决策理论与方法-第七讲《DSS概论与决策支持理论》

决策理论与方法主讲：肖人彬华中科技大学管理学院[e-mail]第七讲DSS概论与决策支持理论主要内容一、DSS概论二、关于DSS的若干思考三、决策支持分析四、决策问题结构化的一个测度五、决策问题结构的形式化研究一、DSS概述决策支持系统(decisionsupportsystems，简称DSS)是在传统的管理信息系统(MIS，ManagementInformationSystems)理论基础上发展起来的一门适合于不同领域的、概念和技术都是全新的信息系统发展分支，其基本概念最早于20世纪70年代初由美国M.S.Scott.Morton教授在《管理决策系统》一文中首先提出，当时称为人机决策系统或者管理决策系统。后为了强调决策者的主体作用，将其改名为决策支持系统(或者辅助决策支持系统)。它是一种以支持决策为目的的人机信息系统。一、DSS概述1、决策支持的概念决策支持是目标，而决策支持系统是工具。决策支持的基本含义是用计算机以及软件技术来达到如下目的：(1)帮助经理在半结构化或非结构化的任务中做决策；一、DSS概述1.决策支持的概念(2)支持经理的决策，但并没有代替经理的判断力的意思；(3)改进决策效能(effectiveness)，而不只是提高它的效率(efficiency)。一、DSS概述2.决策支持的分类一般可分为如下4类支持：(1)消极的支持(passivesupport)：用户自有决策，不改变现有的运行模式。(2)传统的支持(traditionalsupport)：提供工具用于产生并分析各种不同的方案，改进决策过程。一、DSS概述2.决策支持的分类一般可分为如下4类支持：(3)扩展的支持(extendedsupport)：提出各种可选择的方法，并给出不同标准下的选择建议。(4)规范的支持(normativesupport)：只需输入数据和详细要求说明，系统支配整个决策过程。一、DSS概述不同决策阶段的支持要求根据Simon的决策模型，将决策支持细化到各个决策阶段：对情报阶段的支持对设计阶段的支持对选择阶段的支持对实现阶段的支持一、DSS概述3.决策支持系统的产生和发展决策支持系统产生的背景DSS系统是传统的MIS系统的基础上形成和发展起来的，其产生的原因为：(1)MIS的局限是导致DSS产生的原因之一；(2)人们对信息处理规律认识的提高是DSS产生和发展的内在动力；(3)技术的发展是DSS发展的外部因素；一、DSS概述3.决策支持系统的产生和发展决策支持系统的发展阶段计算机在用于管理领域的历史进程中，经历了三个阶段：20世纪50年代出现的电子数据处理阶段(EDP)，20世纪60年代出现的管理信息系统(MIS)，20世纪70年代出现的决策支持系统(DSS)。一、DSS概述4.决策支持系统的基本概念决策支持系统的定义有关DSS的严格定义目前还是一个值得进一步探讨的问题。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、模拟技术和信息技术为手段，面对半结构化的决策问题，支持决策活动的具有智能作用的人-机交互式系统。一、DSS概述为完成上述目的，DSS一般应该：(1)对准上层管理人员经常面临的结构化程度不高、说明不够充分的问题；(2)把模型或分析技术与传统的数据存储技术及检索技术结合起来；(3)易于为非计算机专业人员以交互会话的方式使用；(4)强调对环境及用户决策方法改变的灵活性及适应性；(5)支持但不是代替高层决策者制定决策。一、DSS概述DSS的主要任务(1)分析和识别问题；(2)描述和表达决策问题以及决策知识；(3)形成候选的决策方案；(4)构造决策问题的求解模型；(5)建立评价决策问题的各种准则；(6)多方案、多目标、多准则情况下的比较和优化；(7)综合分析。一、DSS概述DSS的主要特点(1)面向决策者；(2)主要帮助管理人员完成半结构化的决策问题；(3)强调支持的概念；(4)模型和用户共同驱动；(5)强调交互式的处理方式。一、DSS概述DSS的功能(1)整理并及时提供本系统与本决策有关的各种数据；(2)尽可能的收集、存储并及时提供系统之外的与本决策问题有关的数据；(3)及时收集提供有关各项活动的反馈信息；(4)能用一定的方式存储与所研究的决策问题有关的各种模型；(5)能存储及提供常用的数学与运筹学方法；一、DSS概述DSS的功能(6)各种数据、模型、方法的管理都应该易于改变、易于添加；(7)能灵活的运用模型与方法对数据进行加工、汇总、分析、预测；(8)提供方便的人机对话接口和图形输出功能；(9)提供良好的数据传输功能；(10)具有一定的加工速度与响应时间。一、DSS概述DSS的分类根据系统所能完成的各种工作、实现的功能、解决问题的类型、工作方式等，DSS可以分为：文档管理系统数据分析系统分析信息系统统计模型系统样本模型系统最佳模型系统建议模型系统面向数据，完成数据检索和分析任务面向模型，提供模拟功能、优化功能或进行“提出建议”计算一、DSS概述5.DSS与MISDSS比MIS更先进，因为DSS更强调：(1)将模型并入信息系统软件；(2)为高层管理提供有用的信息，如支持半结构化的决策活动；(3)提供强大的人－机交互能力。一、DSS概述DSS与MIS的主要联系(1)MIS是DSS工作的基础，而DSS使得MIS的信息真正发挥作用；(2)MIS需担负反馈信息的收集工作，支持DSS进行结构检验和评价；(3)DSS的工作可以对MIS工作进行检查和审计；(4)DSS经反复使用，逐步结构化，可归并入MIS的工作范围。一、DSS概述DSS与MIS的主要区别(1)MIS完成的是例行业务中的信息处理，MIS完成的是辅助支持决策；(2)MIS的目标是效率，DSS追求的目标是有效性，即提高决策的结果；(3)MIS的设计方法是以数据驱动，而DSS是以模型驱动；一、DSS概述DSS与MIS的主要区别(4)MIS的设计思想是实现一个相对稳定协调的工作系统，DSS的设计思想是实现一个具有巨大潜力的、适应性强的开发系统。(5)MIS趋向于信息的集中管理，DSS趋向于信息的分散使用；(6)MIS的分析着重体现系统全局的信息需求，DSS体现决策者的信息需要。二、关于DSS的若干思考1.DSS面临挑战自20世纪70年代初提出DSS概念以来，DSS已在理论研究和实际系统开发两方面取得了很大的进展。但统计表明：成功和失败的DSS各占1/3，其余的1/3在某些方面得到应用。原因在于：二、关于DSS的若干思考(1)DSS一直没有确切的定义，因此有人将凡能对决策提供辅助支持的计算机系统都认为是DSS；(2)缺乏开发DSS的可靠的工程原则指导；(3)对决策问题结构的了解不够深入，特别是尚无处理不良结构(ill-structured)问题的行之有效的方法和得心应手的工具；(4)缺乏对DSS进化机理的深刻认识而盲目追求技术的新颖性。需要：决策支持理论！二、关于DSS的若干思考2.决策问题的再认识(1)结构化、半结构化、非结构化决策之间只是人为的划分，并不存在截然的区别是一个连续的“谱系”。(2)结构化、半结构化、非结构化决策又是相对的概念，因为点T1、T2是游移的。二、关于DSS的若干思考按有关文献的定义，只要给出一种合适测度M，就能确切的度量决策问题D的决构化程度，设0αβ1，则有：(1)M(D)∈[0，α]，则D为非结构化。当M(D)=0时，称D为完全非结构化。(2)M(D)∈(α，β)，则D为非结构化。(3)M(D)∈[β，1]，则D为结构化，当M(D)=1时，称D为完全结构化。二、关于DSS的若干思考显然，这样一种测度M实质上就是上图中OX轴到[0,1]区间的一个映射f，并且f具有单调下降的性质，f(T1)=β，f(T2)=α。当M(D)∈[0，β)，时，称D为不良结构决策问题，这正是DSS所面临的对象。二、关于DSS的若干思考当β减小趋近于零时（这时α也趋近于零），使得[β，1]→[0，1]，会不会不存在不良结构问题呢？不良结构可分为两类：(1)未结构化(understructured)问题主要通过分解、变换等手段将其转化为用来处理结构化问题的现有方法可解决的问题，或采用“方法导向”的处理方式。(2)纯不良结构(pureill-structured)问题求解策略适于运用渐进式、启发式的定性定量结合的综合集成法(meta-synthesis)，或采用“问题导向”的处理方式。二、关于DSS的若干思考由于纯不良结构问题的存在，必有这样的正数ε0，使得βε，故[β，1]≠[0，1]，这说明不良结构问题总是存在的，换言之DSS总有其用武之地！二、关于DSS的若干思考3.关于DSS的定义关于DSS的定义有许多，这是因为：定义的角度不同，强调的重点不同；相近的理解也可能采用迥异的表述方式。DSS是一个演进的概念，具有柔性，企图给出唯一精确的定义不大切合实际，但有可能采用多种相互关联的定义来表征：(1)基本定义(fundamentaldefinition)(2)理想定义(idealdefinition)(3)流行定义(populardefinition)二、关于DSS的若干思考基本定义和理想定义都是用于理解的定义，前者描述了DSS内涵的核心部分，并相对稳定；后者是可以扩展的。每一个具体的DSS都满足基本定义，但不一定满足理想定义。流行定义是用于行动的定义，它随DSS技术组成而动态变化。二、关于DSS的若干思考DSS概念的演进DSS的进化必将导致对DSS内涵理解的深入，系统的进化会引起概念的进化。DSS是一个演进的概念，并不是一成不变。从发展眼光看，DSS的基本定义、理想定义、流行定义之间存在着内在的联系，并非互不相关，这是形成对DSS概念一致理解的前提和基础。三、决策支持分析1.规范性决策和描述性决策决策问题的形式化描述：D=DU，DR，G，S，SM式中，DU是决策单元；DR是决策规则；G是目标集；S是状态集；SM是方案集。三、决策支持分析对于M(D)1的不良结构问题，一般只存在议题，而问题本身并未明确给出。若将决策过程视为问题处理，则包含两个方面：问题识别和问题求解。前者是决策构造，这一过程终结于概念模型的建立；后者是决策支持，往往给出一个解答。问题处理过程见下图。三、决策支持分析问题概念模型解答经验模型三、决策支持分析根据问题求解方式，决策分为两类：规范性决策，又称理性决策；描述性决策，又称直觉决策。三、决策支持分析在决策过程中两者都是需要的，若设f1(M)，f2(M)分别是对求解D时，规范性决策、描述性决策所起作用的测度，由互补关系有：f1(M)＋f2(M)＝101f2(M)f1(M)D(M)f(M)三、决策支持分析2.DSS中的“支持”分析Keen将DSS中的“支持”划分为四个级别：(1)被动支持：向决策者提供他们乐于使用的工具，但不试图改变现有的工作方式。DSS相当于问题仿真器。(2)传统支持：向决策者提供尽可能多的备择方案，由他们进行评价和选择。DSS相当于方案生成器。(3)规范支持：决策者只要提供数据和要求，DSS可控制整个决策过程。DSS相当于问题求解器。(4)扩展支持：积极影响和引导决策过程，同时尊重决策者的思考和判断。DSS相当于顾问而不是助手。三、决策支持分析决策人(用户)于DSS之间的相互关系三、决策支持分析DSS的功能可从引导和激发两方面进行二维描述，称具有充分的引导功能和充分的激发功能的支持方式为主动方式，起到了一个顾问兼助手的作用。三、决策支持分析3.主动式决策支持系统一个具有主动支持能力的DSS就称为主动式决策支持系统(activeDSS)，其开发原则为：(1)问题导向：引导决策人将注意力集中在最主要的问题上。(2)环境导向：创建能够激发决策人创造性的人机一体的开放式决策环境。(3)建模导向：具有自适应的模型管理和启发式的建模支持功能。(4)过程导向：进行决策全过程的支持而不仅仅是对决策中某个或者某些阶段的支持。四、决策问题结构化的一个测度1.关于决策问题的基本见解四、决策问题结构化的一个测