決策支持系統(tǒng)建立中關鍵
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決策支持系統(tǒng)的應用 決策支持系統(tǒng)(DDS)的概念提出20多年來,隨著決策理論、信息技術、數(shù)據庫技術、辦公自動化、專家系統(tǒng)等相關技術的發(fā)展,DDS取得了長足的進展,在許多領域得到應用。DDS已成為許多行業(yè)經營管理中一個不可缺少的現(xiàn)代化支持工具。本期專題介紹了銀行、房地產、企業(yè)等應用DDS的情況,包括如下文章:
——兼論云南玉溪卷煙廠信息管理與決策支持系統(tǒng)
本文以建立云南玉溪卷煙廠信息管理與決策支持系統(tǒng)為例,介紹了決策支持系統(tǒng)建立中的關鍵問題,包括決策支持與數(shù)據管理系統(tǒng),模型、方法和知識管理系統(tǒng)及用戶交互環(huán)境。
2.銀行智能決策支持系統(tǒng)
面對激烈競爭和瞬息萬變的金融市場,傳統(tǒng)的銀行決策方法已不能適應現(xiàn)代化銀行發(fā)展的需要。本文探討如何將計算機決策支持技術應用到銀行高層決策,建立銀行智能決策支持系統(tǒng)。
3.地震預報智能決策支持系統(tǒng)的研制與應用
地震是眾多自然災害中對人類生存造成危害最為嚴重的一種災害。為了科學、準確預報地震,減輕地震的影響,建立地震預報智能決策支持系統(tǒng)具有非常重要的價值。
4.智能房地產決策支持系統(tǒng)EID
柔性綜合集成能夠使系統(tǒng)按照當前運行狀況,動態(tài)配置所需的計算機部件,以解決傳統(tǒng)專家系統(tǒng)表示和推理單一、難以融合異質計算部件等缺點。本文介紹在構建智能房地產決策支持系統(tǒng)中,采用基于任務歸約和子任務聯(lián)想的知識湯建模方法,對柔性綜合集成作了初步的嘗試。
5.低成本CIMS成本管理決策支持系統(tǒng)
本文以特鋼企業(yè)為背景,闡述了建立網絡環(huán)境下低成本CIMS成本管理決策支持系統(tǒng)的基本思想,并提出CIMS環(huán)境下管理與決策的模型庫、數(shù)據庫、方法庫和知識庫的分析與設計,進而達到控制鋼鐵企業(yè)成本的目的。
決策支持系統(tǒng)是以日常業(yè)務處理系統(tǒng)的數(shù)據為基礎,利用數(shù)學的或智能的方法,對業(yè)務數(shù)據進行綜合、分析,預測未來業(yè)務的變化趨勢,在企業(yè)發(fā)展、市場經營戰(zhàn)略等重大問題上為領導層提供決策幫助的計算機系統(tǒng)。近年來企業(yè)(包括商業(yè))部門業(yè)務處理以及信息管理系統(tǒng)的廣泛使用,既為決策支持系統(tǒng)的建立提供了基礎,也為它的應用產生了強大的推動力。
與此同時,計算機在理論與技術上的新進展也使決策支持系統(tǒng)的研究與應用水平不斷提高,使它從早期的批處理方式演變成今天的聯(lián)機分析處理方式,也帶動了數(shù)據倉庫、多維數(shù)據庫、數(shù)據挖掘等新技術的研究。
決策支持系統(tǒng)大體上由以下三個部分組成:
·對決策用的數(shù)據進行管理的決策數(shù)據管理子系統(tǒng)。
·決策知識、模型管理子系統(tǒng)。
·與用戶進行對話、接收命令,提供決策結果的交互環(huán)境。
在建立決策支持系統(tǒng)中,以下幾個問題顯得尤為關鍵:
一、決策支持與數(shù)據管理系統(tǒng)
數(shù)據管理系統(tǒng)必須為決策支持的分析處理提供以下服務:
(1)根據主題需要,從OLTP數(shù)據庫中抽取分析用的數(shù)據。為此在抽取過程中要對原始數(shù)據進行分類、求和、統(tǒng)計等處理,抽取的過程實際上是數(shù)據的再組織。
(2)在抽取過程中,完成數(shù)據凈化,即去掉不合格的原始數(shù)據,必要時還必須對缺損的數(shù)據加以補充。
(3)在改變分析、決策的主題時,可以按主題進行數(shù)據查詢與訪問。
(4)采用脫機大容量存儲、聯(lián)機磁盤存儲、內存存儲的多級存儲模式,解決數(shù)據量巨大及按照主題、粒度劃分的數(shù)據組織問題。
今天,人們常把滿足上述功能需求的數(shù)據管理系統(tǒng)稱為數(shù)據倉庫系統(tǒng)。數(shù)據抽取與凈化、存儲組織等,都是建立數(shù)據倉庫的關鍵技術。除此之外,在設計數(shù)據倉庫時,還應特別重視數(shù)據的粒度與劃分問題。
與傳統(tǒng)數(shù)據庫設計類似,好的數(shù)據倉庫設計也采用概念模型、邏輯模型與物理模型的方法。所不同的是,數(shù)據倉庫的數(shù)據模型是緊緊圍繞前面所述的決策分析用的主題等范圍進行的。
數(shù)據倉庫系統(tǒng)可以在關鍵數(shù)據庫的基礎上建立。采用這一方法,開發(fā)人員把關系數(shù)據庫當作一種存儲結構,自己設計、實現(xiàn)數(shù)據倉庫必備的功能。當然也可以利用關系數(shù)據庫軟件廠家提供的某些工具。目前這類工具還比較缺乏。
實現(xiàn)決策用的數(shù)據管理系統(tǒng)的另一種途徑是采用多維數(shù)據庫。多維數(shù)據庫中的維是指在進行分析預測時可以變化的角度。例如,一個企業(yè)在全國各地的產品銷售,可以按時間逐年統(tǒng)計,也可以按地區(qū)或者產品分類統(tǒng)計,這里的時間、地區(qū)、產品就是不同的維。多維數(shù)據庫為面向主題的分析決策提供了更大的靈活性。它支持對按總體統(tǒng)計的詳略級別組織的數(shù)據進行特殊查詢,從宏觀的結果逐步向下跟蹤產生這些結果的微觀數(shù)據,或者反過來由底層微觀數(shù)據逐步向上得到高層的宏觀結果。
對于較為簡單的分析、決策應用而言,決策數(shù)據管理系統(tǒng)可以采用多維電子表格實現(xiàn)。
這是在普通二維電子表格上的擴充,通過增加維數(shù),可以滿足面向主題的分析、決策的需求。
二、模型、方法和知識管理系統(tǒng)
采用數(shù)據倉庫和多維數(shù)據庫技術的數(shù)據管理子系統(tǒng)將數(shù)據進行整理(預處理)和凈化之后,形成可靠的易于進行決策的"數(shù)據源"(即數(shù)據倉庫或多維數(shù)據庫),這個"數(shù)據源"的結構與形式和決策支持系統(tǒng)所采用的模型與知識有關。決策粗略地分為結構化決策支持、非結構化決策支持、半結構化決策支持。一個較好的決策支持系統(tǒng)必須完成這三方面的決策支持。
1.模型、方法和知識管理系統(tǒng)
在決策支持系統(tǒng)中,模型、方法和知識的管理是核心,它對依問題建立的模型庫、方法庫和知識庫進行管理。
模型、方法和知識管理系統(tǒng)的主要任務是:
(1)對模型庫、方法庫和知識庫進行維護。模型、方法和知識管理系統(tǒng)必須有對三庫的維護界面;可根據問題的需要對模型、方法和知識庫進行增加、刪除和修改,并保證三庫的一致性:一是系統(tǒng)運行過程調用每個庫時不發(fā)生矛盾,特別是對知識庫的維護更為復雜;二是每種模型、方法和知識都能調用到。
(2)模型、方法和知識管理系統(tǒng)根據用戶的要求和數(shù)據倉庫提供的數(shù)據,能有效地選擇模型、方法和知識,經系統(tǒng)運行得到相應的結果,并將結果送給交互環(huán)境進行輸出。
2.智能決策支持系統(tǒng)
智能決策支持系統(tǒng)一般是在模型、方法和知識管理系統(tǒng)的基礎上增加專家系統(tǒng)和數(shù)據采掘與知識發(fā)現(xiàn)技術。目前雖然一般的決策支持系統(tǒng)得到了廣泛使用,但隨著數(shù)據量的增大,不確定因素的增多,專家系統(tǒng)技術和各種推理技術對提高決策支持的準確度十分必要,在人也無法描述出數(shù)據間的關系時,就提出數(shù)據采掘與知識發(fā)現(xiàn)技術。近年來數(shù)據采掘與知識發(fā)現(xiàn)技術發(fā)展很快,已達到初步應用的程度。智能決策支持系統(tǒng)將會迅速發(fā)展。
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三、用戶交互環(huán)境
用戶交互環(huán)境是決策者或決策部門與決策支持系統(tǒng)打交道的界面,它負責接收用戶發(fā)出的各種命令,根據這些命令調用不同的子系統(tǒng),并獲得處理結果,最后再將這些結果輸出給用戶。
用戶輸入的命令包括:對確定的主題進行分析、對比、預測等決策處理;對決策用的數(shù)據進行各種查詢;其它特殊命令,如控制輸出形式,要求對輸出的結論進行解釋等。
從內容上講決策的輸出主要是圍繞決策主題產生的各種分析、綜合與預測的結果。以市場分析、預測的主題為例,其內部就可以包括行情變化趨勢,各種商品銷售按時間、地區(qū)對比、排序,廠家競爭策略,未來銷售預測等。
交互環(huán)境的好壞直接影響著用戶對系統(tǒng)的使用。一個好的交互環(huán)境,其輸入應當簡單、易學、易用。其輸出應當做到內容豐富、形式活潑。
在輸入方法上可以采用先進的手寫輸入和語音輸入,以及廣為使用的多窗口圖形化界面技術。
在輸出形式上可以包括文字報告、圖表、可視化圖形、語音合成,這些方式相互配合,相得益彰,可以取得令人滿意的效果。
良好的決策支持系統(tǒng)的交互環(huán)境很難直接從市場上購買到,常常要靠自己開發(fā)。我們以為云南玉溪卷煙廠開發(fā)的"信息管理與決策支持系統(tǒng)"(簡稱"玉煙系統(tǒng)")為例來討論交互環(huán)境中的結果輸出部分的關鍵技術。
"玉煙系統(tǒng)"的基本輸出形式是具有標題、段落的文字報告。其內容較為豐富,包括市場分析、預測等若干主題。當輸出時,以實時生成的女聲自然語音輸出為主,同時配合以下手段對輸出內容進行補充:
·二維表格顯示朗讀的數(shù)據。
·三維直方圖、餅圖顯示分析、對比結果。
·可以按省、地區(qū)變化顏色,在地區(qū)上顯示立體柱圖的三維中國地圖。這種顯示主要用于描述全國市場的競爭態(tài)勢。
·報告中所提到的某些對象的三維立體造型的動態(tài)顯示。
輸出過程可以隨時暫?；蚶^續(xù)。當暫停時,還可要求解釋報告內容。以上述方式向用戶輸出分析、決策結果必須解決以下幾個關鍵問題:
(1)首先要為用戶提供一種手段來定義報告輸出的結構、內容、多媒體輸出的要求。為此我們設計并定義了一種特殊的腳本語言。通過這一腳本語言,用戶可以方便地表達他們希望輸出的內容、文字報告的格式,以及前面提到的輸出格式。
(2)在輸出時要做到說的與顯示的都反映同一個主題,即各種輸出應當在內容上一致,因此必須很好地控制多媒體輸出的同步。在系統(tǒng)實現(xiàn)時,我們以語音輸出為主,計算輸出字符、分句同步等方法使這一問題得到解決。
(3)漢語的文語轉換、語音合成、三維復雜實體造型的實時動態(tài)顯示等技術。這些方面既有輸出質量、也有輸出速度的要求。
四、一個用于市場分析與預測的決策支持系統(tǒng)
我們以"玉煙系統(tǒng)"為例來說明一個具體系統(tǒng)的構成。
1.系統(tǒng)描述
"玉煙系統(tǒng)"從功能上分為以下五部分:
(1)數(shù)據規(guī)范化處理(DSP)由于決策的需要,企業(yè)要盡可能地收集各種市場信息和生產數(shù)據,因此也就存在原始數(shù)據來源多、結構混亂的問題。DSP的目標旨在對原始數(shù)據進行一定的預處理,從而得到結構簡單、格式規(guī)范、統(tǒng)一的規(guī)范化數(shù)據,供專家系統(tǒng)、分析、預測和報告生成使用。同時也使系統(tǒng)數(shù)據具有獨立性,系統(tǒng)工作從規(guī)范化數(shù)據開始。其實這部分就是數(shù)據倉庫的建立,規(guī)范化的數(shù)據放在數(shù)據庫中就是數(shù)據倉庫。
(2)專家系統(tǒng)(ES)通過長期的工作實踐,有經驗的企業(yè)管理人員和市場營銷人員必然會對市場的變化和發(fā)展形成一套較為完整的看法,將這些知識總結成規(guī)則的形式,即可通過專家系統(tǒng)加以運用。ES的功能是運用已定義的經驗性規(guī)則,基于實際的數(shù)據情況進行推理,以發(fā)現(xiàn)一些值得注意的問題。
根據隨機性市場分析的特點,推理機制采用確定性的正、逆向混合推理方法。市場上可能會出現(xiàn)的突發(fā)事件類型由用戶在建造知識規(guī)則庫時用規(guī)則事先定義好。在推理過程中,系統(tǒng)在這類規(guī)則的引導下,通過對規(guī)則集的匹配和數(shù)據查找,驗證各類突發(fā)事件是否發(fā)生,這是一個逆向過程。當發(fā)生了某個突發(fā)事件時,則對其產生的背景和相關條件進行跟蹤,找出該突發(fā)事件發(fā)生的原因和背景,這是一個正向的過程。
專家系統(tǒng)具有解釋功能。系統(tǒng)提供了兩種類型的解釋:一種是服務于系統(tǒng)維護人員的,它可以提供得出某項結論的推理路徑、所用規(guī)則及內容,以及推理依據等內容。系統(tǒng)維護人員可以據此對知識規(guī)則庫的正確性進行維護。這種解釋是通常專家系統(tǒng)意義下的解釋,只要在推理過程中記錄推理路線和所用到的數(shù)據即可。
另一類解釋是服務于生產決策人員的,他們關心的是某項突發(fā)事件產生的原因和背景。
由于篇幅的限制,分析報告中不能包括所有突發(fā)事件的全部信息,當決策人員想知道某個突發(fā)事件的更詳細的情況時,可以通過解釋功能得到。由于該類信息量較大,在正常推理情況下并不保留這些信息,只有當用戶要求對某項內容提供更詳細情況時,系統(tǒng)才重新啟動推理機,將有關更詳細的情況報告給用戶。
(3)市場分析模型和知識管理系統(tǒng)(MAS)有限的經驗性知識無法覆蓋可能出現(xiàn)的全部情況,因此,還需要從實際數(shù)據中發(fā)掘出知識中沒有提到但有可能對企業(yè)行為產生影響的信息。在這種情況下,除了采用經驗性知識進行分析推理之外,基于數(shù)學方法的統(tǒng)計分析是必不可少的。MAS包括運用幾種常用的統(tǒng)計分析方法(因果分析、趨勢分析等)以及一些經驗性公式,在已有數(shù)據的基礎上進行一定的數(shù)學運算,以得出一些決策者可能會關心的分析結果。
我們認為一個完整的市場分析框架應包含以下四個方面的內容:
·建立信息綜合處理的數(shù)學模型,可以對一個市場對象各方面的屬性進行整體性處理,得出其對市場的影響程度;
·提供一種定性與定量相結合的信息加工手段,可以從經濟學的角度對自變量的數(shù)值及其變化情況作出定性解釋。
·根據變量間的依賴關系,對有定性因果關系的變量的變化情況作出合理的推斷;
·根據市場數(shù)據的變化,尋找影響變量的有關因素。
僅僅使用數(shù)學方法或類似專家系統(tǒng)的知識方法都是不充分的。需要用數(shù)學模型對市場對象進行合理的描述,并通過數(shù)學手段解決變量間的數(shù)值依賴。由于不僅僅關心變量數(shù)值的大小,更重要的是揭示其經濟意義,所以在市場分析的實現(xiàn)中需要可控制的推理系統(tǒng),不僅能處理顯式的規(guī)則,而且可以進行基于定性因果關系的推理過程。
在整個框架的研究中,我們著重于定性定量相結合的推理機制,以有效的綜合使用數(shù)學方法與知識方法。
(4)市場預測模型及知識管理系統(tǒng)(MFS)MFS的功能是在現(xiàn)有數(shù)據的基礎上,對未
來(主要是短期內)的基本經濟情況、市場銷售情況等作出預測,以便決策者在考慮下一步行動時借鑒。由于市場的多樣性和復雜性,單純使用數(shù)學上的預測方法難以收到滿意的效果,因此,在本系統(tǒng)中我們引入了一種數(shù)學方法與經驗知識相結合的綜合性組合預測方法。
為了收到較好的預測效果,根據預測對象的不同,我們提出幾種不同的預測方案,在各種方案中,充分衡量預測對象變化的條件以及可能變化的幅度,并采取相應的處理方法。本系統(tǒng)將預測對象分為兩類:一類是對各地區(qū)的常規(guī)的經濟狀況(人口、人均收入、人均消費水平等)進行預測,一類是對某一產品的社會容量(需求量)進行專項預測。常規(guī)的經濟狀況的預測分別采用時間序列分析方法、因果回歸分析法或者兩者相結合的方法,而對某一產品社會容量的預測則采用數(shù)學方法與知識方法相結合的組合預測方法。知識方法中,我們采用了分類和匹配方法。
(5)報告生成系統(tǒng)(RGS)RGS的功能是根據原始數(shù)據以及專家系統(tǒng)、分析和預測所得到的結果,生成市場分析和預測的文字報告,必要時配以輔助信息。在本系統(tǒng)中我們采用的是一種基于模板的文字報告生成方法。
2.系統(tǒng)流程及其框圖
在運行本系統(tǒng)之前,一定的數(shù)據準備工作是必要的,所有需要用到的原始數(shù)據都應按照DSP所能處理的格式存放在數(shù)據庫中。之后,即可通過一定的參數(shù)(如時間等)調用本系統(tǒng)。
系統(tǒng)總體結構如圖2所示。系統(tǒng)的工作步驟如下所示:
(1)調用DSP,對原始數(shù)據進行規(guī)范化處理,得到規(guī)范數(shù)據;
(2)調用ES,在規(guī)范數(shù)據的基礎上運行專家系統(tǒng),得到規(guī)則結果;
(3)調用MAS,在規(guī)范數(shù)據的基礎上進行分析,得到分析結果;
(4)調用MFS,在規(guī)范數(shù)據的基礎上進行預測,得到預測結果;
(5)調用RGS,在上述結果的基礎上生成相應的文字報告(以及必要的輔助信息)。
五、結束語“公務員之家”版權所有
Internet特別是Intranet的出現(xiàn),對決策支持系統(tǒng)的研究與開發(fā)提出了許多極富挑戰(zhàn)性的問題。大型企業(yè)都把自己的生存與發(fā)展與網絡聯(lián)在一起,而越是這樣的企業(yè),越是需要決策支持系統(tǒng)。當一個企業(yè)是建立在Intraneet上時,就分析與決策而言,至少在以下兩點上會發(fā)生很大變化:
(1)分析、決策用的數(shù)據不再集中于某一場地,而是分散到網絡上的不同地區(qū)、部門。
(2)運行在Intranet環(huán)境里的分析、決策模型及知識處理方法會從一臺機器上的集中式處理,變成在網絡環(huán)境下的分布、或分布再加上并行的處理方式。這些變化為我們研究分布式數(shù)據倉庫、分布式決策處理提供了機遇。
