决策支持系统发展综述

1、PAGE PAGE 8决策支持系统发展综述空军工程程大学导导弹学院院 雷英杰杰计算机是是当代发发展最为为迅速的的科学技技术之一一，其应应用几乎乎已深入入到人类类活动和和生活的一一切领域域，大大大提高了了社会生生产力，引起了了经济结结构、社社会结构构和生活活方式的的深刻变变化和变变革。计计算机科科学技术术具有极极大的综综合性质质，与众众多科学学技术相相交叉而而反过来来又渗入入更多的的科学技技术，促促进它们们的发展展。计算算机科学学与其他他学科相相交叉产产生了许许多新学学科，推推动着科科学技术术向更广广阔的领领域发展展。智能决策策支持系系统（IInteelliigennt DDeciisioon

2、SSuppportt Syysteems，简称IIDSSS）是决决策支持持系统（Deccisiion Suppporrt SSysttemss，简称称DSSS）与人人工智能能（Arrtifficiial Inttellligeencee，简称称AI）相相结合的的产物，它将人人工智能能中的知知识表示示与处理理的思想想引入到到DSSS，其独独特的研研究方法法和广泛泛的发展展前途使使之一出出现就成成为决策策支持技技术研究究的热点点。智能决策策支持系系统是以信息息技术为为手段，应用管管理科学学、计算算机科学学及有关关学科的的理论和和方法，针对半半结构化化和非结构化化的决策策问题，通过提提供背景景材料、

3、协助明明确问题题、修改改完善模模型、列列举可能能方案、进行分分析比较较等方式式，为管管理者做做出正确确决策提提供帮助助的智能能型人机机交互信信息系统统。实践表明明，只有有当决策策支持系系统具有有较丰富富的知识识和较强强的知识识处理能能力时，才能向向决策者者提供更更为有效效的决策策支持。考虑到IIDSSS是在传传统DSSS基础础上发展展起来的的，所以以这里先先介绍有有关决策策、决策策科学和和决策支支持技术术的基本本概念。一、DSSS的产产生与发发展DSS的的产生背背景电子数据据处理EEDP（Eleectrroniic DDataa Prroceessiing）：提高高了工作效效率，把把人们从从繁

4、琐的的事务处处理中解解脱出来来。缺点点：仅局局限于具具体信息息处理，不共享享，不考考虑整体体或部门门情况。管理信息息系统MMIS（Mannageemennt IInfoormaatioon SSysttemss）：整体体分析，系统设设计，信信息共享享，部门门协调。缺点：难于适适应多变变的内、外部管管理环境境，对管管理人员员的决策策帮助十十分有限限。决策支持持系统DDSS（Deccisiion Suppporrt SSysttemss）：700年代中中期Keeen和和Scoott Morrtonn在管管理决策策系统（19971）一书中中提出。目标：对管理理者做决决策提供供技术支支持。背景：运运筹

5、学模模型发展展已经比比较完善善，多目目标决策策分析突突破了单单一效用用理论的的框架，计算机机软、硬硬件及网网络技术术的迅猛猛发展，人工智智能特别别是知识识处理技技术的发发展，数数据库技技术、图图形显示示技术、各类工工具软件件的发展展与完善善，构成成了DSSS形成成与发展展的技术术基础。DSS的的发展70年代代，Sccottt Moortoon在管理决决策系统统（119711）一书书中首次次提出DDSS。Peteer GG. WW. KKeenn等人编编写了一一套丛书书，阐明明DSSS的主要要观点，初步构构造出DDSS的的基本框框架。19788至19988年年，DSSS得到到迅速发发展，许许多实

6、用用系统被被开发出出来，投投入实际际应用，产生明明显效益益。19888至现在在，DSSS技术术持续发发展，目目前已基基本成熟熟。新一一代DSSS研究究仍然十十分活跃跃。DSS的的理论基基础信息论信息是现现代科学学技术中中普遍使使用的一一个重要要概念。信息论是是运用信信息的观观点，把把系统看看作是借助助于信息息的获取取、传送送、加工工处理、输出而而实现其其有目的的性行为为的研究究方法。计算机技技术计算机软软件技术术、硬件件技术、网络技技术、图图形处理理技术、知识处处理技术术等。管理科学学与运筹筹学管理科学学MS（Mannageemennt SScieencee）：面面向管理理者，研研究决策策问题

7、，如决策策目标、决策效能能等。运筹学OOR（Opeerattionns RReseearcch）：提供一一系列优优化、仿仿真、决决策等模模型。信息经济济学在信息时时代，研研究信息息的产生生、获得得、传递递、加工工处理、输出等等方面的的价值问问题。从从经济学学的角度度，研究究信息产产生和获获得的成成本是多多少？利利润是多多少？即即研究信信息价值值问题。行为科学学研究决策策者的决决策风格格、在决决策过程程中的决决策行为为等，指指导DSSS的设设计和开开发。涉涉及到决策者者的心理学学。人工智能能将人工智智能技术术用于管管理决策策是一项项开拓性性工作。当前研研究的IIDSSS就是DDSS与与AI技技术

8、相结结合的产产物，它它用领域域专家的的知识来来选择和和组合模模型，完完成问题题的推理理和运行行，为用用户提供供智能的的交互式式接口。人工智能能技术作作为计算算机应用用研究的的前沿，近十年年取得了了惊人的的进展，呈现了了光明的的前景。专家系系统、智智能机器器人和模模式识别别是人工工智能中中最活跃跃、最富富有成果果的三个个研究领领域。其其中专家家系统EES（EExpeert Sysstemms）研究，取得了了许多实实用化的的成果。当今世世界上已已经有上上千个专专家系统统，应用用于医疗疗、诊断断、探矿矿、军事事、调度度、质谱谱分析、计算机机配置、辅助教教育等各各种领域域，并已已开始涉涉足财务务分析、

9、计划管管理、工工程评估估、法律律咨询等等管理决决策领域域。DSS和和ES：处于不不同的学学科范畴畴，有着着不同的的解决问问题的方方法。DDSS主主要运用用数据和和模型，ES主主要运用用知识和和推理。在管理理科学领领域，一一个是方方兴未艾艾，一个个是后起起之秀，各有特特色。但但是它们们的互相相结合和和互相渗渗透，将将会把计计算机用用于决策策支持技技术推向向一个新新的高度度。决策的正正确性关关系到经经营效果果和事业业成败，决策理理论、决决策方法法和决策策工具的的科学化化和现代代化是正正确性的的重要保保证。人人工智能能将为DDSS提提供有效效的理论论和方法法。例如如，知识识的表示示和建模模，推理理、

10、演绎绎和问题题求解及及各种搜搜索技术术，再加加上功能能很强的的人工智智能语言言，都为为DSSS的发展展走向更更加实用用的阶段段提供强强有力的的理论和和方法的的支持。DSS与与相关技技术的关关系决策与预预测的关关系决策：创创造未来来，基于于预测，实现将将来一个个目标。预测：预预言未来来，基于于分析、研究、仿真、实验。例如：灾灾害预测测与防灾灾决策、日常预预测与决决策、经经营预测测与决策策、宏观观预测与与决策、贯序预预测与决决策、为为重大决决策作预预备性研研究等。DSS与与MS/OR的的关系MS：处处理结构构化问题题，运用用分析的的观点。OR：处处理结构构化问题题，研究究对象主主要集中中在数学学规

11、划、决策论论、对策策论等理理论和方方法上。DSS：处理战战略、规规划等半半结构化化和非结结构化一一类的决决策问题题。DSS与与MISS的关系系MIS：收集、传递、存储、加工处处理各种种信息，监测运运营数据据，利用用历史数数据预测测未来，用指定定的数学学方法分分析数据据，提供供全面数数据和分分析报告告。面向向管理人人员，提提供低层层次的决决策支持持。DSS：面向决决策者，提供适适当的决决策支持持，是MMIS的的高级阶阶段。DSS与与ES的关关系IDSSS = DSSS + ESES：利利用知识识和推理理机，处处理半结结构化和和非结构构化问题题。DSS：使用数数据和模模型，处处理结构构化问题题，与

12、EES结合合后，可可处理半半结构化化和非结结构化问问题。二、DSSS的基基本概念念决策过程程决策过程程：如图图1所示示。设计方案确定目标评价方案实施方案环 境图1 决策过过程决策科学学主要研研究：确确定目标标、设计计方案、评价方方案三个个基本阶段段。这三三个基本本阶段又又分别称称为理解解、设计计、选择择活动。决策问题题的类型型决策问题题的类型型（按结结构化程程度分为为）：结结构化、半结构构化、非非结构化化三种。结构化程程度：对对某一过过程的环环境和规规律，能能否用明明确的语语言（数数学的或或逻辑学学的，形形式的或或非形式式的，定定量的或或推理的的）给予予清晰的的描述。结构化问问题：能能够描述述

13、清楚的的问题。三个阶阶段都能能使用确确定的算算法或决决策规则则。非结构化化问题：不能够够描述清清楚，而而只能凭凭直觉或或经验作作出判断断的问题题。三个个阶段都都不能使使用确定定的算法法或决策策规则。半结构化化问题：介于两两者之间间的问题题。一个个或二个个阶段能能使用确确定的算算法或决决策规则则。决策问题题的性质质和层次次决策问题题的层次次：办事事员（作作业调度度）、部部门负责责人（运运筹管理理）、顶顶层负责责人（战战略规划划）。按照决策策问题的的层次和和类型，决策问问题可分分为9类类，如表表1所示示。表1 决决策问题题的类型型作业调度度运筹管理理战略规划划支持需求求结构化库存报表表、零件件定货

14、线性规划划、生产产调度新厂位置置选择EDP MSS/ORR半结构化化股票管理理、贸易易开发市场场、经费费预算资本获利利分析DSS非结构化化为杂志选选择封面面聘用管理理人员研究、开开发分析析经验和直直觉2.4 决策策风格按获取数数据的方方式分：感知型型（S）、直觉觉型（NN）。感感知型喜欢欢与特定定问题有有关的硬硬数据。直觉型型喜欢欢描写可可能性的的整体信信息。按处理数数据的方方式分：思考型型（T）、感觉觉型（FF）。思思考型喜欢欢用逻辑辑或其他他规范化化的手段段去推理理。感觉觉型喜欢用用个人的的术语来来考虑问问题。组合起来来，共有有四种类类型的决决策风格格：系统统型（SST）、思辩型型（NTT

15、）、司司法型（SF）、直观观推断型型（NFF）。系统型（ST）：喜欢欢运用量量化信息息，喜欢欢运用成成本效益益分析和和评价的的研究作作为辅助助决策的的工具。思辩型（NT）：善于于思索未未来的可可能性，喜欢运运用带有有灵敏度度分析的的决策树树作为决决策的帮帮助。司法型（SF）：注意意力集中中于当前前的环境境，喜欢欢运用决决策小组组进行决决策。直观推断断型（NNF）：十分重重视现实实的可能能性，喜喜欢运用用双向调调整的方方法来达达到决策策的目的的。DSS的的构造与与系统结结构DSS的的构造研研究主要要解决DDSS的的组成问问题，即即组成DDSS的的部件。现在，经经典提法法是：DDSS = 四四库系

16、统统 + 对话系系统（人人机界面面）四库系统统：数据据库系统统、模型型库系统统、方法法库系统统、知识识库系统统。当前，也也有人讲讲5库系系统（+文本库库）、66库系统统（+图图形库）、7库库系统（+语音音库）、8库系系统（工工具库）等。DSS的的系统结结构主要要研究DDSS各各主要部部件的连连接关系系。人机界面面技术主要研究究内容集集中在：可视化图图形界面面技术基于多媒媒体技术术的界面面技术自然语言言界面技技术数据库系系统数据库系系统包括括数据库库及其管管理系统统，其基基本技术术与一般数数据库及及其管理理系统基基本相同同。但有有自己的的特点。共同点：数据的独独立性最小冗余余度最大的共共享性统一

17、管理理与控制制适当的反反映时间间整体性（完整性性）可修改性性和可扩扩充性安全和保保密简明性DSS数数据库系系统的特特点：面向决策策支持过过程组织织和管理理数据面向模型型、面向向模型生生成来使使用数据据数据描述述方式要要面向不不同的决决策者模型库系系统模型是以某某种形式式对一个个系统的的本质属属性的描描述，揭揭示系统统的功能能、行为为及其变变化规律律。模型库系系统以库的的形式对对模型进进行组织织和管理理，包括括模型库库及模型型库管理理系统。模型库库（Moodell Baase）提供模模型的存存储和表表示模式式，模型型库管理理系统提提供模型型的提取取、访问问、更新新和合成成等操作作。人们认识识客观

18、世世界一般般有三种种方法：逻辑推理理法实验法模型法模型法是是我们认认识客观观世界的的最得力力、最方方便、最最有效的的方法。注意，并并非所有有模型都都是数学学模型，并非所所有模型型都是定定量的。例如， 门捷捷列夫元元素周期期表。3.3.1 模型型群解决软科科学所涉涉及的问问题时，可利用用的模型型已达1100多多个，根根据他们们的功能能和用途途可分为为若干模模型群。预测模型型群 定性模型型：特尔尔斐法、主观概概率预测测法、交交叉影响响巨阵法法等定量模型型：回归归预测、平滑预预测、马马尔柯夫夫链预测测等回归预测测：一元元回归、多元线线性回归归、非线线性回归归等；平滑预测测：平均均预测法法、指数数预测

19、法法等系统结构构模型群群主要用来来分析社社会经济济系统以以及其他他系统的的结构，反映系系统各要要素之间间的主要要联系和和关联作作用，从从宏观上上和结构构上来揭揭示系统统的运行行规律。系统结构构模型、层次分分析模型型、投入入产出模模型、系系统动力力学模型型等。数量经济济模型群群：计量量经济模模型、经经济控制制论模型型等。优化模型型群：线线性规划划、非线线性规划划、动态态规划、目标规规划和最最优控制制等不确定模模型群：模糊数数学模型型、灰色色模型、随机模模型等决策模型型群：单单目标风风险性决决策、多多目标决决策，以以及一些些不确定定性决策策方法等等系统综合合模型群群：即大大系统理理论。模型体系系解

20、决某一一特定系系统工程程问题的的一系列列模型。（从概概念上）模型库模型库提提供模型型的存储储和表示示模式。模型的表表示形式式：模型的程程序表示示：基于于程序的的表示方方法。模型的数数据表示示：基于于数据的的表示方方法。模型的逻逻辑表示示：基于于知识的的表示方方法。3.3.4 当前研研究课题题模型的自自动生成成技术模型管理理的人工工智能方方法模型管理理与数据据管理的的结合方法库系系统方法库系系统（MMBS）综合了了数据库库和程序序库。方法库类似似于程序序库，包包含面向向多种应应用的程程序包或或功能程程序。方法库管管理系统统对程程序方法法提供多多种功能能操作。具有扩充充的程序序组件可与多种种数据库

21、库系统相相连接可随时加加入新的的程序组组件知识库系系统1 基基本概念念数据客观事事物的属属性、数数量、位位置及其其相互关关系等的的抽象表表示。信息数据所所表示的的含义（语义），因而而说“数据是是信息的的载体”。知识信息之之间的结结构化关关联关系系。知识分类类事实指人类类对客观观事物属属性的值值或状态态的描述述。（不不包含任任何变量量）规则表示因因果关系系的知识识，分为为前提（条件）和结论论两部分分。规律带有变变量的规规则。所所以，规规则是规规律的例例化。3.5.3 知知识的属属性真实性相对性不完全性性模糊性可表示性性推理方法法演绎推理理：P Q，由由前提到到结论归纳推理理：由个个别到一一般，“

22、主观不不充分置置信推理理”联想与类类比综合与分分析预测假设与验验证从不同的的角度还还可分为为演绎推理理、归纳纳推理、缺省推推理确定性推推理、不不确定性性推理单调推理理、非单单调推理理启发式推推理、非非启发式式推理基于知识识的推理理、统计计推理、直觉推推理正向推理理、逆向向推理、混合推推理、双双向推理理 推理控控制策略略知识库系系统知识库提供供知识的的表示和和存储。知识库管管理系统统提供供对知识识（规则则）的存存储、检检索、修修改、检检查等操操作。推理机利用用知识库库中的知知识进行行推理，对给定定问题进进行求解解，得到到结论。知识的表表示方法法一阶谓词词逻辑表表示语义网络络表示产生式规规则知识的

23、框框架表示示脚本表示示过程表示示Petrri网表表示面向对象象表示新一代DDSS的的研究与与发展（1）群群决策支支持系统统（GDDSS）支持多人人或集体体共同决决策：利利用通信信技术（网络、电话会会议、电电子信息息交换）、计算算机技术术（多用用户系统统、4GGL、数数据库、数据分分析OLLAP、数据存存储、数数据仓库库、数据据挖掘）和决策策支持技技术（议议程设置置、AII与推理理技术、决策模模型方法法如决决策树、风险分分析、预预测方法法等，结结构化群群决策方方法如德尔尔菲法等等）相结结合。（2）分分布式决决策支持持系统（DDSSS）研究DSSS在分分布式环环境中、与分布布式技术术相结合合相关的的技术问问题。（3）智智能决策策支持技技术（IIDSSS）AI与DDSS技技术相结结合，形形成了高高级别的的、具有有知识处处理能力力的DSSS。组成：四四库系统统+接口口。知识识库、数数据库、模型库库、方法法库及人人机接口口，还有有问题求求解模块块。（4）决决策支持持中心（DSCC）19855年欧文文提出来来的。功能：提提供办公公决策支支持，具具有定性性定量相相结合的的综合集集成功