第15章決策支持系統

企業信息化經過了幾十年的發展，已經形成一整套比較完整的理論體系，并且產生了一些新的邊緣學科，如決策支持系統、專家系統、計算機集成制造系統等企業智能系統EI（EnterpriseIntelligence），隨著現代信息技術的發展，企業信息化煥發了新的生機，其理論和技術將進一步發展和提高。企業智能就是以現代信息技術為基礎，對企業的經營管理、生產、技術等多方面的智能化，從而實現生產、決策等的自動化。第15章決策支持系統15.1決策支持系統15.2專家系統15.3計算機集成制造系統15.1決策支持系統15.1.1DSS的基本概念和特征15.1.2DSS的分類15.1.3DSS的基本構成15.1.4DSS的工作過程15.1.5DSS的發展1515.1.1DSS的基本概念和特征一、DSS的概念決策支持系統DSS（DecisionSupportSystem，DSS）是以管理科學、運籌學、控制論和行為科學為基礎，以計算機技術、仿真技術和信息技術為手段，針對某一類型的半結構化或非結構化決策問題，支持決策活動的具有智能作用的人機系統。115.1.1DSS的基本概念和特征二、DSS的特征（1）DSS輔助支持中高層管理人員解決半結構化和非結構化的決策問題。（2）使用交互方式，方便非計算機人員使用。（3）DSS必須是支持決策者進行決策，而不是代替決策者進行判斷。（4）DSS能夠把模型或分析技術的利用與傳統的數據存貯和檢索功能結合起來。15.1.1DSS的基本概念和特征二、DSS的特征（5）DSS強調決策的有效性（Effectiveness），而不是提高決策效率（Efficiency）。（6）DSS應具有靈活性和適應性，以應付決策環境的改變和決策者決策方法的變化，支持動態決策。15.1.2DSS的分類一、按照自底向上的層次結構分1.文件抽屜系統2.數據分析系統3.信息分析系統4.會計模型系統5.表達模型系統6.最佳模型系統7.建議模型系統底層頂層115.1.2DSS的分類二、按DSS本身的功能分（1）專用DSS(SDSSSpecialDSS)（2）DSS生成器(DSSGenerator)（3）DSS工具(DSSTools)請看三者之間的關系DSSDSSGDSST15.1.3DSS的基本構成一、DSS的基本構成1.數據庫系統2.模型庫系統3.方法庫系統4.人機對話系統1

數據庫MS

模型庫MS數據庫模型庫對話管理系統

DGMS用戶DSS的系統結構接口

方法庫MS方法庫15.1.4DSS的工作過程決策者（用戶）通過用戶接口管理系統把問題及環境的描述和解題要求輸入給DSS，用戶接口管理系統對此進行識別和解釋。信息處理器通過數據庫系統收集與該決策問題有關的各種數據、信息和知識，據此對該問題進行識別，判定問題的性質和求解過程；通過模型庫系統集成構造解題需要的規則模型或數學模型，對該模型進行分析鑒定；在方法庫中識別進行模型求解需要的具體算法并進行模型的分析求解，對得到的結果進行分析評價，最后通過用戶接口管理系統對求解結果進行解釋，轉變為具有實際含義，用戶可直接理解使用的形式，輸出結果。這樣就完成了一次求解過程。

1模型庫數據庫信息處理器方法庫DSS輸入接口內源外源報告模擬結果數據庫查詢由系統到子系統收集信息分析系統部件提出方案評價方案選擇最好的方案實現結果情報活動設計活動選擇活動評價活動DSS輸出接口15.1.5DSS的發展一、智能決策支持系統1.概念智能決策支持系統(intelligentdecisionsupportsystems，簡稱IDSS)是在傳統DSS的基礎上結合專家系統(expertsystem，簡稱ES)而形成的。ES是以計算機為工具，利用專家知識及知識推理等技術來理解與求解問題的知識系統，將傳統的DSS和ES結合而形成IDSS

1數據庫MS方法庫MS模型庫MS方法庫數據庫模型庫問題管理子系統用戶IDSS的系統結構推理機知識庫MS知識庫人機接口自然語言處理系統問題分析器問題求解器決策者模型庫用戶接口數據庫多域專門的深度知識庫基本決策和信息價值的深度知識庫學習和知識獲取的深度知識庫OS/MS分析技術的深度知識庫1234IDSS的框架2.結構15.1.5DSS的發展一、智能決策支持系統3.人工智能IDSS=DSS＋AI人工智能是指使用計算機來表示和執行人類的智能活動，如判斷、識別、理解、學習和問題求解等，目的是逐步擴大計算機的智能，使計算機逐步向人的智能靠近。15.1.5DSS的發展二、群體決策支持系統GDSS1.概念GDSS是一種在DSS基礎上利用計算機網絡與通信技術，供多個決策者為了一個共同的目標，解決半結構化或非結構化決策問題的信息系統。2.優點1）提高交流質量2）可以并行交流3）可以匿名交流15.1.5DSS的發展二、群體決策支持系統GDSS3.GDSS的類型：1）決策室2）局域決策網3）遠程電子會議4）遠程決策網15.1.5DSS的發展三、自適應決策支持系統ADSSADSS是針對信息時代多變、動態的決策環境而產生的，是指用戶可根據動態環境的變化按照自己的需求自動或半自動的調整系統的結構、功能或接口的決策信息系統。15.2專家系統15.2.1專家系統的概念和特征15.2.2專家系統與決策支持系統的差異15.2.3專家系統的結構15.2.4專家系統的工作流程15.2.5專家系統的開發15.2.6專家系統的優缺點1515.2.1專家系統的概念和特征一、專家系統的概念專家系統是一種人工智能系統，它是利用知識及推理機制去解決需要專家才能解決的復雜問題的計算機智能程序。二、專家系統的特征1）啟發性2）透明性

3）靈活性

4）有效性例子：交通燈專家系統2交通燈專家系統規則事實或癥狀滿足條件不滿足條件解釋1交通燈是綠色通過路口轉到規則3綠燈亮時通過路口是安全的2交通燈是紅色轉到規則4轉到規則3應該盡可能停車3是否在通過路口之前交通燈會轉紅色轉到規則4通過路口只有在黃燈亮時才有這種情況，此時有兩個選擇4是否可以在進入路口之前停車停車轉到規則5應該停車，否則會撞車5是否在交叉的馬路上有車輛準備撞車通過路口很可能撞車15.2.2專家系統與決策支持系統的差異1）DSS強調人機交互，實現人機一體化的決策求解；而ES并不要求決策者過多介入求解過程。2）DSS通過數據存取和模型分析技術，實現支持決策。ES則通過知識庫分析和知識推理來實現輔助決策，是數據驅動的，它根據給定的事實和對知識庫中知識的推理來完成問題的求解，專家系統沒有預先確定的執行路徑，通過自動探尋尋找可能的路徑。3）DSS強調在大范圍內支持決策工作，屬于通用型支持；而ES則側重于某一專門領域的知識獲取和推理，屬于專用型支持。215.2.2專家系統與決策支持系統的差異4）DSS用于決策時，決策結果的取得是人機共同解決的，且人處于主導地位；而ES除了用戶回答問題，提供必要的數據外，基本是自動獨立工作的。5）決策支持系統執行結果以定量為主，定性為輔，它主要是在數值計算的結果上獲得結果，對結果的評價也是采用數量分析的方法。專家系統則相反，其結果以定性為主，定量為輔，通過符號處理獲得結果，因此不一定產生唯一的答案，而是提出最好的可能解，通過這個解連同建議、解釋一起提供給用戶。關鍵特點決策支持系統DSS專家系統主要目標支持決策者代替決策者誰做決策人ES面向決策者模擬專家查詢操作用戶問系統系統問用戶主要部件數據庫、模型庫、會話部件知識庫、推理機構、用戶接口操作方式算法、滿意解啟發式、最佳解用戶主要決策者專家和其他人設計隊伍分析員、程序員、用戶知識工程師、專家和用戶問題領域通用專用問題順序化非順序化順序化支持性質個人或組織個人推理或擴充能力無有一些技術水平DSS工具、專用DSS、DSS生成器ES工具、專用ES、ES結構器15.2.3專家系統的結構人機接口推理機解釋機制知識獲取機制知識庫動態數據庫用戶專家系統的結構215.2.3專家系統的結構1.知識庫

專家系統的知識庫用來存放系統求解實際問題的專家知識和經驗。知識表示方式1）規則基本構件

IFTHEN結構2）語義網絡

IS---A3）框架15.2.3專家系統的結構規則：IF

動物有毛發AND動物產奶

THEN該動物是哺乳動物

IFINCOME＞＄10000THENPRINTNAMEANDADDRESS框架槽槽值槽值槽值槽槽是一種表皮活動動物毛發產奶是一種外貌附肢活動動物有犬齒有爪食肉是一種表皮活動動物羽毛會飛15.2.3專家系統的結構語義網絡動物鳥類食肉類會飛有羽毛毛皮產奶有爪有犬齒哺乳類食肉是一種表皮活動是一種是一種外貌活動附肢表皮活動15.2.3專家系統的結構2.動態數據庫動態數據庫是用于存放專家系統在執行與推理過程中所需要和產生的各種信息。

3.推理機

推理機和知識庫一起構成專家系統的核心。它是一組用來控制系統運行，執行各種任務，根據知識庫進行各種搜索和推理的程序模塊。4.知識獲取機制5.解釋機制

解釋機制是面向用戶服務的，負責解答用戶提出的各種問題。6.人機接口

人機接口是指專家系統與人的交互界面。15.2.4專家系統的工作流程1.當用戶需要咨詢時，通過人機接口輸入問題或事實，專家系統將其存放于動態數據庫中；2.根據用戶的問題對知識庫進行搜索，尋找有關的知識；3.根據有關的知識和系統的控制策略形成解決問題的途徑，從而構成一個假設方案集合；4.對解決問題的一組可能假設方案進行排序，并挑選其中在某些準則下為最優的假設方案；5.根據挑選的解決方案去求解具體問題；6.如果該方案不能真正解決問題，則回溯到假設方案序列中的下一個假設方案，重復求解問題；7.上述過程循環進行，知道問題已經解決或者所有的求解方案都不能解決問題而宣告“本系統該問題無解”位置。2用戶目標問題分析根據目標問題聚集知識對假設方案集進行排序形成解決問題的假設方案集選擇最優方案并執行之選擇下一方案并執行還有其他方案嗎問題已經解決了嗎YN成功結束失敗結束YN專家系統工作流程15.2.5專家系統的開發一、專家系統開發中的人員構成解決問題的專家知識工程師管理人員和用戶二、專家系統的開發方案1.購買現成的軟件包2.利用專家系統外殼工具進行開發3.自己建造215.2.6專家系統的優缺點一、優點：提高決策質量1）提供更多的選擇2）提供高水平的邏輯3）節約時間4）提高決策的一致性5）降低錯誤的發生二、缺點1）專家系統不能處理不一致的東西2）專家很難將自己的推理過程清楚的表達出來3）專家系統不具備基本的判斷、直覺或常識215.3計算機集成制造系統

CIMS是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上，通過計算機及其軟件，將制造工廠全部生產活動有關的各種分散的自動化系統有機地集成起來，并適合于多品種、中小批量生產的總體高效率、高柔性的制造系統。15.3.2CIMS的組成

一般來說，CIMS由三大單元組成：管理信息系統（MIS）、計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）組成。它們與企業經營生產活動中的管理、設計和制造三大主體環節相對應，形成一個集管理、設計和制造于一體的集成化系統。1）經營管理

2）CAD（ComputerAidedDesign）

3）CAM（ComputerAi