（管理科学与工程专业论文）群体决策支持系统中知识库的研究.pdf

捅矍 随着社会的发展、科技的进步，人们对决策的科学化、民主化要 求也闩益强烈，现实中重要的决策往往彳i 再由一个人做出，而是由多 个相关的决策者( 决策专家群体) 共同进行；另外，在当今现实生活中， 人们所而临的问题越来越庞大，越来越复杂，己远远超出了个人决策 的能力，存进行重要决策时，为避免决策失误，各种决策方案的制定 往往需由组织巾的一个决策群体通过协调合作共同完成，群体决策支 持系统( g d s sg r o u pd e c is i o ns u p p o r ts y s t e m ) 正是为适应这一新形 势下的迫切需要而提出的。而且当前社会的信息化趋势和计算机、通 信技术的发展以及专家系统技术的迅速发展，也推动着传统的d s s 向 群体决策支持系统发展，并使g d s s 成为信息领域的前沿课题。 并且随着知识经济时代的来临，知识越来越重要，己成为经济的 推动力和支持成功的中坚力量。随之知识管理也应运而生，其作用与 f _ _ | 俱增。从基于信息观点看，知识管理是以信息管理为基础的。但知 识管理的含义，除了对信息管理，还包含了对人的管理。知识管理己 超出了信息管理的涵义，其实现的技术、方法和手段要求更加先进和 完善；知识管理系统比通常的信息管理系统更具有复杂性，它的实施 更要求综合集成技术。 因此，当g d s s 向智能方向发展时，知识和推理的研究就显得越来越 重要。事实上也j 有当知谚 和推理技术被熟练地运用于g d s $ 时，才可 能真j f 达到决策支持所提出的目标。 基于l 述的发展需要，论文的研究内容是适应知识经济的发展与 经济市场的需要，同时也符合智能群体决策支持系统研究的发展趋势。 所以说既具有十分重要的科学意义，同时有其实际价值，并有潜在的 广泛应用前景。 关键词：群体决策支持系统，知识，知识库，面向对象方法 a b s t r a g t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs o c i e t ya n ds c i e n c e & t e c h n o l o g y p e o p l e n e e dm o r e s t r o n g l y f o r t h es c i e n t i f i c a l n e s sa n dd e m o c r a t i z a t i o no f d e c i s i o n i nr e a l i t y ，i m p o r t a n td e c i s i o n sa r eo f t e nn o tj u s tm a d eb yo n e p e r s o n ，b u tm a d et o g e t h e rb ym a n yd e c i s i o n m a k e r s ( d e c i s i o ne x p e r t g r o u p ) m o r e o v e r ，i nr e a lw o r l do fn o w a d a y s ，p r o b l e m sf a c e db yp e o p l e b e c o m eg r e a t e ra n dg r e a t e r ，m o r ea n dm o r ec o m p l i c a t e d ，a n dg ob e y o n d i n d i v i d u a ld e c i s i v ec a p a b i l i t yb yf a r d u r i n gt h ep r o c e s so fi m p o r t a n t d e c i s i o n s ，t oa v o i dd e c i s i v ef a u l t s ，t h ee s t a b l i s h m e n to fd e c i s i v ep r o j e c t s o f t e nn e e dt h ec o o r d i n a t i o na n dc o o p e r a t i o no fad e c i s i v eg r o u pi na n o r g a n i z a t i o n ，a n dg d s s ( g r o u pd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ) i sp u tf o r w a r d j u s ta d a p t i n g t ot h e u r g e n t n e e d o ft h es i t u a t i o n i na d d i t i o n ，t h e i n f o r m a t i o n i z a t i o n a l t r e n d ，t h e r a p i dd e v e l o p m e n t o f e o m p u t e r ， c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ya n de x p e r ts y s t e mt e c h n o l o g ya l s od r i v et h e t r a d i t i o n a ld d st ot u r nt og d s s a n dt u r ng d s st ob eaf r o n tt o p i co f i n f o r m a t i o na r e a m o r e o v e r ，a f t e rt h es o c i e t ye n t e r si n t ok n o w l e d g e - b a s e de c o n o m yc r a k n o w l e d g eb e c o m e sm o r ea n dm o r ei m p o r t a n ta n dt o b ei m p e t u so f e c o n o m ya n dn u c l e u sp o w e ro fs u p p o r t i n g s u c c e s s t oa d a p tt ot h e s i t u a t i o n ，k n o w l e d g em a n a g e m e n te m e r g e sa st h et i m e sr e q u i r e ，a n di t s f u n c t j o nb e c o m e sm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t f r o mt h eo p i n i o n o f i n f o r m a t i o n ，k n o w l e d g em a n a g e m e n t isb a s e do ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t h o w e v e r ，b e s i d e sm a n a g i n gi n f o r m a t i o n ，t h em e a n i n go fk n o w l e d g e m a n a g e m e n ti n c l u d e sm a n a g i n gh u m a nb e i n g s k n o w l e d g em a n a g e m e n ti s b e y o n dt h es c o p eo fi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ，i t st e c h n o l o g y ，m e t h o da n d i n s t r u m e n ta r er e q u ir e dt ob em o r ea d v a n c e d a n dp e r f e c t k n o w l e d g e m a n a g e m e n ts y s t e m i sm o r ec o m p l i c a t e dt h a nc o m m o ni n f o r m a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e ma n di t si m p l e m e n t a t i o nr e q u i r e sm o r es y n t h e t i c a la n d i n t e g r a t e dt e c h n o l o g y t h e r e f o r e ，w h e ng d s sd e v e l o p st oi n t e l l i g e n t i z a t i o n ，t h er e s e a r c ho n k n o w l e d g ea n dr e a s o n i n gb e c o m e sm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t i nf a c t ，o n l y w h e nk n o w l e d g ea n dr e a s o n i n ga r eu s e do ng d s ss k i l l f u l l y c a nw e a c h i e v et h eo b je c t sf i x e db yd e c i s i o ns u p p o r t i n g i i i n s u m ，t h ec o n t e n t so ft h ep a p e ra d a p tt ot h ed e v e l o p m e n to f k n o w l e d g e ，m e e tt h en e e d o fm a r k e t o r i e n t e de c o n o m y ，a n df i tt ot h e r e s e a r c h i n g t r e n do f i n t e l l i g e n tg r o u pd e c i s i o ns u p p o r t i n gs y s t e m t h e r e f o r et h er e s e a r c hh a st h ei m p o r t a n tt h e o r e t i c a lm e a n i n g ，p r a c t i c a l v a l u ea n dp o t e n t i a l l yw i d ea p p l i c a t i o np r o s p e c t k e yw o r d s ：g d s s ( g r o u pd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ) ，k n o w l e d g e ， k n o w l e d g eb a s e ，o b j e c t o r i e n t e dm e t h o d 1 1 1 此页若属实。请申请人及导师签名。 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：蚺日期_ 2 掣 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅瓢借阏； 学校可以公布论文的全部内容，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生签名：单导师签名：8 过日期j 掣 注：请将此声明装订在论文的目录前。 武汉理上人学硕士学位论文 第一章引言 1 1 选题背景和意义 本文群体决策支持系统中知识库的研究足湖北省科技攻关讣划课题 ( 2 0 0 1 a a 4 0 i c 3 6 ) 之子课题。 计算机在用于管理领域的历史进程中，经历了三个阶段，即5 0 年代出现的 电子数据处理阶段( e d pe l e c t r o n i cd a t ap r o c e s s i n g ) ， 6 0 年代出现的管理信 息系统阶段( m i sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) ，7 0 年代出现的决策支持系 统阶段( i ) s sd e eisfo ns u p p o r ts y s t e m ) 。 决策支持系统d s s 以玑代信息技术为手段，综合运用计算机技术、管理科学、 经济数学、人工智能技术等多种科学知识，针对决策问题( 主要解决半结构化或 非结构化的问题) ，通过提供背景材料，协助明确问题，修改完善模型，列举可 能方案等方式，为管理者作出i l 确决策提供帮助。d s s 自7 0 年代被提出以来，通 过困内外学术界广大专家、学者的不断探索和研究，经过2 0 多年的应用、发展 和完善，d s s 的概念内涵和理论基础以及其他相关技术的关系已趋于明朗井走向 成熟。 由于，力史和相关技术条件的局限，决策支持系统d s s 在相当长的一段时问里 是以面向单用户的形式出现，或称为个人决策支持系统。然而，随着社会的发腱、 科技的进步，人们对决策的科学化、民主化要求也f 1 益强烈，现实中重要的决策 往往小冉由个人做出，而是由多个相关的决策者( 决策专家群体) 共同进行；另 外，存当今现实生活巾，人 f l g n 面临的问题越来越庞大，越来越复杂，己远远超 出了个人决策的能力，在进行罩要决策时，为避免决策失误，各种决策方案的制 定往往需由组织中的一个决策群体通过协凋合作共同完成，群体决策支持系统 ( g i ) s sg r o u pd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ) 正是为适应这一新形势f 的迫切需要而 提出的。另外当前社会的信息化趋势年m i t 算机、通信技术的发展以及专家系统技 术的迅速发展，也推动着传统的d s s 向群体决策支持系统发展，并使g d s s 成为 信息领域的前沿课题。 并刚通着进入知识经济时代，知识越来越重要，已成为经济的推动力和支持 成功的巾间力量。随之知识管理也应运而牛，其作用与同俱增。从基丁信息观点 看，知u 管理是以信息管理为基础的。但知识管理的含义，除了对信息管理，还 包含了对人的管理。知识管理 三超出了信息管理的涵义，其实现的技术、方法和 手段要求更加先进和完善；知识管理系统比通常的信息管理系统更具有复杂性， 它的实施更要求综合集成技术。 崩此，当g d s s 向智能方向发展时，知识和推理的研究就显得越来越彗要。事 武汉理下大学硕十学位论文 实上也只有当知识和推理技术被熟练地运用f - g d s s 时，才【1 j 能真正达到决策支 持所提出的目标。 1 2 g d s s 知识库国内外研究现状 近几年，国外在知识工程方面有长足的发展。斯坦福大学计算机科学工程系 的知识系统实验室( k s l ：k n o w l e d g es y s t e ml a b o r a t o r y ) 现在研究的重点是构 造知识服务器和多用途术语知识库、知识系统模块；模拟物理设备的结构、行为 功能的计算环境；智能系统白适应性体系结构，开发用于科学、工程和国防的基 于知识的系统。欧洲共同体研究人员研制的k a d s 系统与c o m m o n k a d s 系统已达到 标准化，并已提交工_ p 界使用，达到了相当高的水平。 此外，美国的m i t ( 麻省理= i ：大学) 的媒体实验室正在研制会思考的“t h i n g ”， 具有机器推理功能，并且应用于构造智能衣服等。c m u ( c a m e g em e l l o n u n iv e r s i t y ) 等人学在知识热享技术的研究方面已经取得了令人欣喜的成果，这 些知识工稃学的成果都将有力地推动g d s s 知识库系统的发展。 在国内，g d s s 知识库的研究起步较晚，近儿年才目益受到重视，现在仍然停 留在理论研究和实验水甲。 西安电了科技大学的吴晓梅、王亚芬提出了一个g d s s 的逻辑结构，将g d s s 分为六个部分：模型库及其管理系统、数据i | 车及其管理系统、方法库及其管理系 统、人机接口、通讯库及规程库，知识库及其管理系统。由于后来的研究将专 家系统引入决策支持系统，并建立相应的知识库，这样在g d s s 中就增加了公共 知识库和个人知识库及其管理系统。其阃把知识库系统分为三个部分知识库、知 识库管理系统和推理摔制系统。是国内对知识库逻辑的较初期的研究。 国内的研究以西安交大席酉民教授所带领的谋题组玎展的g d s s 的研究： 作 最为引人注目，发表的研究成果几乎占了国内g d s s 研究的二分之一，其次是复 旦大学薛华成教授所领导的g d s s 研究室，也对( ；d s s 的研究作了一些有创见的= t ： 作。近年来，研究者们从多方位、多层面对( ；d s s 应用所带来的影响进行试验和 分析，得出很多实际的理论与麻用方面的结论，并得出采用g d s s 确实能改善群 体决策过程和效果的结论。 g d s s 能够较有效地支持半结构化和非结构化问题的解决，这类问题单纯用定 量方法无法解决，至少不能完全解决。为此，必须在d s s 中建电知t 库，以存放 各种捌则、凶果关系、决策人员的经验等。此外，还应有综合利用知识库、数据 库和定量计算结果进行推理和问题求解的推理机。知识库的关键技术是知识的获 取和解释、知识的表示、问题求解及知识库的管理和维护。 基于上述的发展需要，论文的研究内容是适应知识经济的发展与经济市场的 武汉理上人学硕 一学位论文 需要，同时也符合智能群体决策支持系统研究的发展趋势。所以说既具有| - 分蓐 要的科学意义，同时有其实际价值，并有潜在的广泛应用前景。 1 3 问题的提出 1 3 1g d s s 的研究课题 g d s s 比较适合我国当前通行的集体决策方式。g d s s 在理论发展和实际研究 方面有很j 。阔的前景，组织的主要决策都是由群体进行的，远程交换技术的广泛 应用也促进了g d s s 的使用，但目前关于g d s s 的研究仍处于实验阶段。 华中理工大学的王宗军提出的当前g d s s 需进。步研究的主要课题有”i 。 ( 1 ) g d s s 的设计包括组成部分、特性、外形学等的研究； ( 2 ) g d s s 中小同群体的数据库、知识库和模型库的设计、管理及相互接口； ( 3 ) g d s $ 的人一机交互接1 ：3 的设计及不同群体通讯的管理方法； ( 4 ) g d s s 的决策过程、决策模式及内部控制机制的研究； ( 5 ) g d s $ 的评价方法和评价体系。 1 3 2 目前g d s s 系统的缺点。3 大量研究表明：尽管g ) s s 具有许多的优点，但相对1 二理想的g d s s 来晓，至 少目前仍存在很多缺点： 从经济学的角度看，现有的大多数g d s s 只能埘某一特定问题进行支持，缺乏 规模效益，存在g d s s 的丌发成本高、效率低、用户学习训练费用高等缺点，导 致了g d s s 难以被用户所接受，得不到普遍推广和广泛应用。所有这些问题并不 是g d s 8 夺身可以解决的，必须借助于软件工程、系统工程、人工智能等新的理 论和思想，并在此基础上建立关于g i ) s s 新的方法论和组织体系结构才能从根木 t ：解决这些问题、克服各种缺点、促进g d s s 的发展。 1 3 3 本文的研究方向 基于上述分析，本文根据( ；1 ) s s 的研究现状、研究课题、发展趋势，以实现柔 性的、智能的、，r 放的g d s s 知口 库为目的，利用人卜智能和矢动 工拌关于戋以 表示、知识获取、以及知识推理思想和技术，结合面向对象方法和智能代理，在 现有网络环境的基础卜，研究g d $ s 知识厍的结构实现方法，促进g d s s 知识库系 统向标准化、模块化、智能化、集成化、i l j - 重用性、_ r 放性的方向发展。着重解 决以下几个问题： ( 1 ) 针x j g d s s 而向多领域复杂知识的特点，使用面向对象的知识表示方法， 借攀软件模块化的思想，对知识进行模块化分层组织。 武汉理工大学硕士学位论文 ( 2 ) 基于知识的组织方式，提出总控推理机和领域推理机的概念，研究了总 控推理机的组成和一l 一作过程，并设计实现了一个具有一定通，e | | 性的领域推理机； ( 3 ) 针对g d s s 面向群体决策的特点，引入智能代理( i n t e l l i g e n ta g e n t ) 技术，设计知识共享结构，从而实现多领域专家知识协同求解，更有效地扩人与 决策者共有的论域。 武汉理= 人学硕士学位论文 第二章群体决策支持系统基础 群体决策支持系统g d s s 由决策支持系统d s s 发展面来，g d g s 的许多理论和实 现方法都l jd s s 类似，因此这里先对d s s 的理论和技术做一介绍。 2 1 决策支持系统综述 2 1 1 d s s 的产生背景 d s s 起源于6 0 年代，j d g a l f a r t h e r 提出建立一个有效的管理信息系统， 让各级管理部门了解企、f p 的一切有关经济活动，不断地提供各层管理人员所需的 信息。可是，事实如同h a s i m o n 在管理决策新科学中所说：“一个有效 的信息系统的主要任务是筛选信息，而不是增殖信息”。早划建立的管理信息系 统失败的重要原因是系统设计人员缺乏列企业的组织结构和不同阶层管理人员 决策行为做深入研究，存设计系统时总是针对原始数据的管理，而不是从管理人 员做决策的需要出发。所以管理信息系统所提供的信息通常也就不是决策人员所 需的东西。丁是，在7 0 年代初冈外就“何以管理信息系统失败”的问题发生了 一场辩论，这场辩论的结果使人f f j 认识到系统分析员和信息系统本身都不要企图 取代决策者做出决策，支持决策者才是他们i 卜确的地位，这也就促使了d s s 的产 牛一。 2 1 2d s 8 发展的理论基础 众所周刘，d s s 的理论发展及其开发与很多学科有灭，它涉及剑计算机软件 和硬什、信息沦、人i ：智能、信息经济学、管理科学、行为科学等，这些学科构 成了它发展的理论框架，办即d s s 的理论基础。 ( 1 ) 信息沦 信息论的奠基人r e s h a n n o n 第。次把信息定义为一个可量化的名词，此 后在【：程、通信以及控制论中展现了个新的领域。d s s 实质上是一类信息处理 系统，所以在理论分析时s h a n n o n 引出的概念很重要，d s s 的主要概念和基本理 论只有靠信息论提供的分析方法才能得出结论。 ( 2 ) 计算机技术 d s s 作为一个很重要的计算机应用领域，需要计算机技术作为他的：i ! 具。计 算机软件、硬件是d s s 丌发的制约冈素之一。 ( 3 ) 管理科学码运筹学 管理科学比较强调应用，它通常为训算机解决一类特殊j 口j 题。系统工程注意 解决某领域的管理问题的模型体系，这就是d s s 中的模型库所要容纳的模型群。 m s o r 最出色的研究是开发优化模型和仿真模型，以及与建模有关的一系列 问题。 e 武汉理工大学硕士学位论文 ( 4 ) 信息经济学 信息经济学是在6 0 年代左右，很多从事微观经济学的研究者试图将其理论 与方法用于解决计算机产生的软件问题而逐步形成的一个领域。它研究信息的产 生、获得、传递、加t 处理、输出等方面的价值问题，这一领域的许多研究_ l 作 在原则上和d s s 有关连，如不确定决策问题涉及到的b a y e s i a n 方法。 ( 5 ) 行为科学 大量的研究表明，系统模型所表现的缺陷甚至失败很少足因为技术上的原 因，而多半是由于脱离实际，所以行为科学对于d s s 的研究，其注意力放在这样 个看法上：信息系统不足一个抽象的研究课题，而是由人来建立和运转的社会 系统1 。 ( 6 ) 人工智能 d s s 白问世以来，经历了上升和徘徊的过程，而8 0 年代人工智能技术的蓬勃 发展，为它注入了新鲜血液，佼它重新产生了活力。 将人工智能运用丁管理决策是一项开拓性的工作，当前己开始研究知识库支 持的决策支持系统，用领域专家知识来选择和组合模型，完成问题的推理和运“， 并为用户提供智能的交互接【j 【t 。 2 1 3d s s 的基础结构 d s s 是一个由多种功能协调配合叮成的，以支持决策过程为目标的集成系统。 从内部结构上石，它有以卜两种基本形式。1 。 。种形式由对话予系统、数据库子系统、模型库子系统和方法库子系统组成， 见图2l 。 j = ；j 户 图2 - 1d s s 基本结构之一 ( 1 ) 数据库子系统 数据和信息是减少决策不确定因素的根本所在，管理者的决策活动离不开数 据，阕此，数据库予系统是d s s 不u 缺少的重要组成部分。这个数据库能适应管 一6 - 武汉理工人学硕士学位论文 理者的广阔的业务范围，对它不仅要求能提供企业的内部数据，而且应能提供企 业的外部数据。数据库子系统包括数据库和数据库管理系统，其主要工作就是一 系列复杂的数据转换过程。 ( 2 ) 模型库子系统 现实数据表示的是过去已经发乍了的事实，因此数据必须是面向过去的。利 用各种模型，就可以把面向过去的数据变换成面向现在或未来的有意义的信息。 在d s s 中，决策支持模型体现了管理者解决问题的途径，随着管理者对问题认识 程度的变化，他们所使用的模型也必然会跟着产生相应的变化。模型库子系统应 能灵活的完成模型的存储和管理功能。模型库子系统包括模型库m b 和模型库管 理系统m i b m s ，它是d s s 的核心，是最重要也是较难实现的部分。模型库管理系统 管理的模型有两类，一是标准模型( 如规划模型，网络模型等) ，这些模型按照某 些常用的程序设计语言编程，并存在库中。另类是由用户应用建模语言而建立 的模型，即使是标准模型也有一个再开发的过程。 模型库子系统与对话子系统的交互作用，可使用户控制对模型的操作、处置 和使用；它与数据库子系统交q ：作用，以便提供各种模型所需要的数据，实现模 型输入、输出和中问结果存取自动化；它与方法库子系统交鱼作_ e j ，实行目标搜 索、灵敏度分析和仿真运行自动化等。模型库系统的主要作用是通过人机交互语 言使决策者能方便的利用模型库中各种模型支持决策，引导决策者应用建模语言 和自己熟悉的专业语苦建立、修改和运行模型。 ( 3 ) 方法库子系统 它包括方法库a r 和方法席管理系统a b m s 。在d s s 中，通常是把决策过程中 的常用方法( 比如优化方法、预测方法、蒙特卡罗法、矩阵方程求根法等) 作为子 程序存入方法库中。方法库管理系统埘标准方法进行维护和调用。 ( 4 ) 划话了系统 对瑶于系统是决策支持系统人一机接e l 界丽，它负责接受和检验用户的请 求，协渊数据库子系统、模型库了系统和方法库了系统之间的通信，为决策者提 供信息搜集、问题识别以及模型构造、使用、改进、分析和讨算功能。 另一种d s s 的内部结构形式巾语言子系统、知识库子系统和问题处理予系统 组成。见图2 2 。 ( 1 ) 语言子系统 语言子系统是用户与系统联系的i 具，用广1 的问题需要通过语言子系统来描 述。 ( 2 ) 知识库予系统 知识库子系统是d s s 能够解决用户问题的智囊，它主要包括一个综合性的知 武汉理工大学硕士学位论文 识库，其中存储的是有关问题领域的各种知识、数据、模型等。 ( 3 ) 问题处理子系统 问题处理予系统是d s s 的核心部分，它完成系统的动态过程，即接收用户的 问题，运用知识子系统的知识，实现用户问题的求解。 用户 图2 2d s s 的基本结构之二 除上面几种机构外，还有其他几种形式：1 9 8 5 年r k b l e w 提出四库结构： 他把加工过的信息依次存入文本库、数据库、模型库、规则库：1 9 8 8 年，我固学 者姚卿达教授提卅了血库的结构“，分别为文本库、方法库、模型库、数据库、 及用户接口。 2 2 群体决策支持系统的理论知识 2 2 1g d s s 的概念 8 ( j 年代未以来，d s s 研究与运用的热门话题之一就是群决策支持系统“1 ( g d s s ) 。所谓群体决策支持系统是相对个人决策支持系统而古1 ，两人或多人召 集在一起，讨论实质性问题，提出或设计解决某一问题的菘：干方案、评价这些方 案各自的优劣，最后作出决策，这样的决策过程可称为群体决策。g d s s 的概念出 现于8 0 年代初列，相关的概念还有电子会议系统( e m s ) ，汁算机支持协作工作 ( c s c m ) ，群件( g r o u p w a r e ) 等系统0 1 。g d s 8 是利用信息技术和信息系统对为了一 个共同目标的决策群体提供次策支持，是求解半结构化和非结构化决策问题的人 机交互系统，它由硬件、软件、通讯库、规程库和决策群体等部分组成。g d s s 足 个全新的d s s ，而不是原有d s s 部件的组合，宣在为决策群体提供支持，改善决 策过稃和提高决策方案质量。 g i ) s s 研制应用的目的就是要提高决策会议的质量和效率。现实中直存在着 会议次数较多、时间加长，却难以解决参与者意见不易充分表达、群体智慧难以 牛成而影响决策质量与效率的问题。人们希望通过g d s 8 式的电子会议改善群体 决策，使之不仪一i 受时问地点的限制，且能通过信息技术和社会人文知识的应用 形成防止消极群体性格和行为发展的内部机制，如：更好地将参与者的注意力集 巾丁相应的问题；帮助理解复杂的问题与环境；阻止不当信息和群体思想扩展； 武汉理工人学硕士学位论文 更好地促进群体成员相互交流、了解和信任，避免有害的抑制和冲突等。 群决策的研究和西方国家中福利经济学的发展有密切的关系。群决策希望解 决的问题是集结群人中每个人的偏好以形成群的偏好。然后根据群的偏好对一 集方案进行排队，从中选择群所最爱好的方案。因此，群体必须选择一种能寻求 一致意见的方法，以便找到最优解或满意解。 2 2 2g d s s 的理论与技术支持 g d s s 是在“群组决策方法论”的理论指导下进行的，由于内外环境日趋复杂， 比较重要的决策往往是由个群体共同做出的，组人在一起应该怎样决策? 如 何避免决策中可能出现的各种弊端? 由此而衍生了“群组决策方法论”。典型的 围绕决策办公室的“群组决策方法论有：队伍集中法、战略选择法、系统动态学、 冲突分析法等。尽管各个方法有所不同，但有一点足共同的，就是力图创造每i 决策群体在不受外界压力干扰之下民主化的决策过程，用计算机的各利r 技术方便 决策成员陈述自己的观点，了解别人的观点，清楚地知道在问题的争论中自己和 他人所处的位置，从而为调、妥协、达成共识创造有利条件。 一个好的决策取 决于很多因素，但决策形成的整个过程无疑是其中重要的因素之一，g d s s 的目标 正是瞄准这一点，以计算机网络信息系统的环境和功能来辅助群人的决策过 程。 g d s $ 是对信息、通讯、计算机和决策技术的结合。g d s s 中用到的有信息、通 讯技术包括电子信息、t n l ，r a n e t 、e x t r a n e t 、i n t e r n e t 、电子会议、存储和交 换设备等。计算机技术包括多用户系统、第四代语言、数据库、数据分析、数捌 存储和修改、蚓旬剥象技术，分布式智能技术和机器学习等；决策支持技术包括 议程设置、自动推理技术、决策模型方法( 决策树、风险分析、预测方法等) 、结 构化群体方法( 名义群体法和d e l p h i 技术等) 及指导群体讨论的规则等。 2 2 3g d s s 的分类”1 根据问题类型或决策主体结构的不问，g d s s 町采削卜同的方式，根蜊小同的 理念假设选择不同的模型和技术支持。从g d s s 的结构看，可分为：集- _ _ l 方式和 分布方式。集巾式g d s s 的研究重点为：群体通讯机制化；决策进程结构化；开 发决策支持的软件工具；有效引导群体的相互影响、相互作用，对数据记录方式、 信息表达方式、通讯方式的支持；个体权值及冲突处理等。分布式g d s s 土要涉 及分布式决策的策略、方法、过程模型的研究；分布式系统的特征、信息表达和 结构的研究；分布式数据库、模趔库、知识库的结构和管理的研究；高效智能化 刚络的结构与通讯方式的研究等。 武汉理t 大学硕士学位论文 k r a e m e r 等根据g d s s 所依赖的技术基础，将其分为电子会议室、远程会议设 施、群体网络、信息中心、决策会议、协作设施六种类型。 d e s a n c t i s 等根据会议持续时间和群体成员的物理接近程度两个环境冈素， 将g d s s 分为四种类型：决策室、局部决策网络、远程会议、远程决策制定。 t e n g 等根据g d s s 的自身功能特钲，将g d s s 分为问题内容支持和群体过程支 持两种类型。内容支持旨在一定程度上能为用户提供探察特定领域问题实质的支 持，体现为与决策问题有关的数据、信息、知识的处理，着重于问题的内容，试 图在给定的社会或群体约束和目标下，找到最优解或满意解。其方法包括选举和 社会选择理论和博奕理论方法。过程支持旨在一定程度上能支持或影响群体会议 的进程，体现为成员参与和信息交换模式的改变，群体成员行动、态度、信念以 及明品或隐含的规程的调整。过程支持分为通讯支持、过程结构化支持和智能过 程支持三个等级，其中智能过程支持指开发基于知识的部件，为群体通信和过程 结构化提供支持。运筹学( o r ) 和管理科学s ) 中的相一作用过程以及组织心理学 方法两者都为过程导向型方法，它们着眼于决策的动态过程。最近，在决策支持 系统技术巾义出现了解决群体问题的第j 种方法，即信息系统与。法，即将决策支 持系统和多指标决策方法结合起米，将太数学化和太规范的多指标决策方法转换 为支持工具，有效地适应决策者的需要。 根据决策成员在决策时问和地点上的不同，6 d s s 具有四种l 叮能的设置：同时 同地、同时1 i 同地、不同时同地、不同时不同地。 2 2 46 d 8 s 的功能及其结构。9 1 1 ) g d s s 的功能 g d s s 町为群体活动提供三个层次的支持，即沟通支持、模型支持及机器诱导 的沟通模式。般的g d s s 能做到的便是沟通支持和模型支持。g d s s 对机器诱导 的沟通模式的支持是个比较难达到的程度，很少有系统能提供这一层次的支 持。在这。层次上要求有个能快速查咖和反馈的规则库，能通过规则的使削测 量结构化群体交的信息量与时间，甚至还利用专家建议玄选择和实施规j j l 0 ，另 外还有能使用会议程序或群体自己设训的决策过程。这一层次的支持属群体智能 协调内容，尚处于研究阶段，它能促进决策过程的协调，帮助组织者工作。 具体地讲，群体决策支持系统能提供下列功能： ( i ) 提供技术和模型支持，提高和改善群体决策的质量； ( 2 ) 支持战略舰划、预测分析等功能，求解半结构化和非结构化| u j 题； ( 3 ) 制定特殊的工作规程与机制，实现群体的“柔性”合作； ( 4 ) 能为地理上分散的用户服务； 武汉理t 大学硕十学位论文 ( 5 ) 能提供有次序的和在线的群体讨论： ( 6 ) 协助群体决策过程的各个方面：从问题的定义到一致性的寻求； ( 7 ) 通过对每个决策成员提供相同的决策支持，提高他们参与群体讨论的质 量： ( 8 ) 通过提高书面联系，促进技术信息交流。 2 ) g d s s 的结构 g d s s 目前还没有像d s s 那样明确的框架结构。国内外学者在他们的研究中提 出过不同的g d s s 结构，但任何g d s s 的基本组成都包含硬件、软件、人和规程。 就软件而言，g d s s 系统主要由数据库、模型库、知识库、方法库、机器学习等鄙 分组成。从g d s s 的支持功能看，g d s s 主要有三个组成部件：模型和推理部件、 数据和知识部件、界面和通讯部件。在模型和推理部件中，g d s s 提供过程模犁( 如 预测的计算模型，w h a t i f 分析) ，选择模型( 如多属效用理论) ，分析和推理方法 ( 如专家系统) 以及自动d e l p h i 法、头脑风暴法、名义群体技术等促进结构化群 体决策的技术。在这一部分中要求g d s s 具有综合性和灵活性：综合性是指g d s s 提供的模型和推理支持应面对各种各样的群体任务、要求以及群体决策的任何阶 段；灵活性是指这种支持功能应灵话地根据任务目标加以组合使用。从g d s s 环 境角度来说，它应是针对群体活动而不足专门的决策任务，群体1 i 心被限制在一 个固定的i 作程序或一组固定的工具中，群体成员可以自便地根据任务选择工 具；存数据和知识部件中，针对数据、信息知识的存储、抽取和组织，提供信息 控制技术和控制机制；在界面和通讯部件中，g d s s 提供表达与群体合作支持，如 模型表达方法、数据与声音的传送、电了黑板、计算机会议等方法来支持群体信 息和观念的产生、收集和编辑等。 图23j a r k e 提出的g d s s 框架 _ j a r k e 曾介绍过他设计的框架( 如图2 一： ) 。他将1 耳； 户分成两类，一是会议 主持人( 或协调员) ，另一类是集体成员。系统结构分成二个区：一是用户区，相 一】l 一 武汉理工大学硕士学位论文 当于专用d s s 子系统。在每一个子系统中，有私人的数据和工具，只允许私人取 用：一个协调员专用区，有只供协调员耿用的数据和工具；第i 个是公共通讯区， 包含三部分内容：部分存储每个成员表示的意见，一部分存储致的意见，另 一部分是共享数据库。每个成员和协调员对共享数据库都有读写权；每个成员只 能对自己表示的意见有读写权：协调员对每个成员表示的意见均有读写权；划 致的意见，每个成员只有读取权，而协调员有读写权。 西安电子科技大学的吴晓梅、王亚芬提山了一个g d s s 的逻辑结构( 如图24 ) ， 该逻辑结构中的各个组成部分的功能如下： 图24 吴晓梅，土弧芬提出的c - d s s 的逻辑结构 决策者1 决策者n 会i 义支持 会议支持 1 ) 模嚣。库及其管理系统 g d s s 的模型库包括公共模型库和个人模型库，公共模弛库存储着已经丌发的 规范模型，如静态模型和动态模型。为了群体成员达成一致意见，公共模型库还 须存放一些选举、排序、评价软件。个人模型库有多个，一个个人库的用户是一 个群体成员，库巾存放他根掘自己需要而自行开发的模型。模型库管理系统应具 有如下功能： ( 1 ) 能增减模型库的模型，但个人模型库的增减，只能f 自本人完成； ( 2 ) 维护现有的模型，包括模型的联结、修改、删除等，尤其要设计t 个人模 型库中的模型与公共模型库中的模璀之间的联接； ( 3 ) 与数据库联接，实现模型的输入输出自动化； ( 4 ) 与方法库联接，实现中f 日j 结果的存取、模型的各种运算和灵敏度分析的 自动化。 模型库管理系统的主要作用是使群体成员方便地利用个人或公共模型库中 的模型支持决策。模型管理系统( m b m s ) 的基本原理是允许决策支持系统的模型部 武汉理t 大学硕士学位论文 件以与数据库管理系统( d h m s ) 处理数据的相同方式处理模型。 2 ) 数据库及其管理系统 g d s s 的数据库包括个人数据库和公共数据库。其中个人数据库仅限数据库所 属群体成员本人管理、使用、存取。公共数据库则是每个群体成员均可管理、使 用，并可根据某种规则存取其巾的数据。 3 ) 方法库及其管理系统 方法库有公共方法库和个人方法库。每个群体成员均能对公共方法库进行管 理，而个人方法库则仅限本人管理。方法库管理系统的功能有：源码编辑、目标 码牛成、方法入库、方法维护( 更新、删除、追加) 及方法的划组分类等。 4 ) 人机接几 g d s s 的人一机接口负责接收和检查群体成员使用个人和公共“三库”的各种 请求，协调个人“三库”与公共“i 库”之间的通讯，以及向群体成员提供各种 获得信息的渠道。 5 ) 通讯库 通讯库。般用计算机网实现，对集中型g d s s 用局域网，对分散型g b s s 用广 域网，主要功能是：沟通群体成员间的通讯；沟通群体成员与公共显示屏幕之间 的信息传递；沟通群体成员与公共“二库”之间的通讯；汇总群体成员所提出的 各乖| 咯选方案，并对其进行协商、表决。 6 ) 规程库 规程库中装有系统软、硬件操作的规则，有关群体成员h 头讨论和群体会议 期间事件流程的舭则，群体成员使用g d s s 时必须遵：这些规则，具体讲规则库 的规则应该有：群体成员同时要求检索、查询、运行公共“三库”时的优先级别 规m 0 ；对个人“三库”的保密规则；群体成员同时提出各种备选方案送至公共显 示屏幕的优先级别规则；群体成员发尘冲突时的协调规则。 由于后来的研究将专家系统引入决策支持系统，并建立午h 应的知识库，这样 在g d s s 中就增加了公共知识库和个人知识库及其管理系统。 7 ) 知识库及其管理系统 知识库子系统在结构上可分为以卜- 三个部分：知识库、知识库管理系统和推 理控制系统，现分述如下： ( 1 ) 知识库：知识库中以一定形式存放着有关的知识，这些知识包括特定的 领域知识以及决策专家的决策知识和经验知识。 ( 2 ) 知识库管理系统：知识库管理系统的功能是对知识库进行管理和维护， 即进行知识的获取、检索、存储操作，并提供推理摔制系统所需的知识以及其它 子系统的接口。 武汉理t 大学硕士学位论文 ( 3 ) 推理控制系统：这部分是知识处理的执行机构，其功能是根据用，1 的请 求，利用知识库、方法库、模型库、数据库中的信息，进行信息的加工和处理， 并根据一定的搜索策略进行启发