1、第8章決策支持系統(tǒng)和專家系統(tǒng),知識要點(diǎn),決策支持系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)、開發(fā)等相關(guān)知識 群體決策支持系統(tǒng)的概念、其他相關(guān)知識 專家系統(tǒng)的概念、設(shè)計方法、開發(fā)等相關(guān)知識 智能決策支持系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)等相關(guān)知識,8.1 決策支持系統(tǒng) 8.2群體決策支持系統(tǒng) 8.3專家系統(tǒng) 8.4智能決策支持系統(tǒng),8.1 決策支持系統(tǒng),8.1.1 決策支持系統(tǒng)的概念,決策支持系統(tǒng)的定義 由于60年代末MIS的缺陷，71年，高瑞（Gorry）和斯科特莫頓 (Scott Morton) 首次提出“決策支持系統(tǒng)”的概念以來，隨著決策支持系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其概念和定義一直處在爭論之中，直到現(xiàn)在仍然沒有一個學(xué)術(shù)界公認(rèn)的定義。,決策支

2、持系統(tǒng)（DSS，Decision Support system）是為決策者提供有價值的信息及創(chuàng)造性思維與學(xué)習(xí)的環(huán)境，能夠幫助決策者解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化決策問題的交互式計算機(jī)系統(tǒng)。,2.決策支持系統(tǒng)DSS的特征： 對決策者的決策判斷進(jìn)行支持而不是代替； 幫助決策者解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的問題； 支持決策過程的各個階段； 支持決策者的決策風(fēng)格和方法，改善個人與組織的效能 支持所有管理層次的決策，進(jìn)行不同層次間的溝通和協(xié)調(diào)； 易于非計算機(jī)專業(yè)人員以交互對話方式使用； 要由用戶通過對問題的洞察和判斷來加以使用； 強(qiáng)調(diào)對環(huán)境及用戶決策方法改變的靈活性和適應(yīng)性。,.決策支持系統(tǒng)的功能 決策目標(biāo)、參數(shù)和概

3、率的規(guī)定 數(shù)據(jù)檢索和管理 決策方案的生成 決策方案后果的推理 語言、數(shù)值和圖形信息的顯示和吸收 方案后果評價 結(jié)策的解釋和執(zhí)行 戰(zhàn)略構(gòu)成,4.決策支持系統(tǒng)的一般分類方法： DSS通常按照系統(tǒng)的特性及其應(yīng)用狀況分類。 按支持層次分為：戰(zhàn)略規(guī)劃決策支持系統(tǒng)、作業(yè)控制決策支持系統(tǒng) 按支持的決策類型分為：個人決策支持系統(tǒng)、組織結(jié)構(gòu)決策支持系統(tǒng)、群體決策支持系統(tǒng) 按支持的數(shù)據(jù)與模型操作能力分為：文件柜系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、分析信息系統(tǒng)、財務(wù)模型系統(tǒng)、描述模型系統(tǒng)、優(yōu)化模型系統(tǒng)、建議系統(tǒng)。 按應(yīng)用領(lǐng)域分為：生產(chǎn)經(jīng)營決策支持系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)。 按適用范圍分為：專用決策支持系統(tǒng)、通用決策支持系統(tǒng)。,8

4、.1.2 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),決策支持系統(tǒng)的設(shè)計是問題驅(qū)動的，重視解決問題的決策模式的研究與模型的使用,“用戶界面-數(shù)據(jù)-模型”框架,此框架由Sprague（1980,1987）提出。它包含用戶界面、數(shù)據(jù)和模型三個子系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般包括：數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 模型子系統(tǒng)一般包括：模型庫和模型庫管理系系統(tǒng)。 用戶界面子系統(tǒng)包括：對話生成和管理軟件。,上圖可以細(xì)分為“兩庫一體化”框架結(jié)構(gòu),2.“用戶界面-知識-問題”框架,此框架包含： 語言系統(tǒng)（LS,Language System）=用戶界面系統(tǒng)（CHI,Computer Humman Interface ） 知識系統(tǒng)(KS,Knowle

5、dge,System) 問題處理系統(tǒng)(PPS,Promputer Procress System),決策者,用戶界面系統(tǒng)提供用戶（決策者）與DSS通信的橋梁。它將決策者的意圖傳達(dá)給DSS。 知識系統(tǒng)包括DSS中有關(guān)問題的知識主體，其中可以存放數(shù)據(jù)、模型、規(guī)則、表格、框架圖形等。 問題處理系統(tǒng)是用戶界面系統(tǒng)的問題表示和知識系統(tǒng)的知識表示之間的一個中間處理器，具有確認(rèn)、分析求解以及設(shè)計實施三部份功能，還可以結(jié)合實際問題進(jìn)一步細(xì)分。,3.三庫一體化框架,數(shù)據(jù)、模型和知識三個子系統(tǒng)均包含一個庫和一個管理系統(tǒng)，而用戶界面子系統(tǒng)包含對話生成和管理軟件,4.工具箱結(jié)構(gòu),這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)常見于一些決策支持系統(tǒng)和辦

6、公室自動化系統(tǒng)中。,決策這通過用戶界面輸入命令及有關(guān)需求的參數(shù)和說明。 總控模塊根據(jù)決策者的要求調(diào)用有關(guān)模塊，存取各庫，運(yùn)用各種方法或手段隨時進(jìn)行組合和更新，為決策者提供各種形式的數(shù)據(jù)、模型和方法。 該系統(tǒng)顯著的特點(diǎn)是：具有開放型。決策者可將自己的經(jīng)驗和智慧，與系統(tǒng)的開發(fā)能力相結(jié)合，更好第發(fā)揮用戶的積極性和創(chuàng)造性。,開發(fā)一個完整的DSS結(jié)構(gòu)是十分重要的工作，體系結(jié)構(gòu)必須具體地指導(dǎo)未來的系統(tǒng)設(shè)計，并且具有足夠的靈活性以采納新技術(shù)，且能保證今日和未來的需求。一旦被定義下來，需要做估價的努力去修改和替換與新概念不一致的現(xiàn)存系統(tǒng)。 合理組織者以上四種結(jié)構(gòu)，適應(yīng)不同的局決策類型的決策環(huán)境，創(chuàng)造一個新類型

7、的DSS,這是今后進(jìn)一步研究的一個方向,例：基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概念上的DSS結(jié)構(gòu),8.1.3 決策支持系統(tǒng)的開發(fā),定義DSS的體系結(jié)構(gòu) 在獨(dú)立開發(fā)系統(tǒng)之前，重要的是開發(fā)一個全面的信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。 DSS的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)反映的內(nèi)容有： DSS的數(shù)據(jù)庫 DSS的模型 DSS的用戶 軟件工具、硬件和操作系統(tǒng)平臺 網(wǎng)絡(luò)和通訊功能,平臺的選擇 平臺指集成的硬件和操作系統(tǒng)環(huán)境。用于支持應(yīng)用程序 DSS可在多個不同的平臺上運(yùn)行，常用的平臺有： 公司的中央系統(tǒng) 連接用戶臺式計算機(jī)的中央系統(tǒng)，通過內(nèi)部公司的網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng) 分散的系統(tǒng)，可以從中央系統(tǒng)中獲取且能通過網(wǎng)絡(luò)提供給它的用戶 用桌面上的獨(dú)立系統(tǒng) 上述情景的綜合,

8、開發(fā)DSS的軟件工具 通常有四種方法獲得DSS應(yīng)用軟件： 購買集成的軟件包 定做軟件包 使用工具或為當(dāng)前任務(wù)設(shè)計的“程序生成器” 從頭開始編寫所要的程序,支持DSS開發(fā)的所使用的軟件類型： 數(shù)據(jù)庫管理軟件包 信息檢索（查詢和報告）軟件包 專用的建模軟件包 統(tǒng)計 數(shù)據(jù)分析軟件包 預(yù)測軟件包 圖形軟件包 語言,數(shù)據(jù)庫管理軟件包主要支持層 次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、關(guān)系結(jié)構(gòu)。 層次結(jié)構(gòu)是臺式計算機(jī)普遍采 用；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)則是大型主機(jī)中 最為普遍采用；關(guān)系結(jié)構(gòu)是微 型計算機(jī)和工作站普遍采用， 對不可預(yù)見的信息檢索要求的 反應(yīng)更具靈活性，所以更適合 于DSS。,信息檢索軟件包的功能是從文件或 數(shù)據(jù)中檢索用戶指定的數(shù)

9、據(jù)，好的 信息檢索軟件包應(yīng)具有復(fù)雜的查詢 功能且易于使用。,3-7是以數(shù)量化理論提供的算法 為基礎(chǔ)，且能結(jié)合具體的專項業(yè) 務(wù)進(jìn)行有關(guān)量化計算。,4.DSS用戶界面設(shè)計 用戶界面設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮的因素主要有： 時間 學(xué)習(xí) 多用途 差錯處理 幫助,適應(yīng)性 集中 抗疲勞 一致性 趣味性,用戶界面樣式設(shè)計通常有： 命令行界面 圖形界面 菜單 對話框 超文本和超媒體界面，把文字、圖形、動畫和聲音加入電子“文檔”中，特別是信息檢索，應(yīng)用超文本方式?？梢允瓜到y(tǒng)更快、更精確地解決問題。,5.DSS的開發(fā)方法 方法有： 生命周期法 解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問題，以人機(jī)對話為主要工作方式。 原型法 最終用戶開發(fā)方法 指

10、決策者直接負(fù)責(zé)DSS的開發(fā)，在專業(yè)人士的支持和幫助下，開發(fā)更為復(fù)雜的最終用戶系統(tǒng)。,8.2群體決策支持系統(tǒng),8.2.1 群體決策支持系統(tǒng)的概念,1981年，Keen提出群體決策支持系統(tǒng)（GDSS, Group DSS）概念 群體決策支持系統(tǒng)的定義 Huber(1984)稱GDSS是能幫助在一起工作的一群決策者共同解決非結(jié)構(gòu)化問題的一種交互計算機(jī)系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)會議決策 Ds Santis和Gsllupe(1985)等給出的定義是：GDSS是能幫助在一起工作的一群決策者共同解決非結(jié)構(gòu)化的問題的一種交互式的計算機(jī)系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)非結(jié)構(gòu)化問題的決策。,綜上所述，其描述性的定義為： GDSS在其設(shè)計、結(jié)構(gòu)和用途上

11、都反映出群體的各個成員相互影響并且做出特定決策的決策方式。GDSS的群體決策過程包括溝通、文件共享，構(gòu)造群體活動的模型，集成多個人觀點(diǎn)為群體觀點(diǎn)，以及涉及群體交互活動的其它一些功能。,2.GDSS的作用 能讓決策者相互之間便捷地交流信息與共享信息，減少片面性； 決策者可克服消極的心理影響，無保留地發(fā)表自己的意見； 決策者利用先進(jìn)的各種技術(shù)支持決策，使問題的求解系統(tǒng)化、條例化。 能集思廣益，激發(fā)決策者思路，使問題的方案盡可能趨于完美； 可防止小集體主義及個性對決策結(jié)果的影響； 可提高決策群體成員對決策結(jié)果的滿意程度和置信度； 群體越大效果越顯著。,GDSS需要用到有： 通訊技術(shù)（電子信息、局部或

12、大區(qū)域網(wǎng)、電話會議、存儲和交換設(shè)備） 計算機(jī)技術(shù)（多用戶系統(tǒng)、第四代語言、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲和修改能力） 決策支持技術(shù)（議程設(shè)置、人工智能和自動推理技術(shù)、決策模型方法） 結(jié)構(gòu)化的群體決策方法（如：德爾非法） GDSS將這些技術(shù)結(jié)合起來，使問題的求解條理化、系統(tǒng)化。,8.2.2 群體決策支持系統(tǒng)的構(gòu)成,GDSS的技術(shù)層次 Desanctis和Gallupe(1987)按照為群體成員提供支持的不同，將GDSS技術(shù)分為三個層次： 過程支持（目的是為了減少或消除通訊障礙） 決策支持（軟件增加了建模和決策分析功能，通過提供系統(tǒng)的方法，減少群體決策過程的不確定性） 次序的規(guī)則（涉及群體決策過程的時

13、間，內(nèi)容或信息形式，加入了包含次序的規(guī)則的專門軟件。）,2.GDSS的結(jié)構(gòu) 決策室 局域決策網(wǎng) 傳真會議 遠(yuǎn)程決策,返回,對決策者面對面地集中于一室在同一時間進(jìn)行群體決策的情況,利用局域網(wǎng)，多位決策者在近距離內(nèi)的不同房間（或自己的辦公室）里定時或不定時作群體決策的系統(tǒng)。,利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)，使分散在各地的決策者在同一時間內(nèi)，以不見面的方式進(jìn)行集中決策。,利用廣域網(wǎng)，是決策者異地異時地對同一問題做出決策,8.2.3 群體決策支持系統(tǒng)的類型,電子會議室 工作流系統(tǒng) 談判支持系統(tǒng),8.3專家系統(tǒng),8.3.1 專家系統(tǒng)的概念與特征,專家系統(tǒng)（ES,Expert System）產(chǎn)生于20世紀(jì)60年

14、代中期，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷、化學(xué)工程、語音識別、圖像處理、金融決策、信號解釋、地質(zhì)勘探、石油、軍事等領(lǐng)域。,1.專家系統(tǒng)的定義 專家系統(tǒng)是利用計算機(jī)技術(shù)、人工智能及其它理論，將某個特定領(lǐng)域內(nèi)的專家的知識或推理過程在計算機(jī)上實現(xiàn)，并且用來解決過去需要專家才能解決的現(xiàn)實問題的計算機(jī)系統(tǒng)。,2. 專家系統(tǒng)的構(gòu)成,3. 專家系統(tǒng)的特征 具有系統(tǒng)的特征 符號處理 一般問題的求解能力 復(fù)雜度和難度 具有解釋能力 具有獲取知識的能力 知識與推理機(jī)構(gòu)互相獨(dú)立,8.3.2 專家系統(tǒng)的分類,按應(yīng)用領(lǐng)域分類 （醫(yī)療、勘探、教學(xué)、氣象、生物） 按知識表示技術(shù)分類 基于邏輯的專家系統(tǒng) 基于規(guī)則的專家系統(tǒng) 基于語言網(wǎng)的專

15、家系統(tǒng) 基于框架的專家系統(tǒng) 按推理控制策略分類 （正向推理、方向推理、原控制專家系統(tǒng)）,按采用的不精確推理技術(shù)分類 （確定理論推理技術(shù)專家系統(tǒng)、主觀Bayes推理技術(shù)專家系統(tǒng)、可能性理論推理技術(shù)專家系統(tǒng)、D/S論據(jù)理論推理技術(shù)專家系統(tǒng)） 按專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類 （單專家系統(tǒng)、群專家系統(tǒng)） 按所處理的問題類型分類 （解釋型、預(yù)測型、設(shè)計型、規(guī)劃型、監(jiān)視型、調(diào)試型、修正型、教學(xué)型、控制型）,8.3.3 專家系統(tǒng)的設(shè)計方法,目前沒有統(tǒng)一規(guī)范; 設(shè)計專家系統(tǒng)的關(guān)鍵有兩大部分： 建造知識庫 設(shè)計推理機(jī)制與策略,1.專家系統(tǒng)的知識獲取 知識獲取是從領(lǐng)域?qū)＜页鎏崛≈R，并將其轉(zhuǎn)化成專家系統(tǒng)程序的艱巨而細(xì)致的過

16、程。 常用的知識獲取的方式有： 知識工程師 智能編輯程序 歸納學(xué)習(xí)程序 知識表示,2.專家系統(tǒng)的推理機(jī)制 基于知識規(guī)則的推理是針對用戶的特定問題，選擇并且運(yùn)用知識庫中的知識，以實現(xiàn)求解問題的控制過程。 推理涉及的兩個基本問題: 推理方向選擇 沖突消解,推理方向選擇： 數(shù)據(jù)驅(qū)動的前向推理方式 目標(biāo)驅(qū)動的反向推理方式 混合控制策略（交替使用以上兩種方法形成的） 元控制策略（結(jié)合啟發(fā)方法）,推理解釋是解釋系統(tǒng)的重要組成部分。其目的是對系統(tǒng)推理過程、推理位置及推理的每個動作給出解釋，使用戶向新問題求解結(jié)論的可信性與正確性。 解釋系統(tǒng)一般分為兩部分： 推理狀態(tài)檢查程序（咨詢過程中使用） 通用回答程序（咨

17、詢中或咨詢后使用的）,3.專家系統(tǒng)的構(gòu)造原則 知識與知識處理機(jī)構(gòu)分開和相互獨(dú)立的原則 按系統(tǒng)功能實現(xiàn)模塊化構(gòu)造的原則 交互性原則 專家系統(tǒng)與基于算法的軟件設(shè)計的差異,4.專家系統(tǒng)的主要設(shè)計步驟 初步設(shè)計 開發(fā)原型系統(tǒng) 知識庫的維護(hù),8.3.4 專家系統(tǒng)的開發(fā),專家系統(tǒng)的開發(fā)條件與選題 專家系統(tǒng)的開發(fā)條件 一個適合用于專家系統(tǒng)的問題必須滿足三個條件： 有一個可以與之合作的專家； 專家用啟發(fā)式的方法解決問題； 專家的知識能清楚的表達(dá),專家系統(tǒng)的選題 除了上述先決條件以外，專家系統(tǒng)在選題上還應(yīng)注意三點(diǎn)： 問題的范圍 問題的難度 問題的意義,2.專家系統(tǒng)的開發(fā)基本步驟 一個專家系統(tǒng)的開發(fā)大致經(jīng)歷： 準(zhǔn)

18、備研究問題建立模型系統(tǒng)改進(jìn)和擴(kuò)充系統(tǒng)測試與維護(hù)評價商品化,3. 專家系統(tǒng)開發(fā)工具介紹 程序設(shè)計語言 常用LISP語言、PROLOG語言或PASCAL語言 骨架系統(tǒng) 有名的有EMYCIN系統(tǒng)、KAS系統(tǒng) 通用型開發(fā)工具 OPS5.1和ORSIE 組合型開發(fā)工具 AGE、 ADVISE 、 ESP/ADVISOR,8.4智能決策支持系統(tǒng),8.4.1智能決策支持系統(tǒng)的概念,問題的提出 計算機(jī)的重點(diǎn)在于定量計算，人機(jī)對話方式使一些不熟悉計算機(jī)的決策者難以適應(yīng)。從而限制了DSS的效果。 由于決策本身的復(fù)雜性和動態(tài)性，決策者所需的信息不足性以及傳統(tǒng)的決策支持系統(tǒng)對非結(jié)構(gòu)化的決策支持突破甚少。 為了彌補(bǔ)DSS的不足，人們開始了對智能決策的研究，將人工智能技術(shù)引入傳統(tǒng)的DSS，形成了智能型DSS (IDSS),加大的改進(jìn)了DSS的性能。,智能決策（IDSS, Intelligent Decesion Support System）利用計算機(jī)技術(shù)、人工智能及其理論，將某個特定領(lǐng)域內(nèi)的專家的知識或推理過程在計算機(jī)上實現(xiàn)，并且用來解決過去需要專家才能解決的現(xiàn)實問題的計算機(jī)系統(tǒng)。,IDSS=DSS+ES IDSS在DSS的基礎(chǔ)上增加了知識庫、推理機(jī)與問題處理器，人機(jī)對話部分還加入了自然語言處理功能。,8