第15章决策支持系统(管理信息系统-山东大学张志平)

第15章决策支持系统企业信息化经过了几十年的发展，已经形成一整套比较完整的理论体系，并且产生了一些新的边缘学科，如决策支持系统、专家系统、计算机集成制造系统等企业智能系统EI（EnterpriseIntelligence），随着现代信息技术的发展，企业信息化焕发了新的生机，其理论和技术将进一步发展和提高。企业智能就是以现代信息技术为基础，对企业的经营管理、生产、技术等多方面的智能化，从而实现生产、决策等的自动化。第15章决策支持系统15.1决策支持系统15.2专家系统15.3计算机集成制造系统15.1决策支持系统15.1.1DSS的基本概念和特征15.1.2DSS的分类15.1.3DSS的基本构成15.1.4DSS的工作过程15.1.5DSS的发展1515.1.1DSS的基本概念和特征一、DSS的概念决策支持系统DSS（DecisionSupportSystem，DSS）是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础，以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段，针对某一类型的半结构化或非结构化决策问题，支持决策活动的具有智能作用的人机系统。115.1.1DSS的基本概念和特征二、DSS的特征（1）DSS辅助支持中高层管理人员解决半结构化和非结构化的决策问题。（2）使用交互方式，方便非计算机人员使用。（3）DSS必须是支持决策者进行决策，而不是代替决策者进行判断。（4）DSS能够把模型或分析技术的利用与传统的数据存贮和检索功能结合起来。15.1.1DSS的基本概念和特征二、DSS的特征（5）DSS强调决策的有效性（Effectiveness），而不是提高决策效率（Efficiency）。（6）DSS应具有灵活性和适应性，以应付决策环境的改变和决策者决策方法的变化，支持动态决策。15.1.2DSS的分类一、按照自底向上的层次结构分1.文件抽屉系统2.数据分析系统3.信息分析系统4.会计模型系统5.表达模型系统6.最佳模型系统7.建议模型系统底层顶层115.1.2DSS的分类二、按DSS本身的功能分（1）专用DSS(SDSSSpecialDSS)（2）DSS生成器(DSSGenerator)（3）DSS工具(DSSTools)请看三者之间的关系DSSDSSGDSST15.1.3DSS的基本构成一、DSS的基本构成1.数据库系统2.模型库系统3.方法库系统4.人机对话系统1数据库MS模型库MS数据库模型库对话管理系统DGMS用户DSS的系统结构接口方法库MS方法库15.1.4DSS的工作过程决策者（用户）通过用户接口管理系统把问题及环境的描述和解题要求输入给DSS，用户接口管理系统对此进行识别和解释。信息处理器通过数据库系统收集与该决策问题有关的各种数据、信息和知识，据此对该问题进行识别，判定问题的性质和求解过程；通过模型库系统集成构造解题需要的规则模型或数学模型，对该模型进行分析鉴定；在方法库中识别进行模型求解需要的具体算法并进行模型的分析求解，对得到的结果进行分析评价，最后通过用户接口管理系统对求解结果进行解释，转变为具有实际含义，用户可直接理解使用的形式，输出结果。这样就完成了一次求解过程。1模型库数据库信息处理器方法库DSS输入接口内源外源报告模拟结果数据库查询由系统到子系统收集信息分析系统部件提出方案评价方案选择最好的方案实现结果情报活动设计活动选择活动评价活动DSS输出接口15.1.5DSS的发展一、智能决策支持系统1.概念智能决策支持系统(intelligentdecisionsupportsystems，简称IDSS)是在传统DSS的基础上结合专家系统(expertsystem，简称ES)而形成的。ES是以计算机为工具，利用专家知识及知识推理等技术来理解与求解问题的知识系统，将传统的DSS和ES结合而形成IDSS1数据库MS方法库MS模型库MS方法库数据库模型库问题管理子系统用户IDSS的系统结构推理机知识库MS知识库人机接口自然语言处理系统问题分析器问题求解器决策者模型库用户接口数据库多域专门的深度知识库基本决策和信息价值的深度知识库学习和知识获取的深度知识库OS/MS分析技术的深度知识库1234IDSS的框架2.结构15.1.5DSS的发展一、智能决策支持系统3.人工智能IDSS=DSS＋AI人工智能是指使用计算机来表示和执行人类的智能活动，如判断、识别、理解、学习和问题求解等，目的是逐步扩大计算机的智能，使计算机逐步向人的智能靠近。15.1.5DSS的发展二、群体决策支持系统GDSS1.概念GDSS是一种在DSS基础上利用计算机网络与通信技术，供多个决策者为了一个共同的目标，解决半结构化或非结构化决策问题的信息系统。2.优点1）提高交流质量2）可以并行交流3）可以匿名交流15.1.5DSS的发展二、群体决策支持系统GDSS3.GDSS的类型：1）决策室2）局域决策网3）远程电子会议4）远程决策网15.1.5DSS的发展三、自适应决策支持系统ADSSADSS是针对信息时代多变、动态的决策环境而产生的，是指用户可根据动态环境的变化按照自己的需求自动或半自动的调整系统的结构、功能或接口的决策信息系统。15.2专家系统15.2.1专家系统的概念和特征15.2.2专家系统与决策支持系统的差异15.2.3专家系统的结构15.2.4专家系统的工作流程15.2.5专家系统的开发15.2.6专家系统的优缺点1515.2.1专家系统的概念和特征一、专家系统的概念专家系统是一种人工智能系统，它是利用知识及推理机制去解决需要专家才能解决的复杂问题的计算机智能程序。二、专家系统的特征1）启发性2）透明性3）灵活性4）有效性例子：交通灯专家系统2交通灯专家系统规则事实或症状满足条件不满足条件解释1交通灯是绿色通过路口转到规则3绿灯亮时通过路口是安全的2交通灯是红色转到规则4转到规则3应该尽可能停车3是否在通过路口之前交通灯会转红色转到规则4通过路口只有在黄灯亮时才有这种情况，此时有两个选择4是否可以在进入路口之前停车停车转到规则5应该停车，否则会撞车5是否在交叉的马路上有车辆准备撞车通过路口很可能撞车15.2.2专家系统与决策支持系统的差异1）DSS强调人机交互，实现人机一体化的决策求解；而ES并不要求决策者过多介入求解过程。2）DSS通过数据存取和模型分析技术，实现支持决策。ES则通过知识库分析和知识推理来实现辅助决策，是数据驱动的，它根据给定的事实和对知识库中知识的推理来完成问题的求解，专家系统没有预先确定的执行路径，通过自动探寻寻找可能的路径。3）DSS强调在大范围内支持决策工作，属于通用型支持；而ES则侧重于某一专门领域的知识获取和推理，属于专用型支持。215.2.2专家系统与决策支持系统的差异4）DSS用于决策时，决策结果的取得是人机共同解决的，且人处于主导地位；而ES除了用户回答问题，提供必要的数据外，基本是自动独立工作的。5）决策支持系统执行结果以定量为主，定性为辅，它主要是在数值计算的结果上获得结果，对结果的评价也是采用数量分析的方法。专家系统则相反，其结果以定性为主，定量为辅，通过符号处理获得结果，因此不一定产生唯一的答案，而是提出最好的可能解，通过这个解连同建议、解释一起提供给用户。关键特点决策支持系统DSS专家系统主要目标支持决策者代替决策者谁做决策人ES面向决策者模拟专家查询操作用户问系统系统问用户主要部件数据库、模型库、会话部件知识库、推理机构、用户接口操作方式算法、满意解启发式、最佳解用户主要决策者专家和其他人设计队伍分析员、程序员、用户知识工程师、专家和用户问题领域通用专用问题顺序化非顺序化顺序化支持性质个人或组织个人推理或扩充能力无有一些技术水平DSS工具、专用DSS、DSS生成器ES工具、专用ES、ES结构器15.2.3专家系统的结构人机接口推理机解释机制知识获取机制知识库动态数据库用户专家系统的结构215.2.3专家系统的结构1.知识库专家系统的知识库用来存放系统求解实际问题的专家知识和经验。知识表示方式1）规则基本构件IFTHEN结构2）语义网络IS---A3）框架15.2.3专家系统的结构规则：IF动物有毛发AND动物产奶THEN该动物是哺乳动物IFINCOME＞＄10000THENPRINTNAMEANDADDRESS框架槽槽值槽值槽值槽槽是一种表皮活动动物毛发产奶是一种外貌附肢活动动物有犬齿有爪食肉是一种表皮活动动物羽毛会飞15.2.3专家系统的结构语义网络动物鸟类食肉类会飞有羽毛毛皮产奶有爪有犬齿哺乳类食肉是一种表皮活动是一种是一种外貌活动附肢表皮活动15.2.3专家系统的结构2.动态数据库动态数据库是用于存放专家系统在执行与推理过程中所需要和产生的各种信息。3.推理机推理机和知识库一起构成专家系统的核心。它是一组用来控制系统运行，执行各种任务，根据知识库进行各种搜索和推理的程序模块。4.知识获取机制5.解释机制解释机制是面向用户服务的，负责解答用户提出的各种问题。6.人机接口人机接口是指专家系统与人的交互界面。15.2.4专家系统的工作流程1.当用户需要咨询时，通过人机接口输入问题或事实，专家系统将其存放于动态数据库中；2.根据用户的问题对知识库进行搜索，寻找有关的知识；3.根据有关的知识和系统的控制策略形成解决问题的途径，从而构成一个假设方案集合；4.对解决问题的一组可能假设方案进行排序，并挑选其中在某些准则下为最优的假设方案；5.根据挑选的解决方案去求解具体问题；6.如果该方案不能真正解决问题，则回溯到假设方案序列中的下一个假设方案，重复求解问题；7.上述过程循环进行，知道问题已经解决或者所有的求解方案都不能解决问题而宣告“本系统该问题无解”位置。2用户目标问题分析根据目标问题聚集知识对假设方案集进行排序形成解决问题的假设方案集选择最优方案并执行之选择下一方案并执行还有其他方案吗问题已经解决了吗YN成功结束失败结束YN专家系统工作流程15.2.5专家系统的开发一、专家系统开发中的人员构成解决问题的专家知识工程师管理人员和用户二、专家系统的开发方案1.购买现成的软件包2.利用专家系统外壳工具进行开发3.自己建造215.2.6专家系统的优缺点一、优点：提高决策质量1）提供更多的选择2）提供高水平的逻辑3）节约时间4）提高决策的一致性5）降低错误的发生二、缺点1）专家系统不能处理不一致的东西2）专家很难将自己的推理过程清楚的表达出来3）专家系统不具备基本的判断、直觉或常识215.3计算机集成制造系统15.3.1CIMS的概念15.3.2CIMS的组成15.3.3CIMS的实施15.3.1CIMS的概念CIMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产活动有关的各种分散的自动化系统有机地集成起来，并适合于多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。15.3.2CIMS的组成一、应用子系统1.管理信息子系统2.工程设计子系统3.制造自动化子系统4.质量控制子系统二、支撑子系统1.数据库系统2.计算机网络系统15.3.3CIMS的实施一、企业实施CIMS必备的条件1.要有实施CIMS的客观需求；2.要有技术改造和技术进步的计划；3.要有一定的资金保障；4.要有企业领导对CIMS的了解和支持，及全体人员的积极参与。15.3.3CIMS的实施二、企业实施CISM的要点1.坚持“效益驱动、总体规划、分步实施、重点突破”的原则；2.规划的科学性、可行性、合理性；3.强调系统整体优化，不追求单项技术最优；4.重视管理、人和技术三者的集成；5.突出人与组织的集成与优化；6.注意企业制度与企业文化的改造；7.切忌求全、求大、过分自动化。