第四节 新一代的决策支持系统

    DSS从其产生以来,其发展已从最初仅通过交互技术辅助管理者对半结构化问题进行管理一直到运算学、决策学及各种AI技术渗透到其中的各种实用DSS出现,其应用涉及到多个领域,并成为信息系统领域内的热点之一。但是传统DSS投入应用的成功实例并不多,原因一方面是因为基于传统DBMS的DSS只能提供辅助决策过程中的数据级支持,而现实决策所需的数据却往往是分布、异构的;另一方面是实际中大多DSS的应用对决策者有较高的要求,不仅要有专业领域知识也要有较高的DSS构模知识;因此针对不同的社会需求,提出了多种类型的DSS,有智能决策支持系统、分布式决策支持系统、群体决策支持系统、决策支持中心、综合决策支持系统、战略决策支持系统等等,这些系统的提出与实现,各自适用于不同的场合,都在不同程度上满足了新的决策形势的需求。以下将对当前最主要的几种DSS发展加以概括论述。

一、群决策支持系统(GDSS)

    支持多人或集体共同决策:利用通信技术(网络、电话会议、电子信息交换)、计算机技术(多用户系统、4GL、数据库、数据分析OLAP、数据存储、数据仓库、数据挖掘)和决策支持技术(议程设置、AI与推理技术、决策模型方法——如决策树、风险分析、预测方法等,结构化群决策方法——如德尔菲法等)相结合。

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    ●决策室

    决策者面对面地集于一室在同一时间进行群体决策时, GDSS 可设立一个与传统的会议室相似的电子会议室或决策室,决策者通过互联的计算机站点相互合作完成决策事务。是相对较简单的 GDSS。

    ●局域决策网

    多位决策者在近距离内的不同房间(一般是自己的办公室)里定时或不定时作群体决策时,GDSS 可建立计算机局域网,网上各位决策者通过连网的计算机站点进行通信,相互交流, 共享存于网络服务器或中央处理机的公共决策资源, 在某种规程的控制下实现群体决策。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时间分散地参与决策。

    ●虚拟会议

    利用计算机网络的通信技术,使分散在各地的决策者在某一时间内能以不见面的方式进行集中决策。在实质上与决策室相同,它的优点是能克服空间距离的限制。

    ●远程决策网

    GDSS 在计算机网络的基础上,由私有 DSS、规程库子系统、通信库子系统、共享的数据库、模型库及方法库、公共显示设备等部件组成。见下图:

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二、分布式决策支持系统(DDSS)

    研究DSS在分布式环境中、与分布式技术相结合相关的技术问题。

    分布决策支持系统(Distributed Decision Support System, DDSS) 分布式决策支持系统是一个由多台计算机分布在不同地点,通过网络与通讯手段组成的系统,位于各个结点上的计算机可以对当地的决策者进行支持,同时各节点也可互相支持,并相互协调,对全局决策进行支持。

    分布决策支持系统具有以下特点:

    1.它既可支持个人,又支持群体。即它对一个组织、机构的决策进行支持。

    2.它能支持人机交互、机机交互和人人交互作用,以交流信息,进行情况与意向的沟通。

    3.它具有处理结点间可能发生的冲突的能力,能协调各结点的运行。

    4.它提供具有良好透明的资源共享。

    DDSS是对传统集中式DSS的扩展,是分布决策、分布系统、分布支持三位一体的结晶。它与群体决策支持系统均是八十年代来DSS研究与应用的热门方向,满足在制造业发展虚拟企业、网络化制造的需求。

三、智能决策支持技术(IDSS)

    将人工智能技术引入传统 DSS 形成智能型 DSS(IDSS)。 即 IDDS 是在传统 DSS 的基础上结合人工智能技术而形成的。 在结构上:增设了知识库、推理机与问题处理系统,人机对话部分还加入了自然语言处理功能。

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    问题处理系统处于 DSS 的中心位置,是联系人与机器及所存储的求解资源的桥梁,主要由问题分析器与问题求解器两部分组成。其工作流程如下图所示。

四、决策支持中心(DSC)

    决策支持中心(Decision Support Center, DSC)的概念是由Owen等人于1985年提出的,DSC由先进的信息技术设备和决策信息专家组成。他们随时准备开发和修改DSS,以支持高层领导做出的紧急和重要决策。其主要特点就是在DSS基础上,采取了决策支持小组为核心的人机结合的决策思想,以及定性和定量相结合的综合集成方法,来支持决策者解决决策问题。 DSC的特点是决策支持中心处在高层次重要决策部位,有一批参与政策制定、决策分析和系统开发的专家,装备有计算机等先进设备,通过人机结合等多种方式支持高层决策者做出应急和重要决策的广义DSS。DSC与DSS的本质区别是:DSS是基于计算机的信息系统为核心支持决策者解决决策问题;而DSC是以决策支持小组为核心,采取人机结合方式支持决策者解决决策问题。DSS与决策者只量一种人机交互方式,而DSC与决策者的交互方式有两种形式:一种是决策者与决策支持小组的交互方式,这是DSC非常重要的交互方式,它充分注意决策支持小组的决策支持地位和作用,当然,决策支持小组在支持决策者时,需要使用DSS;另一种是决策者与DSS人机交互方式。

五、战略决策支持系统(SDSS)

    支持战略级或高层管理者的决策过程。由数据库系统、模型库系统、方法库系统、知识库系统、案例分析系统、输入输出系统、控制与通信系统等组成。

    战略决策支持系统(Strategic Decision Support Systems, SDSS)是旨在使用信息技术,实现企业的战略目标的信息系统。因为,一个企业很少有机会寻找所谓战略信息的机会,企业主要是通过改变它的运作方式来获得竞争力,而引进信息系统正是引进一种新运作方式。因此,发掘信息系统的战略性意义,就是要知道企业需要做什么改变,以及如何去改变。战略性信息系统可用在高层决策者的竞争战略制定、长期计划编制、确定企业战略目标等活动中。战略性信息系统可改变企业的目标、业务流程、产品、服务或企业与环境的关系,从而使得企业获得某种竞争优势。用DSS支持战略管理是重要而有意义的领域,DSS可望对公司的高层管理产生实质性的影响,实用的战略决策支持系统的研究是今后的重要课题。

【思考案例】

企业销售决策支持系统

    在市场经济体制下,销售管理已成为企业最为重要的经营活动之一。企业销售是企业经营的起点,也是实现企业效益的焦点。销售活动不仅与企业内各部门有密切关系,还与外界有着广泛的交往。销售活动涉及的许多问题具有相当的不确定性,这些问题的决策是半结构化或非结构化的。因此用于支持企业销售决策的DSS是一种较典型的专用DSS,本节将以中国纺织大学宋福根教授主持开发的一个企业销售决策支持系统 (ESDSS)为案例,介绍实际DSS的构造及其具体的应用,以便直观地帮助我们学习和认识DSS。

    研制ESDSS是为处在竞争日趋激烈的环境中的企业提供一种分析销售因素关系及其变化规律,抉择最优或满意营销策略的科学手段。ESDSS的功能有销售预测和销售决策两大类,另外还有若干辅助功能,见图。

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图 EDSS的功能结构

    销售预测是销售决策的前期工作,预测结果是决策的依据。ESDSS的销售预测功能比较齐全,既有宏观的,也有微观的。销售决策是销售管理的核心,贯穿于销售管理的各个方面和全过程。ESDSS的销售决策功能是一些常用的,也是较为重要的功能。

ESDSS的结构与组成

    ESDSS的结构设计采用数据库、模型库、方案库 "三库一体",以"方案驱动"运行,以数据库管理模式进行模型管理的设计思想。ESDSS在结构上是新颖的三角式的三库系统,其特色是提出了方案库的概念和方案驱动的构思并予以实现。系统的逻辑结构见图2。

    ESDSS的数据库存储各种从MIS中析取的销售预测与销售决策依据数据、公用的数据字典与数据表字典,以及运行过程中使用的临时表等。

    模型库中的单元模型用程序方式储存,以两级模型字典描述和管理。单元模型的组合根据它们的依赖关系,通过建立临时空间来实现,模型的运行通过指南式的人机逐步对话触发。较特别的是各种销售预测与销售决策的方法也存储于模型库中。销售预测与销售决策所采用的方法与模型分别列于表1与表2。

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图2 ESDSS逻辑结构图

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表1 销售预测采用的方法与模型

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表2 销售决策采用的方法与模型

    ESDSS引入方案库的概念,方案库存储各种完整的预测与决策方案,包括预测与决策过程中使用的数据、模型、方法的描述以及运行步骤。方案能反映决策者的决策风格与经验,可以事先建立,也可在模型求解时生成。方案库通过方案字典管理方案,并可作为一种预测与决策的知识不断积累。

    人机会话系统采用用户界面十分友好的Widow格式的菜单驱动和控制,以多任务方式展开。系统提供用户界面十分友好的多种会话方式和操作功能,提供备种获取数据的渠道和各种形式的输出信息等,它在整个决策过程中起到控制机制的作用。ESDSS的人机会话系统设有出错提示、重要操作提供确认、无效数据处理及互斥性校验等容纠错功能,以及多媒体形式的教学与帮助功能。

    DSS建立在Windows平台上,采用Visual Basic作为系统主程序的语言,数据库管理系统选用Access,并用Office软件作系统的辅助工具。

ESDSS的应用

    (1) 应用企业简介

    某集团公司下属千斤顶厂是研究、开发与制造各类液压千斤顶的专业企业,拥有各种千斤顶装配线20条,年生产能力超过280万台。工厂的销售工作主要由集团的销售公司负责,销售公司设有四个业务科以及计划、储运和财务等职能科室,在国内设有天泽、武汉、广州和华东分公司,并在欧美设有分部。公司销售"决策的主要参与人员由集团总裁、销售公司经理和财会人员组成。

    (2) 问题的提出

    随着市场经济的进一步发展,千斤顶行业的竞争日趋激烈。该厂的市场占有率较大,指定的价格通常处于一个领导价格的地位,因此如何及时地把握市场机会,准确地预测市场需求,如何根据市场需求及时调整自己的营销策略等问题对公司高层决策层提出了更高的要求。但长期以来,管理部门在决策时往往采用经验估计、定性分析等方法,一般决策者的经验和水平无法满足要求,也难以借鉴他人的经验和获得有效的决策数据,常局限于一种决策方案而缺乏多方案的制定与比较。鉴于此,公司领导希望能够有一套使用方便、切实有效的计算机系统来支持公司进行决策。

    (3) 市场需求预测

    影响该厂销售情况的主要因素是价格、广告支出以及汽车产量,1998-2007年各年的数据见表3。

    根据表中数据,应用ESDSS的销售量预测功能,由回归分析建立企业的需求预测模型:

    y=106.04684-0.28891X1+1.15190 X2+0.28487

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案例背景企业1998-2007年各年销售因素数据

    模型运行后的统计量表明模型的拟合良好(R2=0.99903),误差较小(标准差=1.92287)。根据预测模型对2007年市场需求进行验算,价格=41.26383,广告支出=114.18541,汽车产量=157,计算得2007年需求约为270.4,与实际情况265.32130基本符合。

    作"如来……则"方式的灵敏度分析,回答若干问题:销售量增长10%,其他不变,广告费支出必须达到多少?当价格下降到多少元时,销售量增长10%?经分析可知,当广告支出为126.2486万元时或价格下降到38.42元时,可以达到销售童增长大约10%的目标。

    (4) 广告媒体选择决策

    由于千斤顶属于工业品,工厂在广告费用的预算上一般根据一定的利润比提取,并由主观判断安排广告宣传,而如何优化分配,用好这笔资金一直未作过认真的考虑。

    工厂主要使用的广告媒体为户外广告、专业杂志和其他形式。根据工厂的经验,各种媒体的加权展露数为:户外广告192、专业杂志36、其他形式12。现要应用ESDSS促销手段决策功能,由线性规划模型作广告费优化分配方案,以得到最大的展开效果。

    建立决策变量

    X1 ----- 分配给户外广告的设置次数

    X2 ----- 分配给专业杂志的刊登次数

    X3 ----- 分配给其他广告形式的次数

    建立目标函数

    Max E(X)=192 X1+36 X2+12 X3

    确定约束条件户外广告每次的设置费用为150000元/年,专业杂志上刊登广告的费用为24000元/年,其他广告形式平均为120000元/年。其中户外广告的投入不得少于650000元,次数不得少于2次,专业杂志的刊登不得少于3次,其他广告形式尽可能少于2次,由此确定模型的约束条件如下:

    150000 X1+24000 X2+12 0000X3≤1000000

    150000 X1≥650000

    X1≥2

    X2≥3

    X3≤2

    规划求解的结果

    X1=4.33,X2=14.83,X3=0,E=1357,取整得: X1=4,X2=15,X3=0,E=1357

    根据求解结果,工厂为获得最大的展露效果,应该在户外广告上投入4×150000=600000元,专业杂志的投入为l5×24000=360000元,而尽可能不在其他广告形式上投入。

讨论题:

1.本例应用了哪些数学模型,各起何作用?

2.本例中DSS的逻辑结构和功能结构之间的关系?

3.该厂是如何应用销售决策支持系统的?应用效果如何?