第九章决策支持系统与商业智能

《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系第九章决策支持系统与商业智能第一节决策支持系统本章内容：第二节商业智能《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系第一节决策支持系统一、决策支持系统的概念与特征（一）决策支持系统的概念决策支持系统（DecisionSupportSystems,DSS）是以管理学、运筹学、控制论和行为科学为基础，以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段，针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系统。该系统能够为决策提供决策所需的数据、信息和背景材料，帮助其明确决策目标和进行问题识别，建立或修改决策模型，提供各种备选方案，并且对各种方案进行评价和优选，通过人机交互功能进行分析、比较和判断，为正确决策提供必要的支持。《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系情报设计选择实施监控决策问题解答决策支持系统—决策和问题解答•1.决策是问题解答的一个组成部分–问题解答•情报时期—认识和确定潜在的困难和机会•设计时期—确定问题解答可选择的方案•选择时期--选择一种行动方案•实施时期–确定的行动方案开始生效•监控时期—决策者们评估问题解答方案实施效果《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系决策支持系统—决策和问题解答•2.程序化决策和非程序化决策–程序化的决策—使用一种规则、过程或量化方法所做的决策–非程序化的决策—处理不常见的和异常的情况所做的决策•3.最优化、满意性和启发式方法–最优化模型—找到最好解决方案的决策支持方法–满意性模型—找出一个好的解决方案的决策支持方案–启发式方法—通常被认为能找到一个较好解决方案的指导或过程•4.问题解答的因素–多种决策目标、增加的选择对象、日益激烈的竞争–创造性的需求、社会和政治行为、国际因素–技术–时间凝缩—是一种在比以前更短的时间内事件发生的现象《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系一、决策支持系统的概念与特征（二）决策支持系统的特征1.DSS的使用主体是中、上层的管理人员；2.辅助而不是代替管理人员进行决策；3.易于为非计算机专业人员以交互会话的方式使用；4.把模型分析技术与传统的数据存储技术及检索技术结合起来；5.准确处理大量的不同来源数据；6.提供报告和展示的灵活性，提供文本和图表的格式，支持对于决策的深入分析；7.使用先进的软件包，完成错综复杂的分析和比较；8.系统具有灵活性及适应性。《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系一、决策支持系统的概念与特征（三）决策支持系统与管理信息系统的关系《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系决策支持系统—决策支持系统的性能•决策支持系统的性能–对问题解答阶段的支持–支持不同的决策频率•特定的DSS—涉及组织生命过程中极少出现的情况或决策的DSS•惯例化DSS—处理那些不只一次出现的情况和决策–支持不同的问题结构•高度结构化问题—比较直接的问题，需要已知的事实和关系•半结构化或非结构化问题—一些复杂问题，包括并不很清晰的数据关系，且数据格式多样化，又难于处理或得到。–支持不同层次的决策单一性重复性决策频率战略层管理者要进行长期的决策操作层管理者要进行每一天的决策决策频率高低战略层战术层操作层《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系二、决策支持系统的组成（一）决策支持系统的概念模式真实系统环境决策问题与人的行为有关的信息内部信息操作对话系统响应数据库系统模型库系统外部信息决策者图9-1DSS的概念模式《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系（二）决策支持系统的结构模式DSS就是由人机接口、对话管理系统、数据库、数据库管理系统、模型库、模型库管理系统、知识库、知识库管理系统、方法库和方法库管理系统10个基本部件进行不同的集成、组合而成的，如图9-2所示。用户人机接口数据库管理系统模型库管理系统知识库管理系统方法库管理系统数据库知识库方法库模型库图9-2DSS的结构模型《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系（二）决策支持系统的结构模式1.用户。用户的使用技能、动机、知识背景、使用方式以及担当的角色等相关问题对于成功应用决策支持系统是至关重要的。2.数据管理部分。管理和存储与决策问题有关的数据，数据管理部分包括多个相应的子系统：数据库、数据库管理系统、数据仓库以及查询分析工具等。3.模型管理部分。模型管理部分的部件包括：模型库、模型库管理系统、模型执行处理程序、模型组合生成程序等。利用这些模型，就可以把面向过去的数据变换成面向现在和预测将来的有意义的信息。模型库系统要能够灵活地完成模型的存储、管理和运行以及动态建模的功能。4.知识管理部分。知识管理部分中最主要的是知识库，它以结构化的形式存储了有关的经验和知识，通过推理机完成知识的推理过程。知识和推理是决策的本质。知识管理部分主要集中管理决策问题领域的知识（规则和事实），包括知识的获取、表达、管理等功能。《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系（二）决策支持系统的结构模式5.方法管理部分。方法管理部分主要包括的是方法库和方法库管理系统。是存储、管理、调用及维护DSS各部件要用到的通用算法、标准函数等方法的部件，方法库中的方法一般用程序方式存储。它通过对描述外部接口的程序向DSS提供合适的环境，使计算过程实行交互式的数据存取，从数据库中选择数据，从方法库中选择算法，然后将数据和算法结合起来进行计算，并以直观清晰的呈现方式输出结果，供决策参考使用。方法库内存储的方法程序一般有：排序算法、分类算法、最小生成树算法、最短路径算法、计划评审技术、线性规划、整数规划、动态规划、各种统计算法、各种组合算法等。6.交互接口。也就是输入输出的界面，是人机进行交互的窗口。对话子系统是决策支持系统的人机接口，它负责接收和检验用户的请求，协调数据库系统、模型库系统之间的通信，为决策者提供信息收集、问题识别以及模型构造、使用、改进、分析和计算等功能。《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系决策支持系统最一般的系统结构是三角结构，三角结构主要由数据库、模型库等子系统与对话子系统呈三角形分布构成，具体结构如下图所示：用户DSS输入接口数据库管理系统方法库管理系统模型库管理系统数据库方法库模型库报告数据库查询模拟结果DSSDSS输出接口《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系三、智能决策支持系统智能决策支持系统（IntelligenceDecisionSupportingSystem，IDSS），是人工智能（ArtificialIntelligence,AI）与DSS相结合，应用专家系统（ExpertSystem,ES）技术，使DSS能够更充分地应用原有的知识，如关于决策问题的描述性知识，决策过程中的过程性知识，求解问题的推理性知识，通过逻辑推理来帮助解决复杂的决策问题的辅助决策系统。它具有既能处理定量问题，又能处理定性问题的功能。IDSS的核心思想是将AI与其他相关科学成果相结合，使DSS具有人工智能。《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系人工智能与专家系统•1.人工智能透视–人工智能系统包括人员、规程、硬件、软件、数据、开发计算机系统所必需的知识，以及用来演示智能特性的机器设备。•2.智能的本质–智能行为：汲取经验、处理复杂情形、在没有重要信息时解决问题、决定重要事项、快速且正确的对新年环境做出反应、理解可视化图象、处理及操纵符号、有创造性和想象力、善于启发的能力。《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系人工智能自然语言处理视觉系统机器人技术专家系统神经网络学习系统人工智能与专家系统•3.自然智能与人工智能的区别•4.人工智能的主要分支–专家系统–机器人技术–视觉系统–自然语言处理–学习系统–神经网络《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系人工智能与专家系统•1.专家系统的特点–能对他们的推理或提议的决策做出解释–能显示“智能”行为–能从复杂的关系间得出结论–能提供“可移动的”知识–能处理不确定性•2.专家系统的能力–战略目标的制订–规划–设计–决策制定–质量控制和监控–诊断•3.何时采用专家系统《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系专家系统是由许多集成的、相互联系的构件所组成的。其中包括知识库、推理机、解释工具、知识库获取工具以及人机界面。专家系统的构成如下图所示：用户用户接口推理机知识库知识获取设备专家1专家2专家N推理说明查询《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系人工智能与专家系统—专家系统构件•1.知识库专家系统的一个组件，其中存储了专家系统所用的所有相关信息、数据、规则、案例以及关系–知识库的目的–集结人类专家的经验–模糊逻辑的运用•模糊逻辑—计算机科学中的一个专业研究领域，可允许有“灰度”，或称“模糊设置”–规则的运用•规则—是联结给定的条件与应采取的行动或结果之间的一种条件表述–案例的使用《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系人工智能与专家系统—专家系统构件•2.推理引擎推理引擎能从知识库中搜索信息及关系并提供答案、预测及建议。–回溯链法—是一种从结论出发，向后追溯至支持结论的事实的推理引擎过程–前溯链法—是一种从事实出发，向前推进直到找出结论的推理引擎过程–回溯链法与前溯链法的比较•3.解释工具解释工具可让用户理解专家系统是如何得出某个结论的。《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系知识库知识获取工具专家人工智能与专家系统—专家系统构件•4.知识获取工具专家系统的部件之一，为获取及存储知识库中所有元素而提供的一种方便有效的方法。•5.用户界面《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系专家系统的应用范畴•专家系统利用信息技术来获取并利用人类的专业知识。专家系统能够很好地解决具有清晰规则和程序的问题且具有很高的效率，并给公司带来巨大的收益。专家系统能做的事情有：•·处理大量的信息；·减少错误；•·汇集各种渠道的信息·改善服务；•·提供决策的一致性；·提供新的信息；•·减少工作时间·降低成本。《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系•1.开发过程明确需求识别专家构架专家系统的部件实施各项结果维护和评价系统人工智能与专家系统—专家系统开发《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系专家系统知识工程师领域专家知识用户人工智能与专家系统—专家系统开发•2.开发及使用专家系统的参与者–领域专家•领域专家—是那些专家系统力图获取其专家经验或知识的个人或群体–知识工程师和知识用户•知识工程师—是在专家系统的设计、开发、实施和维护方面受过培训或有经验的个人•知识用户—是使用专家系统的并从中受益的个人或群体。《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系•3.专家系统开发工具和技术1980以前19世纪20世纪低高使用难易程度传统程序设计语言专用的以及第四代语言专家系统外壳人工智能与专家系统—专家系统开发《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系低开发专家系统的时间高低高开发成本利用现有的软件包从外壳开发从头开发人工智能与专家系统—专家系统开发•4.专家系统外壳和产品的优点–易于开发和修改–满意解的采用–启发学的运用–可由知识工程师和知识用户进行开发•5.专家系统开发方案–内部开发•从头开发•以专家系统外壳进行开发–采购现有软件产品《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系•信息的管理和检索•AI和嵌入产品中的专家系统•工厂布局•医院及医疗设施•援助接待处和援助•员工业绩评价•贷款分析•病毒检测•修复和维护•运输•市场营销•·处理大量的信息；·减少错误；•·汇集各种渠道的信息·改善服务；•·提供决策的一致性；·提供新的信息；•·减少工作时间·降低成本。人工智能与专家系统—专家系统及人工智能的应用《管理信息系统》彭志忠山东大学管理学院信息管理系三、智能决策支持系统IDSS可以有多种类型的信息库：文本库（TB）、数据库（DB）、方法库（AB）、模型库（MB）和