基于智能對(duì)象的中小制造企業(yè)決策支持系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)*

馬秋菊 張書(shū)琦

（承德石油高等?？茖W(xué)校，河北承德 067000）

基于智能對(duì)象的中小制造企業(yè)決策支持系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)*

馬秋菊 張書(shū)琦

（承德石油高等?？茖W(xué)校，河北承德 067000）

分析了中小制造企業(yè)的特點(diǎn)與決策支持系統(tǒng)的要求，探討了適合其要求的決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及用基于智能對(duì)象的方法來(lái)構(gòu)造知識(shí)系統(tǒng)的過(guò)程，使知識(shí)的邏輯性更強(qiáng)，事務(wù)間的聯(lián)系和推理過(guò)程更加清晰，系統(tǒng)更加實(shí)用。

中小制造企業(yè) 決策支持 智能對(duì)象

中小制造企業(yè)要良性發(fā)展，就必須及時(shí)根據(jù)市場(chǎng)以及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手最新的信息，適時(shí)不斷地調(diào)整企業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)以適應(yīng)市場(chǎng)需求。而現(xiàn)代社會(huì)信息資源越來(lái)越多，企業(yè)決策者必須依賴決策支持系統(tǒng)在制訂企業(yè)目標(biāo)中提供正確的信息數(shù)據(jù)，對(duì)大量企業(yè)信息進(jìn)行有效分析，提高決策能力，降低企業(yè)的決策風(fēng)險(xiǎn)。

1 中小制造企業(yè)的特點(diǎn)與決策支持系統(tǒng)的要求

與大型制造企業(yè)相比，中小制造企業(yè)在管理與決策軟件需求上具有自己的特點(diǎn)，而這些特點(diǎn)是由其自身的特點(diǎn)而決定的。

中小制造企業(yè)的自身特點(diǎn)為：（1）企業(yè)規(guī)模不大，產(chǎn)品轉(zhuǎn)型快，業(yè)務(wù)流程重組和市場(chǎng)應(yīng)變能力強(qiáng)；（2）企業(yè)的生產(chǎn)方式多為按訂單制造和裝配，單一生產(chǎn)類(lèi)型較多，混合生產(chǎn)類(lèi)型較少，配套協(xié)作生產(chǎn)型企業(yè)多；（3）企業(yè)的管理組織結(jié)構(gòu)是扁平化的，決策者的決策能迅速執(zhí)行；（4）企業(yè)對(duì)市場(chǎng)依賴性很大，經(jīng)營(yíng)比制造更重要，尤其是訂單的獲得和采購(gòu)的控制；（5）資金不雄厚，人員少，技術(shù)人員主要用于解決企業(yè)現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)問(wèn)題。

以上這些特點(diǎn)決定了中小制造企業(yè)的管理與決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)單化，專業(yè)化，針對(duì)性強(qiáng)；（2）系統(tǒng)要留有升級(jí)空間，應(yīng)變力強(qiáng)，即企業(yè)如果有新的要求，能隨時(shí)增加新功能；（3）企業(yè)資金有限，要求設(shè)計(jì)要快，周期短，成本低。

2 中小制造企業(yè)的決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分析

決策數(shù)據(jù)的來(lái)源是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)的分析、整合，來(lái)提供給數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)；聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP）對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的多維數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行切片、切塊、鉆取和旋轉(zhuǎn)等，并將其轉(zhuǎn)換成輔助決策信息，以便于使用者從不同角度提取有關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)挖掘（DM）是一個(gè)決策支持過(guò)程，它將數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中經(jīng)過(guò)初步加工的大容量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的知識(shí)和決策信息，將提取的知識(shí)表示為概念、規(guī)則、規(guī)律、模式等形式，幫助管理和決策者制定能夠改進(jìn)工作過(guò)程的決策。

考慮到系統(tǒng)必須能及時(shí)跟上企業(yè)發(fā)展的步伐，可以方便地進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，滿足企業(yè)未來(lái)需求，決策支持系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)分為四個(gè)部分：用戶管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、決策庫(kù)管理和決策分析。

2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的基礎(chǔ)上，該系統(tǒng)采用B/S三層構(gòu)架，使數(shù)據(jù)、決策分析層和web用戶應(yīng)用分離開(kāi)，這樣有利于系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)，當(dāng)系統(tǒng)需要修改功能或者增加功能時(shí)，可以只修改三層中的某些部分即可。決策分析層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)與用戶端的連接工作，通過(guò)編寫(xiě)應(yīng)用服務(wù)器組件來(lái)處理各種數(shù)據(jù)信息和企業(yè)邏輯，一方面把用戶端的請(qǐng)求傳送給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，另一方面將服務(wù)器的查詢結(jié)果返回送給用戶端。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器只需要專心響應(yīng)用戶端的請(qǐng)求，這樣就大幅度減輕了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的工作負(fù)擔(dān)，加快了其響應(yīng)速度，系統(tǒng)的整體工作效率也得到提高。系統(tǒng)的整體構(gòu)架如圖1所示。

2.3 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)的功能模塊分析：

（1）用戶管理：管理系統(tǒng)使用的用戶和密碼?？梢栽黾雍蛣h除用戶，保證系統(tǒng)的安全、正常使用。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)管理：數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊主要對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理。包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新和數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出功能模塊。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)要適時(shí)更新，這樣才能保證決策的數(shù)據(jù)來(lái)源的真實(shí)性，對(duì)決策目標(biāo)做出正確分析。

（3）知識(shí)庫(kù)和算法庫(kù)管理：主要是對(duì)知識(shí)庫(kù)和算法庫(kù)進(jìn)行管理和維護(hù)。知識(shí)庫(kù)模塊包括對(duì)知識(shí)的建立、修改和刪除。系統(tǒng)中，根據(jù)用戶需求，把用戶所需要分析的決策生成一個(gè)獨(dú)立模型，每一種模型都建立相應(yīng)算法。同時(shí)還要能根據(jù)用戶需求對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行更新，滿足企業(yè)的需求。

（4）決策分析：決策分析功能是決策支持系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)形式。用戶通過(guò)決策分析功能模塊，能夠選取決策算法，對(duì)具體決策目標(biāo)進(jìn)行決策分析。

3 基于智能對(duì)象的知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)

決策支持系統(tǒng)的核心是知識(shí)庫(kù)。用戶通過(guò)對(duì)知識(shí)庫(kù)的管理，完成對(duì)決策知識(shí)庫(kù)的建立、修改以及調(diào)用等各種功能。

3.1 知識(shí)的智能對(duì)象表示

知識(shí)表示是將有關(guān)知識(shí)按一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)，以便使用和修改。在面向?qū)ο蟮闹R(shí)系統(tǒng)中，把描述待求解問(wèn)題的屬性概念（知識(shí)）和行為表示（知識(shí)處理方法）模型化為對(duì)象，使其成為模型庫(kù)中的一個(gè)知識(shí)單元。在現(xiàn)實(shí)世界中，知識(shí)總是被某個(gè)實(shí)體獲取、掌握和運(yùn)用，我們稱這樣的實(shí)體為智能實(shí)體。智能對(duì)象的定義為：智能對(duì)象是系統(tǒng)中包含知識(shí)及處理方法的對(duì)象，即，智能對(duì)象=對(duì)象+知識(shí)+處理方法。

智能對(duì)象具有智能動(dòng)作行為的能力，它能了解周?chē)沫h(huán)境變化，并根據(jù)變化自主、智能地采取行動(dòng)，完成相應(yīng)任務(wù)，反過(guò)來(lái)，對(duì)象的動(dòng)作又能改變周?chē)h(huán)境。智能對(duì)象的模型是一種語(yǔ)義相關(guān)聯(lián)模型，其基本元素是類(lèi)和對(duì)象，每個(gè)類(lèi)或?qū)ο蟮膬?nèi)容包括屬性及對(duì)屬性進(jìn)行操作的方法。

3.2 基于智能對(duì)象的知識(shí)表示

基于智能對(duì)象的知識(shí)表示分為下面三個(gè)步驟：首先確定應(yīng)用領(lǐng)域的對(duì)象種群，并按繼承與被繼承的關(guān)系把它們用層次關(guān)系組織起來(lái)，構(gòu)成系統(tǒng)智能對(duì)象知識(shí)表示二叉樹(shù)型表示；然后，把從根對(duì)象結(jié)點(diǎn)到葉子對(duì)象結(jié)點(diǎn)的每條路經(jīng)按照IF－THEN規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的規(guī)則集；最后，將一個(gè)對(duì)象看成一個(gè)子任務(wù)，將完成這一子任務(wù)的所有規(guī)則劃分成義的規(guī)則組，這樣整個(gè)知識(shí)庫(kù)就構(gòu)成了以智能對(duì)象=＜對(duì)象＞+規(guī)則組為單元的圖型層次結(jié)構(gòu)。

3.3 基于智能對(duì)象知識(shí)的構(gòu)建與存儲(chǔ)

結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)對(duì)知識(shí)庫(kù)的功能要求，將知識(shí)庫(kù)劃分為知識(shí)層、方式層和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層。各層之間均采用面向?qū)ο蟮姆椒?，根?jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的類(lèi)別和結(jié)構(gòu)，分解為具有層次繼承關(guān)系的父子對(duì)象，采用這種結(jié)構(gòu)，使得知識(shí)的模型化更強(qiáng)。

在智能對(duì)象的知識(shí)庫(kù)中，將問(wèn)題求解中的概念、實(shí)體等作為對(duì)象，并以框架表示，其所有屬性、對(duì)屬性的操作方法及使用的所有規(guī)則，都封裝在對(duì)象的框架中。

考慮知識(shí)庫(kù)在計(jì)算機(jī)中的表示方法和存儲(chǔ)形式，使知識(shí)庫(kù)便于管理，能靈活的連接，并參與推理，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的需要，系統(tǒng)采用兩種模型形式，即靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。靜態(tài)模型由新模型生成功能模塊產(chǎn)生，存放在知識(shí)庫(kù)中，知識(shí)庫(kù)采用SQL serve2000建立的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的組織形式，智能對(duì)象表中的一條記錄代表一個(gè)對(duì)象實(shí)例，一個(gè)字段是智能對(duì)象實(shí)例的屬性，將這些對(duì)象框架組合起來(lái)，形成一個(gè)靜態(tài)模型。用戶只需調(diào)用模型，輸入條件選項(xiàng)，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息，完成決策。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是模型簡(jiǎn)單，易于理解，針對(duì)性強(qiáng)。而動(dòng)態(tài)模型是靜態(tài)模型通過(guò)模型求解調(diào)用方法、聯(lián)接數(shù)據(jù)生成的臨時(shí)模型。可以根據(jù)用戶的不同需求，在一個(gè)靜態(tài)模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)不同條件的選擇，形成不同的動(dòng)態(tài)分析模型。

基本類(lèi)型表有：智能對(duì)象表，規(guī)則表和事實(shí)表。

3.4 基于智能對(duì)象的知識(shí)推理

系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，對(duì)企業(yè)的決策行為進(jìn)行分析后，用戶根據(jù)系統(tǒng)提示輸入決策條件，系統(tǒng)直接利用智能對(duì)象內(nèi)部封裝的規(guī)則進(jìn)行推理；也可以利用智能對(duì)象間的繼承機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，即從根結(jié)點(diǎn)到葉子結(jié)點(diǎn)的搜索過(guò)程。這使得系統(tǒng)在推理時(shí)，自動(dòng)對(duì)推理空間進(jìn)行劃分和裁剪，從而提高了推理效率。通過(guò)圖或文字等方式形成報(bào)表打印出來(lái)。

總之，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)同一模型的不同數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以靈活地對(duì)企業(yè)的各種據(jù)決策模型進(jìn)行分析，這樣一方面滿足了企業(yè)的需求，建立了適合于中小企業(yè)靈活多變的企業(yè)決策系統(tǒng)；另一方面則節(jié)省了設(shè)計(jì)成本，減少了決策模型的種類(lèi)，減輕了系統(tǒng)的復(fù)雜度。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用B/S三層構(gòu)架、應(yīng)用基于智能對(duì)象的方法來(lái)構(gòu)造知識(shí)系統(tǒng)、結(jié)合數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等技術(shù)方法的中小制造企業(yè)決策支持系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，可以靈活地對(duì)企業(yè)的各種據(jù)決策模型進(jìn)行分析，這樣一方面滿足了企業(yè)的需求，建立了適合于中小企業(yè)靈活多變的企業(yè)決策系統(tǒng)，達(dá)到為中小制造企業(yè)生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)等各方面的管理與決策支持服務(wù)等目的，另一方面則節(jié)省了設(shè)計(jì)成本，減少了決策模型的種類(lèi)，減輕了系統(tǒng)的復(fù)雜度。

［1］譚建豪，章兢，等.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2009：123 －127.

［2］汪定偉.敏捷制造的ERP及其決策優(yōu)化［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：168 －198.

［3］趙蔥娟，王淑營(yíng)，孫林夫.面向中小企業(yè)信息化建設(shè)的ASP服務(wù)平臺(tái)田［J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2004（11）：45 －48.

作者：馬秋菊，女，1957年生，碩士，副教授，主攻方向：計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，已發(fā)表論文20余篇。

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The Research and Design of Small and Medium Manufacture Enterprise Decision Support System Based on Intelligent Object

MA Qiuju，ZHANG Shuqi
（Chengde Petroleum College，Chengde 067000，CHN）

This paper analyzed the characteristics and decision support system requirements of small and medium manufacturing enterprises，discussed structural design of decision support systems and constructed knowledge system process based on smart object for the requirements，so that the logic of knowledge is more stronger，linkages between services and the reasoning process more clearly，the system more practical.

Small and Medium Manufacturing Enterprises；Decision Support；Smart Objects

* 河北省科技攻關(guān)課題：通用企業(yè)決策支持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究（編號(hào)：4213571）

（編輯 余 捷） （

2010－02－01）

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