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决策支持系统,系统工程专业本科学员必修课,第三章决策支持系统,第三章决策支持系统,数据库系统,本章内容,决策支持系统结构的分析,人机交互与问题综合系统,模型库系统,组合模型的决策支持系统,决策支持系统实例,1决策支持系统结构的分析,二、DSS的几种结构形式,三、DSS的结构比较,一、DSS的基本组成部件,四、DSS的统一结构形式,五、DSS的技术层次,一、DSS的基本组成部件,1、系统组成结构之一“三部件”结构,二、DSS的几种结构形式,1）三角式结构,1）人机交互部件,提供丰富多彩的显示和对话形式输入输出转换控制决策支持系统的有效运行,人机对话部件是决策支持系统与用户的交互界面，由用户界面以及相应信息处理机构组成。,二、DSS的几种结构形式,2）数据部件,数据部件包括数据库和数据库管理系统（DBMS）。,模型库模型不同于数据，表现在以下两个方面：,3）模型部件,模型的动态形式模型可以有一种或多种方法运行，进行输入、输出、计算处理。,模型的表示模型一般采用计算机程序,模型库管理系统,模型算法程序、模型功能说明文件、模型数据说明文件等。,一般采用数据库的形式;,动态管理,模型库管理系统,模型库管理系统的语言体系,模型库管理系统的特定功能,定义模型名称、功能、数据及完成对模型的增加、删除、修改查询语句；,执行模型、控制模型与数据库之间的动态数据交换、模型之间的运行控制。,编辑功能、编译功能等,1、系统组成结构之一“三部件”结构,2）串联结构形式,人机交互部件与数据部件没有关系，通过模型部件间接与数据部件联系，这样增加了一点模型管理的功能，但是省去了一套接口，使结构更加简单，更易于开发和维护。,二、DSS的几种结构形式,1、系统组成结构之一“三部件”结构,3）熔合式结构形式,数据库和模型库没有明显的接口，并且统一由一个管理系统进行管理。模型管理主要负责模型的建立、选择、拼接、组合、运行控制以及数据库接口的转换等。优点：模型管理与数据管理之间不设明显接口，比较简单，效率较高。缺点：可移植性差。当数据库管理系统变化时，需要大的改动，甚至需要改动模型。,二、DSS的几种结构形式,4）以数据库为中心的结构形式,与熔合结构的主要区别在于增加了一个“模型管理接口”部分。把各种具体数据库管理系统的功能转换成一个统一的标准调用接口，供各个模型使用。避免了各模型对具体数据库管理系统的依赖。,1、系统组成结构之一“三部件”结构,2、系统组成结构之二“三系统”结构,用户,语言系统（LS）,问题处理系统(PPS),知识系统(KS),1981年R.H.Bonczek等人提出了决策支技系统(DSS)的三系统结构形式：,2、系统组成结构之二“三系统”结构,语言系统(LS)：提供给决策者的所有语言能力的总和。一个语言系统既包含检索语言（它可由用户或由模型来检索数据的语言），也包含计算机语言（它由用户操纵模型计算的语言）。决策用户利用语言系统的语句、命令、表达式等描述决策问题，编制程序执行，得出辅助决策信息。,2、系统组成结构之二“三系统”结构,知识系统：它包含问题领域中的大量事实和相关知识。最基本的知识系统(KS)是由数据文件或数据库组成。数据库的一条记录表示一个事实。它是按一定的组织方式进行存贮。更广泛的知识是对问题领域的规律性描述。这种描述用定量方式表示为数学模型，称之为过程性知识。用定性的方式描述，一般表现为产生式规则，成为经验性知识。,2、系统组成结构之二“三系统”结构,问题处理系统（PPS）：问题处理系统是决策支持系统的核心。针对实际问题，提出问题处理的方法、途径，利用语言系统对问题进行形式化描述，写出问题求解过程，利用知识系统提供的知识进行实际问题求解，最后得出问题的解答。产生辅助决策所需要的信息，支持决策。,2、系统组成结构之二“三系统”结构,问题处理系统（PPS）：问题处理系统是决策支持系统的核心。（1）信息收集：是基础，来自于决策用户或知识系统。（2）问题识别：完成将实际问题转换为计算机能进行功能求解的过程。（3）模型生成：重点生成决策支持系统总体框架模型，决定多模型的组合、数据库的利用以及人机交互。（4）问题求解：根据模型进行问题求解，通过模型和数据的接口技术与多模型组合集成，经过计算得到支持决策的信息。,2、系统组成结构之二“三系统”结构,特点：1）强调问题处理系统的重要性问题的解决首先需要对问题进行形式化描述，再对问题求解提出方法和途径，在问题求解时利用知识系统中的知识。2）强调语言系统决策支持系统需要它特有的语言系统。3）把数据、模型统一归为知识数据是事实性知识。,3、系统组成结构之三“三库”结构,DSS的三库结构形式（1）,（3）将模型库和方法库合一，模型和方法只是表现形式上的不同。,（2）把模型理解为算法加上数据。方法库中存放按算法编制的程序，模型库中存放索引。优点：同一算法，不同数据则是不同模型。,3、系统组成结构之三“三库”结构,DSS的三库结构形式（2）,智能决策支持系统（IDSS）是在决策支持系统（DSS）的基础上集成人工智能的专家系统（ES）而形成的。与普通相比，增加了知识库及其管理系统,4、系统组成结构之四“四库”结构,四库三功能的系统结构形式,决策支持系统有多种结构，但基本结构形式主要有两种：,以“对话（人机交互）、模型、数据”三部件组成DSS；,以“语言系统、问题处理系统、知识系统”三系统组成DSS；,三、两种结构形式的比较,对“对话、模型、数据”三部件结构的看法,优点明确了三部件之间关系，即它们之间的接口关系和集成关系，便于决策支持系统的设计和关键技术的解决。便于和其他系统的区别。它和“管理信息系统(MIS)”的区别在于DSS多了模型部件。它和“专家系统(ES)”的区别在于DSS中是以“模型、数据”部件进行数值计算为主体的系统，而ES是以定性知识进行推理为主体的系统。,三、两种结构形式的比较,缺点没有突出DSS的问题处理特性。问题处理系统是解决决策问题的核心，它虽然用到模型和数据，但对不同的DSS，问题处理是大不相同的。作为该三部件结构，可以理解为DSS的问题处理系统是隐含在人机交互系统中。没有突出语言系统。对于DSS所采用的语言，有它特殊的要求，它包含数据库语言和高级语言的双重功能。作为该三部件结构，可以理解为DSS的语言系统是也隐含在人机交互系统中。,对“对话、模型、数据”三部件结构的看法,三、两种结构形式的比较,对“LS、PPS、KS”三系统结构的看法优点突出了问题处理系统(PPS)的重要性。在设计和开发DSS时，应该重点考虑决策问题的处理。明确了语言系统(LS)在人机交互中的作用。人机交互是要通过语言系统来完成的。决策问题的形式化也要用LS来描述。统一了知识的看法。将数据、模型、规则看成是知识不同表现形式。,三、两种结构形式的比较,对“LS、PPS、KS”三系统结构的看法缺点忽略了数据库系统、模型库系统的相互关系，对于开发决策支持系统是不利的。不适合与其它系统的区别。如对管理信息系统（MIS）的区别，对专家系统（ES）的区别都不明显。如果把LS看成是数据库语言，把KS看成是数据库，把PPS看成是管理信息处理，则该“LS、PPS、KS”就是MIS。如果把LS看成是PROLOG，把KS看成知识库，把PPS看成是推理机，则该“LS、PPS、KS”就是ES。这是该结构的致命弱点。,三、两种结构形式的比较,三、两种结构形式的比较,四、DSS的统一结构形式,综合能力：1、调用模型运行；2、数据库存取；3、数值计算；4、数据处理；5、人机交互；,五、DSS的技术层次,（1）建模技术,（2）模型管理技术,（3）交互技术,（4）知识管理技术,（5）系统综合集成技术,（6）系统快速原型开发技术,对问题的建模、对数据的建模、对求解过程的建模。,模型的组织与存储、运行与控制；对建模功能的支持。,可视化、自然化、个性化。,（7）群决策的协同技术,各系统部件之间的集成、部件内容元素之间的集成。,问题理解、知识推理、辅助建模、数据分析。,实时通信、冲突解决、一致性控制、数据访问权限控制等；同步协作与异步协作；,技术构成：,五、DSS的技术层次,三个技术层次：专用DSS、DSS生成器、DSS工具。,专用DSS：专门针对某种问题的DSS，能完成实际任务、并具有决策支持功能的决策支持系统称为专用的DSS。,DSS生成器：具有方便、快速建立专用DSS能力的计算机软、硬件系统。,报告题：DSS生成器实例素材：决策支持系统教程（陈文伟编著）“基于客户/服务器的决策支持系统快速开发平台”P304,五、DSS的技术层次,DSS工具：用来方便研制专用的DSS或DSS生成器的硬件和软件单元。,三个技术层次的关系：,专用DSS,DSS生成器,DSS工具,三个技术层次：专用DSS、DSS生成器、DSS工具。,五、DSS的技术层次,三个技术层次中的人员匹配,专用DSS,DSS生成器,DSS工具,决策者,DSS建造者,新技术研制人员,助理决策者,技术支持人员,适应性修改,回顾,综合能力：1、调用模型运行；2、数据库存取；3、数值计算；4、数据处理；5、人机交互；,2数据库系统,一、数据管理技术及其发展二、数据库系统的组成三、数据库系统的体系结构四、概念模型五、数据模型六、数据分析和规范化问题七、数据库保护八、数据库语言,数据库系统在DSS中的地位和作用,主要学习演绎数据库数据项表达式查询,（1）演绎数据库概念,演绎数据库始于70年代中期，由J.MinKer和Gallaire等人首创。将人工智能中的演绎功能与关系数据库相结合而产生的一种新的数据库叫演绎数据库。在数据库已知数据的基础上，由演绎推理推出的新数据称为虚数据。演绎数据库中的数据由实数据和虚数据两部分组成。,演绎数据库,（2）演绎数据库的基本结构,（3）演绎数据库实例,表3-1父子关系数据库F(f,s),建立以下两种逻辑规则,（1）祖孙规则,该规则表示X是Z的父亲，Z是Y的父亲，则X是Y的祖父,建立以下两种逻辑规则,（2）祖先规则,表示X是Y的父亲，则X是Y的祖先；,表示X是Z的祖先，Z是Y的父亲，则X是Y的祖先,由此可以推出哪些虚数据？,演绎数据库的设计,祖先-子孙推理搜索算法流程,数据项表达式查询,数据项表达式特点：表达式的形式是任意的；表达式的计算是临时的。,表达式1：社会总产值=工业总产值+农业总产值+建筑业总产值+运输邮电业总产值+商业、饮食业总产值表达式2：固定资产投资效果=（当年工业总产值-去年工业总产值）/当年固定资产投资额表达式3：人均社会总产值=社会总产值/总人口数,(1)数据项表达式设计,1、项表达式文法设计（1）S-项表达式（2）项表达式-项|项+项|项-项（3）项-因子|因子*因子|因子/因子（4）因子-简单因子|简单因子简单因子（5）简单因子-（项表达式）|函数|变量|常数（6）变量-时间标志指标代码（7）时间标志-C|L（8）函数-函数名（参数）（9）参数-项表达式|项表达式，参数注：C标志当年指标数据，L标志上一年指标数据。,主程序,过程E,(2)项表达式的识别和自动求解程序,开始,sym:=表达式下一个符号,调用过程P，返回值r,sym=（?,i:=i+1；调用过程E，返回值parai,返回r值,i:=0,结束,Y,N,过程P,sym=是变量?,sym=是常数?,sym=是函数名?,sym:=表达式下一个符号,sym=（?,sym=，?,sym=）?,调用函数处理程序，返回值r,sym=）?,调用查找指标值程序，返回值r,r:=常数,出错处理,出错处理,出错处理,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,出错处理,N,N,N,N,N,N,N,数据库设计,指标编码,数据库编码信息库,索引库,数据库设计,指标信息库（对应某一年）,项表达式库,3人机交互与问题综合系统,综合部件在DSS中的地位和作用,一、人机交互技术概述,70年代，计算机图形学得到了很大的发展，并迅速成为计算机技术中十分活跃的一个分支，广泛应用于CAD、绘图、艺术等领域。,80年代美国Microsoft公司开发的Windows是在DOS环境下的一个重要窗口系统。,90年代多媒体技术的迅速发展，使人机交互技术发生了一次巨大的变革。,人机界面的发展过程由面向功能到面向人性化方向发展。,二、人机交互界面的的构成和功能,1）能理解用户的问题和要求，并解决问题；2）能按用户的要求输出结果（图形、表格等）；,2、人机界面的功能,二、人机交互界面的的构成和功能,3）能给用户必要的提示，以顺利完成决策任务；4）能帮助用户使用系统中的模型；,三、人机界面的要求,1）多样性：可同时支持有经验和无经验的用户。2）容错性：有较好的错误修复能力。3）有效性：用尽可能少的操作完成需要进行的工作。,4）便利性：系统的功能用户能方便的找到。5）柔性：可通过多种方法和途径进行某项操作。6）一致性：与其它系统有相同或相似操作方法。7）帮助：提供较好的帮助和错误信息提示。,五、友好人机界面设计的一般准则,1、减少输入量,2、错误容易纠正,3、为不同经验和水平的用户提供多种交互形式（如“快捷”功能）,6、应允许在打印等操作时执行其它操作,7、对用户的操作应有反馈信息显示,8、对重要的操作提供确认,六、人机交互方式,1、Q/A方式（Question/模型的id号stringmodel_name;/模型名称stringmodel_description;/对模型功能的描述stringmodel_apply_area;/对模型适用范围的描述listinput_list;/输入参数列表listoutput_list;/输出参数列表listconstraint_list;/约束变量表listargument;/用户自定义参数列表public:/方法部分，包含预定义的方法和用户自定义的方法virtualrun();/模型数据执行函数virtualmethod;/方法列表listuser_method;/用户自定义的方法列表longuser_method_number;/用户自定义的方法个数listuser_method_list;/用户自定义的方法名称列表,ClassMetaModel:publicFatherModel/原子模型模板类描述private:/属性数据部分，包含了预定义的接口数据等longmodel_id;/模型的id号stringmodel_name;/模型名称stringmodel_description;/对模型功能的描述stringmodel_apply_area;/对模型适用范围的描述listinput_list;/输入参数列表listoutput_list;/输出参数列表listconstraint_list;/约束变量表listargument;/用户自定义参数列表public:virtualinterface();/模型数据执行函数method();/本模型类的求解方法,ClassCompModel:publicFatherModel/复合模型模板类描述private:/属性数据部分，包含了预定义的接口数据等longmodel_id;/模型的id号stringmodel_name;/模型名称stringmodel_description;/对模型功能的描述stringmodel_apply_area;/对模型适用范围的描述listinput_list;/输入参数列表listoutput_list;/输出参数列表listconstraint_list;/约束变量表listargument;/用户自定义参数列表public:listSubmodelList();/模型求解链,模型的面向Agent表示,立足于当代网络化分布式计算环境，采用面向对象方法与分布计算模式相结合的分布对象技术，赋予“对象”以行为特性，使之成为相互独立的既有分工又有合作、协调一致完成共同计算的单元。利用面向Agent技术，可建成比传统决策支持系统更高级、更有效、更实用的智能应用系统，用以解决复杂问题仿真求解中传统决策支持系统所不能解决的环境适应性、信息不完全性和实时性等不足。,3.模型库中模型的种类和表示,4.模型库系统的组织和存储,模型库系统主要由模型字典库、模型文件库和相应的模型库管理系统组成。,（2）文件库,模型文件的调用,模型库管理系统是为生成模型和管理模型提供一个用户友好环境的计算机软件系统。模型库管理系统主要解决模型的输入、存贮、检索、删除等问题。,（3）模型库管理系统,模型库管理系统的功能,模型的存储管理模型的表示、存储的组织结构、查询和维护。,模型的运行管理模型程序的输入与编译、运行控制、对数据的存取。,支持模型的组合模型间的组合、模型间数据的共享。,模型库管理系统语言体系,模型管理语言（MML）完成对模型的存贮管理以及模型的查询和维护。,模型运行语言（MRL）完成对单模型的运行，并支持模型的组合运行。,构模管理,模型库管理系统,存取管理,模型字典库,模型注册库,运行管理,模型文件库,模型库,数据库,数据管理系统,模型索引模型环境条件模型参数描述模型构造规则模型组合规则,归纳起来，模型库管理系统（ModelManagementSystem,MMS）是为生成模型和管理模型提供一个用户友好的计算机软件系统。MMS是联系决策问题、数据和模型的桥梁。,模型表示方法可以将模型分解为基本单元，是模型成为系统的一组共享资源；模型存储技术适用于整个管理过程，并与数据库管理技术、知识表示技术兼容；系统能够根据用户描述问题的性质和环境条件选择适当的模型；模型应用规则能保证用户在模型库中正确使用模型；,功能要求,模型维护和集成技术可以扩展模型库的适用范围，能构造符合问题条件的混合模型；模型生成技术应为用户提供足够的建模知识和算法，支持在交互过程中完成对新问题性质和条件的建模。,一.多模型辅助决策系统,二.模型组合技术,三.模型组合的程序设计,四.决策支持系统的决策支持,5组合模型的决策支持系统,第三章决策支持系统,一.多模型辅助决策系统,区域发展规划问题,一.多模型辅助决策系统以区域发展规划为例,资源与生态层,功能：对资源与生态的研究，将为产业结构方面提供资源信息，为经济开发预测提供依据，为系统优化提供约束条件，为总体宏观控制提供基础。,产业结构层,功能：包括三个产业，将向资源生态层提供要求，为总体经济发展提供参数，对资金、能源、劳动、科技提出要求。,经济能源层,功能：对经济能源的研究，为总体控制提供参数，为经济、生产提供需求量的约束。,社会经济系统层,功能：对社会经济的研究，为总体控制提供参数，为产业结构提供需求量的约束，与资源生态系统之间形成反馈回路。,区域总体控制层,功能：从区域总体研究方面需要对各层次提出优化设计要求和控制限度，在总体上进行协调，使各层次模型组合成总体的系统化模型群。,区域发展规划模型模型群既强调总体，又顾及部门，同时反映区域经济、社会、生态系统的全貌和联系。,二.模型组合技术,大多数模型系统是针对具体的应用背景而研制的，模型是执行流程控制中的一个固定环节或过程，按固定的方式使用，并且模型之间、模型与数据之间的联系比较固定，导致模型的可重用性差，难以对外提供模型服务。因此提高模型的共享性与重用性是模型管理与服务的重要需求。按照一定逻辑关系组合起来的多个模型称之为组合模型。,决策支持系统是以多模型的组合形式辅助决策。,二.模型组合技术,组合模型的层次拓扑结构,二.模型组合技术,模型的组合包含两个问题：模型间的运行控制流程模型间数据的共享和传递,二.模型组合技术,模型组合的三种基本方法,1.顺序结构的模型组合：先模型A，后模型B,模型B,模型A,无条件约束的并行可以转化为顺序结构,二.模型组合技术,模型组合的三种基本方法,2.选择结构的模型组合：模型A或模型B,模型B,模型A,判断,根据条件决定选择执行某个分支下的处理,二.模型组合技术,模型组合的三种基本方法,3.循环结构的模型组合,模型A,判断,即一个或多个子模型在满足一定条件下的多次反复执行,图模型组合的嵌套方式,二.模型组合技术,二.模型组合技术,模型组合数据共享与传递：通过数据库或数据文件传递通过内存直接传递通过典型的输入输出方式进行共享或传递,模型间数据的共享和传递是组合模型的配套要求,三.模型组合的程序设计,1、模型程序具有一定的标准性和通用性；,2、控制程序可以使用与模型程序不同的语言调用模型程序；,3、模型程序可以脱离控制程序独立存在；,模型组合程序设计几点理解：,三.模型组合的程序设计,图3-8DSS中模型运行图示,Run模型名,综合部件,（下步操作）,模型,数据1,数据2,模型库,数据库,图3-8模型组合顺序结构运行图示,综合部件,模型库,数据库,图3-9模型组合选择结构运行图示,综合部件,模型库,数据库,图3-10模型组合循环结构运行图示,综合部件,模型库,数据库,四.决策支持系统的决策支持,2、选择不同数据，相同模型构成不同决策支持方案；,3、选择相同数据，不同模型构成不同决策支持方案；,4、选择不同数据，不同模型构成不同决策支持方案；,5、模型与数据相当于原材料，生成决策支持方案；,四.决策支持系统的决策支持,在综合部件中，控制模型运行时发送给模型库中模型的信息包括：,模型运行完成后，返回综合部件的“下步操作”的语句行。,模型运行时，所需要数据文件名和地址，包括输入数据和输出数据；,模型运行命令；,6决策支持系统实例,例1、某橡胶产品由3种原料按一定的比例配方生产出来，产品有4个性能值。现在，厂家拟生产新的橡胶产品，请设计决策支持系统辅助厂家制定生产方案（产品配方）。已知条件和要求如下：1、已有大量现有产品的数据库，即已知每个产品的原料配方和性能值，假设原料与产品性能之间是线性关系；2、新产品对性能提出新的要求，不同的性能决定不同的产品；3、打印出配方结果。请设计该问题的决策支持系统的总控程序、模型程序和数据表。,物资分配调拨问题,计划处,各单位,各仓库,消耗,申请,分配,汇总,调拨,运输,1,2,4,3,5,例2某单位每年需要根据各地受灾情况处理物质分配调拨问题。物资分配调拨问题是根据各受灾地所提出的对物资的需求申请，按储备仓库的库存情况制定分配方案，再根据该分配方案以及仓库和受灾地的距离制定物资运输方案。最后，按照物资运输方案制定各仓库的发物表和各地的接收表，修改各仓库库存数和各地的物资数。,该决策问题需要设计多个数据库和多个模型共同求解，总的处理流程为：,试设计该问题的决策支持系统运行结构图，并对总控程序、模型程序、数据库进行说明。,首先设计此问题DSS的模型部件与数据部件,各地按自己的需要提出对物资的申请，将各地的申请数据库汇总成某一物资各地的需要量，形成总申请数据库。将各仓库的物资的可供应情况汇总成某一物资的各仓库可供量，形成总库存数据库。,物资申请和库存的计划汇总,该计划汇总模型与数据库的关系用图表示为：,各地申请数据库,仓库库存数据库,计划汇总模型,物资总申请数据库,物资总库存数据库,旋转（数据处理）,各单位对各物资的申请汇总,一、各单位的申请表结构为：Di=SQ(W1)，SQ(W2)，.i=1，2，.其中Di表示第i个单位，SQ(Wj)表示申请物资Wj的需要数量。申请表汇总成总申请表Wj=SQ(D1)，SQ(D2)，.j=1，2，其中SQ(Di)表示第i个单位对物资Wj的申请数量。该项数据处理工作类似于对矩阵的转置,各仓库对各物资的库存汇总,二、各仓库对各物资的可供应情况为：Ki=XY(W1)-KD(W1)，XY(W2)-KD(W2)，.其中Ki表示第i个仓库；XY(Wj)，KD(Wj)分别表示该仓库中物资Wj的现有数量和最低储备量，XY(Wj)-KD(Wj)表示物资Wj的可供量。各仓库库存数据汇总成总库存数据：Wj=XY(K1)-KD(K1)，XY(K2)-KD(K2)，.-,制定物资分配方案,物资分配方案是利用物资分配模型来完成的。,物资分配数据库中的每个记录表示每种物资分配给各单位的具体数量。,制定物资分配方案,物资分配方案是利用物资分配模型来完成的一、比较可分配情况对同一物资Wj计算：总可供量GY（各仓库可供量之和）总申请量SQ（各单位申请量之和）二、物资分配方法（一）总可供量大于等于总申请量GYSQ各单位分配数量等于它的申请量：FB(Dj)=SQ(Dj)j=1，2，.,制定物资分配方案,（二）总可供量小于总申请量GYSQ有几种处理办法：1.按申请比例削减。即FB(Dj)=SQ(Dj)GY/SQj=1，2，.2.按优先类别分配各单位按物资的需要程度定一个优先类别LP(Dj)一般分1、2、3、4等类别。,制定物资分配方案,对第一类单位是重点保证。其它类别按类别大小削减，具体做法：（1）计算第一类单位总申请量SQ1，且GYSQ1时：一类单位分配数按比例削减。其它类单位分配数为零。（2）当GYSQ1时：一类单位的分配数等于申请数其它各类单位的可供量GY=GY-SQ1,制定物资分配方案,计算差额GY=SQ-GY这个差额分配到非一类单位中去，利用类别数LP作为加权值参与公式计算。,（3）其它各单位的分配计算其它各类单位的申请量(除一类外),制定物资分配方案,物资调拨预处理,每种物资的调运中，参加调运的仓库和接收单位，都不是一样的；参加调运的仓库是由该仓库提供某物资的可供量是否大于零来决定的；参加调运的接受单位要看它接收某物资的分配数是否大于零来决定的；每个仓库到所有接受单位的路程，存入一个距离数据库中；对每一种物资，由于参加调运的仓库和单位的不同，则要形成参加调运的实际距离矩阵。,原距离矩阵,新距离矩阵,解矩阵,从全局距离数据库中挑选出某物资从仓库到单位的最小距离。,物资调拨预处理,某物资实际距离矩阵中的信息表示从仓库到单位的最小距离,利用运输问题数学模型的具体求解方法，制定各物资的运输方案。,制定物资运输方案,物资调拨数据库中每条记录表示一物资对所有仓库调拨物资给所有单位的具体数量。,制定物资调拨方案是利用物资调拨数据库中调拨物资的数量。经过物资调拨汇总模型将所有物资各仓库调拨给各地的数量，转换成各仓库的发件数据库（即该仓库给各地物资数量的数据库）和各地的收件数据库（即该地接收各仓库调拨物资数量的数据库）再制成表格，打印各仓库的发件报表和各地的接收报表。,制定物资调拨方案,该物资调拨模型和数据库之间的关系为：,物资调拨数据库,物资调拨汇总模型,仓库发物数据库,单位收物数据库,制表,修改,仓库发物报表,单位收物报表,仓库库存数据库,单位物资数据库,说明：该决策问题涉及到10个数据库，即（1）各地申请数据库（2）仓库库存数据库（3）物资总申请数据库（4）物资总库存数据库（5）物资分配数据库（6）距离数据库（7）物资调拨数据库（8）仓库发物数据库（9）各地收物数据库（10）各地物资数据库。该决策问题涉及到5个模型，即一个汇总模型，一个分配模型，一个运输优化模型，一个调拨模型，一个制表模型。其中汇总模型、调拨模型、制表模型都是数据处理模型，属于管理业务工作。分配模型与运输优化模型都是数学模型。分配模型是属于分配平衡决策。它要达到的目标是使物资分配尽量合理，该模型中的计算公式是分配决策方法之一，也可以采用别的分配决策方法。该模型使分配决策尽量科学化。运输模型是属于优化决策，它使运输过程达到的目标是运输的总的吨公里数最少，它比人做运输计划更科学化。,各地物质数据库,物资分配调拨决策支持系统运行结构图,物资分配调拨决策支持系统运行结构图,各地物质数据库,该物资分配调拨问题需要处理：4千多种物资20多个单位30多个仓库人工处理：需要二个人一个多月的时间，工作人员是按个人的经验进行分配和调拨。,物资分配调拨决策支持系统,物资分配调拨决策支持系统,决策支持系统在计算机上运行：用四个多小时完成物资分配调拨工作打印约四千张各仓库的物资发送报表和各单位的物资接收报表。决策支持系统达到了科学决策的效果,物资分配调拨决策支持系统,二、多方案辅助决策多种方案设计：（一）选用不同模型1、更改分配模型若分配方法不采用按优先级等级分配方法，该分配模型将改为新分配方法模型，而所用的数据文件不变。这时，需要在总控程序中修改“分配处理”的调用模型名为调用新模型名。,物资分配调拨决策支持系统,2、更改运输模型若增加水运（包括内河和沿海运输）和航空运输，则铁路运输模型就不能用了，即改用新的运输模型。在总控程序中修改“运输处理”调用的运输模型名，改为调用新运输模型名。,物资分配调拨决策支持系统,（二）修改数据1、修改分配模型中部分单位的优先级别2修改距离数据库中的仓库到单位的距离3仓库数或单位数发生变化当仓库数或单位数发生变化时，要对数据库中的仓库记录或单位记录进行增加、删除、修改。,设计题（3）,补充知识：投入产出模型,补充知识：投入产出模型,2、直接消耗系数与直接消耗系数矩阵：,直接消耗系数矩阵：,直接消耗系数：,补充知识：投入产出模型,3、总产量（X）与最终产量(Y)之间的关系,设计题,设某企业生产甲、乙两种产品，它们的实物型投入产出系数表如下：,某企业投入产出直接消耗系数表,若外部资源限制为煤360个单位；电力200个单位；劳动力限制为300个单位，甲、乙两种产品的单价分别为700元和1200元。现需安排生产计划，使该企业净产值最高。,利用投入产出模型和线性规划模型，设计多模型辅助决策支持系统，画出运行结构图，并建立该决策问题的投入产出模型和线性规划模型，说明两者之间的结合关系。,分析：,净产值由最终产品的产值来计算，这样目标函数由最终产品(Y)来建立，而资源约束必须是对总产品而言，约束方程由总产品(X)来建立。,设X1，X2分别为甲、乙两种总产品的计划产量；Y1，Y2分别为它们的最终产品的产量。,外购产品约束：9X1+4X23604X1+5X2200劳动力约束：3X1+10X2300此外还有：X1,X2,Y1,Y20,目标函数：,(1)利用投入产出模型中的总产品与最终产品之间的方程,解：,1、投入产出模型,2、线性规划模型,X120个单位X224个单位S24600元,Y1=13.2个单位Y2=12.8个单位,二、多模型辅助决策,2.2投入产出模型的决策支持,投入产出模型程序,线性规划模型程序,运行投入产出,取（I-A）,取C,C=C（I-A）,送C,运行线性规划,DSS控制程序,模型库,数据库,决策支持系统方案,开始,运行投入产出,结束,投入产出模型程序,基于客户/服务器的决策支持系统快速开发CS-DSSP平台,一、基于C/S的决策支持系统快速开发平台CS-DSSP结构,二、开发环境硬件环境：数据库服务器一台；广义模型服务器一台；客户计算机若干台；集线器一台。软件环境：客户端计算机运行操作系统Windows95/98；模型服务器运行在WindowsNT4.0操作系统；数据库服务器MicrosoftSQLServer6.5。开发语言：VisualC+6.0。,三、广义模型服务器系统,1、各库的统一管理存储结构统一为：文件库+字典库模型库文件：模型描述文件（MDF）和模型说明文件（MIF）；算法库文件：算法程序文件，算法描述文件、算法说明文件；知识库：知识的文本文件；方案库：框架流程图文件；实例库文件：框架流程实例文件、集成语言程序文件。2、运行引擎模型运行实例运行知识推理3、数据库接口,4、模型库管理系统语言功能,创建模型字典和MDF文件创建模型字典删除满足条件的模型DELETE_MODELFORConditionExpressDFILE=true|false修改模型字典记录修改模型查询模型浏览模型运行模型EXECUTE_MODEL模型名运行专家系统Run_ESReasoning知识库名,三、广义模型服务器系统,为使系统方案迅速变成可执行的系统，CS-DSSP平台提供了细化框架和框架的实例化过程。（快速原型的研制原理）细化框架：将大的框架细化成更详细的组合框架，成为“主”、“子”框架流程结构，并支持框架的改变。对系统框架某个框架改变，即改变框架的模型；改变框架的处理流程。实际上系统框架的改变即为系统方案的改变。,四、客户端交互控制系统,为使系统方案迅速变成可执行的系统，CS-DSSP平台提供了细化框架和框架的实例化过程。（快速原型的研制原理）框架的实例化：将每个框架连接上相应的模型，即选择相应的算法，连接上相应的数据。在实例化的过程中，框架连接的模型转换成模型的调用语句，框架的分支、循环结构、框架流程实例化后自动生成集成语言程序，集成语言程序的运行是通过集成语言解释程序来解释执行的。,四、客户端交互控制系统,集成语言功能,流程定义变量定义子控制BeginSubControl控制语句EndSubControl循环控制赋值语句跳转语句,CS-DSSP平台提供了一套集成语言系统来生成实际决策问题的总控程序，集成语言功能及文法如下：,跳转标识的定位模型数据的存取格式结束控制语句模型库操作函数数据库操作函数子框架调用询问函数注释/*/,框架图标与集成语言的对应关系,总控程序的运行是通过集成语言编译和解释执行程序来完成。总控程序首先编译成中间语言程序，然后对中间语言程序进行解释执行。,总控程序的抽取与编辑,总控程序的编译,中间语言的解释执行,程序文件,中间语言,集成控制程序的编辑、编译和执行,中间语言的数据结构,type标识express的类型：0：计算表达式，包括赋值语句、函数计算和跳转语句；1：逻辑表达式；,-then中存放的相对地址是该条语句的逻辑下一条语句在线性表中的位置；-else中存放相对地址是该逻辑表达式为假时，该条语句的逻辑下一条语句在线性表中的位置。,中间语言的数据结构,模型组合工具介绍,模型组合的详细工作流程,可视化模型综合生成工具主要功能,模型描述确定组合模型表示中的说明部分：模型名称、模型定位、模型描述和公开接口名称等信息。需要考虑的问题：模型命名、模型定位目录,可视化编辑,模型选择根据实际问题和建模者的要求选择合适的子模型，所选子模型