决策支持系统发展综述

1、PAGE PAGE 17决策支持系统发展综述空军工程大大学导弹弹学院 雷雷英杰计算机是当当代发展展最为迅迅速的科科学技术术之一，其其应用几几乎已深深入到人人类活动动和生活活的一切切领域，大大大提高高了社会会生产力力，引起起了经济济结构、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。智能决策支支持系统统（Inntellliggentt Deecissionn

2、Suuppoort Sysstemms，简简称IDDSS）是是决策支支持系统统（Deecissionn Suuppoort Sysstemms，简简称DSSS）与与人工智智能（AArtiificciall Inntellliggencce，简简称AII）相结结合的产产物，它它将人工工智能中中的知识识表示与与处理的的思想引引入到DDSS，其其独特的的研究方方法和广广泛的发发展前途途使之一一出现就就成为决决策支持持技术研研究的热热点。智能决策支支持系统统是以信息息技术为为手段，应应用管理理科学、计计算机科科学及有有关学科科的理论论和方法法，针对对半结构构化和非非结构化化的决策策问题，通通过提供供背

3、景材材料、协协助明确确问题、修修改完善善模型、列列举可能能方案、进进行分析析比较等等方式，为为管理者者做出正正确决策策提供帮帮助的智智能型人人机交互互信息系系统。实践表明，只只有当决决策支持持系统具具有较丰丰富的知知识和较较强的知知识处理理能力时时，才能能向决策策者提供供更为有有效的决决策支持持。考虑到IDDSS是是在传统统DSSS基础上上发展起起来的，所所以这里里先介绍绍有关决决策、决决策科学学和决策策支持技技术的基基本概念念。一、DSSS的产生生与发展展DSS的产产生背景景电子数据处处理EDDP（Eleectrroniic DDataa Prroceessiing）：提高了了工作效效率，把

4、把人们从从繁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，不不共享，不不考虑整整体或部部门情况况。管理信息系系统MIIS（Mannageemennt IInfoormaatioon SSysttemss）：整体体分析，系系统设计计，信息息共享，部部门协调调。缺点点：难于于适应多多变的内内、外部部管理环环境，对对管理人人员的决决策帮助助十分有有限。决策支持系系统DSSS（DDeciisioon SSuppportt Syysteems）：70年年代中期期Keeen和Scoott Morrtonn在管管理决策策系统（119711）一书书中提出出。目标标：对管管理者做做决策提提

5、供技术术支持。背景：运筹筹学模型型发展已已经比较较完善，多多目标决决策分析析突破了了单一效效用理论论的框架架，计算算机软、硬硬件及网网络技术术的迅猛猛发展，人人工智能能特别是是知识处处理技术术的发展展，数据据库技术术、图形形显示技技术、各各类工具具软件的的发展与与完善，构构成了DDSS形形成与发发展的技技术基础础。DSS的发发展70年代，Scott Morton在管理决策系统（1971）一书中首次提出DSS。Peterr G. W. Keeen等等人编写写了一套套丛书，阐阐明DSSS的主主要观点点，初步步构造出出DSSS的基本本框架。1978至至19888年，DDSS得得到迅速速发展，许许多实

6、用用系统被被开发出出来，投投入实际际应用，产产生明显显效益。1988至至现在，DDSS技技术持续续发展，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的理理论基础础信息论信息是现代代科学技技术中普普遍使用用的一个个重要概概念。信息论是运运用信息息的观点点，把系系统看作作是借助助于信息息的获取取、传送送、加工工处理、输输出而实实现其有有目的性性行为的的研究方方法。计算机技术术计算机软件件技术、硬硬件技术术、网络络技术、图图形处理理技术、知知识处理理技术等等。管理科学与与运筹学学管理科学MMS（MManaagemmentt Scciennce）：面向管管理者，研研究决策策问题

7、，如如决策目目标、决策效能能等。运筹学ORR（Opeerattionns RReseearcch）：提供一一系列优优化、仿仿真、决决策等模模型。信息经济学学在信息时代代，研究究信息的的产生、获获得、传传递、加加工处理理、输出出等方面面的价值值问题。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。行为科学研究决策者者的决策策风格、在在决策过过程中的的决策行行为等，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。人工智能将人工智能能技术用用于管理理决策是是一项开开拓性工工作。当当前研究究的IDDSS就就是DSSS与AAI技术术相

8、结合合的产物物，它用用领域专专家的知知识来选选择和组组合模型型，完成成问题的的推理和和运行，为为用户提提供智能能的交互互式接口口。人工智能技技术作为为计算机机应用研研究的前前沿，近近十年取取得了惊惊人的进进展，呈呈现了光光明的前前景。专专家系统统、智能能机器人人和模式式识别是是人工智智能中最最活跃、最最富有成成果的三三个研究究领域。其其中专家家系统EES（EExpeert Sysstemms）研究，取取得了许许多实用用化的成成果。当当今世界界上已经经有上千千个专家家系统，应应用于医医疗、诊诊断、探探矿、军军事、调调度、质质谱分析析、计算算机配置置、辅助助教育等等各种领领域，并并已开始始涉足财财

9、务分析析、计划划管理、工工程评估估、法律律咨询等等管理决决策领域域。DSS和EES：处处于不同同的学科科范畴，有有着不同同的解决决问题的的方法。DDSS主主要运用用数据和和模型，EES主要要运用知知识和推推理。在在管理科科学领域域，一个个是方兴兴未艾，一一个是后后起之秀秀，各有有特色。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。决策的正确确性关系系到经营营效果和和事业成成败，决决策理论论、决策策方法和和决策工工具的科科学化和和现代化化是正确确性的重重要保证证。人工工智能将将为DSSS提供供有效的的理论和和方法。例例如，知知识的表表示和建

10、建模，推推理、演演绎和问问题求解解及各种种搜索技技术，再再加上功功能很强强的人工工智能语语言，都都为DSSS的发发展走向向更加实实用的阶阶段提供供强有力力的理论论和方法法的支持持。DSS与相相关技术术的关系系决策与预测测的关系系决策：创造造未来，基基于预测测，实现现将来一一个目标标。预测：预言言未来，基基于分析析、研究究、仿真真、实验验。例如：灾害害预测与与防灾决决策、日日常预测测与决策策、经营营预测与与决策、宏宏观预测测与决策策、贯序序预测与与决策、为为重大决决策作预预备性研研究等。DSS与MMS/OOR的关关系MS：处理理结构化化问题，运运用分析析的观点点。OR：处理理结构化化问题，研研究

11、对象象主要集集中在数数学规划划、决策策论、对对策论等等理论和和方法上上。DSS：处处理战略略、规划划等半结结构化和和非结构构化一类类的决策策问题。DSS与MMIS的的关系MIS：收收集、传传递、存存储、加加工处理理各种信信息，监监测运营营数据，利利用历史史数据预预测未来来，用指指定的数数学方法法分析数数据，提提供全面面数据和和分析报报告。面面向管理理人员，提提供低层层次的决决策支持持。DSS：面面向决策策者，提提供适当当的决策策支持，是是MISS的高级级阶段。DSS与EES的关关系IDSS = DDSS + EESES：利用用知识和和推理机机，处理理半结构构化和非非结构化化问题。DSS：使使用

12、数据据和模型型，处理理结构化化问题，与与ES结结合后，可可处理半半结构化化和非结结构化问问题。二、DSSS的基本本概念决策过程决策过程：如图11所示。设计方案设计方案确定目标评价方案实施方案环 境图1 决决策过程程决策科学主主要研究究：确定定目标、设设计方案案、评价价方案三三个基本本阶段。这这三个基基本阶段段又分别别称为理理解、设设计、选选择活动动。决策问题的的类型决策问题的的类型（按按结构化化程度分分为）：结构化化、半结结构化、非非结构化化三种。结构化程度度：对某某一过程程的环境境和规律律，能否否用明确确的语言言（数学学的或逻逻辑学的的，形式式的或非非形式的的，定量量的或推推理的）给给予清晰

13、晰的描述述。结构化问题题：能够够描述清清楚的问问题。三三个阶段段都能使使用确定定的算法法或决策策规则。非结构化问问题：不不能够描描述清楚楚，而只只能凭直直觉或经经验作出出判断的的问题。三三个阶段段都不能能使用确确定的算算法或决决策规则则。半结构化问问题：介介于两者者之间的的问题。一一个或二二个阶段段能使用用确定的的算法或或决策规规则。决策问题的的性质和和层次决策问题的的层次：办事员（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）。按照决策问问题的层层次和类类型，决决策问题题可分为为9类，如如表1所所示。表1 决策问问题的类类型作业调度运筹管理战略规划支持需求结构

14、化库存报表、零零件定货货线性规划、生生产调度度新厂位置选选择EDP MS/OR半结构化股票管理、贸贸易开发市场、经经费预算算资本获利分分析DSS非结构化为杂志选择择封面聘用管理人人员研究、开发发分析经验和直觉觉2.4 决策风风格按获取数据据的方式式分：感感知型（SS）、直直觉型（NN）。感感知型喜欢欢与特定定问题有有关的硬硬数据。直直觉型喜欢欢描写可可能性的的整体信信息。按处理数据据的方式式分：思思考型（TT）、感感觉型（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，共共有四种种类型的的决策风风格：系系统型（SST）、思思

15、辩型（NNT）、司司法型（SSF）、直直观推断断型（NNF）。系统型（SST）：喜欢运运用量化化信息，喜喜欢运用用成本效效益分析析和评价价的研究究作为辅辅助决策策的工具具。思辩型（NNT）：善于思思索未来来的可能能性，喜喜欢运用用带有灵灵敏度分分析的决决策树作作为决策策的帮助助。司法型（SSF）：注意力力集中于于当前的的环境，喜喜欢运用用决策小小组进行行决策。直观推断型型（NFF）：十十分重视视现实的的可能性性，喜欢欢运用双双向调整整的方法法来达到到决策的的目的。DSS的构构造与系系统结构构DSS的构构造研究究主要解解决DSSS的组组成问题题，即组组成DSSS的部部件。现在，经典典提法是是：D

16、SSS = 四库库系统 + 对对话系统统（人机机界面）四库系统：数据库库系统、模模型库系系统、方方法库系系统、知知识库系系统。当前，也有有人讲55库系统统（+文文本库）、66库系统统（+图图形库）、77库系统统（+语语音库）、88库系统统（工具具库）等等。DSS的系系统结构构主要研研究DSSS各主主要部件件的连接接关系。人机界面技技术主要研究内内容集中中在：可视化图形形界面技技术基于多媒体体技术的的界面技技术自然语言界界面技术术数据库系统统数据库系统统包括数数据库及及其管理理系统，其其基本技技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：数据的独立立性最小冗余度度最

17、大的共享享性统一管理与与控制适当的反映映时间整体性（完完整性）可修改性和和可扩充充性安全和保密密简明性DSS数据据库系统统的特点点：面向决策支支持过程程组织和和管理数数据面向模型、面面向模型型生成来来使用数数据数据描述方方式要面面向不同同的决策策者模型库系统统模型是是以某种种形式对对一个系系统的本本质属性性的描述述，揭示示系统的的功能、行行为及其其变化规规律。模型库系统统以库库的形式式对模型型进行组组织和管管理，包包括模型型库及模模型库管管理系统统。模型型库（MModeel BBasee）提供供模型的的存储和和表示模模式，模模型库管管理系统统提供模模型的提提取、访访问、更更新和合合成等操操作。

18、人们认识客客观世界界一般有有三种方方法：逻辑推理法法实验法模型法模型法是我我们认识识客观世世界的最最得力、最最方便、最最有效的的方法。注意，并非非所有模模型都是是数学模模型，并并非所有有模型都都是定量量的。例例如， 门捷列列夫元素素周期表表。3.3.11 模型型群解决软科学学所涉及及的问题题时，可可利用的的模型已已达1000多个个，根据据他们的的功能和和用途可可分为若若干模型型群。预测模型群群 定性模型：特尔斐斐法、主主观概率率预测法法、交叉叉影响巨巨阵法等等定量模型：回归预预测、平平滑预测测、马尔尔柯夫链链预测等等回归预测：一元回回归、多多元线性性回归、非非线性回回归等；平滑预测：平均预预测

19、法、指指数预测测法等系统结构模模型群 主要用来分分析社会会经济系系统以及及其他系系统的结结构，反反映系统统各要素素之间的的主要联联系和关关联作用用，从宏宏观上和和结构上上来揭示示系统的的运行规规律。系统结构模模型、层层次分析析模型、投投入产出出模型、系系统动力力学模型型等。数量经济模模型群：计量经经济模型型、经济济控制论论模型等等。优化模型群群：线性性规划、非非线性规规划、动动态规划划、目标标规划和和最优控控制等不确定模型型群：模模糊数学学模型、灰灰色模型型、随机机模型等等决策模型群群：单目目标风险险性决策策、多目目标决策策，以及及一些不不确定性性决策方方法等系统综合模模型群：即大系系统理论论

20、。模型体系解决某一特特定系统统工程问问题的一一系列模模型。（从从概念上上）模型库模型库提供供模型的的存储和和表示模模式。模型的表示示形式：模型的程序序表示：基于程程序的表表示方法法。模型的数据据表示：基于数数据的表表示方法法。模型的逻辑辑表示：基于知知识的表表示方法法。3.3.44 当当前研究究课题模型的自动动生成技技术模型管理的的人工智智能方法法模型管理与与数据管管理的结结合方法库系统统方法库系统统（MBBS）综综合了数数据库和和程序库库。方法库类似于于程序库库，包含含面向多多种应用用的程序序包或功功能程序序。方法库管理理系统对程程序方法法提供多多种功能能操作。具有扩充的的程序组组件可与多种

21、数数据库系系统相连连接可随时加入入新的程程序组件件知识库系统统1 基本本概念数据客客观事物物的属性性、数量量、位置置及其相相互关系系等的抽抽象表示示。信息数数据所表表示的含含义（语语义），因因而说“数据是是信息的的载体”。知识信信息之间间的结构构化关联联关系。知识分类事实指指人类对对客观事事物属性性的值或或状态的的描述。（不不包含任任何变量量）规则表表示因果果关系的的知识，分分为前提提（条件件）和结结论两部部分。规律带带有变量量的规则则。所以以，规则则是规律律的例化化。3.5.33 知识识的属性性真实性相对性不完全性模糊性可表示性推理方法演绎推理：P Q，由由前提到到结论归纳推理：由个别别到一

22、般般，“主观不不充分置置信推理理”联想与类比比综合与分析析预测假设与验证证从不同的角角度还可可分为演绎推理、归归纳推理理、缺省省推理确定性推理理、不确确定性推推理单调推理、非非单调推推理启发式推理理、非启启发式推推理基于知识的的推理、统统计推理理、直觉觉推理正向推理、逆逆向推理理、混合合推理、双双向推理理 推理控控制策略略知识库系统统知识库提供知知识的表表示和存存储。知识库管理理系统提供供对知识识（规则则）的存存储、检检索、修修改、检检查等操操作。推理机利用知知识库中中的知识识进行推推理，对对给定问问题进行行求解，得得到结论论。知识的表示示方法一阶谓词逻逻辑表示示语义网络表表示产生式规则则知识

23、的框架架表示脚本表示过程表示Petrii网表示示面向对象表表示新一代DSSS的研研究与发发展（1）群决决策支持持系统（GGDSSS）支持多人或或集体共共同决策策：利用用通信技技术（网网络、电电话会议议、电子子信息交交换）、计计算机技技术（多多用户系系统、44GL、数数据库、数数据分析析OLAAP、数数据存储储、数据据仓库、数数据挖掘掘）和决决策支持持技术（议议程设置置、AII与推理理技术、决决策模型型方法如决决策树、风险分析、预测方法等，结构化群决策方法如德尔菲法等）相结合。（2）分布布式决策策支持系系统（DDDSSS）研究DSSS在分布布式环境境中、与与分布式式技术相相结合相相关的技技术问题题。（3）智能能决策支支持技术术（IDDSS）AI与DSSS技术术相结合合，形成成了高级级别的、具具有知识识处理能能力的DDSS。组成：四库库系统+接口。知知识库、数数据库、模模型库、方方法库及及人机接接口，还还有问题题求解模模块。（4）决策策支持中中心（DDSC）1985年年欧文提提出来的的。功能：提供供办公决决策支持持，具有