（航空宇航制造工程专业论文）江苏新华昌集团决策支持系统的研究与开发.pdf

南京航空航天大学硕士学位论文 攘i 甄 o v ，、 决策支持系统( d e c i s i o ds u p p o r ts y s t e m ，d d s ) 是计算机管理信息系统 ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 发展的崭新阶段，d d s 是为管理者和决策 者提供信息，以便帮助其作出重大决策，以提高决策的科学性，有很广阔的应用前景。 江苏新华昌集团决策支持系统( c x i c d s s ) 是结合江苏省制造业信息化应用推广 示范工程项目而开发的，其功能覆盖了销售分析、财务分析、采购分析、生产分析等， 该系统为集团领导的决策提供强有力的技术手段支持。 本文首先介绍了决策支持系统的发展、应用现状和基本理论；然后研究了数据仓 库技术和基于数据仓库技术的d s s 体系结构；最后针对江苏新华昌集团信息需求分 析，提出了江苏新华昌集团决策支持系统的总体结构和功能模型，并完成了系统的详 细设计和开发实施，并在设计企业绩效综合评价模型和供应商评估模型时，运用了模 糊综合评判法。在构造江苏新华昌集团决策支持系统的过程中，基本完成了基于 d b o d s - d w 技术的决策支持系统的研究，该系统在江苏新华昌集团已得到初步应用， 取得较好效果。 关键字：决策支持系统，模糊评判法，数据仓库，操作数据存储 江苏新华昌集团决策支持系统豹研究与开发 a b s t r a c t d s si st h en e w p h a s e o ft h ed e v e l o p m e n to ft h em i s i t s u p p l i e st h ed e c i s i o n - m a k e r s w i t hn e c e s s a r yi n f o r m a t i o ns oa st oh e l pt h e mm a k ei m p o r t a n td e c i s i o na n di m p r o v et h e d e c i s i o n sa c c u r a c y t h ea p p l i c a t i o nf o r e g r o u n di sv e r yb r o a d + c x i c d s si sd e s i g n e df o rc x i cg r o u p ，i ti n c l u d e ss a l e - a n a l y s i s ，f i n a n c e - a n a l y s i s ， p u r c h a s e a n a l y s i s ，p r o d u c t i o n - a n a l y s i sa n ds oo n ，a n di ta l s op r o p o s e ss t r e n g t hs u p p o r to f t e c h n i q u ef o rl e a d e r sm a k i n g d e c i s i o n s f i r s t l y , i ti n t r o d u c e st h ed e v e l o p m e n t ，t h ea p p l i c a t i o na n dt h eb a s a lt h e o r yo f d e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m s e c o n d l y ，d a t aw a r e h o u s e ，a n dt h es y s t e ms t r u c t u r eo fd s sw h i c hb a s e d o nd a t aw a r e h o u s ea r es t u d i e d ，l a s t l y , a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t so fi n f o r m a t i o no f c x i c g r o u p t h ea r c h i t e c t u r ea n dt h ef u n c t i o nm o d e l so f c x i c d s sa r ep r o p o s c d a n dt h e d e t a i l e dd e s i g na n dd e v e l o p m e n ta n du s eo fs y s t e ma r ea c c o m p l i s h e d ，a n dt h ef u z z y i u d g e m e n tm e t h o di su s e dt od e s i g nt h ep e r f o r m a n c ee v a l u a t i o nm o d e lo fe n t e r p r i s ea n d p e r f o r m a n c ee v a l u a t i o nm o d e io f s u p p l i e r s i nt h ec o u r s eo f t h es y s t e mb u i l d i n g t h es t u d y o fc x i c d s sb a s e do nd b 0 d s - d wt e c h n i q u ei s b a s i c a l l yf i n i s h e d c x i c d s sh a s a l r e a d yb e e na d o p t e db yc x i cg r o u p ，w h i c hh a sg o tg o o de c o n o m yb e n e f i t sa n ds o c i a l b e n e f i t s k e y w o r d s ：d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，t h ef u z z yj u d g e m e n tm e t h o d ，d a t aw a r e h o u s e ， o p e r a t i o n a ld a t a s t o r e i i 南京航空航天大学硕士学位论文 1 1 d s s 的概述 1 1 1d s s 的概念 第一章绪论 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，d s s ) 一词最早是由美国m i t 的高 端( g o r r y ) 和斯柯特莫顿( s c o t tm o r t o n ) 等人于1 9 7 1 年在管理决策系统 一文中提出的。d s s 是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础，以计算机 技术、模拟技术和信息技术为手段，面对半结构化决策( s e m is t r u c t u r e dd e c i s i o n ) 问题，支持决策活动的具有智能作用的人一机交互系统。它能为决策者提供决策所 需要的数据、信息和背景材料，帮助明确决策目标和进行问题的识别，建立或修改 决策模型，提供各种备选方案，并对各种方案进行评价和优选，通过人机对话进行 分析、比较和判断，为决策者正确决策提供有益的帮助。d s s 的目标就是不断地研 究和吸收信息处理其他领域的发展成果，研究决策分析和决策制定过程中所特有的 某些问题，并不断地将其形式化、规范化，逐步用系统来取代人的部分工作，以全 面支持人进行更高层次地研究和更进一步的决策。d s s 的建造代表着信息系统对半 结构化和非结构化决策提供辅助的一种不同的方法，它决不是造出决策的结构并使 之完全自动化，而是对各种半结构化决策的过程进行辅助。 1 1 2d s s 的产生和发展 d s s 是在传统管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 的基础 之上形成与发展的。2 0 世纪5 0 年代中期，电子计算机开始进入了一些企业或组织 中，主要用于事务管理中的具体业务处理，建立了数据处理系统( e l e c t r o n i cd a t a p r o c e s s i n gs y s t e m ，e d p s ) 。e d p s 可以处理工资计算、财务、物资等方面的统计及 报表输出等业务，从而可以提高工效，改善劳动强度、节省资金。虽然如此，e d p s 还存在不少问题有待解决。如，没有考虑各作业的内在联系，未能将它们紧密结合 起来，使其具有资源共享能力，以及缺乏分析能力等。6 0 年代初期，为了克服e d p s 的不足，人们开始研制新的信息处理系统，这就是管理信息系统( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 。m i s 将有关作业统一起来进行处理，向管理者及时提 供有用的分析信息。由于m i s 采用了系统论的思想和软件工程的方法、数据库技术 以及运筹学方法，因而伺e d p s 相比，它的功能更强，规模更大，资源利用率更高， 应用也更广泛。但是m i s 仍然存在不足之处，例如，它没有侧重于支持管理的决策 江苏新华昌集团决策支持系统的研究与开发 活动，由于它以相对固定的模式建立的，所以系统的适应性差。随着社会经济环境 迅速的变化，人们对社会的理解和认识也是不断变化的，而早期的m i s 工作却是立 足于一个固定的至少是相对稳定的信息系统模式之上，这样的模式对于完成例行的 日常信息处理工作无疑是必要的，但是对于环境的变化，以及由此而来的工作方式、 工作内容、认识模式等方面的变化显得不能或是很难适应。正因为如此，在一段时 间，m i s 的发展很缓慢，于是又迫使人们去研究新型管理信息系统。 1 9 7 1 年起，g o r r y ，m s s c o t tm o r t o n ，t p g e r r i t y t3 ) 等相继发表文章， 提出d s s 的概念，接着m s s c o t tm o r t o n 和p e t e rg w k e e n “1 等人做了开创 性的工作，d s s 的理论研究和实际的开发工作迅速开展起来，一种全新的管理信息 系统d s s 出现了。d s s 是在h i s 基础上发展起来的，是基于计算机的信息系统和信 息技术，用于辅助决策者进行决策，提高决策能力和水平，提高决策质量和效果。 可见，d s s 是管理学、信息学、计算机与人工智能等现代技术相互结合、综合运用 的产物。 d s s 的应用发展过程经历了这样几个阶段”1 ； ( 1 ) 2 0 世纪7 0 年代初，d s s 刚刚起步，此时的d s s 主要实现辅助管理者对 半结构化问题的决策过程，其主要标志是将交互式技术应用于管理任务。 ( 2 ) 2 0 世纪7 0 年代中后期，d s s 主要实现支持管理和决策者作出判断，强 调的是“支持过程”( s u p p o r tp r o c e s s ) 而不是“决策过程”( d e c i s i o np r o c e s s ) 。 ( 3 ) 2 0 世纪7 0 年代末到8 0 年代初，d s s 已普遍流行并且增加了知识库与方 法库，构成了三库系统或四库系统，此时的d s s 主要注重提高决策的“有效性” ( e f f e c t i v i t y ) 而不是“效率”( e f f i c i e n c y ) 。 ( 4 ) 8 0 年代后期，人工神经元网络及机器学习等技术的研究与应用为知识的 学习与获取开辟了新的途径。专家系统与d s s 相结合，充分利用专家系统定性分析 与d s s 定量分析的优点，形成了智能决策支持系统i d s s ，提高了d s s 支持非结构化 决策问题的能力。2 0 世纪8 0 年代中后期，实用d s s 相继涌现，此时的d s s 功能已 经很强，而且人工智能( a r t i f i c a li n t e l l i g e n c e ，a i ) 技术，尤其是知识工程 ( k n o w l e d g ee n g i n e e r i n g ，k e ) 和专家系统( e x p e r ts y s t e m ，e s ) 的思想和方法渗 透到d s s 领域，此时的d s s 更加注重系统的“柔性”( f l e x i b i l i t y ) 。 ( 5 ) 最近几年，d s s 则更加强调各种技术的综合运用，而且又先后提出了群 决策支持系统( g r o u p d e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m ，g d s s ) 、智能决策支持系统 ( i n t e l l i g e n td e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，i d s s ) 、分布式决策支持系统( d i s t r i b u t e d d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，d d s s ) 、集成式决策支持系统( i n t e g r a t e dd e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m ，i d s s ) 等更高层次的决策支持系统，它们分别适应不同要求、不 同层次决策部门的需要，对于提高各级决策部门的管理水平和控制能力将会有很大 的帮助。 南京航空航天大学硕士学位论文 1 1 3d s s 的特征和功能 决策支持系统是支持半结构或非结构化决策过程的计算机辅助决策系统，其重 点放在“支持”而不是决策工作的自动化上，它具有如下一些特征”1 ： ( 1 ) 决策支持系统帮助管理者完成半结构化的决策问题。由于这些问题很少 得到或得不到电子数据处理系统( e d p s ) 和管理信息系统( m i s ) 的支持，而决策 支持系统可以解决一部分分析工作的系统问题，但对这一过程的控制还需要决策者 的洞察力和判断力。 ( 2 ) 决策支持系统是面向决策者。决策支持系统的输入和输出、起源和归宿 都是决策者。 ( 3 ) 决策支持系统强调的是支持。决策支持系统必须辅助和支持管理者，力 求扩展决策者做出科学决策的能力，而不是取而代之。因此，计算机不应该试图提 供答案，也不应该给决策者强加一套预先规定的分析顺序。 ( 4 ) 决策支持系统注重模型和用户共同驱动。因为决策过程是动态的，是根 据决策的不同层次、周围环境、用户要求以及现阶段人们对决策问题的理解和已获 得的知识等动态确定的。 ( 5 ) 决策支持系统强调交互式的处理方式。通过大量、反复、经常性的人一 机对话方式将计算机系统无法处理的因素( 如人的偏好、主观判断能力、经验、价 值观念等) 输入计算机，并依此来规定决策的进程，让决策者在依据自己的实际经 验和洞察力的基础上，主动利用各种支持功能，在人一机交互的过程中反复的学习 和探索，最后根据自己的“管理判断”选取一个合适的方案。 因为d s s 的宗旨就是辅助公司领导做好决策工作，因而d s s 必须具有如下的功 能： ( 1 ) 整理并随时提供与决策问题有关的组织内部各种信息、数据。如：工厂 的生产能力、订单要求、库存状况与财务报表等。 ( 2 ) 收集、管理并提供与决策问题有关的组织外部信息。如：政策法规、经 济统计、市场行情、同行动态与科技进展等。 ( 3 ) 收集、管理并提供各项决策方案执行情况的反馈信息。如：订单或合同 执行进程、物料供应计划落实情况、生产计划完成情况等。 ( 4 ) 能以一定的方式存储和管理与决策问题有关的各种数学模型。如：定价 模型、库存控制模型与生产调度模型等。 ( 5 ) 能够存储并提供常用的数学方法及算法。如：回归分析方法、线性规划、 最短路径算法等。 ( 6 ) 各种数据、模型与方法的管理都应该易于修改和添加。如：数据模式的 变更、模型的连接或修改、各种方法的修改等。 江苏新华昌集团决策支持系统的研究与开发 ( 7 ) 能灵活地运用模型与方法对数据进行加工、汇总、分析、预测，得出所 需的综合信息与预测信息。 ( 8 ) 具有方便的人一机对话和图像输出功能，能满足随机的数据查询要求， 回答”如果则”( “w h a t i f ”) 之类的问题。 ( 9 ) 提供良好的数据传输功能，以保证及时收集所需数据并将加工结果传送 给使用者。 ( 1 0 ) 具有使用者能忍受的加工速度与响应时间，不影响使用者的情绪。 1 1 4d s s 的应用概况 目前，国外d s s 的研制工作经过近3 0 年的发展，无论是理论还是应用都已取 得了较大的进展，主要应用于企业的预算和分析、预测与计划、以及生产与销售等 部门，也有用于社会科学，宏观经济与市场分析及投资效益分析等方面，它涉及到 军事、经济、环境、医学、能源、交通、公安等部门。下面给出几个国外应用d s s 的典型实例“1 。 ( 1 ) i f p s 由美国e x e c u c o m 系统公司研制的i f p s ( i n t e r a c t i v ef i n a n c i a lp l a n n i n g s y s t e m ) 是一个会话式财务计划系统，用来辅助经理进行计划与决策。它由执行子 系统、建模子系统、报表生成子系统、数据文件处理子系统、命令文件处理子系统 及绘画子系统等六部门组成。它可以灵活地适应企业组织结构与管理方法的改变， 能够根据不同的模型进行模拟、预测、风险分析、统计加工等。它的输出形式既可 以是表格也可以是图形。目前i f p s 已广泛用于中高层管理决策，很受用户欢迎。 ( 2 ) 从i m s 由美国航空公司研制的a a i m s ( a na n a l y t i c a l i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e m ) 是一个用于支持计划、财务、销售及其他管理工作的系统，对任何从事市 场股份、比率和变化分析的人都可以使用。由于该系统存储了量历史的与当前的经 营数据，它可以提供各种计划最优化、效益分析、计划预测、趋势分析和绘图等工 作。 ( 3 ) b e s s b e s s ( b a s i ce c o n o m i cs i m u l a t i o ns y s t e m ) 是由世界银行研制的一个基础经济 模拟系统。它主要用于宏观部门经济模型的研究工作。 国内对d s s 的开发研究工作虽然起步较晚，但已引起了计算机学科及管理学科 广大科技人员的重视和注意，已成为国内管理与计算机应用的热门课题。目前国内 已开发了一些初步的项目，取得了可喜的成果，推出了“智能决策支持系统生成器”、 “通用决策支持系统生成器”、“基于知识的计划决策支持系统”及各种专用的决策 支持系统等软件。下面给出几个国内开发d s s 的实例”1 。 4 南京航空航天大学硕士学位论文 ( 1 ) m a s 1 9 8 1 年，全国物资储运系统在济南会议上提出推行一次性作业技术，要求金属 仓库一次性作业率达到4 0 、机电仓库达到5 0 。华中理工大学与武汉金属材料公 司小额供应站共同研究开发了智能型资源分配与货物调运系统m a s ，它的运用大大 减少了仓库内部的钢材搬运次数，节约了物流的费用，后来被用于对铁路部门进行 各种资源的分配和调运的优化分析。 ( 2 ) m d d s 海运优化调度系统n ) d s 是由清华大学研制的，用于帮助海运部门合理调配船 只，使得在完成货运计划时总成本最低，并尽可能缩短货运时间。 随着我国科学技术的发展，d s s 将在我国得到更广泛地应用，它将比以往的计 算机应用更深刻地影响人们的工作和思维方式，促进科学与经济的更大繁荣和发 展。 1 2 课题来源 当前，随着我国市场经济体系的确定和进一步完善，企业必须以市场为导向， 以生产、经营活动为主线，以取得更大的经济效益和社会效益为目的，根据市场要求 组织生产、经营活动，提高企业在市场上的竞争能力。同时企业必须改变传统的管 理模式，用科学化的管理方法和正确的决策来指导企业的生产、经营等活动”。 在市场经济条件下，企业之间的竞争相当激烈，从而要求企业能够及时捕捉市 场信息，根据市场变化动态建立起快速灵敏的反应机制，增强企业的适应能力。这就 使得决策成为企业创造、赢得发展机遇的战略核心，一旦决定企业发展方向和目标 的决策失误，即使拥有更先进的生产技术、再严格的内部管理机制，也都将无济于 事。决策的基础在预测分析，预测分析的依据是信息，信息的价值在判断。企业的决 策支持系统是现代管理思想的具体体现，它将现代管理方法、现代的计算机技术和 企业内外部环境的信息有机地结合起来，以科学的市场信息为基础，采用现代化的 管理方法，对企业的生产、经营、管理等活动进行预测分析、决策。企业决策支持 系统的建立，对于提高企业决策的准确性、科学性和及时性将起到巨大的作用，也 为企业创造广阔的生存空间提供强有力的支持”。 本课题来源于江苏省制造业信息化应用推广示范工程项目，根据江苏新华昌集 团的生产经营决策需求，开发了江苏新华昌集团决策支持系统( c x i cd e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m ， c x i c d s s ) 。其功能覆盖了销售分析、财务分析、采购分析、生 产分析等功能，为集团中高层领导的短、中、长期决策提供了强有力的保障，从而 进一步保证决策的科学性和准确性。 江苏新华昌集团决策支持系统的研究与开发 1 3 论文主要内容 论文首先介绍了d s s 的基本概念、原理和结构；其次，研究了数据仓库技术和 基于数据仓库技术的d s s 体系结构；再次，提出了c x i c d s s 总体结构，并完成了系 统的模型设计，并运用d b o d s d w 技术创建了数据仓库；最后，给出开发的应用实 例。 论文的章节及内容安排如下： 第一章绪论 介绍了决策支持系统( d s s ) 的基本概念，包括它的产生、发展过程和具有的 特征、功能，以及当前国内外该领域的研究概况，并说明了课题的研究背景。 第二章决策支持系统的基本原理及其结构 阐述了d s s 的基本原理、系统特点及其组成。 第三章基于数据仓库的决策支持系统 介绍了数据仓库的基本概念，分析了传统数据库和数据仓库的区别，并说明了 传统数据库不能运用于d s s 的原因，给出了基于数据仓库的决策支持系统的体系结 构，并简单介绍了各部分的作用。 第四章c x i c d s s 的总体设计 根据c x i c d s s 的项目需求分析，提出了c x i c d s s 总体结构，并完成了系统的模 型设计，并实现了运用d b o d s d w 技术创建数据仓库。 第五章决策支持系统的实现 通过实例说明在o d s 中实现“星型模式”关系数据库的过程，并设计、开发了 该系统的主要功能界面。 第六章总结与展望 对本文作了总结，并对d s s 的发展趋势进行展望。 南京航空航天大学硕士学位论文 第二章决策支持系统的基本原理及结构 2 1 决策支持系统的基本原理 2 1 1 决策和决策科学 决策是人们为了达到某一目的而进行的有意识、有选择的行动。在一定的人力、 设备、材料、技术、资金和时间因素的制约下，人们为了实现特定的目标，而从多 种可供选择的策略中做出决断，并付诸实旌以求得最优或较好效果的过程就是决 策。 传统的决策主要凭借决策者的个人阅历、知识和智慧，虽然有时也利用智囊人 物协助，但主要仍取决于决策者阅历是否丰富，知识是否渊博，智慧是否过人。本 质上以依靠人的经验进行的决策称为经验决策，经验决策是与小生产方式相适应， 其特点是，制约因素少，涉及面窄，信息传递慢，决策对象单纯。 随着社会化大生产的迅速发展，人类社会生活发生了一系列根本性的变化，社 会活动越来越复杂，变化越来越快，印象越来越大，出现了许多“大工程”、“大 企业”、“大系统”等。在这种情况下，若领导者仍凭个人的知识、经验、智慧和胆 略进行经验决策，稍有不慎，就会出现重大的失误。为了适应社会化大生产的需要， 现代决策不仅要凭借决策者个人的经验和智慧，更要借助于许多科学的方法和先进 的工具，故称之为科学决策。从经验决策上升到科学决策是势在必行。 科学决策不仅要使用科学的分析方法和先进的决策工具，而且要遵循科学的程 度，将一个决策过程分成若干阶段，明确各个阶段的任务，按照一定的顺序和客观 规律有计划有步骤地进行。任何一个科学决策过程都是一个动态过程，通常不可能 一次完成，而要在各个阶段间多次往返循环，才能达到较为理想的决策效果。一个 决策过程可分为确定目标、拟订方案和方案选择三个主要阶段。如果进一步细化， 整个决策过程可分为发现问题、确定目标、价格准则、拟订方案、分析评估、方案 选择、试验证实及实施执行等八个阶段，这八个阶段又称为科学决策程序a 其中， 决策支持系统( d s s ) 的作用就是用d s s 来帮助确定目标、拟订方案、分析评估及 仿真实验，而方案选择可采用人机对话方式，由d s s 提供不同方案及其参数，最后 由决策者拍板选定。由此可见，d s s 是一种用计算机辅助决策的系统，而不是实现 科学决策整个过程的决策自动化系统。 一一望芟堑兰墨叁里达墨塞量墨笙盟堕窒皇堑垄 2 i 。2 决策模型 通常把决策对象所涉及到的方面称为系统，从系统中提出一个决策问题须具备 五个条件”1 ： 有一个希望达到的明确目标。用决策准则或最优值m 表示。 能给出系统所处各种可能的状态。用状态集s = f s ) 表示，它是所有状态构 成的集合，是随机变量。 能知道系统各种状态出现的可能性大小。用状态存在的概率p ( s ) 表示。 要有多个备选方案。方案称为决策变量，用a 表示，所有方案构成的集合 称为方案集，用a = ( a ) 表示。 能估算出系统在不同状态下的结果或效益。用效益值或损益值v ( a ，s ) 表 示，它是状态量s 和决策变量a 的函数。 决策问题通常比较复杂，须采用抽象办法，找出参与决策过程诸变量之间的约 束关系，建立数学模型。一个决策问题的数学模型，就是上述介绍的m 、s = s 、p ( s ) 、 a 2 a 以及v ( a ，s ) 的五重数据结构，它们可以用表格法、决策树法和矩阵法表示。 ( 1 ) 表格法 用表格表示上述五重数据结构的决策模型如表2 1 所示。表格表示法的特点 就 是整齐，对应关系明确 表2 - i 表格表示法 弋状态( s ) s l s 2s 3 s “ 决策准 效朱嘉 则或最 掣弋 p ( s j )p ( s ? )p ( s 3 ) p ( s 。) 方案( 遗 优值m a lv ( a r8 i )v ( a ，s v ( a i ，s s ) v ( a i ，5 n ) 屯v ( a 2 ，8 i )v ( a 2 5 2 )v ( 8 2 ，s a )v ( a 2 ，s ) a 3v ( a 3 ，5 1 )v ( a ”5 2 )v ( a 3 ，s 3 )v ( a 3 。s 。) -_ a _v ( a - ，8 i )v ( a ，5 2 )v ( 8 3 )v ( ，s 。) 南京航空航天大学硕士学位论文 ( 2 ) 决策树法 决策树法就是把每一个决策方案与各种状态及该状态下的损益值的相互关 系， 用一种树形图表示出来，如图2 - 1 所示。 p ( s ) v ( a s i ) v ( a s 2 ) v ( a l ，s n i ) v ( a l ，s n ) v ( 8 1 ) v ( a i ，s 2 ) v ( a ，3 n - 【) v ( a _ s 。) 图2 - 1 决策树表不法 图中，左边的方块为出发点，从该点画出m 条折线，表示m 个决策方案，称为 决策方案分支。各个方案分支末端的圆圈称为状态点，从该点引出r l 条折线，表示 系统i n _ 种状态，称为状态分支，分支线上标有该状态的生成概率p 。最右边的三角 表示某个方案在该状态下的结果，即损益值。决策树表示法比较直观，各种方案在 不同状态下的损益值目了然。 ( 3 ) 矩阵法 矩阵法就是将整个决策数学模型用几种矩阵表示。矩阵法简化了决策问题的表 述，也便于对决策问题进行理论研究。用矩阵法表示的决策数学模型有： 方案矩阵：a = ( a i ，a 2 ，a 3 ，a ) 状态矩阵：s = ( s 。，s ：，s a ，s 。) 生成概率矩阵：p = ( p ( s t ) ，p ( s z ) ，p ( s 。) ，p ( s 。) ，) 损益矩阵：v = v ( a 1 ，) ，v ( a i ，s 2 ) ，v ( a 1 ，s 。) v ( a 2 ，s i ) ，v ( a 2 ，s 2 ) ，v ( a 2 ，5 。) v ( a 。，s 1 ) ，v ( a ，s 2 ) ，v ( a 。，j 。) 9 江苏新华昌集团决策支持系统的研究与开发 2 2 决策支持系统的结构 2 2 1 决策支持系统的构成 早期的d s s 一般为两库结构，如图2 2 所示，它由下列子系统组成”： ( 1 ) 数据库子系统 数据库子系统由数据库和数据库管理系统( d a t ab a s em a n a g e m e n ts y s t e m ， d b m s ) 组成，其中，数据库包含关于决策问题的有关数据，并由数据库管理系统进 行管理和维护。 ( 2 ) 模型库子系统 模型库子系统包括模型库和模型库管理系统( m o d e lb a s em a n a g e m e n ts y s t e m ， m b m s ) 。其中模型库中存储着财务、统计、管理科学或其他定量模型，可提供系统 的分析功能。模型库管理系统m b m s 的主要功能为用户建立、加工、维护、更新、 操作及使用模型等。 ( 3 ) 对话管理子系统 对话管理子系统( d i a l o g u eg e n e r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，d g m s ) 是d s s 是人一机接口界面，通过该子系统，用户与d s s 通信并使用d s s ，协调和控制数据 库子系统和模型库系统的管理与运行。 ( 4 ) 用户也是系统的一部分，研究人员认为决策人员与计算机的频繁对话可 以产生d s s 某些特殊的作用。 图2 - 2 两库结构系统 在早期o s s 两库结构系统的基础上，增加方法库子系统，则可以得到如图2 - - 3 南京航空航天大学硕士学位论文 所示的三库结构的d s s 。该结构中的方法库子系统( m e t h o db a s em a n a g e m e n ts y s t e m ， m e b m s ) 包括方法库和方法库管理系统，方法库用来存放各种方法，方法库管理系 统功能就是对各种方法的增加、删除、调用等管理和维护。 图2 - 3 三库结构系统 在d s s 的两库结构的基础上增加一些系统细节，可以得到如图2 4 所示的d s s 系统基本结构。 丽丽 外部数据 价格与费用 市场 法律法规 内部数据 生产状况 订单情况 财务 管理者对 风险的偏好 对话生成和管理软件 财务模型 ( 收入支出) 搬h 端簿i 麓嚣纠。饕嘉黥 l 数鬻理h 模鬻理l 系统 f l 系统 图2 - 4d s s 系统基本结构 预测模型 2 2 2 人机对话子系统 人机对话子系统是d s s 中用户和计算机的接口，在操作者、模型库、数据库和 江苏新华昌集团决策支持系统的研究与开发 方法库之间起着传送( 包括转换) 命令和数据的重要作用，其核心是入机界面。用 户接口技术包含了用户与d s s 通信的所有方面，不仅包括硬件和软件，而且涉及容 易使用、容易接受和人机交互的许多因素。有的d s s 专家认为用户接口是d s s 的最 重要部件，因为d s s 的许多功能、灵活性和容易使用的特点是由该部件表现出来的， 还有些人认为由于用户只看到d s s 的用户接口，对他们而言，用户接口就是系统。 2 2 3 数据库子系统 数据库子系统( 如图2 - 5 所示) 是负责存储、管理、提供与维护用于决策支 持的数据的d s s 基本部件，是支撑模型库子系统及方法库子系统的基础，在某种程 度上，它已成为d s s 内部管理的一种机制，起着简化d s s 的实现和维护的重要作用。 数据库子系统包含下列部件：d s s 数据库、数据库管理系统、数据字典、查询 模块。下面将简述这些部件及其功能。 ( i )数据库 数据库是相关数据的集合，这些数据组织起来可被多个人在多个应用中使用。 对于大型的d s s ，数据库基本上包含在数据仓库中，对于有些d s s 的应用，根据需 要可建立多个专门的数据库，而包含不同来源数据的几个数据库可为同一个应用服 务。 d s s 数据库中的数据，是从内部和外部数据源以及属于一个或多个用户的个人 数据中抽取的”“。 图2 - 5 数据库子系统结构 内部数据主要来自企业内部。根据d s s 的需要，来自职能部门的运行数据，如 市场数据。其他内部数据有机器维护调度、销售预测、缺货费用、招聘计划等。 外部数据有工业数掘、市场研究数据、调查数据、就业数据、政府规章、税率 一 塑室堕窒墼丕奎堂堡主兰垡堡壅 表、国家经济数据等。这些数据可来自政府、行业协会、市场研究机构以及组织自 己收集的其他外部数据。像内部数据一样，这些数据可由d s s 数据库维护，或者当 d s s 需要时输入，也可从w e b 或其他地方获得外部数据。由于外部数据的来源很广 常使d s s 用户的信息过载，而大多数外部数据与特定的d s s 是无关的，因此必须获 取并筛选大量的外部数据，以确保收集重要数据并尽量减少无关的数据。 个人数据是d s s 用户或企业的职工通过创建个人数据来反映其专长和经验等， 这些数据包括对销售情况的主观估计、在竞争中将如何行动的建议以及对新闻报刊 上文章的理解等。 ( 2 ) 抽取 数据抽取模块负责从源数据库提取能用于决策支持的数据，抽取过程也是对源 数据进行加工的过程，是选择、浓缩与转换数据的过程。当用户需要由d s s 数据库 中的数据生成报告时，常需要抽取数据，抽取过程由d b m s 管理。 ( 3 ) 数据库管理系统( d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ，d b m s ) 数据库管理系统( d b m s ) “主要用于管理、提供与维护数据库中的数据。d b m s 可提供如下功能： 可以获取、抽取数据并存储到d s s 数据库中。 维护数据记录和文件。 为了查询和报告，检索不同数据库的数据。 使不同来源的数据相关联。 处理个人的数据，以便用户根据其判断对决策问题的解进行实验。 根据查询进行复杂的数据操纵。 跟踪d s s 中数据的使用。 通过数据字典管理数据。 一个有效的数据库及其管理系统可为许多管理活动提供支持，如数据记录的浏 览，支持各种数据关系的创建和维护以及报告生成等。然而，只有当数据库与模型 集成时，d s s 才可以发挥出真正的作用。 ( 4 ) 数据查询 数据查询主要用于解释来自人机对话及模型库等子系统的数据请求，通过查阅 数据字典确定如何满足这些请求，并详细阐述向数据库管理系统的数据请求，形成 详细需求，最后将结果返回对话子系统或直接用于模型的构建与计算。数据查询模 块包括特定的查询语言，d s s 查询系统的重要功能是选择和操作。 ( 5 ) 数据字典 数据字典是数据库中所有数据的目录，包括数据定义，它也可被看作是数据库 的一部分。它的主要功能是描述和维护数据项的属性、来源和相互关系等。通过帮 助搜索数据和识别问题，数据字典特别适合支持信息阶段。像其他目录一样，数据 字典可支持增加新项目、删除项目以及特定信息的查询“”。 1 3 江苏新华昌集团决策支持系统的研究与开发 2 2 4 方法库子系统 方法库子系统是存储、管理、调用及维护d s s 各部件要用到的通用算法、标准 函数等方法的部件，方法库中的方法一般用程序方式存储。方法库子系统由方法库 与方法库管理系统组成。方法库是存储方法模块的工具，在方法库内存储的方法程 序一般有：排序算法、分类算法、最小生成树算法、最短路径算法、线性规划、整 数规划、动态规划、各种统计算法、各种组合算法等。方法库管理系统是方法库系 统的核心部分，是方法库的控制机构。 2 2 5 模型库子系统 模型库子系统是构建和管理模型的计算机软件系统，它是d s s 中最复杂与最 难实现的部分，其结构如图2 6 所示。d s s 用户是依靠模型库中的模型进行决策的， 因此我们认为d s s 是由“模型驱动的”。d s s 的模型库子系统由下列部件组成：模 型库、模型库关系系统、建模语言、模型字典、模型执行、集成和命令处理器。各 部件的定义及功能如下面所述： ( 1 ) 模型库 模型库用于存储决策模型，是模型库子系统的核心部件。它包括常规和专门的 统计、财务、预测、管理科学和其他定量模型，这些模型可提供d s s 的分析、运行、 改变、组合和检查等功能。模型库中的模型有战略模型、操作模型以及构模模型等。 网 l ! 塑j 图2 - 6 模型厍子系统的结构 使用d s s 支持决策时，根据具体问题构造或生成决策支持模型，这些决策支持 模型如有再用的可能性则也可存储于模型库。如果将模型库比作一个成品库的话， 则该仓库中存放的是成品的零部件、成品组装说明、某些已组装好的半成品或成品。 从理论上讲，利用模型库中的元件”可以构造出任意形式且无穷多的模型，以解决 任何所能表述的问题。 用单元模型构造的模型或决策支持模型可分为：模拟方法类、规划方法类、计 南京航空航天大学硕士学位论文 量经济方法类、投入产出方法类等，其中每一类又可分为若干予类。 ( 2 ) 模型库管理系统 模型库管理系统主要功能是模型的利用与维护。模型的利用包括决策问题的定 义和概念模型化，从模型库中选择恰当的模型或单元模型构造具体问题的决策支持 模型，以及运行模型。模型的维护包括模型的联结、修改与增删等。 模型库子系统是在与d s s 其他部件的交互过程中发挥作用的。它可以实现与数 据库子系统的交互可获得各种模型所需的数据，实现模型输入、输出和中间结果存 取自动化：与方法库子系统的交互可实现目标搜索、灵敏度分析和仿真运行自动化 等。与人机对话子系统之间的交互，模型的使用与维护实质上是用户通过人机对话 子系统予以控制与操作的。 江苏新华昌集团决策支持系统的研究与开发 第三章基于数据仓库的决策支持系统 3 1 数据仓库的概念 数据仓库( d a t aw a r e h o u s e ，d w ) “1 是以关系数据库、并行处理分布式等技术 的飞速发展未基础，用于解决实际当中拥有大量数据，但是有用的信息贫乏的一种 综合解决方案。数据仓库就是数据的仓库，它存放大量数据的同时又象仓库一样将 大量数据有效地管理起来，主要侧重于对海量数据的组织和管理，提供有效的数据 访问手段，同时，结合一些分析工具，如o l a p 和数据挖掘等工具，面向中高层管 理人员，在数据仓库中进行统计、分析，以获得用于决策的信息或发现规律。 著名的数据仓库专家w h i n m o n ”1 在其著作( b u ii d i n gt h ed a t aw a r e h o u s e 一书中给予如下描述：数据仓库( d a t aw a r e h o u s e ) 是一个面向主题的( s u b j e c t o r i e n t e d ) 、集成的( i n t e g r a t e ) 、相对稳定的( n o n v o l a t i l e ) 、反映历史变化( t i m e v a r i a n t ) 的数据集合，用于支持管理决策。对于数据仓库的概念可以从两个层次 予以理解，首先，数据仓库用于支持决策，面向分析型数据处理，它不同于企业现 有的操作型数据库；其次，数据仓库是对多个异构的数据源有效集成，集成居按照 主题进行了重组，并包含历史数据，而且存放在数据仓库中的数据一般不再修改1 。 数据仓库的信息来自不同地点的数据库或其他信息源( 以下统称信息源) 。数 据仓库的信息源具有分布和异构的特点，其中的主要信息可以视为定义在信息源上 的实体化视图集合。实体化视图与通常所说的视图不同。数据仓库管理系统预先把 实体化视图对应的数据从信息源中提取出来，物理地存储到数据仓库中，使这些视 图成为物理存储的数据实体。 数据仓库系统具有两个主要功能：一是从各信息源提取需要的数据，加工处理 后，存储到数据仓库中；二是直接在数据仓库上处理用户的查询和决策分析请求， 尽量避免访问信息源。 数据仓库的特点及其与传统数据库的区别如下 1 4 1 7 1 ( 1 ) 数据仓库是面向主题的，它是与传统数据库面向应用相对应的。主题是 一个较高层次将数据归类的标准，每一个主题对应一个宏观的分析领域，它可为辅 助决策集成多个部门不同系统的大量数据。数据仓库的数据量很大，一般为i o g b 左右，大型数据仓库可达到t b 级。基于主题组织的数据被划分为各自独立的领域， 每个领域有自己的逻辑内涵，互不交叉。而基于应用的数据组织则完全不同，它的 数据是为处理具体应用而组织在一起的。应用是客观世界既定的，它对于数据内容 的划分未必适于分析所需。 ( 2 ) 数据仓库是随时间变化的。它表现在以下几个方面：首先，为了适应d s s 进行趋势分析的要求，数据仓库的数据时限要远远长于传统数据库中的数据时限。 1 6 南京航空航天大学硕士学位论文 前者，一般在5 至1 0 年，而后者只有3 至6 个月；其次，传统数据库包含当前数 据，而数据仓库中的数据都是历史数据；最后，数据仓库数据都含有时间项，从而 标明了该数据的历史时期。 ( 3 ) 数据仓库是相对稳定的。操作型数据库中的数据通常进行反复的增加、 删除、修改、查询等操作，数据根据需要及时发生变化。数据仓库的数据主要供企 业决策分析之用，所涉及的数据操作主要是