决策支持系统第2章

第2章决策支持第二章目录2.1决策与决策支持2.2模型的决策支持2.3决策方案的决策支持2.1决策与决策支持2.1决策与决策支持2.1.1决策决策自古有之，从客观讲，决策就是制定政策，从微观讲，决策就是做出决定。决策是指个人或集体为了达到或实现某一目标，借助一定的科学手段和方法，从若干备选方案中选择或综合成一个满意合理的方案，并付诸实施的过程。长期以来，决策主要是依靠人的经验，称为经验决策。经验决策的优点是，决策时间短，效率高。诸葛亮作“隆中对”而奠定了三分天下，曹操“赤壁之战”的决策便使百万雄兵毁于一旦。据美国近年统计，每百个新厂约有二分之一在两年内倒闭，五年后只有三分之一幸存，大多数的经营失败是由于决策失误。西方管理界流行着这样一个说法：“管理的重心在经营，经营的关键是决策”。经验决策2008年4万亿政府投资决策2008年4万亿政府投资决策科学决策是决策者依据科学方法、科学程序、科学手段所进行的决策工作。科学决策的主要特点是：（1）有科学的决策体系和运作机制。决策体系包括决策系统、参谋系统、信息系统、执行系统和监督系统。（2）遵循科学的决策过程。决策过程包括：提出问题和确定目标；拟定决策方案；决策方案的评估和优选；决策的实施和反馈。（3）重视“智囊团”在决策中的参谋咨询作用。（4）运用现代科学技术和科学方法。科学决策著名的学者Ｈ.Ａ.西蒙认为决策过程由四大步骤组成：（1）确定决策目标；（2）拟定各种被选方案；（3）从各种被选方案中进行选择；（4）执行方案。决策过程中四大步骤可以分成更详细的八个步骤：提出问题；确定目标；价值准则；拟定方案；分析评价；选定方案；试验验证；普遍实施。2.1.2决策过程与决策技术调查研究预测技术确定决策目标环境分析创新技术拟订各种方案模型技术决策支持系统从各方案中选择可靠性分析调查研究预测技术执行方案提出问题确定目标价值准则拟定方案分析评估选择方案试验验证普遍实施修改决策追踪决策决策技术决策基本步骤决策步骤图2.1决策过程1.提出问题怎样才能发现和提出问题呢？一般途径为：(1)寻找差距。(2)确定问题的性质，特点和范围。2.确定目标决策目标的正确与否对决策的成败关系极大。决策目标有三个特点：①目标概念明确或者决策目标数量化；②决策目标有时间限制，在规定的时间内完成；③决策目标可能有约束条件限制。3.价值标准价值标准是落实目标，评价和选择方案的依据，通过许多数量化指标来反映。例如，产量、产值、成本、质量、效益等。确定价值准则的科学方法是：（1）把目标分解成若干层次的确定价值指标。如学术价值、经济价值和社会价值，每类价值可分为若干项，每项分若干条；（2）规定价值的主次；（3）指明实现这些指标的约束条件。4.拟定方案拟定方案主要是寻找达到目标的有效途径。拟定方案大体上可分为大胆设想和精心设计两个阶段。5.分析评估在拟定出一批备选方案后，按价值标准，对各种备择方案进行分析评估，一般有三个方法：①经验评价法；②数学分析法；③试验法。数学分析法是对拟定的备选方案建立相应的模型，特别是建立多模型组合的决策支持系统（DSS），并利用计算机对决策支持系统进行计算，它的解代表了备择方案的结果，决策支持系统的计算使决策者对备择方案有了数量化依据。这种方法更科学。由于计算机的普及应用，将备择方案建立模型或决策支持系统并求解，已成为方案评价的基本手段。6.选择方案从各种可供选择的方案中选取其中一种方案或将多个方案综合成一种方案。最后选定的方案，不一定对每一个特定的指标都是最佳的，一般能达到多个主要的指标，又能兼顾其它指标。若采用模型技术，特别是优化模型，由于模型的求解过程中，已经考虑了各种可能的方案，故模型的计算结果本身就完成了方案的选优。采用决策支持系统，利用改变方案的能力，对多个不同的决策支持系统方案的计算，通过决策者来完成选择方案的决断。7.试验验证对于重大问题做决策时，先选几个典型单位做试验，验证决策方案运行的可靠性。决策方案试验的验证为决策者做最后的决策提供依据。我国改革开放政策的决断在深圳、珠海进行试验就是典型的实例。一个新制定的政策，在执行过程中会表现为“浴盆规律”，即早期失效阶段（因习惯势力的阻力造成）。中期时，政策发挥有效功能是偶然失效阶段。晚期出现耗损失效阶段（主客观条件发生变化，政策老化造成）。8.普遍实施在试验验证中，如果试验成功，即可进入全面普遍实施阶段。如果不行，即必须反馈回去，进行决策修正。决策包括“硬技术”和“软技术”。“硬技术”是运用数学化、模型化、计算机化等来完成决策工作，提供了解决决策问题的定量分析手段，并创造出了一些实用方法和技术。如解决多变量决策问题的线性规划法，解决风险性决策问题的动态规划法，解决综合性问题的效益分析法等，并相应地建立了各种类型的专用模型。由简单到复杂，为解决多目标、多变量、动态型和概率型的决策问题提供了有效的手段。决策问题的复杂程度与三个因素有关：变量数目多少、不确定程度和时间因素。决策技术复杂程度类型数学手段最简单单变量、静态、确定型算术、代数、极值原理单因素①多变量、静态、确定型矩阵代数、线性规划、非线性规划①单变量、静态、概率型概率论基本原理③单变量、动态、确定型微分方程双因素①多变量、静态、概率型多元统计分析①多变量、动态、确定型动态规划、自动控制理论③单变量、动态、概率型存货理论、排队论、马尔可夫过程论三因素多变量、动态、概率型复杂的随机过程表2.1各类型决策问题的常用数学手段决策“软技术”是专家智囊集体的智慧，对于重大的极其复杂的非结构化决策需要利用“软技术”来解决。专家的智慧体现在创新，通过对大量信息的分解、组合或变换，创造出新的思想、新的知识、新的方案等。决策支持系统是支持决策的计算机技术。它是在决策“硬技术”的基础上，结合决策“软技术”来解决半结构化的决策问题。决策体系由决策系统、参谋（智囊）系统、信息系统、执行系统与监督系统这五大部分组成一个统一整体。1.决策系统决策系统是决策体系的核心，由负有决策责任的领导者组成。决策系统的主要任务是：对智囊系统提供的各种方案进行选择，选取其中一个方案，也可以综合成一个方案，以保证决策的科学性和准确性，并迅速做出决策和实施决策。2.1.3决策体系与决策信息2.参谋（智囊）系统参谋（智囊）系统也称为咨询系统。它充分利用信息系统提供的信息为决策系统拟订各种备选方案。如美国的兰德公司，日本的野村综合研究所。3.信息系统为决策服务的信息系统，主要是决策信息系统和决策支持传统。信息系统以计算机和网络技术为基础，为决策系统提供决策所需要的各种信息，完成信息的收集、加工和使用。决策支持系统是利用“模型，数据，对话”组成决策方案形式辅助决策。4.执行系统执行系统是指执行决策系统的各项决策指令并付诸实施的系统。执行系统在执行决策指令的过程中，又将执行情况及信息反馈到决策系统。5.监督系统监督系统是对执行系统贯彻执行决策系统的指令情况进行各方面的检查监督。决策体系运行过程概括为：参谋（智囊）系统利用信息系统制定决策方案提供给决策系统，决策系统利用信息系统提供的信息对智囊系统提供的方案进行决策。决策系统的决策指令，在监督系统的监督下，由执行系统贯彻执行，执行的情况和结果，又经过智囊系统和信息系统反馈到决策系统。决策体系的运行决策系统执行系统监督系统参谋（智囊）系统图2.2决策体系运行图信息系统DSS1.信息与知识C.E.Shannon最早在通讯理论中定义信息是用来消除不确定性的度量。（1）数据是客观事物的符号表示。例如：45是数字表示的数据；高山是字符表示的数据。（2）信息是含有一定意义的数据。例如：某书的价格为45元；张三的年龄是45岁；某人的姓名是高山；哪座高山风景很好等均是信息。决策信息（3）知识是发挥作用的信息。例如：一张卫星照片它存在大量的数据，经过分析后，呈现了山脉、河流、植被等信息。这些信息对军事人员构成了军事知识，对一般人员觉得无用，不是这些人的知识。（4）智慧是利用知识进行创新。例如：诸葛亮用“空城计”退兵。犹太人成功的秘诀是“比起知识来，更重视智慧”，“金钱可以被夺走，但是知识和智慧不会被夺走”，这些法则使有近2千年没有国家的犹太人不但生存下来，而且引起国际社会的关注。增加含义发挥作用数据信息知识智慧创新图2.3数据、信息、知识、智慧的关系决策信息是对决策过程发生作用的消息、情报和知识的总称。决策者只有快速准确地获得信息，有效地利用信息，适时把握决策时机，才能获得较好的决策效益。信息与决策具有相互支持和相互依赖的关系，正确掌握信息，利用信息与决策是决策科学的重要内容。决策信息在DSS发展历史中，决策支持是一个先导概念，决策支持的概念形成若干年后，才出现决策支持系统。Keen和Morton认为，决策支持是指用计算机来达到如下的目的：●帮助经理在非结构化任务中作出决策；试探用多个不同的结构化方法去尝试解决非结构化问题。●支持而不是代替经理的判断力；●改进决策的效能（Effectiveness），而不是提高决策的效率（Efficiency）。2.1.4决策支持概念1.模型的决策支持模型是对客观事物的特征和变化规律的一种科学抽象，通过研究模型来揭示决策问题原型的形状、特征和本质。模型方法是制定各类决策问题的基本方法和主要工具。对于数学模型，需要建立变量与参数构成的方程式。通过模型的算法，求出变量的值和方程的值。数学模型辅助决策就是要求决策者按模型所求出的值去做决策。决策支持的能力对一个决策问题在没有掌握它的本质和规律时，它是一个非结构化决策问题，通过人们不懈的努力，建立了该问题的模型，找到它的本质和规律后，该问题就变成了一个结构化决策问题。1939年，苏联数学家康托罗维奇提出了线性规划问题。1947年，美国数学家G.B.丹齐克提出了求解线性规划问题的通用方法——单纯形法。1951年，美国经济学家T.C.库普曼斯把线性规划应用到经济领域。从此，应用线性规划模型解决决策问题已从非结构化决策问题变成了结构化决策问题了。管理科学/运筹学是这种决策支持方式。2.“如果，将怎样”（what－if）分析的决策支持在已建立的模型求出最优解后，对决策问题进行各种各样的假设，并通过模型计算，对各种结果进行深入分析，研究最优解会有怎样的变化，这种分析称为“如果，将怎样”（what－if）分析。决策支持系统的初期是采用这种决策支持方式。见书39页表2.2“如果，将怎样”（what－if）分析的基本作用：（1）优化模型的许多参数在建模时是很难精确确定的，只能是对一些数据的估计。通过what－if分析可以找出哪些系数是需要重新精确定义的灵敏度参数。（2）通过what－if分析，即使不求解，也可以表明模型参数的变化是否会改变最优解。（3）what－if分析可以表明改变这些决策对结果的影响，what－if分析在求得基本模型的最优解后，为管理层的决策能提供非常有用的信息。3.决策问题方案的决策支持多模型组合形成决策问题方案能扩大单模型的决策支持能力。每个模型所需要的数据都不相同，模型之间的数据的转换也是一项很繁琐的工作。对于多模型的组合，一般的方法是对每个模型分别由计算机来计算。模型间的数据转换由人在计算机外人工来进行。见书94页模型之间的数据的转换是一个数据处理问题，应该建立数据处理模型（区别于数学模型）来完成。数学模型计算比较复杂，需要进行矩阵运算、循环和迭代，甚至用到递归，一般用数值计算语言（即高级语言，如PASCAL、C、FORTRAN等）来编程和求解。数据处理模型，不需要进行复杂的计算，但处理的数据量很大，要进行数据存储结构的转换，一般用数据库语言（如FOXPRO、ORACLE等）来编程。多模型的组合要求把两类不同语言编制的程序结合起来，需要解决计算机中两个问题：（1）两类语言的接口。90年代中、末期出现的ODBC、ADO软件是两类语言通用接口。（2）两类语言的集成。集成两类不同语言的模型，需要有一个控制程序来组合多个模型，形成系统方案。这种集成语言一般采用宿主语言，如以C语言为主语言，在C中嵌入数据库语言，形成的