智能決策支持系統(tǒng)探究

張銘泉 董 超

[摘要] 從決策支持系統(tǒng)和智能決策系統(tǒng)的概念入手,介紹了DSS的結(jié)構(gòu)并在此基礎(chǔ)上給出了IDSS的結(jié)構(gòu),列舉了幾種常見(jiàn)的基于人工智能的IDSS:基于ES的IDSS和基于Agent的IDSS,其中著重分析了DSS與ES結(jié)合的IDSS,最后給出了IDSS今后發(fā)展中要解決的問(wèn)題。

[關(guān)鍵詞] 決策支持系統(tǒng) 人工智能 智能決策支持系統(tǒng)

一、引言

決策者要經(jīng)常面臨一些非結(jié)構(gòu)化狀態(tài),這些狀態(tài)處理起來(lái)既復(fù)雜又困難,并且不能用標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)的方式來(lái)解決。決策支持系統(tǒng)(DSS)是以交互式計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的系統(tǒng),它允許決策者直接干預(yù)并幫助他利用他的經(jīng)驗(yàn)和判斷來(lái)解決半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的問(wèn)題。作為新的基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng),DSS首先由Scott Morton早在1970s明確的提出,在20世紀(jì)70年代中期,Keen和Scott Morton引入了DSS的概念。智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)是決策支持系統(tǒng)和人工智能的結(jié)合,在20世紀(jì)80年代中期,人工智能領(lǐng)域的研究者們把知識(shí)表示和知識(shí)加工的思想引進(jìn)到DSS中,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的DSS的只依靠模型技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的缺陷。

二、DSS和IDSS的概念

決策支持系統(tǒng)(Decision Support System,DSS)是信息系統(tǒng)研究的最新發(fā)展階段。它是一個(gè)融計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、人工智能、管理科學(xué)、決策科學(xué)等學(xué)科與技術(shù)于一體的技術(shù)集成系統(tǒng)。傳統(tǒng)的DSS使用數(shù)據(jù)模型和數(shù)值計(jì)算方法來(lái)輔助決策,具有無(wú)法表示復(fù)雜決策過(guò)程的局限性,隨著AI技術(shù)的發(fā)展,專家系統(tǒng)的出現(xiàn),1981年Bonczek等人提出將DSS與ES相結(jié)合,分別發(fā)揮DSS數(shù)值分析與ES符號(hào)處理的特點(diǎn),將定性分析和定量分析有機(jī)結(jié)合,使其能夠進(jìn)行知識(shí)處理,以方便、準(zhǔn)確地模擬客觀世界,全面地反映決策過(guò)程,從而有效地解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題,形成最初的IDSS。

IDSS是管理決策科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能相結(jié)合的產(chǎn)物。利用專家系統(tǒng)(ES)技術(shù),預(yù)先把專家(決策者)的建模經(jīng)驗(yàn)整理成計(jì)算機(jī)表示的知識(shí),組織在知識(shí)庫(kù)中,并用稱為推理機(jī)的一組程序來(lái)模擬決策專家的思維推理,形成一個(gè)智能的部件;在經(jīng)典DSS中需要決策者干預(yù)時(shí),就先訪問(wèn)此智能部件,只有當(dāng)它也無(wú)能為力時(shí),才請(qǐng)求人工干預(yù),這樣就可以大大提高決策效率并減輕管理決策人員的負(fù)擔(dān)。

三、DSS和IDSS的結(jié)構(gòu)

1.DSS的結(jié)構(gòu)。DSS發(fā)展至今大家比較公認(rèn)的一種為“三部件”結(jié)構(gòu)。它主要由數(shù)據(jù)部件、模型部件和對(duì)話部件組成。具體表現(xiàn)為以下四個(gè)系統(tǒng):(1)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng);(2)模型管理子系統(tǒng)(3)知識(shí)管理子系統(tǒng);(4)對(duì)話子系統(tǒng)。

2.IDSS的結(jié)構(gòu)。智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)是在決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)上集成人工智能技術(shù),特別是專家系統(tǒng)而形成的,它既充分發(fā)揮了專家系統(tǒng)中知識(shí)及知識(shí)處理的特長(zhǎng),也充分發(fā)揮了傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)中數(shù)值分析的優(yōu)勢(shì)。既可以進(jìn)行定量分析,又可以進(jìn)行定性分析,能有效地解決半結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化的問(wèn)題,這就大大擴(kuò)大了決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,提高了系統(tǒng)求解問(wèn)題的能力。

四、基于AI的IDSS

人工智能(AI)是讓計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人類智能,由于模擬途徑的不同,產(chǎn)生了不同的AI理論和技術(shù)。通過(guò)心理學(xué)的途徑,總結(jié)人們思維活動(dòng)的規(guī)律,產(chǎn)生了人工智能的符號(hào)機(jī)制,后發(fā)展成ES;根據(jù)生理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等對(duì)人類學(xué)習(xí)機(jī)理的了解,建立人類學(xué)習(xí)的計(jì)算模型或認(rèn)知模型,形成了機(jī)器學(xué)習(xí)理論;通過(guò)社會(huì)學(xué)的途徑,研究人類在社會(huì)中的行為,將人類模擬成為多種智能體品質(zhì)構(gòu)成的有機(jī)的整體——Agent,綜合考慮Agent技術(shù)及其在Agent環(huán)境中的行為,這就是Agent技術(shù)和理論。除此之外,還有自然語(yǔ)言理解等人工智能技術(shù)。將上述不同的AI技術(shù)與DSS相結(jié)合,形成不同形式的IDSS,下面對(duì)它們分別介紹。

1.基于ES的IDSS

ES是目前AI中應(yīng)用較成熟的一個(gè)領(lǐng)域,一般由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)及數(shù)據(jù)庫(kù)組成,它使用非數(shù)量化的邏輯語(yǔ)句來(lái)表達(dá)知識(shí),用自動(dòng)推理的方式進(jìn)行問(wèn)題求解,而DSS主要使用數(shù)量化方法將問(wèn)題模型化后,利用對(duì)數(shù)值模型的計(jì)算結(jié)果來(lái)進(jìn)行決策支持。在IDSS中,將DSS和ES相結(jié)合,主要有三種結(jié)合方式:(1)DSS和ES的總體結(jié)合;(2)知識(shí)庫(kù)(KB)和模型庫(kù)(MB)的結(jié)合;(3)數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合。

由以上DSS和ES三種結(jié)合方式,就形成了三種IDSS的集成形式:(1)DSS和ES并重的IDSS結(jié)構(gòu);(2)DSS為主體的IDSS結(jié)構(gòu);(3)ES為主體的IDSS結(jié)構(gòu)。

2.基于Agent的IDSS

Agent是目前AI領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),主要有智能型Agent研究、Multi—Agent系統(tǒng)研究和Agent—oriented的程序設(shè)計(jì)研究三個(gè)方面。Agent自身應(yīng)該具有知識(shí)、目標(biāo)和能力。知識(shí)是Agent對(duì)其周圍環(huán)境和要求解的問(wèn)題的某種描述。目標(biāo)是Agent解決問(wèn)題所能達(dá)到的程度。能力就是Agent自身具有的解決問(wèn)題的技能。針對(duì)不同的具體任務(wù),人們構(gòu)造了不同種類的Agent來(lái)滿足需要。界面Agent、信息Agent、移動(dòng)Agent和協(xié)作Agent就是其中的四種。關(guān)于Agent的資料很多由于篇幅限制這里不再展開(kāi)闡述。

五、IDSS研究過(guò)程中要解決的問(wèn)題

1.智能部件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。IDSS中的智能性可以表現(xiàn)在知識(shí)庫(kù)部分,模型庫(kù)部分和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)(數(shù)據(jù)庫(kù))部分。對(duì)模型庫(kù)系統(tǒng)部分包括模型庫(kù)的組織結(jié)構(gòu)、模型庫(kù)管理系統(tǒng)的功能、模型庫(kù)語(yǔ)言等方面的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),主要是模型的表示和智能構(gòu)造及重用,如何使模型庫(kù)中的模型具有知識(shí),以有效地將定性和定量分析相結(jié)合。

2.系統(tǒng)各部件之間的交互。系統(tǒng)各部件之間的聯(lián)系通過(guò)部件之間的接口來(lái)完成,包括對(duì)數(shù)據(jù)存取,對(duì)模型的調(diào)用,對(duì)知識(shí)的推理和修改,人機(jī)界面對(duì)各個(gè)模塊的調(diào)用和協(xié)調(diào).如何實(shí)現(xiàn)各個(gè)部件之間的高效交互,使信息能高效傳遞是一項(xiàng)需長(zhǎng)期研究的任務(wù)。

3.系統(tǒng)的集成化。如何根據(jù)實(shí)際需要,以現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)為依托,運(yùn)用多種技術(shù)和方法進(jìn)行系統(tǒng)綜合集成,使系統(tǒng)各部件有機(jī)地結(jié)合在一起,形成完整實(shí)用的系統(tǒng)。

六、結(jié)束語(yǔ)

IDSS的發(fā)展趨勢(shì)是向著綜合化、集成化方向發(fā)展,綜合利用多種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)IDSS已是構(gòu)建現(xiàn)代IDSS的必然趨勢(shì)。IDSS的研究工作應(yīng)該突出在系統(tǒng)的智能性和對(duì)決策支持兩個(gè)方面。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,AI、數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域都出現(xiàn)新的技術(shù),如何有效地將這些技術(shù)應(yīng)用于IDSS的構(gòu)建中,把數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘、模型庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、ES、面向?qū)ο?、Agent、機(jī)器學(xué)習(xí)等的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),集成綜合的決策支持系統(tǒng),開(kāi)發(fā)出實(shí)用而有效的IDSS是當(dāng)前IDSS發(fā)展中的首要問(wèn)題之一。

參考文獻(xiàn):

[1]高洪深.決策支持系統(tǒng)(DSS)理論、方法、案例.北京:清華大學(xué)出版杜,2000.

[2]GA Gorry,MS Scott Morton. A framework for management information systems.Sloan Management Review,1999.

[3]黃梯云.智能決策支持系統(tǒng)北京:電子工業(yè)出版社,2001.

[4]陳文偉.決策支持系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)(第二版).北京:清華大學(xué),2000.

[5]賴景和.周運(yùn)森.決策支持系統(tǒng)在企業(yè)管理中的應(yīng)用.現(xiàn)代科學(xué),2004,6.

[6]毛海軍,唐煥文.智能決策支持系統(tǒng)研究進(jìn)展.小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),2003,5.

[7] 梁雯,梁厚蘊(yùn).基于智能和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)DSS的綜臺(tái)DSS.微機(jī)發(fā)展.