第九章决策支持系统

1、幻灯片 1第九章 决策支 持 系统第一节 决策支持系统的概念第二节 决策支持系统的组成第三节 智能决策支持系统第四节 群体决策支持系统 幻灯片 2第一节 决策支持系 统的概念 本节内容：一、决策支持系统的产生与发展二、决策支持系统的功能与定义三、决策支持系统的分类 幻灯片 3一、决策支持系统的产生 - 1 幻灯片 4一、决策支持系统的产生 - 270 年代，产生了许多较有代表性的 DSS 例如：支持投资者对顾客证券管理日常决策的Profolio Management System 用于产品推销、定价和广告决策的 Brandaid 用以支持企业短期规划的 Projector 适用于大型卡车生产企

2、业生产计划决策的Capacity Information System ，等等 幻灯片 5一、决策支持系统的发展 DSS 组成的发展：两库系统20 世纪 70 年代初，数据库、模型库20 世纪 80 年代，数据库、模型库、方法库 数据库、模型库、方法库、知识库 群体、分布、综合 幻灯片 6DSS 的发展主要体现在组成部件的扩展与部件组成的结构变化上，部件及结构的演变 反映了 DSS从专用到通用，从简单到复杂的发展过程，DSS的发展与信息技术、管理科学、人工智能及运筹学等科学技术的发展密切相关。幻灯片 7 决策支持系统的产生与发展阶段 幻灯片 8 时间 DSS 发展阶段 信息系统的主要特征 19

3、60 年前 孕育期 出现了数据处理，用于企业事务处理，提高效率，不能支持决策活 动。19601970 萌芽期 出现了 MIS ，在信息处理中，出现用科学管理模型对日常的、定型 的决策问题提供部分支持。1970 1980 诞生期 提出DSS的概念，理论研究形成潮流，出现了一些实用系统。1980 1990 发展期 出现了 DSS 的分支：EIS、GDSS、IDSS 等。1990现在成熟期 基于网络的多种新型系统：基于数据仓库的联机分析和模糊决策，基于知识管理的学习型组织协同商务决策等。70年代中期：Keen和Scott Morton 首次提出了 "决策支持系统” （Decision Su

4、pport System，简称DSS一词，标志着利用计算机与信息支持决策的研究与应用进 人了一个新的阶段，并形成了决策支持系统新学科。在整个70年代：研究开发出了许多较有代表性的DSS例如：支持投资者对顾客证券管理日常决策的 Profolio Management ；用于产品推销、定价和广告决策的 Brandaid ；用以支持企业短期规划的Projector 及适用于大型卡车生产企业生产计划决策的 Capacity Information System 等等。幻灯片 9 到 70 年代末初阶 DSS 形成，它由模型库、数据库及人机交互系统三个部件组成。这一阶段， DSS 是一个利用计算机强大的

5、信息处理能力和人的灵活判断能力，以交互方式支持决 策者解决半结构化和非结构化决策问题的系统。幻灯片 10 80 年代初三库系统或四库系统的 DSS 产生，它在初级 DSS 的基础上增加了知识库与方法 库。知识库系统：是有关规则、因果关系及经验等知识的获取、解释、表示、推理及 管理与维护的系统。知识库系统知识的获取是一大难题，但几乎与DSS 同时发展起来的专家系统在此方面提供了有利的支持。方法库系统：是以程序方式管理和维护各种决策常用的方法和算法的系统。幻灯片 11 80 年代后期 人工神经元网络及机器学习等技术的研究与应用为知识的学习与获取开辟了新的途径。专家系统与 DSS 相结合，充分利用专

6、家系统定性分析与 DSS 定量分析的优 点，形成了智能决策支持系统 IDSS ，提高了 DSS 支持非结构化决策问题的能力。幻灯片 12 近年来， DSS 与计算机网络技术结合构成了新型的能供异地决策者共同参与，进 行决策的群体决策支持系统 <GDSS ）。GDSS 利用便捷的网络通信技术在多位决策者之间沟通信息，提供良好的协商与 综合决策环境，以支持需要集体作出决定的重大决策问题。在 GDSS 的基础上，为了支持范围更广的群体，包括个人与组织共同参与的大规 模复杂决策，人们又将分布式的数据库、模型库与知识库等决策资源有机地集成，构 建分布式决策支持系统 DDSS 。幻灯片 13 决策支

7、持中心 （DSC>DSS 产生以来，研究与应用一直很活跃，新概念、新系统层出不穷。1985 年Owen 等人提出了由专业人员组成的，支持决策者使用 DSS 解决决策问题的决策支 持中心的概念。DSC 既容易实现，也能明显改进决策环境。在新型框架方面，近年来还推出了智 能型、交互型与集成化的决策支持系统 I3DSS ，它以面向决策者、面向决策过程，综合各种方法与工具为特色，适用面更广泛。幻灯片 14 DSS 组成部件的扩展与部件组成的结构变化DSS 的发展还体现在组成部件的扩展与部件组成的结构变化上。部件及结构的演变 反映了 DSS 从专用到通用，从简单到复杂的发展过程， DSS 的发展与

8、信息技术、管 理科学、人工智能及运筹学等科学技术的发展密切相关。幻灯片 15 研究与应用范围不断扩大与层次不断提高，国外相继出现了多种高功能的通用和专 用 DSS 。1983 年， R. 博奇克研制成功 DSS 的开发系统；DSS 与人工智能相结合，出现了智能化 DSS(IDSS>1984年，DSS与计算机网络相结合，出现了群体DSS ;现在，决策支持系统已逐步扩广应用于大、中、小型企业中的预算分析、预算与计 划、生产与销售、研究与开发等智能部门，并开始应用于军事决策、项目决策、区域 开发等方面。幻灯片 16 我国 DSS 研究现状DSS 的概念是 80 年代末引人我国的，但在此之前有关

9、辅助决策的研究早就有所开 展。目前我国在 DSS 领域的研究己有不少成果，但总体上发展较缓慢，在应用上与期望 有较大的差距，这主要反映在软件制作周期长，生产率低，质量难以保证，开发与应 用联系不紧密等方面。幻灯片 17二、决策支持系统的功能 管理并及时提供与决策问题有关的组织内部信息，如订单要求、库存动态、生产能力 与财务情况等。 收集、管理并提供与决策问题有关的组织外部信息，如政策法规、经济统计等。 收集、管理并提供各项决策方案执行情况的反馈信息，如计划完成情况等。 能以一定的方式存储和管理与决策问题有关的各种求解模型。 能够存储并提供常用的数学方法及算法。 上述数据、模型与方法能容易地修改

10、和添加。幻灯片 18 能灵活地运用模型与方法对数据进行加工、汇总、 分析和预测，得出综合信息与预测信息 具有方便的人机对话和图象输出功能能满足随机的数据查询要求回答 “Whatif ”之类的问题提供良好的数据通信功能 保证及时收集所需数据并将加工结果传给使用者 具有能忍受的加工速度与响应时间不影响使用者的情绪幻灯片 19、决策支持系统的定义 -1DSS 的定义建立在基本特征与结构特征之上：1. 对准结构化程度不高、说明不够充分的决策问题2. 模型或分析技术与传统的数据存取及检索技术相结合3. 易于为非计算机专业人员以交互会话的方式使用4. 强调对环境及用户决策方法改变的灵活性适应性5. 支持但

11、不是代替高层决策者制定决策幻灯片 20二、决策支持系统的定义 -2根据 DSS 应具备的功能及特征根据多位专家学者的意见DSS 的定义可综合为：DSS 是一种以计算机为工具，应用决策科学及有关学科的理论与方法，以人机交 互方式辅助决策者解决半结构化和非结构化决策问题的信息系统。幻灯片 21二、决策支持系统的定义 -3 某企业为确定生产规模和合适的库存量建立 DSS 模型库存有生产计划、库存模拟模型等 数据库存有历年销售量、资金流动情况、成本等 决策者通过计算机终端屏幕根据DSS提供最佳订货量和重新订货时间相应的生产成本、库存成本等信息进行“如果将会怎样？”的询问对所提方案进行灵敏度分析或者以新

12、的参数进行模拟而得到一个新方案幻灯片 22三、决策支持系统的分类DSS 都针对某一类决策问题，大体有三大类： 分析为主、以求解为主、兼有分析和求解 分析类是决策前期工作，能为决策方案的设计和抉择提供依据 例如 ， 财务分析系统和 市场行情分析系统 求解类为决策者提供决策过程和方案抉择支持 例如，同类资源下多品种生产计划优化系统 新产品研发方案评选系统幻灯片 23实例：火电厂经济运行决策支持系统"火电厂经济运行决策支持系统 " 是一套集生产运行、经济管理于一体的集成化决策 支持系统。它以企业内部网为依托，以能损分析、成本管理和辅助决策为核心，在对 大量生产、经营实时和历史数据

13、信息进行有效组织和控制，运用最新的计算机、优化 控制、人工智能、数据库仓库等技术实现了生产经营指标动态分析的功能，在保证电 厂安全生产的前提下，实现经济运行，降低机组的煤耗率，提高机组的运行的经济 性，同时为电厂的运行人员和领导的生产决策提供全面、真实的依据。该项目经国家 科技部863计划CIMS主题办组织行业专家对该项目进行了充分的论证，最后定为国 家科技部863计划CIMS目标产品。幻灯片 24幻灯片 25 火电厂经济运行决策支持系统 系统功能五个子系统1 .经济运行辅助决策系统及时准确地生成各种报表及技术经济指标和效益分析，使有关部门及时了解生产情 况，以指导生产。并及时、准确地为厂级领

14、导及各级管理人员提供生产、综合分析和 辅助决策信息。包括：实时数据采集、实时数据显示、生产统计、运行管理、综合查 询等模块。幻灯片 26幻灯片 27火电厂经济运行决策支持系统2. 经济指标竞赛系统 为了提高电厂运行的经济性，在操作管理方面，对主要经济指标进行考核，在运行各 值之间进行竞赛评分，压红线运行。幻灯片 28幻灯片 29火电厂经济运行决策支持系统3. 在线能损分析系统锅炉能损分析和汽轮机能损分析 锅炉能损分析：排烟损失计算与分析，化学不完全燃烧损失计算与分析，机械不完全 燃烧损失计算与分析，散热损失计算与分析，灰渣物理热损失计算与分析，锅炉热效 率，过量空气系数计算和漏风计算等。汽轮机

15、能损分析：热力系统计算，机组等效热降计算，热系统设备的定量分析，热力 系统的定量分析。幻灯片 30火电厂经济运行决策支持系统4. 燃料优化管理系统 加强燃料管理是节能降耗的关键，在燃料管理方面，从计划、组织、运输、计量、质 量验 收、质价审核、存储盘点直至配煤进行科学的管理，可提高燃料质量，降低燃 料成本和消耗，在保证安全经济运行的基础上，提高总体经济效益。幻灯片 31火电厂经济运行决策支持系统5. 竞价上网分析决策系统包括：实时发电成本分析和上网报价辅助决策实时发电成本分析系统能根据实时采集 程序采集的数据，计算出发电厂的实时成本，使发电厂在作报价时心中有数。 上网报价辅助决策系统依据实时成

16、本，结合省调发布的全网负荷，应用经济学原理为 企业的报价提供多种各有侧重的报价建议。幻灯片 32Power Inf o DSS3. 0 用电营销决策 支持系统PowerInfo DSS3.0 是北京许继专为省、市级电力企业营销决策管理精心设计的，利用OLAP技术，从多角度对信息进行快速、直接、交互地存取，从而获得深层次的辅 助决策信息，实现营销分析和辅助决策。 PowerInfo DSS3.0 系统充分考虑到目前省、 市级电力企业的信息化现状，采用当前主流的数据仓库、OLAR数据挖掘、BI技术,实现的。DSS3.0 决策支持系统是为电力企业营销决策提供辅助支持服务的，因此，其技术 体系必须包括

17、数据源、营销数据仓库、营销OLAR分析、应用展现四个部分。幻灯片 33DSS3.0技术架构图：幻灯片 34电力营销决策支持系统功能框架图 如上图所示，电力营销决策支持系统主要有综合查询、综合主题分析、需求预测分 析、风险预警分析、重要客户分析、服务质量分析、成本收益分析、电网运行分析等构 成。幻灯片 35第二节 决策支持系统的组成 本节内容：一、决策支持系统的结构二、人机对话子系统三、数据库子系统四、模型库子系统五、方法库子系统 幻灯片 36一、决策支持系统的系统结构 -1不同功能和特色的 DSS，系统结构亦不同 一般认为 DSS 的结构有：两库结构和基于知识的结构等两种基本形式 实际中的 D

18、SS由这两种结构分解或增加某些部件的演变而来幻灯片 37一、决策支持系统的系统结构 -2 三库结构幻灯片 38一、决策支持系统的系统结构 -3 两种基本结构演变出的 DSS 都表现为多库结构 在两库结构基础上加入方法库：就构成了三库结构的决策支持系统 再与基于知识的 DSS 结构相结合：就构成了四库结构的智能决策支持系统对各种 DSS :对话子系统的位置及与用户之间的关系 总体上是一致的幻灯片 39、 人机对话子系统 -1幻灯片 40二 、 人机对话子 系 统 -2 实际中， DSS 由不了解系统内部的人使用 因此用户接口对系统的成败有举足轻重的影响 DSS 维护人员也需要方便的工作环境 可以

19、说：人机对话子系统是 DSS 的一个窗口 它的好坏标志着 DSS 的实用水平 幻灯片 41三、数据库子系统 数据库子系统是 DSS 的基本部件 是支撑模型库子系统及方法库子系统的基础 近年热门起来的数据仓库 <Data Warehouse ) 有被逐步引入 DSS 的趋势 尤其是一些大型的分析类 DSS 开始建立在数据仓库的基础上幻灯片 42四、模型库子系统 - 1 模型是以某种形式反映客观事物本质属性 揭示其运动规律的描述 决策求解首先要表达问题的内外特征与变化规律 DSS 的模型库子系统在不同的条件下 通过模型来实现对问题的动态描述 以便探索或选择令人满意的解 DSS 用户依靠模型库

20、中的模型进行决策 因此认为 DSS 是由“模型驱动的” 幻灯片 43四、模型库子系统 - 2 模型单元的存储方式： 子程序方式： 模型的输入、输出格式及算法用完整的程序表示 不利于修改，会造成各模型相同部分的存储冗余 语句方式： 用建模语言描述模型，组成语句集合 与子程序方式类似，但向用户方向前进了一步 数据方式： 把模型看成一组用数据集表示的关系 便于数据库管理系统操作模型库 使模型库和数据库能用统一的方法进行管理 幻灯片 44五、方法库子系统 - 1 方法库子系统存储、管理、调用及维护 DSS 各部件要用到的各种方法 如，通用算法、标准函数等 方法库中的方法一般用程序方式存储DSS 从数据

21、库选择数据，从方法库选择算法 然后将数据和算法结合起来进行计算 并以直观清晰的呈现方式输出结果 供决策者使用幻灯片 45五、方法库子系统 - 2方法库方法集合举例幻灯片 46DSS实例一：ExcelExcel 可以被看作一个 DSS 它具有线性回归、方差检验等多个函数模型库），类似于一个求解器；它包含基本的DBMS提供与数据库的接口； 它的人机界面非常便于操作。另外，Excel是DSS建模的工具 例） 幻灯片 47DSS实例二：农网建设与改造项目综合评价 幻灯片 48农网建设与改造综合评价 DSS的框架评价结果 用户接口 实例演示 幻灯片 49DSS实例二：农网建设与改造项目综合评价一、数据库

22、 社会评价数据库：1、减负额库2、农民生活数据库3、生活环境改善打分库4、地区经济数据库5、投资环境改善打分库6、农民满意度打分库7、企业满意度打分库8、政府满意度打分库9、社会指标评价标准库10、评语库 幻灯片 50农网建设与改造项目综合评价系统二、模型库1、隶属度模型? 定量指标隶属度 ? 定性指标隶属度2、评价模型? 农民生活影响评价函数；? 地区经济影响评价函数；? 相关群体满意度函数；? 社会影响评价函数；? 有无对比模型? 社会影响综合评价模型3、预测模型： ? S 曲线模型； ? 双曲线模型 ； ? 替代法模型；? 非线性优选组合预测模型4、电网性能评价模型；5、财务评价模型。幻

23、灯片 51农网建设与改造项目综合评价系统用户接口程序1、界面输入：获得用户数据2、与数据库交互：从数据库中提取相应的数据3、与模型库交互：选择与调用模型< 双曲线、 S 曲线、替代法等） 建立被评价县的预测模型4、输出：预测结果5、与模型库交互：调用有无对比评价模型6、输出：对比评价结果对比图7、与模型库交互：调用隶属度模型 调用综合评价模型8、输出：综合评价结论图形界面结论 幻灯片 52 模型建立方法过程 幻灯片 53 决策与建模过程 简化 现实 假定 问题说明 模型验证 成功 建议解的验证和实验解的实现 解 失败 幻灯片 54第 三节 智能决策支持系统本节内容：一、智能决策支持系统的

24、基本概念二、智能决策支持系统的结构三、人工神经网络在分析与决策中的应用幻灯片 55一、智能DSS的基本概念-1结合专家知识和 DSS 模型分析的优点形成智能 DSS <IDSS) 提高支持非结构化决策能力DSS幻灯片 56一、智能DSS的基本概念-2专家系统是一种知识系统 利用专家知识及知识推理等来理解与求解问题 将 ES 和传统 DSS 结合而形成的 IDSS： 增设了知识库、推理机与问题处理系统 人机对话部分还加入了自然语言处理功能 IDSS 在用户决策问题的输入、决策问题的描述、 决策过程的推理，问题解的求取与输出等方面 都有了显著的改进。幻灯片 57一、智能DSS的基本概念-3人

25、工神经元网络采用物理器件或计算机 模拟生物体中神经网络的某些结构与功能ANN 属于基于案例学习的模型 吸取了生物神经网络的部分优点ANN 由许多简单处理单元互连而成局部神经元损坏后不影响全局的活动ANN 具有良好的自组织、自学习和自适应能力特别适用于处理复杂问题或开放系统 能弥补专家系统的不足 幻灯片 58二、智能DSS的结构-1典型的结构为四库结构幻灯片 59二、智能DSS的结构-2增设：自然语言处理系统知识库推理机问题处理系统IDSS：更好地理解人能积累已有知识能获得新知识 提高分析和求解能力 IDSS 具有人工智能的行为 向人类靠拢了一大步 使不熟悉机器的人也能方便地使用 DSS 幻灯片

26、 60二、智能DSS的结构-智能人机接口语法、语义 结构分析 幻灯片 61二、智能DSS的结构-问题处理系统问题处理系统 工作流程 幻灯片 62二、智能DSS的结构-知识库子系统1 知识库子系统：获取、解释、表示、推理及管理与维护知识 知识：有关规则、因果关系及经验等 幻灯片 63二、智能DSS的结构-知识库子系统2存储知识首先要表示知识 知识的表示是知识的符号化过程 常见的知识表示形式有： 逻辑表示法 语义网络表示法 产生式规则表示法 框架表示法 过程表示法幻灯片 64二、智能DSS的结构-推理机1 推理是指从已知事实推出新事实的过程，是一组程序，针对用户问题去处理知识库。 推理一般由三部分

27、组成：大前提、小前提、结论例：大前提 拖债达 3 级及以上的客户信用低 小前提 该客户拖债达 4 级 结论 该客户信用低例：大前提 与信用低的客户做交易要谨慎小前提 该客户信用低结论 与该客户做交易要谨慎 幻灯片 65二、智能DSS的结构-推理机2根据推理方向的不同，可以分出三种推理： 正向推理、反向推理、正反向混合推理 例：从某城市到一个无直达航班的城市为确定坐哪些航班转达，即是简单的推理问题例：若事实 M为真，且有规则IF M THEN N，贝U N为真 因此，若事实任务 A 是紧急订货为真，且有规则 IF任务I是紧急订货THEN任务I按优先安排计划 则任务 A 就应优先安排计划幻灯片 6

28、6三、ANN在分析与决策中的应用-1人工神经元网络基本原理幻灯片 67三、ANN在分析与决策中的应用-2ANN 可看作黑箱通过案例学习能具备求解同类问题的本领 尤其是那些机理模糊或处理频繁的问题 例如：图像、语音和文字的识别 事物的分析、评估和预测 半结构化和非结构化问题的方案搜索和选择 幻灯片 68三、ANN在分析与决策中的应用-3在产品评价和选择方面： 利用学习了股票涨落走势因果对应关系的 ANN 能得到该证券今后走势的评价输出在一批股票中，用 ANN 做扫描式的分析和评价 发现有看好迹象和走坏征兆的股票 在客户关系管理和交易服务方面： 根据客户基本信息和交易信息，能： 得出客户优质度、划分客户、找出优质客户 识别风险和客户流失征兆 为风险防范措施的确定提供