第12章决策支持系统

1、第第12章章 决策支持系统决策支持系统12.1 12.1 决策与决策支持系统决策与决策支持系统12.2 12.2 专家系统专家系统12.3 12.3 传统的决策支持系统传统的决策支持系统12.4 12.4 智能决策支持系统智能决策支持系统12.1 决策与决策支持系统一、决策一、决策1.1.决策是管理的核心内容。决策是管理的核心内容。西蒙西蒙2.2.决策：经验决策、科学决策决策：经验决策、科学决策 结构化决策、非结构化决策，半结构化决结构化决策、非结构化决策，半结构化决策策3.3.当代的决策越来越复杂，需要收集和处理大量的当代的决策越来越复杂，需要收集和处理大量的信息，利用大量发展的模型，如果不

2、依靠计算机信息，利用大量发展的模型，如果不依靠计算机帮助，简直不能实现。因而信息系统在决策过程帮助，简直不能实现。因而信息系统在决策过程中起着至关重要的作用。中起着至关重要的作用。4.4.信息和决策是管理活动的相互关联和互补的两个信息和决策是管理活动的相互关联和互补的两个部分部分12.1 决策与决策支持系统二、决策支持系统二、决策支持系统1.1.定义：利用信息帮助进行决策的系统定义：利用信息帮助进行决策的系统（decision support systems,DSSdecision support systems,DSS）2.2.分类（按照分类坐标的不同维度分为各种类）分类（按照分类坐标的不同

3、维度分为各种类）A A按支持的决策者数量分：单体按支持的决策者数量分：单体DSSDSS、群体、群体DSSDSSB B按支持的管理层次分：中层按支持的管理层次分：中层DSSDSS、高层、高层DSSDSSC C按系统的聪慧程度分：专家系统、传统按系统的聪慧程度分：专家系统、传统DSSDSS、智、智能能DSSDSS12.1 决策与决策支持系统3.DSS3.DSS实际上只能支持一个小范围的目标，相对于实际上只能支持一个小范围的目标，相对于MISMIS来讲，更加重要。来讲，更加重要。DSSDSS要支持决策，必须由要支持决策，必须由MISMIS收集数据，甚至可能利用它已有的模型。收集数据，甚至可能利用它已

4、有的模型。传统管理信息系统传统管理信息系统决策支持系统决策支持系统决策者决策系统决策者决策系统图图12-1 决策支持系统的位置决策支持系统的位置12.2 专家系统1.1.定义：是一个含有知识型程序的系统定义：是一个含有知识型程序的系统, , 它利用它利用扑捉人们在有限范围的知识或经验去解决一个扑捉人们在有限范围的知识或经验去解决一个有限范围的问题。（有限范围的问题。（expert systems,ESexpert systems,ES）2.2.特点：特点：a a它们能进行某些人们求解的工作它们能进行某些人们求解的工作 b b它以规则和框架的形式表示知识它以规则和框架的形式表示知识 c c它可以

5、和人进行相互对话它可以和人进行相互对话 d d它们能同时考虑多个假设它们能同时考虑多个假设 12.2.1 ES如何工作ESES由四部分组成：知识库、开发队伍、开发环由四部分组成：知识库、开发队伍、开发环境、用户境、用户专家（知识工程师）专家（知识工程师）开发环境开发环境知识库知识库用户用户人类用模型化人类用模型化表达成计算机表达成计算机能懂的形式，能懂的形式，这个模型即这个模型即人类知识的三种表示人类知识的三种表示: 规则、语义、框架规则、语义、框架ES程序框图规则规则: IF-THEN 结构结构 例例: IF-INCOME45 000 Print NAME AND ADDRESSG H如年限

6、如年限50 000问汽车支出问汽车支出否否 EXITB C如汽车支出如汽车支出10%年入年入问抵押支付问抵押支付,否则否则EXITC D如抵押支付如抵押支付=4,给信贷给信贷线线10000, 否则转否则转G F给线给线10000H F如其他借款如其他借款5%年入年入转转F, 否则转否则转II给线给线3000规则规则语义网络语义网络当知识涉及有互联网特性的当知识涉及有互联网特性的对象和群族时，用语义网络对象和群族时，用语义网络较为有效。较为有效。小，高体积重量比小，高体积重量比小拖拉系数小拖拉系数大，低体积重量比大，低体积重量比高拖拉系数高拖拉系数 汽车汽车(马达马达, 轮子轮子, 运动运动)家

7、用轿车家用轿车运动车运动车DodgeCaravan3门门FordEscort4门门蓝色蓝色Porche 9442门门红红MazdaMiata2门门绿绿IS- AIS- AIS- AIS- AIS- A知识框架汽车框架汽车框架摩托车框架摩托车框架马达框架马达框架IS- A 运输设备运输设备轮子轮子 4 马达马达 汽汽/柴油柴油 运动运动 转转, 移动移动IS- A 运输设备运输设备轮子轮子 2 马达马达 汽油汽油 运动运动 转转, 移动移动IS- A 机器机器 燃料燃料 汽汽/柴油柴油, 电电功率功率 马力马力用途用途 运输运输, 动力动力知识框架知识框架框架所表示的知识不是层次式的，而是概框架

8、所表示的知识不是层次式的，而是概念式、随意式的。念式、随意式的。12.2.2 ES的开发专家系统开发要有专家系统开发要有开发队伍开发队伍工具外壳工具外壳用户用户专家专家知识工程师知识工程师人工智能的开发环境，也叫人工智能的开发环境，也叫AI外壳。外壳。输入数据输入数据回答问题回答问题专家系统中最有兴趣的地是推理机制。专家系统中最有兴趣的地是推理机制。向前推理向前推理向后推理向后推理由用户输入信息开始，查询规则库，然后到达结论。由用户输入信息开始，查询规则库，然后到达结论。由开始一个问题，然后去寻找更多的信息，以评价由开始一个问题，然后去寻找更多的信息，以评价这个问题。这个问题。推理机制推理机制

9、专家系统的开发方式第一种方式是直接买成品的专家系统，或第一种方式是直接买成品的专家系统，或Off-Off-the-shelf systemthe-shelf system。第二种方式是买一个外壳，用户向它输入知识。第二种方式是买一个外壳，用户向它输入知识。第三种方式是自己建造。由知识工程师访问专家第三种方式是自己建造。由知识工程师访问专家开发决策规则、知识框架和建造系统。开发决策规则、知识框架和建造系统。ESES的问题（局限性）的问题（局限性）u对于复杂系统，专家系统这种表达知识的方对于复杂系统，专家系统这种表达知识的方法很难表达，解就更难。法很难表达，解就更难。u专家系统的维护也不容易，尤其

10、对快速发展专家系统的维护也不容易，尤其对快速发展的医学和信息领域，有时，一年就有的医学和信息领域，有时，一年就有30%30%的规则的规则要加以改变。要加以改变。u但专家系统在相对窄的知识范围和一些定义好但专家系统在相对窄的知识范围和一些定义好的领域，还是起到了它应有的作用。的领域，还是起到了它应有的作用。 1.1.在相对窄的知识范围和一些定义好的领域能在相对窄的知识范围和一些定义好的领域能成功应用；成功应用； 2.2.在企业的管理信息系统中在企业的管理信息系统中ESES能起到它应有的能起到它应有的作用。作用。12.3 传统的决策支持系统1.1.定义：决策支持系统是管理信息系统应用概念定义：决策

11、支持系统是管理信息系统应用概念的深化，是在管理信息的基础上发展起来的系的深化，是在管理信息的基础上发展起来的系统，但至今对什么是决策支持系统没有一个公统，但至今对什么是决策支持系统没有一个公认的定义。认的定义。2.特征：3.DSS与MIS的关系三个层次的比较系统的性能DSS的应用模型终端型终端型文书型文书型订阅型订阅型中间型中间型自动自动直接在线直接在线通过软盘通过软盘直接中介直接中介亲自亲自实时实时亲自亲自批处批处工具工具助手助手参谋参谋助手助手决策者操作方式决策者操作方式按决策者本身的功能把决策支持系统分为按决策者本身的功能把决策支持系统分为1.1.专用决策支持系统（专用决策支持系统（SD

12、SSSDSS）：是指专门针对某）：是指专门针对某种问题的决策支持系统，如专用于电站投资的种问题的决策支持系统，如专用于电站投资的决策支持系统。决策支持系统。2.2.决策支持系统工具（决策支持系统工具（DSSTDSST）：是指一些工具，）：是指一些工具，如某种语言、操作系统、某种数据库软件等。如某种语言、操作系统、某种数据库软件等。3.3.决策支持系统生成器（决策支持系统生成器（DSSGDSSG）：由于决策的复）：由于决策的复杂性，我们不可能建造一个通用的决策支持系杂性，我们不可能建造一个通用的决策支持系统，而只能建造一个生成器，这个通用的生成统，而只能建造一个生成器，这个通用的生成器可以生成各

13、种决策支持系统。但它也不是那器可以生成各种决策支持系统。但它也不是那么直接，必须还要生成。么直接，必须还要生成。SDSSSDSS、DSSTDSST和和DSSGDSSG的关系的关系DSSGSDSSDSST决策支持系统的概念表示决策支持系统的概念表示数据库数据库由系统到子系由系统到子系统收集信息统收集信息分析系统部件分析系统部件提出方案提出方案评价方案评价方案选择最好方案选择最好方案实施结果实施结果报告报告查询查询结果结果内源内源外源外源DSS输入接口输入接口信息处理器信息处理器方法方法, 模型库模型库DSSDSS DSS 一般结构一般结构DSS输出接口输出接口情报情报活动活动设计设计活动活动选择

14、选择活动活动评价评价活动活动决策支持系统还可以用下图表示决策支持系统还可以用下图表示数据库数据库模型库模型库DBMS MBMS DGMS接口接口用户用户DSSDSS逻辑概念模式逻辑概念模式会话部件管理系会话部件管理系统统12.3.1 12.3.1 数据库数据库内库内库外库外库数据抽数据抽取系统取系统DSS数据库数据库模型部件模型部件会话部件会话部件用户用户DSSDSS的数据抽取的数据抽取优点：减少优点：减少I/O时间和计算时间。时间和计算时间。缺点：缺点： 数据冗余功能重复，取到数据冗余功能重复，取到的数据非现实。的数据非现实。数据提取结构数据提取结构由于数据仓库的出现，给由于数据仓库的出现，

15、给DSSDSS的数据提取创造了良的数据提取创造了良好的条件，因此数据仓库可以充当好的条件，因此数据仓库可以充当DSSDSS数据库。数据库。数据仓库数据仓库12.3.2 12.3.2 模型库模型库1.模型库是给决策提供分析能力的部件。模型库是给决策提供分析能力的部件。2.模型能力是转化非结构化问题为结构化问题的模型能力是转化非结构化问题为结构化问题的程度，只有把模型能力加入到传统信息系统中，程度，只有把模型能力加入到传统信息系统中，才能将传统的信息系统转变为真正的决策支持才能将传统的信息系统转变为真正的决策支持系统。系统。传统的应用模型有很多，如军事运筹学和企业管传统的应用模型有很多，如军事运筹

16、学和企业管理科学。但传统的模型是独立的。理科学。但传统的模型是独立的。DSSDSS的模型库就要克服上述问题。的模型库就要克服上述问题。DSSDSS对模型能力的要求：对模型能力的要求：1.1.从任务上说能支持决策的设计和从任务上说能支持决策的设计和选择阶段；选择阶段；2.2.从总体上说让用户很容易修改目从总体上说让用户很容易修改目标函数，容易修改函数，容易和标函数，容易修改函数，容易和模型交互。模型交互。12.3.3 会话部件会话部件u会话部件又叫接口部件，它是任何决策支持系统联系的接会话部件又叫接口部件，它是任何决策支持系统联系的接口。人的任何意图，系统的任何支持都要通过它才能最终口。人的任何

17、意图，系统的任何支持都要通过它才能最终实现。人和机器的交互主要是通过屏幕和键盘进行的。实现。人和机器的交互主要是通过屏幕和键盘进行的。决策支持系统对会话部件的要求：决策支持系统对会话部件的要求：能产生输出表达；能产生输出表达；用户能启动运行，并输入参数；用户能启动运行，并输入参数；用户能启动存储，并接收参数；用户能启动存储，并接收参数；用户能把输入和输出综合进控制过程。用户能把输入和输出综合进控制过程。现有的对话方式有以下几种：现有的对话方式有以下几种：提问回答方式提问回答方式命令语言对话命令语言对话菜单对话方式菜单对话方式输入表格对话方式输入表格对话方式在输出图形的思路中进行输入。在输出图形

18、的思路中进行输入。12.4 智能决策支持系统决策者决策者 用户接口用户接口数据库数据库模型库模型库多域专门的多域专门的深度知识库深度知识库OR/MS分析技分析技术的深度知识库术的深度知识库学习和知识获取学习和知识获取的深度知识库的深度知识库基本决策和信息价基本决策和信息价值的深度知识库值的深度知识库传统传统DSSIDSS1234人工智能（AI）p智能决策支持系统和一般决策支持系统的主要区别在于智能决策支持系统和一般决策支持系统的主要区别在于学习和推理，而学习和推理均是计算机科学中人工智能学习和推理，而学习和推理均是计算机科学中人工智能(AI)(AI)研究的内容，因而我们说：研究的内容，因而我们

19、说：p IDSS=DSS+AIIDSS=DSS+AIp人工智能可以定义为：使机器能做到像人那样智能工作人工智能可以定义为：使机器能做到像人那样智能工作的科学。的科学。人工智能人工智能由由一组相关的一组相关的技术技术组成组成专家系统（专家系统（ES）自然语言处理器（自然语言处理器（NLP）语音识别语音识别图像识别图像识别机器人机器人p专家系统是由许多集成的、相互联系的构件所组成的。专家系统是由许多集成的、相互联系的构件所组成的。其中包括知识库、推理机构、解释工具、知识库获取工其中包括知识库、推理机构、解释工具、知识库获取工具以及人机界面。专家系统的构成如下图所示：具以及人机界面。专家系统的构成如

20、下图所示： 自然语言处理系统功能u一个自然语言系统为了完成语言的理解，要分几步进行一个自然语言系统为了完成语言的理解，要分几步进行进行语法结构分析进行语法结构分析开始语义分析开始语义分析如果出现了二义性，就用专家系统使他们明朗。下图如果出现了二义性，就用专家系统使他们明朗。下图表示了整个过程表示了整个过程语音识别语音识别n语音识别和自然语言理解也有相似的困难。不语音识别和自然语言理解也有相似的困难。不同同 地区的人，语言不同；女人和男人的音地区的人，语言不同；女人和男人的音调不同；调不同； 有人说话快，有人说话慢；甚至同有人说话快，有人说话慢；甚至同一人早上和晚说话还有不同的频率。一人早上和晚

21、说话还有不同的频率。图像识别图像识别u图像识别虽然有很大进步，机器人利用图形识图像识别虽然有很大进步，机器人利用图形识别，别，u可以抓举不同的物体，但是如果机器人见到一可以抓举不同的物体，但是如果机器人见到一种没种没u见过的东西，它会怎样呢？计算机见过的东西，它会怎样呢？计算机 要达到模拟要达到模拟人的视觉，还有很长的路要走人的视觉，还有很长的路要走。援例支持系统AIAI和和DSSDSS结合的一个很好的例子就是援例支持系结合的一个很好的例子就是援例支持系统。统。援例支持系统维护一个案例库，这是已解决的援例支持系统维护一个案例库，这是已解决的问题的案例。当遇到新问题，问题的案例。当遇到新问题，首

22、先由系统抽取相似与新案例的案例，把老的首先由系统抽取相似与新案例的案例，把老的解答转化为对新问题的解答。这与人的处理问解答转化为对新问题的解答。这与人的处理问题的模式十分相似。题的模式十分相似。援例支持系统很容易把使用和学习功能结合在援例支持系统很容易把使用和学习功能结合在一起。学习常发生于记忆新案例的过程以及对一起。学习常发生于记忆新案例的过程以及对现存案例分类和由案例中得到一般化知识的过现存案例分类和由案例中得到一般化知识的过程中。程中。援例学习算法老案例老案例新案例新案例差别显著吗差别显著吗?模型存在吗模型存在吗?有足够案例吗有足够案例吗?忘记忘记归纳为归纳为模型模型记述式记述式学习学习存入