第八章决策支持系统和专家系统

1、张秋蓉第八章 决策支持系统中国珠宝设计网独家资料中国珠宝设计网独家资料 http:/张秋蓉1张秋蓉第八章 决策支持系统1.决策支持系统的概念、结构、开发等相关知识2.群体决策支持系统的概念、其他相关知识3.专家系统的概念、设计方法、开发等相关知识4.智能决策支持系统的概念、结构等相关知识12/1/20212张秋蓉第八章 决策支持系统8.1 决策支持系统8.2群体决策支持系统8.3专家系统8.4智能决策支持系统12/1/20213张秋蓉第八章 决策支持系统12/1/20214张秋蓉第八章 决策支持系统1.决策支持系统的定义由于60年代末MIS的缺陷，71年，高瑞（Gorry）和斯科特莫顿 (Sc

2、ott Morton) 首次提出“决策支持系统”的概念以来，随着决策支持系统的不断发展，其概念和定义一直处在争论之中，直到现在仍然没有一个学术界公认的定义。12/1/20215张秋蓉第八章 决策支持系统决策支持系统（DSS，Decision Support system）是为决策者提供有价值的信息及创造性思维与学习的环境，能够帮助决策者解决半结构化解决半结构化和非结构化决策非结构化决策问题的交互式计算机系统。12/1/20216张秋蓉第八章 决策支持系统2.决策支持系统DSS的特征：1)对决策者的决策判断进行支持而不是代替；2)帮助决策者解决半结构化和非结构化的问题；3)支持决策过程的各个阶段

3、；4)支持决策者的决策风格和方法，改善个人与组织的效能5)支持所有管理层次的决策，进行不同层次间的沟通和协调；6)易于非计算机专业人员以交互对话方式使用；7)要由用户通过对问题的洞察和判断来加以使用；8)强调对环境及用户决策方法改变的灵活性和适应性。12/1/20217张秋蓉第八章 决策支持系统.决策支持系统的功能1)决策目标、参数和概率的规定2)数据检索和管理3)决策方案的生成4)决策方案后果的推理5)语言、数值和图形信息的显示和吸收6)方案后果评价7)结策的解释和执行8)战略构成12/1/20218张秋蓉第八章 决策支持系统4.决策支持系统的一般分类方法：DSS通常按照系统的特性及其应用状

4、况分类。按支持层次支持层次分为：战略规划决策支持系统、作业控制决策支持系统按支持的决策类型支持的决策类型分为：个人决策支持系统、组织结构决策支持系统、群体决策支持系统按支持的数据与模型操作能力支持的数据与模型操作能力分为：文件柜系统、数据分析系统、分析信息系统、财务模型系统、描述模型系统、优化模型系统、建议系统。按应用领域应用领域分为：生产经营决策支持系统、农业规划决策支持系统。按适用范围适用范围分为：专用决策支持系统、通用决策支持系统。12/1/20219张秋蓉第八章 决策支持系统 决策支持系统的设计是问题驱动的，重视解决问题的决策模式的研究与模型的使用12/1/202110张秋蓉第八章 决

5、策支持系统l此框架由Sprague（1980,1987）提出。它包含用户界面、数据和模型三个子系统数据模型用户界面决策者12/1/202111张秋蓉第八章 决策支持系统l数据库系统一般包括：数据库和数据库管理系统。l模型子系统一般包括：模型库和模型库管理系系统。l用户界面子系统包括：对话生成和管理软件。12/1/202112张秋蓉第八章 决策支持系统上图可以细分为“两库一体化”框架结构决策者数据库管理模型库管理数据库模型库对话生成和管理12/1/202113张秋蓉第八章 决策支持系统l此框架包含：l语言系统（LS,Language System）=用户界面系统（CHI,Computer Hum

6、man Interface ）l知识系统(KS,Knowledge,System)l问题处理系统(PPS,Promputer Procress System)用户界面系统 (CHI)知识系统 (KS)问题处理系统 (PPS)决策者12/1/202114张秋蓉第八章 决策支持系统l用户界面系统提供用户（决策者）与DSS通信的桥梁。它将决策者的意图传达给DSS。l知识系统包括DSS中有关问题的知识主体，其中可以存放数据、模型、规则、表格、框架图形等。l问题处理系统是用户界面系统的问题表示和知识系统的知识表示之间的一个中间处理器，具有确认、分析求解以及设计实施三部份功能，还可以结合实际问题进一步细分

7、。12/1/202115张秋蓉第八章 决策支持系统l数据、模型和知识三个子系统均包含一个库和一个管理系统，而用户界面子系统包含对话生成和管理软件决策者数据库模型库知识库对话生成和管理知识库管理模型库管理数据库管理软件系统12/1/202116张秋蓉第八章 决策支持系统l这种系统结构常见于一些决策支持系统和办公室自动化系统中。决策者数据库模型库方法库通讯总控服务知识库管理系统知识库管理系统模型库管理系统数据库管理系统图形库用户界面12/1/202117张秋蓉第八章 决策支持系统l决策这通过用户界面输入命令及有关需求的参数和说明。l总控模块根据决策者的要求调用有关模块，存取各库，运用各种方法或手段

8、随时进行组合和更新，为决策者提供各种形式的数据、模型和方法。l该系统显著的特点是：具有开放型。决策者可将自己的经验和智慧，与系统的开发能力相结合，更好第发挥用户的积极性和创造性。12/1/202118张秋蓉第八章 决策支持系统l开发一个完整的DSS结构是十分重要的工作，体系结构必须具体地指导未来的系统设计，并且具有足够的灵活性以采纳新技术，且能保证今日和未来的需求。一旦被定义下来，需要做估价的努力去修改和替换与新概念不一致的现存系统。l合理组织者以上四种结构，适应不同的局决策类型的决策环境，创造一个新类型的DSS,这是今后进一步研究的一个方向12/1/202119张秋蓉第八章 决策支持系统数据

9、库模型库数据库管理系统模型库管理系统模型开发工具最终用户查询工具用户接口硬件、操作系统平台网络与通讯设施外部数据用户程序员12/1/202120张秋蓉第八章 决策支持系统1.定义DSS的体系结构在独立开发系统之前，重要的是开发一个全面的信息系统体系结构。DSS的体系结构应当反映的内容有：lDSS的数据库lDSS的模型lDSS的用户l软件工具、硬件和操作系统平台l网络和通讯功能12/1/202121张秋蓉第八章 决策支持系统2.平台的选择l平台指集成的硬件和操作系统环境。用于支持应用程序lDSS可在多个不同的平台上运行，常用的平台有：1)公司的中央系统2)连接用户台式计算机的中央系统，通过内部公

10、司的网络、互联网3)分散的系统，可以从中央系统中获取且能通过网络提供给它的用户4)用桌面上的独立系统5)上述情景的综合12/1/202122张秋蓉第八章 决策支持系统3.开发DSS的软件工具l通常有四种方法获得DSS应用软件：1)购买集成的软件包2)定做软件包3)使用工具或为当前任务设计的“程序生成器”4)从头开始编写所要的程序12/1/202123张秋蓉第八章 决策支持系统l支持DSS开发的所使用的软件类型：1)数据库管理软件包2)信息检索（查询和报告）软件包3)专用的建模软件包4)统计5)数据分析软件包6)预测软件包7)图形软件包8)语言数据库管理软件包主要支持层次结构、网络结构、关系结构

11、。层次结构是台式计算机普遍采用；网络结构则是大型主机中最为普遍采用；关系结构是微型计算机和工作站普遍采用，对不可预见的信息检索要求的反应更具灵活性，所以更适合于DSS。信息检索软件包的功能是从文件或数据中检索用户指定的数据，好的信息检索软件包应具有复杂的查询功能且易于使用。3-7是以数量化理论提供的算法为基础，且能结合具体的专项业务进行有关量化计算。12/1/202124张秋蓉第八章 决策支持系统4.DSS用户界面设计l用户界面设计应当考虑的因素主要有：1)时间2)学习3)多用途4)差错处理5)帮助6) 适应性7) 集中8) 抗疲劳9) 一致性10)趣味性12/1/202125张秋蓉第八章 决

12、策支持系统l 用户界面样式设计通常有：1)命令行界面2)图形界面3)菜单4)对话框l 超文本和超媒体界面，把文字、图形、动画和声音加入电子“文档”中，特别是信息检索，应用超文本方式。可以使系统更快、更精确地解决问题。12/1/202126张秋蓉第八章 决策支持系统5.DSS的开发方法l方法有：1)生命周期法2) 解决半结构化和非结构化问题，以人机对话为主要工作方式。2)原型法3)最终用户开发方法4) 指决策者直接负责DSS的开发，在专业人士的支持和帮助下，开发更为复杂的最终用户系统。12/1/202127张秋蓉第八章 决策支持系统12/1/202128张秋蓉第八章 决策支持系统l1981年，K

13、een提出群体决策支持系统（GDSS, Group DSS）概念1.群体决策支持系统的定义Huber(1984)称GDSS是能帮助在一起工作的一群决策者共同解决非结构化问题的一种交互计算机系统。强调会议决策Ds Santis和Gsllupe(1985)等给出的定义是：GDSS是能帮助在一起工作的一群决策者共同解决非结构化的问题的一种交互式的计算机系统。强调非结构化问题的决策。12/1/202129张秋蓉第八章 决策支持系统综上所述，其描述性的定义为： GDSS在其设计、结构和用途上都反映出群体的各个成员相互影响并且做出特定决策的决策方式。GDSS的群体决策过程包括沟通、文件共享，构造群体活动的

14、模型，集成多个人观点为群体观点，以及涉及群体交互活动的其它一些功能。12/1/202130张秋蓉第八章 决策支持系统2.GDSS的作用1.能让决策者相互之间便捷地交流信息与共享信息，减少片面性；2.决策者可克服消极的心理影响，无保留地发表自己的意见；3.决策者利用先进的各种技术支持决策，使问题的求解系统化、条例化。4.能集思广益，激发决策者思路，使问题的方案尽可能趋于完美；5.可防止小集体主义及个性对决策结果的影响；6.可提高决策群体成员对决策结果的满意程度和置信度； 7.群体越大效果越显著。12/1/202131张秋蓉第八章 决策支持系统GDSS需要用到有：通讯技术（电子信息、局部或大区域网

15、、电话会议、存储和交换设备）计算机技术（多用户系统、第四代语言、数据库、数据分析、数据存储和修改能力）决策支持技术（议程设置、人工智能和自动推理技术、决策模型方法）结构化的群体决策方法（如：德尔非法） GDSS将这些技术结合起来，使问题的求解条理化、系统化。12/1/202132张秋蓉第八章 决策支持系统1.GDSS的技术层次 Desanctis和Gallupe(1987)按照为群体成员提供支持的不同，将GDSS技术分为三个层次：1)过程支持（目的是为了减少或消除通讯障碍）2)决策支持（软件增加了建模和决策分析功能，通过提供系统的方法，减少群体决策过程的不确定性）3)次序的规则（涉及群体决策过

16、程的时间，内容或信息形式，加入了包含次序的规则的专门软件。）12/1/202133张秋蓉第八章 决策支持系统2.GDSS的结构v决策室v局域决策网v传真会议v远程决策返回对决策者面对面地集中于一室在同一时间进行群体决策的情况利用局域网，多位决策者在近距离内的不同房间（或自己的办公室）里定时或不定时作群体决策的系统。利用计算机网络的通讯技术，使分散在各地的决策者在同一时间内，以不见面的方式进行集中决策。利用广域网，是决策者异地异时地对同一问题做出决策12/1/202134张秋蓉第八章 决策支持系统l电子会议室l工作流系统l谈判支持系统12/1/202135张秋蓉第八章 决策支持系统12/1/20

17、2136张秋蓉第八章 决策支持系统l专家系统（ES,Expert System）产生于20世纪60年代中期，广泛应用于医疗诊断、化学工程、语音识别、图像处理、金融决策、信号解释、地质勘探、石油、军事等领域。12/1/202137张秋蓉第八章 决策支持系统1.专家系统的定义 专家系统是利用计算机技术、人工智能及其它理论，将某个特定领域内的专家的知识或推理过程在计算机上实现，并且用来解决过去需要专家才能解决的现实问题的计算机系统。12/1/202138张秋蓉第八章 决策支持系统2. 专家系统的构成知识库推理机工作空间用户接口数据库领域专家知识工程师用户12/1/202139张秋蓉第八章 决策支持系

18、统3. 专家系统的特征具有系统的特征符号处理一般问题的求解能力复杂度和难度具有解释能力具有获取知识的能力知识与推理机构互相独立12/1/202140张秋蓉第八章 决策支持系统1.按应用领域分类 （医疗、勘探、教学、气象、生物）2.按知识表示技术分类l基于逻辑的专家系统l基于规则的专家系统l基于语言网的专家系统l 基于框架的专家系统按推理控制策略分类 （正向推理、方向推理、原控制专家系统）12/1/202141张秋蓉第八章 决策支持系统4.按采用的不精确推理技术分类 （确定理论推理技术专家系统、主观Bayes推理技术专家系统、可能性理论推理技术专家系统、D/S论据理论推理技术专家系统）5.按专家

19、系统的结构分类 （单专家系统、群专家系统）6.按所处理的问题类型分类 （解释型、预测型、设计型、规划型、监视型、调试型、修正型、教学型、控制型）12/1/202142张秋蓉第八章 决策支持系统l目前没有统一规范;l设计专家系统的关键有两大部分：1)建造知识库2)设计推理机制与策略12/1/202143张秋蓉第八章 决策支持系统1.专家系统的知识获取 知识获取是从领域专家出提取知识，并将其转化成专家系统程序的艰巨而细致的过程。 常用的知识获取的方式有：1)知识工程师2)智能编辑程序3)归纳学习程序4)知识表示12/1/202144张秋蓉第八章 决策支持系统2.专家系统的推理机制 基于知识规则的推

20、理是针对用户的特定问题，选择并且运用知识库中的知识，以实现求解问题的控制过程。 推理涉及的两个基本问题:推理方向选择冲突消解12/1/202145张秋蓉第八章 决策支持系统l推理方向选择：数据驱动的前向推理方式目标驱动的反向推理方式混合控制策略（交替使用以上两种方法形成的）元控制策略（结合启发方法）12/1/202146张秋蓉第八章 决策支持系统l推理解释推理解释是解释系统的重要组成部分。其目的是对系统推理过程、推理位置推理过程、推理位置及推理的每个动作推理的每个动作给出解释，使用户向新问题求解结论的可信性与正确性。l解释系统一般分为两部分：推理状态检查程序（咨询过程中使用）通用回答程序（咨询

21、中或咨询后使用的）12/1/202147张秋蓉第八章 决策支持系统3.专家系统的构造原则1)知识与知识处理机构分开和相互独立的原则2)按系统功能实现模块化构造的原则3)交互性原则专家系统与基于算法的软件设计的差异12/1/202148张秋蓉第八章 决策支持系统4.专家系统的主要设计步骤1)初步设计2)开发原型系统3)知识库的维护12/1/202149张秋蓉第八章 决策支持系统1.专家系统的开发条件与选题1)专家系统的开发条件 一个适合用于专家系统的问题必须满足三个条件：l有一个可以与之合作的专家；l专家用启发式的方法解决问题；l专家的知识能清楚的表达12/1/202150张秋蓉第八章 决策支持

22、系统2)专家系统的选题 除了上述先决条件以外，专家系统在选题上还应注意三点：l问题的范围l问题的难度l问题的意义12/1/202151张秋蓉第八章 决策支持系统2.专家系统的开发基本步骤一个专家系统的开发大致经历： 准备研究问题建立模型系统改进和扩充系统测试与维护评价商品化12/1/202152张秋蓉第八章 决策支持系统3. 专家系统开发工具介绍1)程序设计语言 常用LISP语言、PROLOG语言或PASCAL语言2)骨架系统有名的有EMYCIN系统、KAS系统3)通用型开发工具OPS5.1和ORSIE4)组合型开发工具AGE、 ADVISE 、 ESP/ADVISOR12/1/202153张

23、秋蓉第八章 决策支持系统12/1/202154张秋蓉第八章 决策支持系统问题的提出计算机的重点在于定量计算，人机对话方式使一些不熟悉计算机的决策者难以适应。从而限制了DSS的效果。由于决策本身的复杂性和动态性，决策者所需的信息不足性以及传统的决策支持系统对非结构化的决策支持突破甚少。 为了弥补DSS的不足，人们开始了对智能决策的研究，将人工智能技术引入传统的DSS，形成了智能型DSS (IDSS),加大的改进了DSS的性能。12/1/202155张秋蓉第八章 决策支持系统l 智能决策（IDSS, Intelligent Decesion Support System）利用计算机技术、人工智能及

24、其理论，将某个特定领域内的专家的知识或推理过程在计算机上实现，并且用来解决过去需要专家才能解决的现实问题的计算机系统。12/1/202156张秋蓉第八章 决策支持系统IDSS=DSS+ES IDSS在DSS的基础上增加了知识库、推理机与问题处理器，人机对话部分还加入了自然语言处理功能。12/1/202157张秋蓉第八章 决策支持系统1.智能决策支持系统的总体结构问题处理与人际交流模型库管理系统数据库管理系统知识库管理系统推理机模型库知识库数据库用户12/1/202158张秋蓉第八章 决策支持系统2. IDSS 中 DSS 和 ES 的结合形式体现在三个方面：1)DSS和ES的总体结合2)KB和MB的总体结合3)DB和动态DB的结合4)