数学在信息管理中的应用

北京交通大学 数学在信息管理中的应用 课程名称：数学发展史 姓 名：沈娟 指导老师：冯国臣 数学在信息管理中的应用 摘要：随着社会信息化水平的不断提高，管理信息系统在人们日常生活、工作、学习 中的作用日益突出，对信息系统质量的要求也在不断的加大。本文通过“经济资源模 型平台”以及“决策支持系统”两个实例说明了数学在提高管理信息系统质量上的重 要作用，论述了信管专业学好数学的必要性。 关键词：数学 信息管理 管理信息系统 平台 决策支持系统 一、 引言 信息管理与信息系统专业（以下简称信管）在我国最早起源于“情报学”和“图 书档案学” ，发展至今已经成为一门综合管理学、信息技术等若干学科的一门学科。该 学科立足管理学科，以现代信息技术为手段，以信息资源管理为核心，侧重信息系统 的应用与集成开发，是一个跨学科的应用型专业，该专业不仅要求学生熟练掌握计算 机编程语言及开发方法，更要求学生灵活运用管理学知识来进行系统的分析设计。然 而， 随着社会信息化水平的不断提高，对信管专业的要求也越来越高，数学在信管中 的重要性地位日益突出。本文在分析前人研究成果的基础上，结合本专业学习情况， 以学习中用到的两个信息管理系统为例，论述了数学在信息管理专业学习中的重要性 二、 文献综述 关于数学在信息管理学习中的应用，靖培栋、王卫 1（2004）研究了信息管理中的 几个定量方法，并将数学模型运用于决策支持系统，体现了数学在系统开发中的作用。 文献2 进而提出了对信息管理系统进行数学抽象，实现了信息管理系统的数据收集、 传递、加工、整理以及数据的保存。陈延寿 3（2006） 、张洁、李杰 4（2009）在其论 文中分别提到了由于信管专业具有基础科学与应用科学的双重属性，因而，数学在其 应用中显得尤为重要，尤其是数学定量方法和信息技术的融合。杨枢 5（2009）在其论 文中分析了离散数学在信管专业教学中的重要性并探讨了适合于信管专业的离 散数学教学方法。 综上所述，大多数学者是基于教学的角度分析了数学在信管专业学习中的重要性。 虽然有学者在系统开发中运用到了数学模型及数学方法但未强调数学在系统开发中的 重要性。 三、 信管中的数学 在信息化日益提高的今天，管理信息系统的应用领域也不断拓宽，从办公自动化、 物料需求计划制定、企业资源管理到电子政务、电子商务、网上银行等等，无时无刻 不在体现着管理信息系统的重要性。而在系统运用的过程中，决策的科学化、定量化 呼声日渐高涨，简单的数据处理、数值计算功能已经不能满足人们对管理信息系统的 要求，解决半结构化问题是管理信息系统面临的新需求。而半结构化问题的解决必然 离不开数学模型的建立，如生产厂家可以根据订单数量、交货期、历史销售数据等提 炼出物料需求预测模型，从而提高采购速率，降低库存成本及缺货风险等。本文以两 个实例来论述数学在信管专业中的应用。 3.1 经济模型资源平台中的数学应用 经济模型资源平台是基于 Web 方案设计的网上教学平台，该平台收集经济学中的 各个模型，实现 web 环境下经济模型的详细介绍、案例介绍，尤其是实验操作及动态 展示功能。突破了传统的模型展示方式中需要学习者自己设计算法，处理模型变量， 并计算模型结果，不能一步式的得到运算结果并且实验经济学现有的先进的信息技术 手段如 MATLAB、SPSS、SAS 、JAVA 等不能为所有学者熟练掌握运用的瓶颈。该平台的 开发任务主要由信管专业学生完成，作为项目组的一员，在开发过程中深深体会到数 学知识对于信管人的重要性。主要体现在以下几方面： 首先体现在模型的收集。虽然现有经济模型已经比较成熟，本平台的任务主要是 实现现有经济模型的信息化教学。但在模型收集过程中难免出现噪音干扰，有时一种 经济模型不同的学者会有不同的理解及建模方法，同一种建模方法不同的学者有时又 会有不同的理解，如何排除错误信息的干扰，找到准确的模型及其解释是平台建设最 基本的要求。而在模型准确率的判断时 ，首先要求搜集者能看懂模型算法，因而扎实 的数学基础知识是必不可少的。 其次在模型的开发过程中，因为本平台不仅需要将模型算法展示给用户而且需要 实现模型实验的动态展示，如根据用户输入的数据进行模型结果运算，图像展示等。 而算法的实现需要开发者将数学语言转化为计算机语言，而这数学语言即数学公式、 模型算法。其转化方式可以通过 java 语言的数值运算功能也可以通过调用 MATLAB 程 序将运算结果展示给用户。无论是 java 语言还是 MATLAB 都需要开发人员深刻理解算 法机理，能将复杂的数学模型分解成程序所能处理的算法，能理解各个数学符号所代 表的意义，以及各个算法之间的联系以及数值处理流程。只有在真正理解算法的基础 上方可开发出实用、合理、可靠的系统。 最后，在程序的测试阶段，开发者应能根据系统给出的结果判断该结果的正确性。 毕竟系统给出的结果是通过后台既定的算法代码得到，而开发人员可能由于数学知识 的欠缺造成算法理解错误或者由于编程语言书写错误导致运算结果错误，无论哪种错 误都需要测试人员能发现错误。而错误的发现需要测试人员能知道模型的正确运行结 果，而该正确结果的得出多是测试人员根据模型通过手工方式或其他途径计算得到， 可见数学知识对于测试人员也具有至关重要的作用。 3.2 决策支持系统中的数学应用 决策支持系统（decision support system，简称 DSS）是综合利用大量数据，有机 组合众多模型（数据模型、数据处理模型以及图形模型等） ，通过人机交互，辅助各 级决策者实现科学决策的信息系统。常用的决策支持系统由三部件结构组成，即对话 部件、数据库部件和模型库部件。对话部件是决策支持系统与用户之间的交互界面。 数据部件包括数据库和数据库管理系统，主要实现对大量数据的存储和管理。而模型 部件由模型库和模型库管理系统组成。模型库用来存放模型，模型以某种计算机程序 形式来表示。模型库中的模型可以以某种方法运行，进行输入、输出、计算等处理。 因而数学的应用主要体现在模型库中。而决策支持系统的质量在很大程度上取决于模 型库中模型的数量、合理性、准确率等。因而数学知识在决策支持系统的开发中有着 至关重要的作用。 以 MRO（Maintenance, Repair and Operating，非直接性生产资料）需求预测为例， MRO 主要指工 厂 或 企 业 对 其 生 产 和 工 作 设 施 、 设 备 进 行 保 养 、 维 修 ， 保 证 其 运 行 所 需 要 的 非 生 产 性 物 料 。 这 类 物 料 具 有 品 种 多 、 批 量 小 、 管 理 复 杂 、 难 度 大 、 费 用 高 、 不 可 缺 少 等 特 点 ， 因 而 其 需 求 预 测 很 难 进 行 。 虽 然 现 有 的 物 料 需 求 预 测 系 统 比 较 多 ， 如 MRP 、 ERP 等 ， 但 上 述 系 统 多 是 针 对 于 直 接 性 生 产 资 料 ， 而 这 类 资 料 由 于 与 订 单 和 生 产 计 划 直 接 相 关 ， 因 而 其 预 测 模 型 比 较 成 熟 ， 比 如 EOQ 模 型 、 时 间序列法、因果关系模型、回归分析法、BOM 报表法等，而管理信息系统的作用便 是将手工计算的模型实现电子化，从而提高运算效率及准确度，预测模型的发展及信 息化程度的不断提高促进了需求预测系统的发展。而由于 MRO 类物料需 求 预 测 模 型 的 难 以 确 定 ， 现 有 预 测 模 型 在 MRO 物 料 的 预 测 中 准 确 度 不 够 高 ， 从 而 阻 碍 了 MRO 需 求 预 测 系 统 的 发 展 ， 导 致 市 场 上 针 对 MRO 需 求 预 测 的 预 测 系 统 寥 寥 无 几 。 可见 模型的成熟度直接影响着相应管理信息系统的发展。没有完善的数学模型，也便不会 有决策支持系统的存在，而如果开发者不懂数学知识，更无法将现有数学模型运用到 决策支持系统的模型库，从而无法体现管理信息系统在数值计算和数据处理上的优越 性。 四、 总结 随着数学越来越广泛地被应用到更多的领域，其重要性也日益突出。而随着社会 信息化水平的不断提高，对管理信息系统的要求也会逐渐加大，作为一名信管人，我 们不应该仅仅将精力集中在管理知识的学习以及系统开发技术的研究，而应该学会拓 展自己视野，丰富自己知识，更多更广地学习相关学科理论。而数学作为一门理论与 应用结合的学科，更应该是信管人必须掌握的学科。只有具有了扎实的数学功底，方 可设计开发出更多方便于人民、贡献于社会的管理信息系统。 参考文献： 1 靖培栋，王卫. 信息管理中几个定量方法研究J.情报杂志，2004，23（4）：37- 38 2 徐魁生，郝立柱. 面向在线需求的信息管理系统数学模型的构