存成本等信息，進行“如果將會怎樣？”的詢問。對所提方案進行靈敏度分析，或者以新的參數進行模擬而得到一個新方案。需要特別說明：決策支持系統并不強調尋找最優解，也不意味著提供最后結果，而是為決策者做出自己的判斷提供支持；由決策者在一系列選擇中，綜合其他不適宜進入模型的因素，得

5、出最后的合理的決策方案。 1.3 決策支持系統的應用與分類 按總體功能劃分，DSS有以分析為主、以求解為主和兼有分析與求解等三大類。 分析類既為把握決策問題又為決策前期工作，能為決策方案的設計和抉擇提供依據； 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與求解類的共同功能。 DSS的分類有多種角度： 按社會領域劃分：經濟、管理、教育、科技、醫療、政治、軍事 按管理層次劃分：戰略、控制和作業 按管理職能或管理對象劃分：營銷、生產、采購、財務、人力資源、研發 按決策者劃分： 個人、群體、高層主管 從發展角度劃分： 傳統、智能、群體、分布式 概括起來，比較成功的DSS應用具有以下

6、特點： （1）大都帶有問題分析功能，有些實質上就是一類決策分析系統。 （2）有積累大量數據的信息系統，如ERP系統、CRM系統、經濟統計系統的信息支持。 （3）大都面向比較專一和范圍有限的決策問題，例如、計劃安排、資源分配、評價選擇等。 （4）能夠將非結構化半結構化問題轉化為半結構化結構化問題。2 決策支持系統的組成 2.1 決策支持系統的系統結構 DSS 的結構主要有兩種基本形式：兩庫結構和基于多庫的結構，實際中的DSS由這兩種結構分解演變而來。對話子系統數據庫子系統模型庫子系統用戶兩庫結構自然語言子系統問題處理子系統知識庫子系統用戶基于知識的結構 對話子系統是DSS的人機接口界面，對接受到

7、的請求作檢驗，形成命令。然后從數據庫讀取數據，從模型庫選取和構建模型，從方法庫中選擇合適的方法，進行決策分析和決策支持。 決策支持過程是一個多階段的人機交互的啟發式過程，經過多次反復，直至用戶形成決策意見，確定問題的解。2.2 人機對話子系統 人機對話子系統是DSS的用戶和計算機的接口，在操作者、資源庫之間起著傳送、轉換命令和數據的重要作用，其核心是人機界面。 DSS 由不了解系統內部的人使用，因此用戶接口對系統的成敗有舉足輕重的影響，DSS 維護人員也需要方便的工作環境。 從系統的使用和維護兩個角度，人機對話子系統的總目標要求： （1）使用戶了解系統可提供的數據、模型及方法。 （2）通過“如

8、果則（Whatif）”方式提問。 （3）對請求輸入有檢驗與容錯能力，提示與幫助。 （4）使用戶取得或選擇某種分析結果或預測結果。 （5）根據反饋結果對模型提出評價及修正意見。 （6）能以圖形及表格等輸出信息、結論及依據。用戶對話子系統數據庫模型庫方法庫管理系統模型庫管理系統數據庫管理系統方法庫2.3 數據庫子系統 DSS數據庫應該由內置的和外部地兩部分： 前者存放直接使用的信息和分析結果， 后者是邏輯上連接的各種MIS 的數據庫，可以通過數據析取模塊加工處理而獲得。 數據庫系統的數據字典用于描述與維護各數據項的屬性、來龍去脈及相互關系。 數據庫管理系統是一組管理數據的軟件，也是與DSS其他子系

9、統交互的接口。 數據倉庫（data warehouse）已逐步被引入 DSS，一些大型的分析類DSS建立在數據倉庫的基礎上。 數據倉庫的數據組織、查取和利用方式與管理決策涉及面廣，相關因素多，圍繞某具體問題的特點相吻合，因此能對分析與決策提供有力支持。2.4 模型庫子系統 模型庫子系統是構建和管理模型的軟件系統，是DSS中最復雜與最難實現的部分。 DSS 用戶依靠模型庫中的模型進行決策，因此認為 DSS是由“模型驅動的” 應用模型獲得的輸出結果分別起以下三種作用： （1）直接用于制定決策； （2）對決策的制定提出建議； （3）用來估計決策實施后可能產生的后果。 模型庫子系統主要由模型庫、模型庫

10、管理系統和模型字典等部分組成。成品半成品零部件成品組裝說明書成品倉庫模型子模型模型單元模型字典模型庫 模型庫管理系統的主要功能： 模型的利用： 決策問題的定義和概念模型化； 選擇模型或單元模型，構造具體問題的決策支持模型以及運行模型。 模型的維護： 模型的聯結、修改與增刪等。 模型的使用與維護實質上是用戶通過人機對話子系統予以控制與操作的。3 智能決策支持系統3.1 智能決策支持系統的基本概念 結合專家知識和 DSS 模型分析的優點，形成智能 DSS （IDSS），這種智能 DSS （IDSS）能提高支持非結構化決策能力DSS人 工 智 能專家系統機器學習人工神經元網絡專家知識優勢IDSSDS

11、S+ES知識獲取困難知識庫3.2 智能決策支持系統的結構數據庫模型庫人機接口方法庫管理系統模型庫管理系統用 戶數據庫管理系統方法庫知識庫知識庫管理系統自然語言處理系統問題處理系統推理機四庫DSS的基本結構增設：自然語言處理系知識庫推理機問題處理系統IDSS：更好地理解人能積累已有知識能獲得新知識提高分析和求解能力IDSS 具有人工智能的行為，向人類靠攏了一大步，使不熟悉機器的人也能方便地使用 DSS。智能人機接口接受接自然語言方式表達的決策問題及決策目標，較大地改變了人機界面的性能。 問題處理系統處于IDSS的中心位置，是聯系人與機器及所存儲的求解資源的橋梁。知識庫子系統是有關規則、因果關系及

12、經驗等知識的獲取、解釋、表示、推理以及管理與維護的系統，包括知識庫管理系統、知識庫及推理機。3.3 人工智能及其應用人工智能是機器模仿人類而獲得和具有的智能。人類決策活動是一類智能活動，人工智能應用于DSS，可以提高決策活動的能力和成效。其中最主要的領域有專家系統、機器學習、人工神經網絡、智能代理、數據挖掘和知識發現等。IDSS中結合應用比較多的要數：專家系統、人工神經網絡專家系統（ES）是利用專家領域知識求解特定問題的計算機信息系統，使用符號方式求解問題。符號方式相對于數字方式而言，即分析和求解問題不是依靠數值的計算而是依靠符號的判斷。例如：“任務A”、“緊急任務”、“出口任務”，這些符號加

13、上一系列的符號判斷知識規則，以及推理知識，就構成了專家系統的要素。常見的計算機打印故障診斷幫助系統就是一個簡單的專家系統。該系統儲存了可能的打印故障現象、原因和解決辦法等知識。通過以下方式查找問題的原因和解決問題：提問檢查指示檢查結果再提問一些較復雜的專家系統已進入實際應用階段，例如，疾病診斷系統、購車選型咨詢系統等。專家系統的弱點：專家頭腦中的知識獲取困難，費時、低效；推理規則固定，難以適應變化的情況；不能從過去處理過的事例中繼續地學習。 人工神經網絡ANN具有良好的自組織、自學習和自適應能力，適用于處理復雜問題或開放系統，能彌補專家系統的不足。輸出W1W4W2W3X1 X2 X3 X4輸入

14、加權傳遞加權和Y處理單元ES與ANN的比較ESANN開發時間長，專家要愿意交代問題解決過程 開發時間短，專家只要交代輸入和輸出建立在人表達的處理邏輯上 建立在模擬學習基礎上 難適應環境變化 適應環境能力強 性能在理論上不超過專家 某些應用會超過專家水平能解釋結果，提出建議 無法解釋，黑箱操作使用符號方法，邏輯推理 使用數字方法，關聯推理串聯處理、閉環系統 并行處理，自組織系統知識驅動數字驅動3.4 知識庫知識庫：在邏輯上是人類知識的模型，在物理上是儲存知識的設施。知識庫的概念產生于專家系統，現在已被廣泛地應用于各類信息系統和知識系統中。 欠款時間30天> 30天100天> 100天

15、需求量需求量庫存量> 庫存量庫存量> 庫存量處理方案：立即發貨先按庫存發貨進貨后再補發先付款再發貨不發貨通知先付欠款知識的邏輯表達法決策樹4 群體決策支持系統4.1 群體決策支持系統的基本概念 前述的DSS的決策支持只局限于單個決策者。 實際中，組織的決策大都是由領導群體作出。 事關生存與發展的重大決策都由集體參與制定。 群體決策還要求多個決策者能在一個周期內異時異地合作協商尋求解決問題的方案。 群體決策支持系統（GDSS）在此背景下產生。 GDSS有以下一些特點： （1）不受時間與空間的限制； （2）讓決策者便捷地交流與共享信息，減少片面性 （3）使決策者克服消極心理，無保留地發

16、表意見； （4）集思廣益激發思路，使方案盡可能完美； （5）防止小集體主義及個性影響決策； （6）提高決策者對決策結果的滿意程度和置信度； （7）群體越大效果越顯著。4.2 群體決策支持系統的類型 根據環境、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（同地異時）； 虛擬會議（異地同時）； 遠程決策網（異地異時）4.3 群體決策支持系統的組成 GDSS 按一個預定的規程以會議方式運行。 由一個主持人及多個決策者參加，圍繞一個稱為“主題”的決策問題。 主持人員控制決策活動的進程，人機接口接收決策群體的各種請求，其中包括主持人關于會議要求與安排的發

17、布請求，參會者對數據、模型、方法等決策資源的請求等。 通信庫子系統相當于會議的秘書處，存儲與管理主題信息、進程信息及往來信息，負責信息的收發，參會者之間、參會者與資源庫之間的通信。 規程庫子系統存儲與管理運作規則、會議事件流程規則等，例如，決策者請求的優先級別規則、各種協調規則等。 公共顯示屏信息由通信庫子系統傳送至各參會者的站點。4.4 談判支持系統簡述 展開GDSS的概念，可以將群體決策引伸為多個沖突目標的多方決策，例如多方商務談判決策。 談判決策參與者是一個多方群體，各有目標和利益，在沖突中尋求各方都能接受的解決方案。 由此產生了談判支持系統NSS Negotiation Support