决策支持系统免费啦

1、决议支持系统 袁长峰 副教授大连海事大学交通运输管理学院【大连海事大学课件】决策支持系统免费啦第1页研究内容决议支持系统概述模型辅助决议数据库与人机交互系统决议支持系统教授系统综合决议支持系统决策支持系统免费啦第2页研究目掌握DSS概念、与MIS系统区分会设计和应用模型进行辅助决议掌握DSS基本体系结构、DSS设计和开发掌握模型库系统会设计含有模型库和数据库简单DSS掌握教授系统基本原理和产生式教授系统了解DSS发展趋势决策支持系统免费啦第3页课程安排课堂讲课+上机试验讲课 38课时上机 14课时考试 2课时决策支持系统免费啦第4页教材与参考书1. 陈文伟，决议支持系统及其开发（第二版），清华

2、大学出版社，年2月2. 陈文伟，决议支持系统教程，清华大学出版社，2011月3. 张玉峰，决议支持系统，武汉大学出版社， 208月4. 高洪深，决议支持系统（DSS）理论方法案例，清华大学出版社，年9月5. 邵军力、张景、魏长华. 人工智能基础, 电子工业出版社， 年3月决策支持系统免费啦第5页第一章 决议支持系统概述1.1 决议支持系统产生1.2 决议支持系统内容1.3 DSS发展理论基础1.4 DSS与相关技术关系1.5 新一代DSS发展1.6 决议支持系统实例决策支持系统免费啦第6页1.1 决议支持系统产生1. 决议涵义 韦伯大辞典定义：决议就是从两个或者多个备选方案中有意识选择其中一个

3、方案。依据此定义决议包含两个要素： （1）有意识选择 （2）备选方案在哈佛管理众书中，决议定义为：“指考虑策略（或方法）来处理当前或未来（问题）智力活动。”西蒙(H.A.Simon)将决议视为一个过程：决议就是找出要求制订决议标准；寻找、确定和分析可能行动方案；选择特定方案。（H.A.Simon 管理学家决议理论学派创始人诺贝尔奖金取得者）决策支持系统免费啦第7页决议例子百事可乐例子瓶子形状？ 包装？决策支持系统免费啦第8页决议例子“囚徒困境”例子 以下几个情况：假如两人都不坦白，警察会以非法携带枪支罪而将二人各判刑1年；假如其中一人招供而另一人不招，坦白者作为证人将不会被起诉，另一人将会被重

4、判；假如二人都招供，则二人都会因罪名各判。这两个囚犯该怎么办呢？决策支持系统免费啦第9页2. 决议过程确定决议目标确定各种被选方案从各种被选方案中进行选择执行方案设计方案评价方案确定目标实施方案环 境信息搜集、加工、传输与利用贯通着决议各阶段工作过程。当代管理关键是决议。决议基础是信息。决策支持系统免费啦第10页类型特点 结构化决议非结构化决议半结构化决议识别程度问题确定，参数量化问题不确定，参数难以量化问题较难确定复杂程度不太复杂很复杂较复杂模型描述可用数学模型规范描述需开发专用模型或无法建模较难描述信息起源内部外部和内部综合信息主要是内部决议方式自动化非自动化半自动化 案例账务处理、物资出

5、入库管理等 国民经济宏观决议、西部大开发决议等 市场预测、股票管理等 3. 决议结构化程度按决议问题信息基础，决议可分为：决策支持系统免费啦第11页4. 决议支持系统概念基本概念最早于20世纪70年代初由美国MIT高端（G.Anthony Gorry ）和斯柯特莫顿（Michael S.Scott Morton）教授在管理决议系统一文中首先提出，当初人们称其为人机决议系统或管理决议系统。为了强调这种系统对决议只能起辅助作用，应发挥决议者主体作用，以后将其名称改为决议支持系统，有时也称为辅助决议支持系统。它是一个以支持决议为目标人机信息系统 。DSS(Decision Support Syste

6、m)是一个以计算机为工具，应用决议科学及相关学科理论与方法，以人机交互方式辅助决议者处理半结构化和非结构化决议问题信息系统。决策支持系统免费啦第12页5. 决议支持系统产生背景传统MIS局限是造成DSS产生原因之一； FMIS在技术及方法论上存在固有缺点，造成系统本身僵化； F只重视“电算化”而忽略了管理和决议效能，造成传统MIS不能很好发挥效益。人们对信息处理规律认识提升是DSS产生和发展内在动力； F要想深入提升信息处理作用，对管理工作做出实质性贡献，就必须面对不停改变环境要求，研究更高级系统，直接支持决议。决策支持系统免费啦第13页相关技术发展是DSS发展外部原因。 F运筹学模型已发展到

7、近乎完善地步； F数理统计方法及其软件发展； F人工智能方面知识表示技术、教授系统语言及智能用户界面发展； F系统小型、高效率、廉价微机及工作站出现； F数据库及其管理系统改进； F图形专用软件等。决策支持系统免费啦第14页1.2 决议支持系统内容1. DSS系统结构（1）2库系统结构人机交互系统用户数据库管理系统DBMS模型库管理系统MBMS数据库(DB)模型库(MB)决策支持系统免费啦第15页人机交互系统是DSS是人机接口界面；决议者作为DSS用户经过该子系统提出信息查询请求或决议支持请求；人机交互系统对接收到请求作检验，形成命令，为信息查询请求进行数据库操作，提取信息，所得信息传送给用户

8、；对决议支持请求将识别问题与构建模型，运行模型库中模型，运行结果经过人机交互系统传送给用户或暂存数据库待用。（1）2库系统结构决策支持系统免费啦第16页（2）3库系统结构人机交互系统用户数据库管理系统模型库管理系统数据库模型库方法库管理系统方法库决策支持系统免费啦第17页2. DSS任务分析和识别问题；描述和表示决议问题以及决议知识；形成候选决议方案；结构决议问题求解模型（数学模型、运筹学模型、程序模型）；建立评价问题各种准则（价值准则、科学准则、效益准则）；多方案、多目标、多准则情况下比较和优化；综合分析。决策支持系统免费啦第18页3. DSS主要特点面向决议者，即上层管理人员经常面临结构化

9、程度不高、说明不够充分问题；把模型或分析技术与传统数据存取技术及检索技术结合起来；帮助管理人员完成半结构化和非结构化决议问题；强调支持概念，用于支持决议者，而不是代替其进行决议；动态、模型和用户共同驱动；强调交互式处理方式。决策支持系统免费啦第19页4. DSS功效 管理并随时提供与决议问题相关组织内部信息。如：订单要求、库存情况、生产能力与财务报表等。 搜集、管理并提供与决议问题相关组织外部信息。如：政策法规、经济统计、市场行情、同行动态与科技进展等。 搜集、管理并提供各项决议方案执行情况反馈信息。如：订单或协议执行进程、物料供给计划落实情况、生产计划完成情况等。 能以一定方式存放和管理与决

10、议问题相关各种数学模型。如：定价模型、库存控制模型与生产调度模型等。 能够存放并提供惯用数学方法及算法。如：回归分析方法、线性规划、最短路径算法等。决策支持系统免费啦第20页 数据、模型与方法能轻易地修改和添加。如：数据模式变更、模型连接或修改、各种方法修改等。 能灵活地利用模型与方法对数据进行加工、汇总、分析、预测，得出所需综合信息与预测信息。 含有方便人机对话和图像输出功效，能满足随机数据查询要求，回答 “假如则”之类问题。 提供良好数据通信功效，以确保及时搜集所需数据并将加工结果传送给使用者。 含有使用者能忍受加工速度与响应时间，不影响使用者情绪。决策支持系统免费啦第21页5. 代表性D

11、SSPortfolio Management System(T.P.Gerity,1971)：支持投资者对用户证券管理日常决议，含有股票分析、证券处理和分类等功效。Brandaid(J.D.C.Little,1975)：产品推销、定价和广告决议混合市场模型。把商品销售和利润与经理行动计划联络起来，快速而方便地分析战略。Projector:支持企业短期规划。帮助经理结构问题和探求可能处理分析方法。Geodata Analysis and Display System(GADS) IBM开发一个试验系统。用计算机来结构和演示地图，被用于警察巡查路线辅助设计、城市发展规划、学校辖区范围安排等。Cap

12、acity Information System(CIS): 适合用于大型卡车生产厂家规划部。快速建立或修改产品计划，如安排计划进度、协调部件和最终产品。Generalized Management Information System(GMIS): 集成现有工具，决议者能够利用他们自己熟悉语言和数据管理系统。由硬件和软件结合组成一个“虚拟计算机”，完成必要转换。决策支持系统免费啦第22页IFPS(interactive financial planning system):会话式财务计划软件，辅助经理进行计划与决议。AUTOAB-300：财务决议支持系统，应用于财务工作中模型建立、计划、预测

13、及报表生成等。AAIMS：支持计划、财务及其它管理工作。进行各种计划最优化、效益分析、计划预测等。COPS：宏观经济与市场分析。PAMS：投资效益分析。BESS：基础经济模拟系统。SIMUT：港口能力规划支持系统。MDDS：海运优化调度系统。MAS：智能型资源分配和调运系统。ACTDSS：通用决议支持系统生成器。决策支持系统免费啦第23页1.3 DSS发展理论基础 1.信息论 信息论奠基人REShannon，他主要贡献是把信息定义为一个可量化名词，今后，在工程、通信以及控制理论中展现了一个新领域。DSS实质上是一类信息处理系统，所以在理论分析时Shannon引出概念很主要。当人们开始接触DSS

14、时，可能看不到信息论与它有什么关系，但实际上DSS主要概念和基本理论只有靠信息论提供分析方法才能做出结论，比如 DSS在运行中通信、控制、反馈等概念，离开信息论可能就难以阐述和了解了。决策支持系统免费啦第24页 2.计算机技术 DSS作为一个很主要计算机应用领域，需要计算机技术作为它理论支持，计算机软件和硬件是DSS开发制约原因。利用功效强一点机器或者稍微完善一点语言，能把一个在某个系统中被认为无法完成工作变成能够实现。这种例子在计算机发展史上不胜枚举。能够说：计算机技术影响和制约着DSS实现进度。决策支持系统免费啦第25页3管理科学和运筹学 管理科学比较强调应用，它通惯用计算机处理一类特殊问

15、题。一些管理科学家对模型很感兴趣，尤其是对运筹学提供一系列优化、仿真、决议等模型尤为重视。不过系统工作者则注意是处理某领域管理问题模型体系，这就是DSS中模型库所要容纳模型群，所以说，DSS是系统工程所要研究和开发主要领域。决策支持系统免费啦第26页4行为科学 研究决议者决议格调、在决议过程中决议行为等，指导DSS设计和开发。包括到决议者心理学。大量研究表明，系统模型所表现缺点甚至失败极少是因为技术上原因，而多半是因为脱离实际。 决策支持系统免费啦第27页 5人工智能 决议支持系统问世以来，经历了上升和徘徊过程，而 80年代人工智能技术蓬勃发展，为它注入了新鲜血液，使它重新产生了活力。将人工智

16、能技术用于管理决议是一项开拓性工作。其中知识库引入来支持决议支持系统实现就是一个经典例子。它用领域教授知识来选择和组合模型，完成问题推理和运行，为用户提供智能交互式接口。人工智能将为DSS提供有效而严密理论和方法。比如，知识表示和建模，推理、演绎和问题求解以及各种搜索技术都为DSS发展提供强有力理论与方法支持。决策支持系统免费啦第28页6信息经济学 在信息论中既然能给信息量化，那么信息产生和取得成本是多少？利润又是多少？信息经济学给出了答案，即信息价值问题，也就是信息从产生、取得、加工处理、输出等过程中成本和利润关系。决策支持系统免费啦第29页1.4 DSS与相关技术关系1DSS与管理科学（M

17、S）、运筹学（OR）关系F管理科学、运筹学在处理结构化问题上优势突出；而DSS在处理半结构和非结构问题效果很好；F管理科学、运筹学为DSS处理复杂问题提供了理论依据，即DSS模型库建立；FDSS把处理问题过程分为四个步骤：调研、建模、优化和解释，而MS/OR只完成建模工作；FDSS与MS/OR既是相互支持、相互合作整体，又是相互猛烈竞争对手 。决策支持系统免费啦第30页2DSS与MIS关系DSS与MIS联络：MIS搜集、存放组织机构所提供大量基础信息是DSS工作基础，而DSS能使MIS组织和保留信息真正发挥作用。MIS需要担负起反馈信息搜集工作，能够支持DSS进行结果检验和评价。DSS工作能够

18、对MIS工作进行检验和审计，为MIS改进及完善指出了方向。DSS经过重复使用，所包括到问题模式和数据模式逐步明确，逐步结构化，可归并入MIS工作范围。决策支持系统免费啦第31页DSS与与MIS区分：FMIS是面向中层管理人员服务系统；DSS是面向高层人员辅助决议系统。FMIS是多按事务功效（生产、销售、人事）综合多个事务处理EDP；DSS是经过多个模型组累计算辅助决议。FMIS是以数据库系统为基础，是数据驱动系统；DSS是以模型库为基础，是模型驱动系统。FMIS分析着重于系统总体信息需求，输出报表模式是固定；DSS分析着重于决议者需求，输出数据模式是复杂。F MIS追求效率，即快速查询和产生报

19、表；DSS追求是有效性，即决议正确性。FMIS支持是结构化决议；DSS支持是半结构化决议。决策支持系统免费啦第32页1.5 新一代DSS发展智能决议支持系统（Intelligent Decision Support System,IDSS）n 它是在决议支持系统（DSS）基础上集成人工智能中教授系统（Expert System, ES）而形成。教授系统定义：教授系统是含有大量专门知识，并能利用这些知识处理特定领域中实际问题计算机程序系统。如，诊疗系统（医疗、故障）、预报系统（天气、交通）、控制系统（战场控制）。ES辅助决议方式属于定性分析。决策支持系统免费啦第33页智能决议支持系统体系结构人机

20、接口自然语言处理系统问题处理系统模型库管理系统数据库管理系统知识库管理系统推理机数据库模型库知识库决策支持系统免费啦第34页智能人机接口智能人机接口接收用自然语言或靠近自然语言方式表示决议问题及决议目标，这较大程度地改变了人机界面性能。 问题处理系统问题处理系统处于DSS中心位置，是联络人与机器及所存放求解资源桥梁，主要由问题分析器与问题求解器两部分组成。是IDSS中最活跃部件，它既要识别与分析问题，设计求解方案，还要为问题求解调用各库中数据、模型、方法及知识等资源，对半结构化或非结构化问题还要触发推理机。(3)自然语言处理系统：转换产生问题描述由问题分析器判断问题结构化程度，对结构化问题选择

21、或结构模型，采取传统模型计算求解；对半结构化或非结构化问题则由规则模型与推理机制来求解。决策支持系统免费啦第35页智能决议支持系统功效及其特点模拟决议者思维；跟踪求解过程，增加对决议方案可信度；对概念不明确能提出置疑；它能回答“whatif ”和“why”、“when”之类问题。决策支持系统免费啦第36页2. 群决议支持系统(Group Decision Support System,GDSS)定义：它是一个基于计算机和通信人机交互系统，它将计算机软、硬件设备和群体组员融合为一体，经过对同一工作目标决议群体提供决议支持，从而选择最优方案。它普通处理半结构化和非结构化决议问题。决策支持系统免费啦

22、第37页群决议支持系统体系结构人机接口规程子系统通信库子系统公共模型库管理系统公共数据库管理系统数据库模型库私有DSS公共显示设备决议者决议者主持人决策支持系统免费啦第38页与个人DSS相比：GDSS必须建立在一个局域网或广域网上，在构件上增设了规程库、通信库、共享公共数据库、模型库等。 GDSS普通以一定规程展开：如正式会议或虚拟会议方式运行，会议由一个主持人及多个与会者，围绕一个称为 主题决议问题，按照某种规程展开。 人机接口：接收决议群体各种请求，这些请求有主持人关于会议要求与安排公布请求，与会者对数据、模型、方法等决议资源请求等。 通信库子系统：相当于会议秘书处，是系统关键，它存放与管

23、理主题信息、会议进程信息及与会者往来信息，负责这些信息收发，沟通与会者之间、与会者与公共数据库、模型库之间通信。 公共显示器信息：也由通信库子系统传送至各参会者站点。 规程库子系统：存放与管理群体决议支持运作规则及会议事件流程规则等。比如：决议者请求优先级别规则、决议意见发送优先级别规则及各种协调规则等等。决策支持系统免费啦第39页 决议室决议者面对面地集于一室在同一时间进行群体决议时，GDSS可设置一个与传统会议室相同电子会议室或决议室，决议者经过互联计算机站点相互合作完成决议事务。是相对较简单GDSS。 局域决议网多位决议者在近距离内不一样房间(普通是自己办公室)里定时或不定时作群体决议时

24、，GDSS可建立计算机局域网，网上各位决议者经过连网计算机站点进行通信，相互交流，共享存于网络服务器或中央处理机公共决议资源，在某种规程控制下实现群体决议。 虚拟会议利用计算机网络通信技术，使分散在各地决议者在某一时间内能以不见面方式进行集中决议。在实质上与决议室相同，它优点是能克服空间距离限制。 远程决议网远程决议网充分利用广域网等信息技术来支持群体决议，它综合了局域决议网与虚拟会议优点，可使决议参加者异时异地共同对同一问题作出决议。这种类型还不成熟，开发应用也极少见。群体决议支持系统类型决策支持系统免费啦第40页GDSS场景决策支持系统免费啦第41页群体决议支持系统(GDSS)特点 不受时

25、间与空间限制；能让决议者相互之间便捷地交流信息与共享信息，降低片面性；决议者可克服消极心理影响，无保留地发表自己意见；能集思广益，激发决议者思绪，使问题方案尽可能趋于完美；可预防小集体主义及个人对决议结果影响；可提升决议群体组员对决议结果满意程度和置信度；群体越大效果越显著。从理论上讲，GDSS对群体决议是非常有益伎俩，但它包括面很广。GDSS要面对不一样格调与偏好个人，要综合决议科学、人工智能、计算机网络、运筹学、数据库技术、心理学及行为科学等各种学科理论、方法与技术，实用系统研究与开发难度非常大。当前国内外能投人实际运行GDSS极少见。决策支持系统免费啦第42页3.综合决议支持系统（Int

26、egrated Decision Support System）它是把数据仓库技术、联机分析处理技术、数据挖掘技术和DSS相结合应用而生，也是当前较流行一个DSS。三者各自从不一样角度辅助决议。DB是基础，OLAP和DM是两种不一样分析工具，三者相结合能大大提升数据分析速度和灵活性，为访问和综合大量数据提供集成基础，很好地处理了DSS执行效率和数据综合等很多问题，为企业领导者决议支持起了显著作用，所以，它是一个在实践中应运而生产物。决策支持系统免费啦第43页综合决议支持系统体系结构 F 模型库系统和数据库系统结合为决议问题提供定量分析； F 数据仓库、OLAP反应了大量数据内在本质； F 教授

27、系统和数据挖掘结合到达定性分析目标。问题综合与交互系统模型库系统模型库知识库管理系统推理机知识库决议信息知识信息数据库管理系统数据库数据仓库管理系统数据仓库数据开采OLAP决策支持系统免费啦第44页1.6 决议支持系统实例稿件处理智能决议支持系统一、问题背景:期刊编辑部天天收到大量稿件，手工处理大量稿件将花费大量时间，有时难免还会出现差错和失误。怎样高效率地处理稿件并准确地进行稿件录用决议，是期刊界十分关注问题。决策支持系统免费啦第45页稿件从提交到编辑部一直到录用出版全过程处理工作，主要能够分为三大方面： 1.稿件处理全过程信息管理； 2. 稿件录用决议； 3. 稿件刊发计划制订（确定稿件刊

28、 发详细刊期）。决策支持系统免费啦第46页处理问题路径稿件处理全过程信息管理能够经过建立数据库系统来实现；(MIS)稿件录用决议工作能够经过建立基于知识产生式系统稿件录用决议教授系统来完成，当然这里面将包括到稿件信息知识表示问题；(ES)稿件刊发计划制订工作能够经过建立一个0-1目标规划数学模型及其软件系统来处理。(DSS)决策支持系统免费啦第47页系统结构 图1 稿件处理智能决议支持系统系统结构图人机交互界面稿件信息数据库子系统稿件录用决议子系统稿件刊发计划子系统决策支持系统免费啦第48页思索题1. 管理信息系统定义是什么？管理信息系统特点是什么？2. 管理信息系统功效有哪些？3. 决议支持

29、系统定义有哪些？请给出一个概括性定义。4. 决议支持系统和管理信息系统有什么不一样？5. 智能决议支持系统与决议支持系统有什么不一样？6. 群决议支持系统与决议支持系统有什么不一样?决策支持系统免费啦第49页第二章 模型辅助决议2.1 与决议相关内容2.2 模型决议支持2.3 数学模型决议支持2.4 多模型辅助决议系统决策支持系统免费啦第50页1. 科学决议科学决议是决议者依据科学方法、科学程序、科学伎俩所进行决议工作。决议者进行科学决议,必须依靠决议体系开展工作, 严格遵照一定决议程序和正确决议标准, 依靠教授和智囊组织, 利用科学决议方法, 采取先进信息处理技术和伎俩, 进行综合、全方位决

30、议。 2.1 与决议相关内容决策支持系统免费啦第51页 2. 决议标准（1）在决议全过程中需遵照标准事实求是标准：依据实际情况确定方针。“外脑”标准：重视发挥参谋、智囊作用。经济标准：力争节约财力、人力、物力等。（2）在确定决议目标时需遵照标准差距标准：决议目标与现实之间存在一定差距。紧迫标准：处理目标与现实之间差距含有紧迫性。“力及”标准：到达目标处理差距应该是力所能及，是主客观条件所允许，有处理现实可能性。决策支持系统免费啦第52页（3）在制订备选方案时遵照标准瞄准标准：备选方案必须瞄准决议目标。差异标准：各备选方案之间必须有差异。（4）在优选方案时遵照标准“两最”标准：最优方案应是效益最

31、大、可靠性最大，损失最小、风险性最小决议方案。预后标准：选定方案应含有应变能力和预防办法。时机标准：决议应在信息充分或依据充分时机作出，不能超前或拖后。（5）在决议实施过程中需遵照标准跟踪标准：决议付诸实施后要随时检验验证。反馈标准：一旦发生决议与客观情况不适应之处，要及时采取办法，进行必要修改和调整。决策支持系统免费啦第53页3. 决议细化程序确定决议目标确定各种方案从各方案中选择执行方案调查研究预测技术环境分析创新技术模型技术可行性分析决议理论可靠性分析提出问题确定目标价值准则确定方案分析评定选择方案试验验证普遍实施追踪决议修改决议决策支持系统免费啦第54页4. 决议体系定义：指决议整个过

32、程中各个层次、各个部门在决议活动中决议权限、组织形式、机构设置、调整机制、监督方法整个体系。决议体系由决议系统、参谋（智囊）系统、信息系统、执行系统和监督系统组成一个统一整体。决策支持系统免费啦第55页决议体系运行过程： 参谋系统利用信息系统制订决议方案提供给决议系统，决议系统利用信息系统提供信息对参谋系统提供方案进行决议。决议系统决议指令，在监督系统监督下，由执行系统落实执行，执行情况和结果，又经过智囊系统和信息系统反馈到决议系统。智囊系统依据新情况给决议系统提供补充或修改方案，决议系统对修改方案进行决议，作出修订指示，再由执行系统执行。决议体系运行图决策系统执行系统监督系统信息系统DSS参

33、谋（智囊）系统决策支持系统免费啦第56页2.2 模型决议支持1. 模型定义 模型是对于现实世界事物、现象、过程或系统简化描述。它反应了实际问题最本质特征和量规律，即描述了现实世界中有显著影响原因和相互关系。决策支持系统免费啦第57页2. 模型类型依据模型表现分为：（1）物理模型（实体模型）实物模型（如，风洞试验中飞机模型、水利系统中船舶模型）类比模型（模拟模型）：是现实系统符号表示，通常是一些二维表或图形。 如，用不一样颜色表示地图上不一样目标，如水域或山脉；股票走势表用于表示股票价格变动情况；机器或房屋蓝图。决策支持系统免费啦第58页（2）数学模型：用数学语言描述模型。如，用方程描述数学模型

34、（代数方程、微分方程、统计学方程等）其它数学工具，如代数、几何、拓扑、数理逻辑等描述模型。（3）结构模型（如，图模型）（4）仿真模型（模拟汽车碰撞试验仿真模型、模拟飞机航行仿真模型）决策支持系统免费啦第59页3. 数学模型类型原理性模型（如，牛顿力学三定律）系统学模型（如，系统动力学、大系统理论、系统辨识、系统控制等）规划模型（如，线性规划、非线性规划、动态规划、目标规划、运输问题等）预测模型 定性预测法主要有：教授调查法、情景分析法、主观概率法、对比法等。 定量预测法主要有：趋势法、回归法、平滑法等。管理决议模型（关键路径法CPM、计划评审技术PERT、风险评审技术VERT、层次分析法）仿真

35、模型（蒙特卡罗法、微观分析模拟等）计量经济模型（经济计量法、投入产出法、可行性分析、价值工程等）决策支持系统免费啦第60页2.3 数学模型决议支持 2.3.1 多目标线性规划模型决议支持2.3.2 投入产出模型决议支持决策支持系统免费啦第61页2.3.1 多目标线性规划模型决议支持一、线性规划模型线性规划是用来处理线性目标函数和线性约束条件一个颇有成效最优化方法, 在系统优化及经营管理中常有两类问题: 一类是给出一定人力、物力、财力条件下, 怎样合理利用它们完成最多任务或得到最大效益；另一类是在完成预定目标过程中怎样以最少人力、物力、财力等资源去实现目标。线性规划是处理这两类问题应用最为普遍方

36、法, 已成功应用于工业、农业、军事等各部门。 决策支持系统免费啦第62页线性规划数学模型普通形式: 目标：约束条件：其中：Xi 为决议变量ci为目标函数价值系数普通, 把任何形式线性规划问题化为标准型, 即约束方程取等号。 决策支持系统免费啦第63页二、多目标线性规划模型 与单目标线性规划不一样, 多目标规划问题存在着各种模式和求解方法。在此, 只介绍用大M法求解多目标线性规划。设有多个目标(设为m+1个) 和一些约束条件多目标规划模型。可依据实际情况, 选取一个极小化目标 (或极大化目标)为总目标。如: 然后再把其它目标化为约束条件。下面分别讨论。决策支持系统免费啦第64页1. 某一目标函数

37、取极小 假设目标函数为fi(x)极小 , 那么fi(x)有上界 , 取为bi, 即fi(x)bi, 加入人工变量及剩下变量分别为Yi , Zi均大于或等于0 ,得： 此时 , 已把目标fi(x)转换成约束条件。 （2.10)决策支持系统免费啦第65页2. 某一目标函数取极大 设目标函数fi(x)极大 , 那么fi(x)有下界, 取为bi, 即 fi(x)bi,加入人工变量及剩下变量分别为Yi , Zi均大于或等于0 ,得： 此时 , 已把目标fi(x)转换成约束条件。（2.11)决策支持系统免费啦第66页经过以上变换方法 , 除 Q 目标外, 其余 m 个目标 , 因为引入人工变量Y和剩下变量

38、Z后 ( 都有 m 个 ), 变成了m个约束条件。因为Q目标和m个目标 (fi(x),i=1,2, ,m) 相互有影响, 则m个人工变量Y和剩下变量Z也应加入到Q 目标中去。这么, 就把多目标模型转化为以下单目标模型: 目标：约束条件：其中 fj(x)为除目标Q外m个原目标函数。下面讨论Yj,Zj在目标函数Q中价值系数Sj,Rj选取。因为m个目标和Q目标之间相互有影响, 故 Sj,Rj不能同时为0。(2.12)(2.13)决策支持系统免费啦第67页1. 当取Sk =-M，Rk=M时，目标函数为： 从上式不难得出：Yk=M，Zk=0时，才能对Q取极小最有利。把Yk=M，Zk=0代入约束方程(2.

39、13)得： 因bk是某一常数 , 当 M 取大数时 , fk(x)取极小 , 从而得知Sk =-M，Rk=M使得目标函数fk(x)极小, 与约束条件 (2.10) 等价。(2.14)(2.15)决策支持系统免费啦第68页2.当取Sk =M，Rk= - M时，目标函数为： 从上式不难得出： Yk=0，Zk=M时，才能对Q取极小最有利。把Yk=0，Zk=M代入约束方程(2.13)得： 因bk是某一常数 , 当 M 取大数时 , fk(x)取极大 , 从而得知 Sk =M，Rk= - M使得目标函数fk(x)极大, 与约束条件 (2.11) 等价。 所以，能够得到多目标规划中选取R，S之间关系。多目

40、标规划中选取R，S之间选取(2.16)(2.17)SR作用+M-M使约束条件取极大-M+M使约束条件取极小决策支持系统免费啦第69页目标函数和约束条件差异怎样表达呢? 实际上这二者之间原来就没有严格界限和本质差异。相对来说,首先得到满足就是约束条件,能够认为,目标函数是级别比较低约束条件, 在优先满足级别高约束条件前提下,目标函数能满足多少就满足多少。在实际问题中约束条件和目标界限是比较含糊。归纳起来普通是:(1)对资源有限制；(2)对必须取得结果有限制；(3)对希望到达结果有要求。(1)、(2)是必须满足,是规划约束条件,(3)是希望到达,它在首先满足(1)、(2)条件下尽可能得到满足。所以

41、,它是目标。 决策支持系统免费啦第70页在线性规划中大数M数量级应绝对高于价值系数ci数量级。同理在多目标规划中R和S数量级也应绝对高于ci数量级。在利用计算机计算时,R和S能够在很宽数量级范围内浮动, 以此到达划分多级约束条件和多级目标函数目标。在实际计算中，用调整R、S相对数量级来调整各约束条件和各目标之间相对优先级别。这是调整模型有效伎俩, 也为决议者提供更多选择余地(方案)。决策支持系统免费啦第71页不论是约束条件还是多个目标, 实际问题中还存在着轻重缓急之分。在计算机上用加权方法来实现这种要求是比较轻易,调整也是十分方便。因而多目标规划几乎能处理线性系统规划中全部现实性和可能性问题。

42、它是处理各约束条件相互矛盾, 各目标之间主要程度不一样多目标决议问题有效工具。它在按级别 (由加权级别决定) 满足各约束条件前提下按级别尽可能满足多个目标要求。多目标规划灵活性和弹性是相当大, 它能给决议者留下较大分析、选择、调整余地。在模型初步建立之后, 能够在多个相互矛盾约束或目标之间, 用调整相对级别方法来实现:(1)交换约束条件和目标位置；(2) 改变约束条件等级；(3) 改变所追求目标迫切程度；(4) 松弛或压紧各条件之间担心程度。决策支持系统免费啦第72页三、多目标规划模型辅助决议 以某县养殖业某年结构优化为例, 说明数学模型应用。 (1) 依据该县历史数据用回归预测方法得到该县养

43、殖业各项单产、单耗数据作为约束方程系数。 (2) 依据国家和省市对该县提供资源及要求, 再考虑该县本身能提供资源形成各个约束条件。 (3) 以总产值、净产值最大和精饲料最小为目标, 求解以下多目标规划模型: 决策支持系统免费啦第73页单变量约束条件组合约束条件组合约束条件目标目标决策支持系统免费啦第74页在进行多目标计算时, 仍保留 Y14 为目标函数, 而把 Y18 和 YI9 转换成约束条件。用单目标单纯形法求解。这么, 可得到优化结果：决策支持系统免费啦第75页四、多目标规划模型决议支持 为提升模型决议支持能力, 需要建立一个控制机制, 实现以下功效： (1) 在给出数据文件后, 控制模

44、型程序运行, 利用模型计算结果辅助用户决议。 (2) 修改数据文件中任意数据 ( 如目标方程和约束方程系数、约束方程常数和约束关系等), 即改变实际问题方案。 (3) 重复运行模型程序, 即形成反馈回路屡次运行模型程序对不一样数据方案计算出结果。对于多目标规划模型决议支持, 经过修改数据文件参数能得出更加好方案来。 决策支持系统免费啦第76页比如 ：对青饲料 (Y16) 放宽约束 ( 增加 100 万斤 ), 对鲜鱼(Y13)、生猪(Y1)单产、单耗稍做调整后计算结果为:这次计算结果和上次计算结果进行比较有：总产值 (Y18) 增加 141.9 万元。净产值 (Yl9) 增加 93.4 万元。

45、这是一个不小数字, 说明调整一些政策 (即修改相关约束条件和修改部分约束方程系数) 能到达很好效果。 决策支持系统免费啦第77页2.3.2 投入产出模型决议支持 投入产出法又称投入产出分析、投入产出技术。它是利用数学方法 (线性代数方程体系)来研究经济活动中投入与产出之间数量依存关系一个经济数学方法。它是由俄裔美籍经济学家列昂节夫(W.Leontlef)提出。这种方法既能够用于整个国民经济系统分析与研究, 又能够分析地域之间以及地域内部各种技术经济联络, 是一个已被实践证实行之有效方法。 决策支持系统免费啦第78页投入产出模型分类为： 1. 按时间分类 (l) 静态模型：分析与研究某一个时期再

46、生产过程 , 即不考虑时间原因。 (2)动态模型: 分析与研究若干时期再生产过程,即动态投入产出模型中引入时间变量 , 包括到几个时期 ( 年份 ) 。 2. 按计量单位分类 (1) 价值型：以货币为计量单位。它不但能反应各部门产品实物运动过程 , 而且能较准确地描述各部门产品价值运动过程。 (2) 实物型：以产品数量为计量单位。它反应各部门产品实物运动过程。 3. 按编制范围分类类型有：世界模型、全国模型、地域模型、地域间模型、部门内部模型、企业内型等。当前, 应用最广泛是静态价值型投入产出模型,其次是静态实物型投入产出。动态投入产出模型用得较少,处于研究和开发阶段。 决策支持系统免费啦第7

47、9页一、投入产出表 投入产出表反应了国民经济各部门之间投入产出关系。设一个经济系统由n个部门组成, 部门i总产值记为Xi,最终产品记为Yi, 从部门i流向部门j中间产品记为xij,则得到投入产出表。决策支持系统免费啦第80页 产出投入中间产品最终产品总产值部门1部门2部门n小计消费积累出口累计物质消耗部门1x11x12x1nE1Y1X1部门2x21x22x2nE2Y2X2部门nxn1xn2xnnEnYnXn小计YX新创造价值工资v1v2vn利润m1m2mn小计折旧d1d2dn总产值X1X2Xn投入产出表决策支持系统免费啦第81页以货币为计量单位，价值型投入产出表由产品分配表 (横向表) 和生产

48、消耗表 (纵向表) 交叉而成。产品分配表将各部门产品分为中间产品和最终产品, 即从横行看, 它反应了各部门产品中一部分作为中间产品供其它部门生产中使用, 另一部分作为最终产品供积累、消费和出口。两部分相加就是一定时间内各类产品生产总产值。生产消耗表反应了产品价值形成过程,即从纵列看,各类产品生产中消耗其它部门提供中间产品价值和本部门劳动酬劳以及纯收入价值。投入产出表说明：决策支持系统免费啦第82页二、投入产出模型原理 从投入产出表横向看 , 每一行满足以下关系：就是说 , 每一部门总产出 , 等于该部门流向各个部门作为中间消耗用产品(包含本身消耗) 与提供给社会最终产品之和。这个关系式(2.1

49、8)称为 “ 产出分配方程 ” 。从投入产出表纵向关系看, 第i部门总成本ci为：ci加上利润, 即为第i个部门总产值。记式2.21称为“产值方程” (2.18)(2.19)(2.20)(2.21)决策支持系统免费啦第83页当以货币单位计算时,对同一个部门来说,(2.18)式和(2.21)式相等,即: 等式两边消去相同项xij,则得: (2.22) 式表示从第i部门流向其它部门中间产品加上该部门最终产品, 等于从其它部门投入中间产品加上本部门新创造价值,所以,(2.22) 式称为 投入产出方程 由(2.22)式对各部门求和, 化简后可得: 说明最终产品与增加价值在数量上是相等。(2.22)决策

50、支持系统免费啦第84页三、消耗系数与价值系数 (一) 直接消耗系数与完全消耗系数 为计算和分析方便, 引入直接消耗系数aij。 aij表示第j个部门生产单位产品所需要第i个部门投入量, 它又称为 “技术系数” 或“投入系数”, 因为它反应了部门之间技术条件与投入定额。由(2.23)式得：代入(2.18)式（产出分配方程）得: （2.24)(2.23)决策支持系统免费啦第85页改写为矩阵形式方程: X=AX+Y (2.25) 该方程可写成: Y=(I-A)X (2.26) 其中 A为 “直接消耗系数矩阵”，I 是单位矩阵。矩阵 (I-A)-1是 (I-A) 逆矩阵, 称为列昂节夫逆阵, (I-A

51、)-1-I称为完全消耗系数矩阵, 记为bij 。完全消耗系数是生产单位最终产品完全消耗。比如,飞机制造直接消耗电力, 是它对电力直接消耗,飞机制造还要消耗钢、铝等, 生产这些物资又要消耗电力,同时, 生产这些物资分别需要生铁、铝钒土等, 生产它们又要消耗电力等。飞机制造经过其它物资对电力消耗, 叫做它对电力间接消耗。直接消耗和间接消耗之和叫做完全消耗。 决策支持系统免费啦第86页 ( 二 ) 价值系数社会生产划分为生产资料生产和消费资料生产两大部类 , 社会产品实现就是两大部类产品实物形态和价值形态相互赔偿。产品生产出来以后 , 需要经过分配与 交换步骤 , 才能在实物形态上形成中间消耗与最终

52、使用 , 并区分成生产资料与消费资料两大部类 , 而在价值形态上形成劳动酬劳 v和社会纯收入 m 。计算各部门劳动酬劳系数avj和社会纯收入系数amj ：(2.27)(2.28)决策支持系统免费啦第87页四、投入产出模型计算 依据投入产出模型中总产量 X 和最终产量 Y 之间方程 , 能够进行 X 与 Y 之间换算 , 详细有以下三种方式： (1)假如经济系统中己知总产量 X=(X1, X2, , Xn)T, 利用方程：Y=(I-A)X 可求出最终产量Y=(Y1, Y2, , Yn)T 。 (2) 假如经济系统中已知最终产量 Y=(Y1, Y2, , Yn)T, 利用方程：X=(I-A)-1Y

53、 可求出总产量 X=(X1, X2, , Xn)T 。 (3) 假如经济系统中已知总产量X和最终产量Y,利用方程: X-Y=(I-A)-1)-I)Y 可求出中间产品X-Y。决策支持系统免费啦第88页中间产品最终产品总产值Xi农业轻工业重工业小计个人消费社会集团消费非生产性积累生产性积累小计物质消耗农业2004503801030180010050503030轻工业6010001601220120090020030026003820重工业650700335020025035050013004650小计91021502540560032001250600850590011500新创造价值劳动酬劳18

54、106209803410纯收入310105011302490小计2120167021105900总产值Xi30303820465011500五、投入产出模型辅助决议 简化三个物质生产部门价值投入产出表决策支持系统免费啦第89页横绿线上方一张长方形表格, 表明三个部门产品生产和分配使用情况, 它实际上反应是社会产品实物运动过程。每个部门产品生产出来以后 , 依据不一样用途分成两部分,一部分供本部门和其它部门作为中间产品在生产过程中消耗掉另一部分则是用于人民生活或社会集团消费与积累最终产品。竖绿线左边是一张垂直方向长方形表格, 它说明三个部门产品价值运动过程。各部门产品价值由物资消耗、劳动者酬劳(

55、v)和为社会创造纯收入(m)三个部分组成。表中不但反应这三个组成部分,还详细反应了各部门产品物质消耗组成。 决策支持系统免费啦第90页利用直接消耗系数表, 能够分析农、轻、重三个部门内在联络。从该表可看出, 每增加1亿元轻工产品, 要直接消耗1178万元农业产品、2618 万元轻工产品、1832万元重工业产品。 直接消耗系数表 列昂节夫逆阵表 农业轻工业重工业农业0.06600.11780.0817轻工业0.01980.26180.0344重工业0.21450.18320.4301农业轻工业重工业农业1.11520.22090.1733轻工业0.05031.38540.0907重工业0.435

56、70.52851.8493决策支持系统免费啦第91页利用完全消耗系数表, 能够分析直接消耗和间接消耗总消耗量。如每增加1亿元重工业产品, 则要直接和间接消耗农产品1733万元、轻工产品907万元、重工业产品8493万元。 完全消耗系数表 农业轻工业重工业农业0.11250.22090.1733轻工业0.05030.38540.0907重工业0.43570.52850.8493决策支持系统免费啦第92页六、投入产出模型决议支持 投入产出模型能反应经济系统内部产品(或部门)结构和联络, 是制订系统内部协调计划一个主要方法。不过,投入产出法本身不能提供优化方案。任何一个经济系统都不是一个孤立封闭系统

57、, 它必定要受到内部和外部各种原因制约。一个理想经济计划必须首先确保各个经济单位之间配合能够协调, 这就是常说综合平衡。但这么经济计划还必须服从一定经济目标。所以,经济系统内部和外部约束条件和实现某一经济目标, 往往是制订最优经济计划出发点。投入产出法不能处理最优化问题。需要把投入产出分析与各种数学规划方法结合起来, 进行综合分析, 以求得实现目标最优方案。下面着重讨论投入产出法与线性规划结合起来编制最优计划问题。 决策支持系统免费啦第93页1. 目标函数 应依据经济规律要求考虑以下几个方面目标： (l) 使计划期内能创造最大国民收入 (2) 使计划期内能创造最多社会总产品 (3) 使计划期内

58、社会纯收入到达最大(2.31)(2.32)(2.33)决策支持系统免费啦第94页2. 约束条件 经济系统中主要约束条件有： (l) 劳动力约束作为生产过程中决定原因, 劳动力数量和质量, 直接影响到生产规模。而劳动力数量与劳动生产率有着直接联络。假若第j个部门劳动生产率为Tj,则它生产Xj总产品就需要Xj/Tj数量劳动力。若计划内劳动力资源限制为L,则有: (2.34)决策支持系统免费啦第95页(2) 生产能力约束各部门总产品不能超出其生产能力。设生产能力向量为X0 (最大总产品量), 有约束方程:(2.35)决策支持系统免费啦第96页 (3) 供给约束对于一个部门或一个企业来说,它生产中消耗

59、原材料、动力等不得超出它们供给量,即: Q为外购产品完全消耗系数, Z0为外购产品供给能力。(2.36)决策支持系统免费啦第97页(4) 最终需求约束每一个部门最终产品必须满足社会需求, 而对于企业来说,它各部门产品商品量必须大于总订货任务。 Y0为社会必须满足最终产品向量下限或各种产品总订货量。 另外，还能够考虑其它一些约束, 比如,积累与消费百分比约束等。 (2.37)决策支持系统免费啦第98页3. 实例 某个企业利用投入产出模型结合线性规划模型制订一个最优方案。 设某企业生产甲、乙两种产品, 它们实物型投入产出系数表以下所表示。某企业投入产出直接消耗系数表 中间消耗产品甲产品乙自产产品产

60、品甲0.10.2产品乙0.20.3外购产品煤94电45劳动力310决策支持系统免费啦第99页 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、乙两种产品单价分别为 700 元和 1200 元。怎样安排生产计划才能使净产值最高 ? 净产值由最终产品产值来计算, 这么,目标函数由最终产品Y来建立, 而资源约束必须对总产品而言 , 约束方程由总产品X来建立。设X1，X2分别为甲、乙两种总产品计划产量；Y1，Y2分别为它们最终产品 (商品)产量。目标函数： max S=700Y1+1200Y2决策支持系统免费啦第100页该问题目标函数以Y为变量, 约