第十一章 决策支持系统课件

第十一章决策支持系统主要内容：决策支持系统的概念决策支持系统的组成智能决策支持系统群体决策支持系统案例.模拟人才招聘选拔GDSS1第十一章决策支持系统1.1决策支持系统的产生与发展诺贝尔奖获得者西蒙强调管理就是决策，认为一个组织的管理活动主要就是决策活动。对于决策依赖有两个观点：依靠决策者的经验、智慧、洞察力和魄力依靠科学方法和技术为克服人性的弱点和计算机的机械性，综合人的分析判断能力和计算机强大的信息处理能力，产生了决策支持系统。2第十一章决策支持系统1决策支持系统的概念本节内容：1.1决策支持系统的产生与发展1.2决策支持系统的功能与定义1.3决策支持系统的分类与应用3第十一章决策支持系统1.1决策支持系统的产生与发展计算机的应用信息支持决策的研究1971年Keen:

提出“管理决策系统”（MDS）1978年Keen和ScottMorton

提出“决策支持系统”（DSS）形成DSS新学科4第十一章决策支持系统1.1决策支持系统的产生与发展20世纪70年代，产生了许多较有代表性的DSS：支持投资者对顾客证券管理日常决策的ProfolioManagementSystem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用于大型卡车生产企业生产计划决策的

CapacityInformationSystem，等等5第十一章决策支持系统1.1决策支持系统的产生与发展产生于不同时期的各种DSS，相互之间的关系：EISIDSSGDSSESANNDSSDDSSOASWDSSWebNSS6第十一章决策支持系统1.1决策支持系统的产生与发展两库系统三库系统四库系统集群系统数据库、模型库、方法库、知识库数据库、模型库、方法库数据库、模型库群体、分布、综合7第十一章决策支持系统1.1决策支持系统的产生与发展DSS的发展也体现在部件的扩展和新技术、新方法的不断引入。增加知识库和推理机，形成了智能DSS应用网络技术，形成了群体DSS集成分布的资源，形成了分布式DSS结合Web、智能系统和／或电子商务，形成了基于Web的DSS8第十一章决策支持系统1.2决策支持系统的功能与定义DSS实现以下目标：在人的分析与判断能力的基础上，借助计算机与科学方法，支持对半结构化和非结构化问题的有序决策，以获得尽可能令人满意的客观的解或方案。DSS目标通过功能实现。不同类的DSS，目标和功能略有不同。9第十一章决策支持系统1.2决策支持系统的功能与定义DSS的主要功能：能存储、管理、维护和组织决策模型、求解方法；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“What…if…”之类的问题。10第十一章决策支持系统1.2决策支持系统的功能与定义DSS的主要特征：对准结构化程度不高、说明不够充分的决策问题模型或分析技术与传统的数据存取及检索技术相结合易于为非计算机专业人员以交互方式使用；强调对环境及用户特点的灵活性适应性；支持但不是代替高层决策者制定决策。11第十一章决策支持系统1.2决策支持系统的功能与定义根据DSS的目标、功能和特征，

DSS的定义：

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。12第十一章决策支持系统1.2决策支持系统的功能与定义例：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，或者以新的参数进行模拟而得到一个新方案。13第十一章决策支持系统1.2决策支持系统的功能与定义需要特别说明：决策支持系统并不强调寻找最优解，也不意味着提供最后结果，而是为决策者做出自己的判断提供支持；由决策者在一系列选择中，综合其他不适宜进入模型的因素，得出最后的合理的决策方案。14第十一章决策支持系统1.3决策支持系统的应用与分类按总体功能划分，DSS有以分析为主、以求解为主和兼有分析与求解等三大类。分析类既为把握决策问题又为决策前期工作，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15第十一章决策支持系统1.3决策支持系统的应用与分类DSS的分类有多种角度：

按社会领域划分：经济、管理、教育、科技、医疗、政治、军事按管理层次划分：战略、控制和作业按管理职能或管理对象划分：营销、生产、采购、财务、人力资源、研发按决策者划分：个人、群体、高层主管从发展角度划分：传统、智能、群体、分布式16第十一章决策支持系统1.3决策支持系统的应用与分类概括起来，比较成功的DSS应用具有以下特点：（1）大都带有问题分析功能，有些实质上就是一类决策分析系统。（2）有积累大量数据的信息系统，如ERP系统、CRM系统、经济统计系统的信息支持。（3）大都面向比较专一和范围有限的决策问题，例如、计划安排、资源分配、评价选择等。（4）能够将非结构化／半结构化问题转化为半结构化／结构化问题。17第十一章决策支持系统1.3决策支持系统的应用与分类DSS所具备的功能和特征，目前有显现于其他各类信息系统的趋势。如，CRM系统中的客户分析与关怀方案决策支持个性化服务方案的决策支持ERP系统中的供应商分析评价与选择e-Business中的产品故障分析与排除软件这种趋势是系统功能集成的必然，将来DSS与典型MIS的界限将逐渐模糊。18第十一章决策支持系统

2决策支持系统的组成本节主要内容：2.1决策支持系统的系统结构2.2人机对话子系统2.3数据库子系统2.4模型库子系统2.5方法库子系统19第十一章决策支持系统2.1决策支持系统的系统结构

DSS的结构主要有两种基本形式。实际中的DSS由这两种结构分解演变而来。自然语言子系统问题处理子系统知识库子系统用户基于知识的结构对话子系统数据库子系统模型库子系统用户两库结构20第十一章决策支持系统2.1决策支持系统的系统结构两种基本结构演变出的DSS都表现为多库结构。数据库模型库对话子系统数据库管理系统模型库管理系统用户数据库模型库对话子系统数据库管理系统模型库管理系统用户方法库知识库方法库管理系统知识库管理系统数据库模型库对话子系统方法库管理系统模型库管理系统用户数据库管理系统方法库21第十一章决策支持系统2.1决策支持系统的系统结构对话子系统是DSS的人机接口界面，对接受到的请求作检验，形成命令。然后从数据库读取数据，从模型库选取和构建模型，从方法库中选择合适的方法，进行决策分析和决策支持。决策支持过程是一个多阶段的人机交互的启发式过程，经过多次反复，直至用户形成决策意见，确定问题的解。数据库模型库对话子系统方法库管理系统模型库管理系统用户数据库管理系统方法库22第十一章决策支持系统2.2人机对话子系统人机对话子系统是DSS的用户和计算机的接口，在操作者、资源库之间起着传送、转换命令和数据的重要作用，其核心是人机界面。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。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。23第十一章决策支持系统2.2人机对话子系统三库子系统请求检验、形成命令处理处理读取数据、构建模型、选择算法信息查询决策支持决策者请求检验评价系统修改维护者请求结果结果人机对话子系统人机24第十一章决策支持系统2.2人机对话子系统从系统的使用和维护两个角度，人机对话子系统的总目标要求：（1）使用户了解系统可提供的数据、模型及方法。（2）通过“如果…则…（What…if…）”方式提问。（3）对请求输入有检验与容错能力，提示与帮助。（4）使用户取得或选择某种分析结果或预测结果。（5）根据反馈结果对模型提出评价及修正意见。（6）能以图形及表格等输出信息、结论及依据。25第十一章决策支持系统数据字典2.3数据库子系统源数据库人机对话子系统模型库方法库数据库查询模块数据库管理系统析取模块26第十一章决策支持系统2.3数据库子系统DSS数据库应该由内置的和外部地两部分：前者存放直接使用的信息和分析结果，后者是逻辑上连接的各种MIS的数据库，可以通过数据析取模块加工处理而获得。数据库系统的数据字典用于描述与维护各数据项的属性、来龙去脉及相互关系。数据库管理系统是一组管理数据的软件，也是与DSS其他子系统交互的接口。27第十一章决策支持系统2.3数据库子系统数据仓库（datawarehouse）已逐步被引入DSS，一些大型的分析类DSS建立在数据仓库的基础上。数据仓库的数据组织、查取和利用方式与管理决策涉及面广，相关因素多，围绕某具体问题的特点相吻合，因此能对分析与决策提供有力支持。28第十一章决策支持系统2.4模型库子系统决策求解首先要表达问题的内外特征与变化规律。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。因此，模型能较好地满足决策求解的需求。模型库子系统是构建和管理模型的软件系统，是DSS中最复杂与最难实现的部分。29第十一章决策支持系统2.4模型库子系统DSS用户依靠模型库中的模型进行决策，因此认为DSS是由“模型驱动的”应用模型获得的输出结果分别起以下三种作用：（1）直接用于制定决策；（2）对决策的制定提出建议；（3）用来估计决策实施后可能产生的后果。30第十一章决策支持系统2.4模型库子系统应用模型分析和求解的适用范围与条件：（1）直接用于制定决策—问题结构性较好、模型参数已知、算法明确。（2）对决策的制定提出建议—非结构化的决策问题、模型参数需估计。（3）用来估计决策实施后可能产生的后果—战略性决策、涉及因素广、参数高度不确定。31第十一章决策支持系统2.4模型库子系统模型库子系统主要由模型库、模型库管理系统和模型字典等部分组成。成品半成品零部件成品组装说明书成品仓库模型子模型模型单元模型字典模型库32第十一章决策支持系统2.4模型库子系统将模型库与成品库比较，则存放的是“成品的零部件和框架”。模型字典即是这些“零部件和框架”的描述，说明它们的功能、用途和使用事项等。使用DSS支持决策时，根据具体问题构造或生成决策支持模型。理论上，模型库中的“元件”可以构造出任意形式的模型，解决任何所能表述的问题。33第十一章决策支持系统2.4模型库子系统决策支持模型可分为模拟方法类、规划方法类、计量经济方法类、投入产出方法类等。按照经济类再细分有：预测类模型：如产量预测模型、消费预测模型等。综合平衡模型：如生产计划模型、投入产出模型等。结构优化模型：如能源结构优化模型、工业结构优化模型等。经济控制类模型：如财政税收、信贷、物价、工资、汇率等对国家经济的综合控制模型等。34第十一章决策支持系统2.4模型库子系统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，使模型库和数据库能用统一的方法进行管理。35第十一章决策支持系统2.4模型库子系统模型库管理系统的主要功能：

模型的利用：决策问题的定义和概念模型化；选择模型或单元模型，构造具体问题的决策支持模型以及运行模型。

模型的维护：模型的联结、修改与增删等。模型的使用与维护实质上是用户通过人机对话子系统予以控制与操作的。36第十一章决策支持系统2.5方法库子系统方法库子系统存储、管理、调用及维护DSS要用到的各种方法，如，通用算法、标准函数等。方法库一般用程序方式存储方法。DSS从数据库选择数据，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。37第十一章决策支持系统2.5方法库子系统结果、中间结果模型库数据库方法库方法库管理系统选择数据选择算法38第十一章决策支持系统2.5方法库子系统方法库基本数学方法统计方法优化方法预测方法计划方法评价方法各函种数初算等法插值算法拟合法外推法平滑法二分元析相法关回归分析法因子分析方差分析法求解分析判别分析

时间系列法因果分析法矩阵运算法计划评审法模糊算法层次分析法39第十一章决策支持系统

3智能决策支持系统本节主要内容：3.1

智能决策支持系统的基本概念3.2

智能决策支持系统的结构3.3人工智能及其应用3.4知识库40第十一章决策支持系统3.1

智能决策支持系统的基本概念存在问题：人和机器有一定距离，限制了DSS的效果解决途径：机器向人靠拢。人灵活的分析判断能力计算机强大的运算能力交互协作DSS解决半结构化和非结构化的决策问题41第十一章决策支持系统3.1

智能决策支持系统的基本概念结合专家知识和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人工智能专家系统机器学习人工神经元网络专家知识优势IDSSDSS+ES知识获取困难知识库42第十一章决策支持系统3.2

智能决策支持系统的结构数据库模型库人机接口方法库管理系统模型库管理系统用户数据库管理系统方法库知识库知识库管理系统自然语言处理系统问题处理系统推理机43第十一章决策支持系统3.2

智能决策支持系统的结构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。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增设：自然语言处理系统知识库推理机问题处理系统44第十一章决策支持系统3.2

智能决策支持系统的结构智能人机接口接受接自然语言方式表达的决策问题及决策目标，较大地改变了人机界面的性能。问题处理系统处于IDSS的中心位置，是联系人与机器及所存储的求解资源的桥梁。知识库子系统是有关规则、因果关系及经验等知识的获取、解释、表示、推理以及管理与维护的系统，包括知识库管理系统、知识库及推理机。45第十一章决策支持系统3.2

智能决策支持系统的结构自然语言表达的决策问题系统能理解的方式表达的决策问题人机接口自然语言处理系统问题处理系统语法、语义结构分析46第十一章决策支持系统3.2

智能决策支持系统的结构问题处理系统工作流程问题求解器结构化问题：模型选择或构造

非结构化问题：推论或知识推理

问题分析器问题描述

人机接口自然语言处理系统

结果四库系统求解资源47第十一章决策支持系统3.2

智能决策支持系统的结构知识库子系统是有关规则、因果关系及经验等知识的获取、解释、表示、推理以及管理与维护的系统。回答知识请求回答知识库维护请求知识库知识库管理系统推理机决策知识和经验知识特定问题领域专门知识从已知事实推出新事实48第十一章决策支持系统3.2

智能决策支持系统的结构一般的知识库包含事实库和规则库两部分。例如：事实库中存放了“任务A是紧急订货”、“任务B是出口任务”那样的事实。规则库中存放着“IF任务I是紧急订货，THEN任务I按优先安排计划”、“IF任务I是紧急订货，and任务I是出口任务，THEN任务I按最优先安排计划”那样的规则。49第十一章决策支持系统3.2

智能决策支持系统的结构推理机是一组程序，它针对用户问题去处理知识库（规则和事实）。推理的基本原理是：若事实M为真，且有一规则“IFMTHENN”存在，则N为真。如果事实“任务A是紧急订货”为真，且有一规则“IF任务I是紧急订货THEN任务

I按优先安排计划”存在，则任务A就应优先安排计划。50第十一章决策支持系统3.3人工智能及其应用人工智能是机器模仿人类而获得和具有的智能。人类决策活动是一类智能活动，人工智能应用于DSS，可以提高决策活动的能力和成效。其中最主要的领域有专家系统、机器学习、人工神经网络、智能代理、数据挖掘和知识发现等。IDSS中结合应用比较多的要数：专家系统、人工神经网络51第十一章决策支持系统3.3人工智能及其应用专家系统（ES）是利用专家领域知识求解特定问题的计算机信息系统，使用符号方式求解问题。符号方式相对于数字方式而言，即分析和求解问题不是依靠数值的计算而是依靠符号的判断。例如：“任务A”、“紧急任务”、“出口任务”这些符号加上一系列的符号判断知识——规则，以及推理知识，就构成了专家系统的要素。52第十一章决策支持系统3.3人工智能及其应用常见的计算机打印故障诊断帮助系统就是一个简单的专家系统。该系统储存了可能的打印故障现象、原因和解决办法等知识。通过以下方式查找问题的原因和解决问题：提问—检查指示—检查结果—再提问一些较复杂的专家系统已进入实际应用阶段，例如，疾病诊断系统、购车选型咨询系统等。53第十一章决策支持系统3.3人工智能及其应用专家系统的弱点：专家头脑中的知识获取困难，费时、低效；推理规则固定，难以适应变化的情况；不能从过去处理过的事例中继续地学习。人工神经网络ANN具有良好的自组织、自学习和自适应能力，适用于处理复杂问题或开放系统，能弥补专家系统的不足。54第十一章决策支持系统3.3人工智能及其应用人工神经网络基本原理输出W1W4W2W3X1X2X3X4输入加权传递加权和Y处理单元输入层隐蔽层输出层55第十一章决策支持系统3.3人工智能及其应用ANN属于基于案例学习的模型。采用物理器件或计算机，模拟生物体中神经网络的结构与功能。通过案例学习，学会怎样的输入给出怎样的输出。是一个黑箱，得出的结论难以做出合理的解释。适用于求解机理模糊或处理频繁的问题。56第十一章决策支持系统3.3人工智能及其应用

ANN能识别图像、语音和文字，例如，信封上手写邮政编码的识别。ANN能分析评估客户特征、信用、风险等，例如，划分客户、找出优质客户。

ANN能分析股票、债券等金融产品的走势，例如，输入一个证券的现状和相关因素，能得到该证券今后走势的评价输出。57第十一章决策支持系统3.3人工智能及其应用

ES与ANN的比较ESANN开发时间长，专家要愿意交代问题解决过程开发时间短，专家只要交代输入和输出建立在人表达的处理逻辑上建立在模拟学习基础上难适应环境变化适应环境能力强性能在理论上不超过专家某些应用会超过专家水平能解释结果，提出建议无法解释，黑箱操作使用符号方法，逻辑推理使用数字方法，关联推理串联处理、闭环系统并行处理，自组织系统知识驱动数字驱动58第十一章决策支持系统3.4知识库知识库：在逻辑上是人类知识的模型，在物理上是储存知识的设施。知识库的概念产生于专家系统，现在已被广泛地应用于各类信息系统和知识系统中。知识库的主要问题是：知识的内容；知识的表示；知识的组织与存储。59第十一章决策支持系统3.4知识库知识内容：依不同的IDSS面向的决策问题而定，知识表示：常见的有逻辑关系、规则、框架、语义网络、神经网络，以及案例等方法。知识储存：由表示方法决定。例如，产生式规则知识可以转化为前提、条件、结论、行动等数据项，以及规则函数的符号数据项，用关系型数据库存储。60第十一章决策支持系统3.4知识库知识的逻辑表达法――决策树欠款时间≤30天>30天≤100天>100天需求量需求量≤库存量>库存量≤库存量>库存量处理方案：立即发货先按库存发货进货后再补发先付款再发货不发货通知先付欠款61第十一章决策支持系统4群体决策支持系统本节主要内容：4.1群体决策支持系统的基本概念4.2群体决策支持系统的类型4.3群体决策支持系统的组成4.4谈判支持系统简述62第十一章决策支持系统4.1群体决策支持系统的基本概念

前述的DSS的决策支持只局限于单个决策者。实际中，组织的决策大都是由领导群体作出。

事关生存与发展的重大决策都由集体参与制定。群体决策还要求多个决策者能在一个周期内异时异地合作协商寻求解决问题的方案。群体决策支持系统（GDSS）在此背景下产生。63第十一章决策支持系统4.1群体决策支持系统的基本概念DSS计算机技术通信技术GDSS规程半结构化问题非结构化问题网络技术64第十一章决策支持系统4.1群体决策支持系统的基本概念

GDSS

面向多个决策者，在某种规程下进行决策。面对不同风格与偏好的决策者。综合决策科学、计算机网络、数据库技术、运筹学、心理学及行为科学等多种学科。GDSS是一种利用计算机网络与通信技术，供多个决策者通过某种规程相互协作地探寻半结构化或非结构化决策问题解决方案的信息系统。65第十一章决策支持系统4.1群体决策支持系统的基本概念

GDSS有以下一些特点：（1）不受时间与空间的限制；（2）让决策者便捷地交流与共享信息，减少片面性（3）使决策者克服消极心理，无保留地发表意见；（4）集思广益激发思路，使方案尽可能完美；（5）防止小集体主义及个性影响决策；（6）提高决策者对决策结果的满意程度和置信度；（7）群体越大效果越显著。66第十一章决策支持系统4.2群体决策支持系统的类型根据环境、人员空间分布、决策周期长短等因素，GDSS大致可以四种类型：决策室（同时同地）局域决策网（同地异时）虚拟会议（异地同时）远程决策网（异地异时）综合局域网和虚拟会议的优点67第十一章决策支持系统4.2群体决策支持系统的类型比较多见的是建立在计算机局域网基础上的，用于多位决策者在近距离内的不同办公室里定时或不定时作群体决策的系统即是局域决策网。这种类型的主要优点是可克服定时决策的限制，也即决策者可在决策周期内分时地参与决策。例如：员工绩效评价、生产计划制定、公文处理

ERP、电子商务等系统中具有此类决策功能项。68第十一章决策支持系统4.3群体决策支持系统的组成人机接口公共数据库子系统公共模型库子系统主持人

规程库子系统通信库子系统公共方法库子系统私有决策支持系统决策者

决策者

公共显示设备69第十一章决策支持系统4.3群体决策支持系统的组成

GDSS按一个预定的规程以会议方式运行。由一个主持人及多个决策者参加，围绕一个称为“主题”的决策问题。

主持人员控制决策活动的进程，人机接口接收决策群体的各种请求，其中包括主持人关于会议要求与安排的发布请求，参会者对数据、模型、方法等决策资源的请求等。70第十一章决策支持系统4.3群体决策支持系统的组成通信库子系统相当于会议的秘书处，存储与管理主题信息、进程信息及往来信息，负责信息的收发，参会者之间、参会者与资源库之间的通信。规程库子系统存储与管理运作规则、会议事件流程规则等，例如，决策者请求的优先级别规则、各种协调规则等。公共显示屏信息由通信库子系统传送至各参会者的站点。71第十一章决策支持系统4.4谈判支持系统简述展开GDSS的概念，可以将群体决策引伸为多个冲突目标的多方决策，例如多方商务谈判决策。谈判决策参与者是一个多方群体，各有目标和利益，在冲突中寻求各方都能接受的解决方案。由此产生了谈判支持系统——NSS

NegotiationSupportSystemsNSS是一种既有协调又有博弈的决策支持系统。72第十一章决策支持系统4.4谈判支持系统简述谈判支持系统的类型：供仲裁方使用的NSS，能优化决策方案求得稳定解。例如：DECISIONMAKER。用于谈判各方的NSS，以效用