建立一以网际网路为基础之决策支援系统

義守大學工業工程與管理學系畢業專題成果發表研討會1建立一以網際網路為基礎之決策支援系統謝祥瑜顏幸昌陳燦虹蕭又尹義守大學工業工程與管理學系高雄縣大樹鄉學城路一段一號聯絡人：[e-mail]一、中文摘要本研究旨在建立一以網頁為基礎之多屬性群體決策支援系統，內容分為三個部分：運算模式庫、資料庫與使用者介面。運算模式庫，在半結構化的決策過程中，以分析層級程序法AHP兩兩成對比較矩陣作為分析個人屬性權重的依據；再經過多屬性決策TOPSIS的運算模式求得個人的方案排名，將這些排名交給Bordafunction配分後，即可得到群體的最佳方案。在會議過程中，主席藉由共識指標，針對問題成員或屬性進行溝通，使其決策可達到一定程度的共識。群體決策中分為主席與決策者兩種等級，因此以不同的功能需求建立不同的介面；使用者介面可分為三部份：功能列表、輸入與輸出介面。功能列表依決策程序排列，以VB建立隱藏式選單簡化畫面，並提供操作手冊；輸出介面透過ASP以表格或圖形等不同的型式呈現結果，藉由圖形化顯示輔助決策者對數據的判斷。由於ASP具有即時更新資料與降低負荷的特性，因此讓決策者與系統達到良好的人機互動。最後，將本系統應用於一汽車採購案例，利用SQLServer建構資料庫，提供汽車採購的相關資訊（例如：成本、品牌、馬力等）與具選擇性的查詢介面，依不同的屬性標準，進行方案的上下限篩選，再逐一執行決策流程，經由案例驗證本系統之可行性。關鍵字：決策支援系統、分析層級程序法、多屬性群體決策、TOPSIS、動態網頁技術。二、緣由與目的2.1緣由隨著資訊科技的快速發展，管理者解決組織相關決策問題時，已可利用電子視訊會議取代傳統耗費金錢與時間的會議模式，然屏除專屬配備的投資外，以個人電腦、網路與溝通相關軟體為基礎，發展為特定議題量身訂做的DSS，在良好的人機系統運作下，結合電子會議技術，克服空間的限制，協助組織進行前瞻性作業，創造企業的競爭優勢，已成為必然之趨勢。2.2目的本研究目的主要在改進以往群體決策支援系統介面不一致的情形（周佳慶等，民90年），建構一個具有支援決策過程與電子會議的系統。其主旨在整合決策過程中所需要溝通及運算的部分，利用人機介面減輕決策者負擔，藉由電腦處理決策過程中繁複的數值運算分析，透過網路結合對話溝通系統與資料庫、運算模式庫，使其成為一完整的決策支援系統。也可與現有的電子會議系統『NetMeeting』並用，加入視訊的效果。三、文獻探討3.1群體決策技術(1)名義群體技術AndreL.Delbecq&AndrewH.VandeVen於1968年所發展。(nominal)「名義」的意思是指群體成員雖然聚在一起，但不允許彼此有語言上的溝通，所以群體的存在只是在名稱上而已(2)腦力激盪法(Brainstorming)此法是一種集體討論方法，目的是激發人的大腦思維，產生創造性設想。主要有四個原則：摒絕批評(criticismisruledout)。自由運轉(freewheeling)。以量取勝(quantityiswanted)。綜合與改進(combinationandimprovementaresought)。3.2多屬性決策技術(1)分析層級法(AHP)此技術係藉系統化與結構化的概念將一系統分解為多個層級，並排定其關聯性，在確定層級關係後以1-9評估尺度輔助決策者建立各層級之成對比較矩陣，以最大特徵值檢驗評定決策者對屬性間判斷是否一致性後，利用特徵向量的方法求得屬性間的相對權重。(2)TOPSIS此法對各屬性的基本假設是單調的遞增或遞減，演算法之基本觀念於先界訂正理想解(各屬性下各備選方案最佳值之集合)與負理想解(各屬性下各備選方案最差值之集合)。再選擇距理想解最近，且距負理想解最遠的方案。距離的計算是由歐氏幾何距離(Euclideandistance)計算得。再經綜合比較後，而得到一最佳方案(Hwang&Yoon,1981)。3.3其他技術義守大學工業工程與管理學系畢業專題成果發表研討會2(1)Bordafunction此公式運用在由個別最佳方案篩選出群體最佳方案。公式之應用如下：由多屬性決策技術TOPSIS的相對接近度找出個人方案排名，再依排名給予各方案相對分數，排名越前的方案分數越高，總得分最高者即為群體的最佳解。四、結果與討論為了達成研究目的，本研究根據SpragueandCarlson(1982)的論點，以半結構化的決策程序為主體，運用個人電腦、伺服器與網路等資訊科技，建構具有資料庫、模式庫與使用者介面等元件的線上決策支援系統。圖一為本系統的結構圖。內部資料資料庫外部資料決策者模式庫使用者介面主席決策者決策小組成員、、、、圖一群體決策支援系統之架構圖4.1討論本系統支援的決策過程可分為以下五個階段（林文遠，民89年）：階段一、決定屬性(NGT)；階段二、評估屬性權重(AHP)；階段三、方案評估（上下限篩選）；階段四、個人最佳方案(TOPSIS)；階段五、群體最佳方案(BordaFunction)；在階段一，與會成員運用ASP撰寫的溝通介面，先由個人提出一些屬性，再由群體討論需要的屬性及屬性數目(根據一般的經驗及人因相關的科學資料，屬性數目的範圍應在5~9個之間)。最後經由投票決定屬性。進入階段二後，系統將決策者對屬性間兩兩比較的評比值，送至EXCEL模式庫中AHP運算模組，以矩陣的特徵向量值求得個人的屬性權重，並進行一致性檢驗，避免個人邏輯判斷的迷失；模式庫也提供向量比較衍生的平均偏向集中度、共識強度與刪除屬性的分析評估等具體指標輔助主席判斷意見偏差的決策成員與爭議性的屬性，以促進群體決策之品質。系統提供資料庫支援階段三的進行，決策會議之前，就討論議題的參考資料收集歸類，以主從式架構的SQLServer建構提供多用戶端同時查詢的資料庫。（本研究以購車為範例）。在決策時提供方案的屬性資料作為參考。階段四、階段五需同時運用資料庫查詢與模式庫進行TOPSIS及BordaFunction的運算。基於最佳方案應該是距理想解(idealsolution)最近，且距負理想解(negative-idealsolution)最遠的概念；假設每一屬性是單調遞增或遞減，因此可以將偏好轉逼歐氏距離(Euclideandistance)而加以計算，得到個人方案排名(Hwang&Yoon,1981)。將個人的方案排名配分，名次越前分數越高，總分最高者為群體最佳解的方案。4.2結果以上的決策程序均須模式庫與資料庫交叉支援與即時的結果回傳。本系統中決策者使用的PC為用戶端(Client)，與伺服器端(Server)的連結均由動態網頁技術處理。因此本系統的介面在ASP的指令環境下，以VBScript與SQL語法撰寫，整合系統中使用者與各項物件的溝通。物件包含：使用者介面、模式庫與資料庫。使用者介面包含：對話介面、結果輸出介面、運算子輸入介面、圖形顯示介面與資料庫連結介面。每一決策階段所使用的介面並不一致，以圖二來詳加解釋決策階段與對應介面的關連性。義守大學工業工程與管理學系畢業專題成果發表研討會3決策階段對應介面圖二決策階段與對應介面在群體決策中，需要一位主席扮演主持會議及溝通協調的角色，因此本系統需區分主席與決策者兩種等級，依身份等級不同進入不同功能的使用者介面。主席方面，具修改模式庫或資料庫的權限；在決策者方面，僅提供查詢資料庫及觀看部分模式庫運算的結果。除此由於決策過程中資訊傳遞需確認資料的來源，因此在會議開始前給予會成員個別ID與密碼，並在模式庫中區分個別運算的區塊，這部分由於受限於本組的研究範圍，因此僅支援5-6位決策者。其餘的使用限制還包括屬性個數（僅支援5-7個屬性）及方案個數（僅支援4-5個方案）。圖三為系統的操作程序。預先評估階段主席決策者步驟0-2討論系統介面步驟0-2討論系統介面促進群體共識階段主席決策者步驟4結果輸出介面圖形顯示介面步驟3運算子輸入介面步驟4圖形顯示介面方案評估階段主席決策者步驟5資料庫連結介面步驟6結果輸出介面圖形顯示介面步驟5.資料庫連結介面步驟6運算子輸入介面執行數值分析及彙整結果階段主席決策者步驟7.8結果輸出介面圖形顯示介面步驟7.8圖形顯示介面0.形成問題4.檢討群體的共識5.方案之上下限篩選6.方案與屬性之對應評估7.進行個別方案排序（TOPSIS）8.進行群體方案排序（Bordafunction）9.結論與建議3.屬性權重之群體設定2.屬性之篩選1.多決策者個別偏好之設定義守大學工業工程與管理學系畢業專題成果發表研討會4主席與決策者進入首頁(決定人數)送至主席端模式庫進行運算出現警告並要求重新輸入決策者在瀏覽器端輸入屬性比較矩陣(AHP)進入討論區決定屬性個數主席與決策者登入(需輸入密碼)個別決策者檢查一致性(須小於0.1)主席檢查平均偏向集中度(須大於0.966)與全體共識強度(須大於0.8554)決策者在瀏覽器端輸入屬性上下限主席藉數值分析，了解個別差異並予協調完成將結果以圖形方式呈現在網頁上主席透過模式庫以BordaFunction計算得群體最佳解主席透過模式庫運算個別決策者的最佳解(TOPSIS)決策者在瀏覽器端輸入方案與屬性的對應關係主席統合一致的屬性上下限後，篩選出符合之方案NOYES若兩項皆成立有任何不成立圖三系統操作流程圖4.3範例說明本研究以一購車議題為案例，驗證系統之可行性。會議開始決策群體（5人）進入沉默構思階段，思考影響購車意願之相關屬性。經討論投票決定屬性後，決策者輸入屬性間的評比值（圖四），隨後便可即時在結果顯示畫面上觀察到自己及他人屬性權重的運算結果。圖四決策者的輸入與輸出介面主席藉由圖形化介面判斷共識指標，以維持決策之品質。圖五中可發現若刪除屬性二與屬性三將可大幅度提升群體偏向集中度，故可針對這兩項屬性加以討論。圖五刪除屬性後之分析評估群體共識指標達到要求後，便可依不同的屬性上下限要求，在資料庫中進行方案篩選（圖六）。圖六資料庫的查詢介面義守大學工業工程與管理學系畢業專題成果發表研討會5篩選出候選方案後便進入個人方案排名，決策者將對方案的評比值傳送至模式庫經由TOPSIS的運算模式求出個人的方案排名，最後再經由BordaFunction求得最佳解。由圖七可發現這次決策的最佳方案為購買BMW325i。圖七TOPSIS的輸入介面與結果查詢五、計畫成果自評5.1結論經過以上的實例運作後，本系統可歸納出以下幾點特性：(1)模式庫降低運算負擔需要主觀判斷的工作由人擔任；而數值運算與分析則由電腦處理，提高決策過程效率。(2)使用者介面以ASP建構的網頁將資料庫與模式庫整合成一完整決策系統，讓決策過程趨向自動化。使用者的操作程序亦被簡化，整個決策可由一網頁介面完成。(3)結果以多元化方式呈現即時顯示的結果，讓參與決策者可同步讀取最新的會議內容；且使用者可選擇表格或多樣化的圖形呈現結果。(4)查詢資料庫適時的提供輔助資料庫提供決策者判斷決策問題時的資訊查詢與實際的計量性數據資料。(5)網路應用透過網路可使會議脫離空間的限制，縮短距離的阻礙，提高參與的機會，並有效的進行會議，比傳統會議更減少成本，也更有效率。5.2未來發展本系統已具有完整的架構及功能，但仍具有發展的空間，以下幾點為本研究的建議：(1)擴充參與決策人數與屬性個數的彈性在實際群體決策會議上，主席應具有剔除極度偏差值的機制，如此會造成參與決策人數或屬性個數的變動，所以系統應更具彈性，符合實務需求。(2)建立正式會議型式的溝通介面本系統的溝通介面是以提供對話介面為主，缺乏正式會議的型式，因此可在這部分進行改善。(3)提供多樣化的模式庫增加模式庫的選擇性，使決策流程並不止局限於AHP與TOPSIS的模式。尤其是AHP成對比較值太過明確，若能加上模糊的概念，應可使決策者的判斷以較具彈性的方式表達。(4)結合現有電子會議設備未來可在本系統上開發與電子視訊軟體（例如：NetMeeting）相容的介面，使線上會議增加視覺與聲音的傳達效果，對與會成員的溝通更能提供有效的支援。(5)與套裝軟體的執行比較將本系統與市面上現