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1、第第3 3章章22 (2)中中 内内 容容3.1.3 模型实验与模型组合方案模型实验与模型组合方案3.1.4智能决策支持系统的设计与开发智能决策支持系统的设计与开发3.1.5 决策支持系统实例决策支持系统实例3.1.3模型实验与模型组合方案模型实验与模型组合方案 3.1.3.1 模型实验的决策支持模型实验的决策支持3.1.3.2 模型组合方案的决策支持模型组合方案的决策支持3.1.3.1 模型实验的决策支持模型实验的决策支持1.建立模型的建立模型的What-if分析分析一般模型方程中的变量个数和方程个数比较好确定，一般模型方程中的变量个数和方程个数比较好确定，但方程中的但方程中的系数和常数是难
2、于确定的系数和常数是难于确定的。采用采用What-if（如果，将怎样）分析来讨论这些（如果，将怎样）分析来讨论这些系数系数和常数的变化会引起什么样的结果和常数的变化会引起什么样的结果，将能有效地解，将能有效地解决系数和常数的不确定性问题。决系数和常数的不确定性问题。2.模型组的定性分析模型组的定性分析在对一个实际决策问题做方案时，往往会采用对在对一个实际决策问题做方案时，往往会采用对同一问题的多个不同模型进行计算同一问题的多个不同模型进行计算，然后对这，然后对这些模型的计算结果些模型的计算结果进行选择或者进行综合进行选择或者进行综合，得，得到一个比较合理的结果。到一个比较合理的结果。这是一种采
3、用模型组进行实验的决策支持。这是一种采用模型组进行实验的决策支持。在对一个实际决策问题做方案时，往往会采用对同在对一个实际决策问题做方案时，往往会采用对同一问题的多个不同模型进行计算，然后对这些模型的计一问题的多个不同模型进行计算，然后对这些模型的计算结果进行选择或者进行综合，得到一个比较合理的结算结果进行选择或者进行综合，得到一个比较合理的结果。这是一种采用果。这是一种采用多模型并行组合的决策方案多模型并行组合的决策方案。下面通。下面通过一个实例进行说明。过一个实例进行说明。某县对粮食产量进行规划，预测某县对粮食产量进行规划，预测20152015年的粮食总产年的粮食总产量。为此，利用该县从量
4、。为此，利用该县从20052005年到年到20142014年各年的粮食产量年各年的粮食产量数据，按照不同预测模型的要求，分别建立了五个不同数据，按照不同预测模型的要求，分别建立了五个不同的数学模型，并分别进行了预测计算的数学模型，并分别进行了预测计算:模型组的决策支持实例模型组的决策支持实例 （1 1）灰色模糊预测模型灰色模糊预测模型 其中其中x1x1、x2x2、x3x3、x4x4分别为：良种面积、汗涝保收面积、化分别为：良种面积、汗涝保收面积、化肥施用量、农药用量。肥施用量、农药用量。预测预测20152015年总产量为年总产量为15.915.9亿斤。亿斤。（2 2）生长曲线预测模型生长曲线预
5、测模型 预测预测20152015年总产量为年总产量为15.415.4亿斤。亿斤。（3 3）时间趋势预测模型时间趋势预测模型 预测预测20152015年总产量为年总产量为17.517.5亿斤亿斤。（4 4）多元回归预测模型多元回归预测模型 其中其中x1x1、x2x2、x3x3、x4x4、t t、x6x6分别为：化肥、种子、分别为：化肥、种子、水、种粮面积、时间、政策因素。水、种粮面积、时间、政策因素。预测预测20152015年总产量为年总产量为16.916.9亿斤。亿斤。（5 5）三次平滑预测模型三次平滑预测模型 预测预测20152015年总产量年总产量17.517.5亿斤。亿斤。归纳各模型预测
6、结果在如下范围，即：归纳各模型预测结果在如下范围，即：2015 2015年粮食总产量：年粮食总产量：141417.517.5亿公斤亿公斤。为了确定一个比较合理的粮食产量预测值，只能为了确定一个比较合理的粮食产量预测值，只能由决策者集体由决策者集体讨论，共同决策该县在讨论，共同决策该县在20152015年预测值年预测值。分析粮食产量的主要影响。分析粮食产量的主要影响因素是：因素是：（1 1）投入水平（化肥适用量）；）投入水平（化肥适用量）；（2 2）科技水平（如杂交良种推广应用）；）科技水平（如杂交良种推广应用）；（3 3）生产条件（农田基本建设效益）；）生产条件（农田基本建设效益）；根据该县的
7、实际情况，全县基础较好，部分区域有较大发展，根据该县的实际情况，全县基础较好，部分区域有较大发展，但是全县粮食但是全县粮食“突变性突变性”增长可能性小，稳步增长可能性大，总增长可能性小，稳步增长可能性大，总产量高端可能性小。综合分析，总产量达到区间中间值把握性大。产量高端可能性小。综合分析，总产量达到区间中间值把握性大。最后确定该县的预测值是，最后确定该县的预测值是，20152015年粮食总产量为年粮食总产量为1515亿斤。亿斤。3.1.3.2模型组合方案的决策支持模型组合方案的决策支持n复杂的决策问题的方案需要考虑用多个标准复杂的决策问题的方案需要考虑用多个标准数学模型的组合来完成。数学模型
8、的组合来完成。n在计算机中，对模型的组合是利用程序设计在计算机中，对模型的组合是利用程序设计中的顺序、选择、循环中的顺序、选择、循环3种组合结构形式。种组合结构形式。n对于两个模型间的数据关系，在实际问题中，是一对于两个模型间的数据关系，在实际问题中，是一个模型的输出数据，经过变换后成为另一个模型的个模型的输出数据，经过变换后成为另一个模型的输入数据。这样，就增加了模型组合的难度，即增输入数据。这样，就增加了模型组合的难度，即增加建立决策方案的难度。组合的模型愈多，难度愈加建立决策方案的难度。组合的模型愈多，难度愈大。大。n在多模型组合方案中，改变其中的某个模型或者改在多模型组合方案中，改变其
9、中的某个模型或者改变其中的某个数据库，这就改变了方案。通过多个变其中的某个数据库，这就改变了方案。通过多个方案的计算和比较，可以达到科学决策的效果。方案的计算和比较，可以达到科学决策的效果。3.1.4智能决策支持系统的设计与开发智能决策支持系统的设计与开发3.1.4.1 决策支持系统开发过程决策支持系统开发过程3.1.4.2 DSS设计设计3.1.4.3 各部件编制程序各部件编制程序3.1.4.4 DSS集成集成3.1.4.1 决策支持系统开发过程决策支持系统开发过程 DSS DSS系统开发的主要步骤为：系统开发的主要步骤为：（1 1）DSSDSS系统分析系统分析，包括确定实际决策问题目标，对
10、，包括确定实际决策问题目标，对系统分析论证。系统分析论证。（2 2）DSSDSS系统初步设计系统初步设计，包括对决策问题进行分解成，包括对决策问题进行分解成多个子问题以及它们的综合。多个子问题以及它们的综合。（3 3）DSSDSS系统详细设计系统详细设计，包括各个子问题的详细设计，包括各个子问题的详细设计（数据设计和模型设计）和综合设计。（数据设计和模型设计）和综合设计。数据设计数据设计包括数据文件设计和数据库设计。包括数据文件设计和数据库设计。模型设计模型设计包括模型算法设计和模型库设计。包括模型算法设计和模型库设计。知识设计知识设计包括知识表示设计、推理机设计和知识库包括知识表示设计、推理
11、机设计和知识库管理系统的设计。管理系统的设计。综合设计综合设计包括对各个子问题的综合控制设计。包括对各个子问题的综合控制设计。（4 4）各部件编制程序）各部件编制程序，包括，包括建立数据库和数建立数据库和数据库管理系统；据库管理系统；编制模型程序，建立模型库、编制模型程序，建立模型库、模型库管理系统；模型库管理系统；建立知识库、编制推理机建立知识库、编制推理机程序以及完成知识库管理系统。程序以及完成知识库管理系统。编制综合控编制综合控制程序（总控程序），由总控程序控制模型的制程序（总控程序），由总控程序控制模型的运行和组合，对数据库数据的存取、计算等处运行和组合，对数据库数据的存取、计算等处理
12、，设置人机交互等。理，设置人机交互等。（5 5）四部件集成为）四部件集成为DSSDSS系统系统，包括解决部件接口，包括解决部件接口问题，由总控程序的运行实现对模型部件和数问题，由总控程序的运行实现对模型部件和数据部件的集成，形成据部件的集成，形成DSSDSS系统。系统。决策支持系统（决策支持系统（DSSDSS）的开发流程图）的开发流程图3.1.4.2 DSS系统分析和系统分析和设计设计 1.DSS 1.DSS系统分析系统分析 确定决策目标，目标代表了方向和确定决策目标，目标代表了方向和预期的结果。预期的结果。对于建立新系统，提出总的设想、对于建立新系统，提出总的设想、途径和措施。在系统分析的基
13、础上提出途径和措施。在系统分析的基础上提出系统分析报告。系统分析报告。2 DSS2 DSS的初步设计的初步设计 DSSDSS系统初步设计完成系统总体设计，进行问题分解和问题系统初步设计完成系统总体设计，进行问题分解和问题综合。综合。对问题进行分解，分解成多个子问题并进行功能分析。对问题进行分解，分解成多个子问题并进行功能分析。在系统分解的同时，对各子问题之间的关系以及它们之间的处在系统分解的同时，对各子问题之间的关系以及它们之间的处理顺序进行问题综合设计。理顺序进行问题综合设计。对于数量化比较明确的决策问题，可以采用定量的数学模对于数量化比较明确的决策问题，可以采用定量的数学模型。对于数量化不
14、明确的决策问题，可以采用知识推理的定性型。对于数量化不明确的决策问题，可以采用知识推理的定性模型。对于比较简单的决策问题可以采用定量模型或定性模型模型。对于比较简单的决策问题可以采用定量模型或定性模型来加以解决。对于复杂的决策问题需要把多个定量模型和定性来加以解决。对于复杂的决策问题需要把多个定量模型和定性模型结合起来。模型结合起来。对各子问题还要进行数据设计，对各子问题还要进行数据设计，主要考虑到两方面：主要考虑到两方面：（1 1）数据提供辅助决策的要求。）数据提供辅助决策的要求。（2 2）为模型计算提供所需要的数据。）为模型计算提供所需要的数据。3 DSS3 DSS详细设计详细设计 对数据
15、的设计，包括数据文件设计和数据库的设计。对数据的设计，包括数据文件设计和数据库的设计。对模型的详细设计包括模型算法设计和模型库的设计对模型的详细设计包括模型算法设计和模型库的设计 对于模型的多个文件如何组织和存贮是模型库设对于模型的多个文件如何组织和存贮是模型库设计的主要任务。计的主要任务。对于数学模型一般是以数学方程的形式表示。如对于数学模型一般是以数学方程的形式表示。如何在计算机上实现，需要对模型方程提出算法设计，何在计算机上实现，需要对模型方程提出算法设计，当模型在设计了有效的算法后，才能利用计算机语当模型在设计了有效的算法后，才能利用计算机语言编制计算机程序，在计算机上实现。言编制计算
16、机程序，在计算机上实现。对知识的详细设计对知识的详细设计包括确定知识表示形式，知识获取包括确定知识表示形式，知识获取一般由知识工程师从领域专家那里获取。一般由知识工程师从领域专家那里获取。知识获取是比较困难的过程，一般采用启发式知识知识获取是比较困难的过程，一般采用启发式知识获取工具，从目标开始按知识树的结构，由获取工具，从目标开始按知识树的结构，由“结论结论”向下获取向下获取“条件条件”，逐层向下直到知识树的叶节，逐层向下直到知识树的叶节点。尽量得到多棵知识树，从而完成全部知识获取。点。尽量得到多棵知识树，从而完成全部知识获取。知识的推理机实际上是对推理树的深度优先搜索。知识的推理机实际上是
17、对推理树的深度优先搜索。3.1.4.3 各部件编制程序各部件编制程序（1）数据部件的处理数据部件的处理 针对具体的实际问题，需要建立数据库。建立数针对具体的实际问题，需要建立数据库。建立数据库一般包据库一般包括括建数据库结构和输入实际数据建数据库结构和输入实际数据。利用数据库管理。利用数据库管理系统提供的系统提供的语言，建立有关数据库查询、修改的数据处理程序。语言，建立有关数据库查询、修改的数据处理程序。（2）模型部件的处理）模型部件的处理 模型库管理系统现在没有成熟的软件，需要模型库管理系统现在没有成熟的软件，需要自行设自行设计并进行程序开发计并进行程序开发。模型库的组织和存贮，一般由模型字
18、典和模型文件模型库的组织和存贮，一般由模型字典和模型文件组成。组成。模型库管理系统就是对模型字典和模型文件的有效模型库管理系统就是对模型字典和模型文件的有效管理。管理。模型部件的集成，主要体现在模型库和模型库管理模型部件的集成，主要体现在模型库和模型库管理系统的统一。系统的统一。（3）知识部件的处理）知识部件的处理知识部件需要建立知识库、编制推理机程序和开知识部件需要建立知识库、编制推理机程序和开发知识库管理系统。发知识库管理系统。知识库中除领域知识以外还需要增加元知识，帮知识库中除领域知识以外还需要增加元知识，帮助推理机从目标开始搜索到叶节点，向用户提助推理机从目标开始搜索到叶节点，向用户提
19、问。对多知识树还需进行元知识的推理。问。对多知识树还需进行元知识的推理。推理机的原理是在知识树中进行深度优先搜索。推理机的原理是在知识树中进行深度优先搜索。知识库管理系统类似于数据库管理系统，可以自知识库管理系统类似于数据库管理系统，可以自行设计和完成。行设计和完成。（4 4）综合部件处理综合部件处理 编制编制DSSDSS总控程序是按总控详细流程图，总控程序是按总控详细流程图，DSS DSS系统总控的计算机语言，需要有系统总控的计算机语言，需要有数值计算能数值计算能 力、数据处理能力、模型调用能力力、数据处理能力、模型调用能力等多种能力。等多种能力。利用象利用象PASCALPASCAL、C C
20、这样的语言作为宿主语言增这样的语言作为宿主语言增加在加在DSSDSS中不足的功能（如数据处理以及模型调用中不足的功能（如数据处理以及模型调用和知识推理调用和知识推理调用等）。等）。3.1.4.4 DSS集成集成 DSS DSS的四部件集成，首先要解决四部件之间的接口问题，的四部件集成，首先要解决四部件之间的接口问题，然后对四部件进行集成，最后形成然后对四部件进行集成，最后形成DSSDSS系统。系统。（1 1）接口问题接口问题 最基本的接口问题最基本的接口问题是模型对数据库中数据的存取接口。是模型对数据库中数据的存取接口。第二个接口问题第二个接口问题是总控程序对数据库的接口问题是总控程序对数据库
21、的接口问题 第三个接口问题第三个接口问题是总控程序对模型的调用是总控程序对模型的调用 实际上总控对模型程序的调用需通过模型字典作桥梁，再实际上总控对模型程序的调用需通过模型字典作桥梁，再调用模型执行程序文件。调用模型执行程序文件。第四个接口问题第四个接口问题是总控程序对知识推理的接口，当知识推理是总控程序对知识推理的接口，当知识推理部件采用的语言和总控程序采用的语言是一致时，就可以直部件采用的语言和总控程序采用的语言是一致时，就可以直接调用。若采用是不一样的语言时，就存在两种语言的接口接调用。若采用是不一样的语言时，就存在两种语言的接口问题。问题。DSSDSS总控程序调用模型程序的运行过程图总
22、控程序调用模型程序的运行过程图DSS总控程序总控程序模型字典模型字典模型执行程序模型执行程序（2 2）集成问题集成问题 DSS DSS总控程序是由总控程序是由DSSDSS语言来完成的，也即语言来完成的，也即DSSDSS语言是一语言是一种集成语言，目前各类计算机中还未配备这种多功能的种集成语言，目前各类计算机中还未配备这种多功能的DSSDSS语言，自行设计语言，自行设计DSSDSS语言，将针对这几种能力集成为一体，语言，将针对这几种能力集成为一体，将能有效地完成将能有效地完成DSSDSS系统的集成。系统的集成。以以C C 和和PASCALPASCAL语言为宿主语言的基础上，增加对数据库语言为宿主
23、语言的基础上，增加对数据库操作的能力，设置接口程序。使它们提高到操作的能力，设置接口程序。使它们提高到DSSDSS集成语言的集成语言的水平上，才能完成水平上，才能完成DSSDSS总控程序的需要。总控程序的需要。（3 3）形成）形成DSSDSS系统系统 利用利用DSSDSS集成语言编制集成语言编制DSSDSS总控程序，形成有机整体的总控程序，形成有机整体的DSSDSS系统。系统。3.1.4.5决策支持系统设计小结决策支持系统设计小结1.1.设计思想设计思想 决策支持系统的系统结构是由决策支持系统的系统结构是由综合部件、模型部件、知综合部件、模型部件、知识部件、数据部件识部件、数据部件四大部件组成
24、。四大部件组成。决策支持系统设计决策支持系统设计主要是决策支持系统总体结构设计，主要是决策支持系统总体结构设计，它包括运行结构设计和管理结构设计。它包括运行结构设计和管理结构设计。运行结构运行结构是对实际决策问题用决策支持系统原理设计的是对实际决策问题用决策支持系统原理设计的程序结构。程序结构。管理结构管理结构是完成模型库管理和数据库的管理，达到多模是完成模型库管理和数据库的管理，达到多模型的共享和大量数据的共享。型的共享和大量数据的共享。运行结构的运行结构的关键是综合部件。关键是综合部件。决策支持系统总体结构图决策支持系统总体结构图数数据据部部件件模模型型部部件件问题综合与问题综合与人机交互
25、人机交互总控程序总控程序（综合部件）（综合部件）多模型程序多模型程序多数据库多数据库其它模型程序其它模型程序其它数据库其它数据库模型库模型库管理系统管理系统MBMS数据库管数据库管理系统理系统DBMSDSS运行结构运行结构其它知识库其它知识库知识库知识库推理机推理机知知识识库库管管理理系系统统知识部件知识部件2 2 设计内容设计内容 在在DSSDSS运行结构中，最关键的是总控程序的设计，运行结构中，最关键的是总控程序的设计，其次是模型程序的设计其次是模型程序的设计和推理机的设计和推理机的设计。在在DSS管管理结构中最困难的是模型库管理系统和知识库管理理结构中最困难的是模型库管理系统和知识库管理
26、系统的设计。系统的设计。1.1.总控程序的设计总控程序的设计（1 1）对每个模型的控制运行。）对每个模型的控制运行。（2 2）模型间数据的加工。）模型间数据的加工。（3 3）对知识推理的控制。对知识推理的控制。（4 4）人机交互设计。）人机交互设计。2.2.模型程序的设计模型程序的设计 由于模型包括的种类较多，各模型所采用的计算由于模型包括的种类较多，各模型所采用的计算机语言可以不同。数学模型用数值计算语言，数据机语言可以不同。数学模型用数值计算语言，数据处理模型、报表模型用数据库语言。处理模型、报表模型用数据库语言。3 3推理机程序的设计推理机程序的设计推理机一般采用逆向推理，这样推理目标明
27、确，为完推理机一般采用逆向推理，这样推理目标明确，为完成知识树的逆向推理，由于知识树并不存在计算机成知识树的逆向推理，由于知识树并不存在计算机中，需要建立一个规则栈，通过进栈和出栈来完成中，需要建立一个规则栈，通过进栈和出栈来完成虚拟知识树的虚拟知识树的深度优先搜索深度优先搜索，最后得出目标的取值。，最后得出目标的取值。3.1.4.6决策支持系统的关键技术决策支持系统的关键技术 1.建方案技术建方案技术DSS建方案的主要问题是建方案的主要问题是如何选择多个模型组合形成如何选择多个模型组合形成解决实际问题的方案。也可以认为该方案是解决实际解决实际问题的方案。也可以认为该方案是解决实际问题的大模型
28、。问题的大模型。每个具体的小模型又涉及所需要的数据。多模型的组每个具体的小模型又涉及所需要的数据。多模型的组合表现为用模型资源和数据资源来组合成实际问题方合表现为用模型资源和数据资源来组合成实际问题方案。案。模型资源和数据资源是共享决策资源，模型资源和数据资源是共享决策资源，用模型资源和用模型资源和数据资源可以构建不同的方案，数据资源可以构建不同的方案，用来解决同一实际问用来解决同一实际问题。题。2.2.模型库系统模型库系统 如何表示模型？如何组织模型库？模型库管理系统的功能如何表示模型？如何组织模型库？模型库管理系统的功能要求有哪些？这些问题就成为决策支持系统开发的关键。要求有哪些？这些问题
29、就成为决策支持系统开发的关键。模型库系统的开发就由研制者自行完成。模型库系统的开发就由研制者自行完成。由于模型比数据复杂，模型库就要比数据库复杂得多，模由于模型比数据复杂，模型库就要比数据库复杂得多，模型库管理系统功能随之复杂。型库管理系统功能随之复杂。模型库管理系统同样需要设计一套语言来完成模型库的各模型库管理系统同样需要设计一套语言来完成模型库的各项管理功能，项管理功能，3.3.接口技术接口技术(1)(1)模型部件和综合部件存取数据库的接口模型部件和综合部件存取数据库的接口 模型程序一般采用数值计算语言编制。不具有数据库操作功模型程序一般采用数值计算语言编制。不具有数据库操作功能。而数据库
30、语言对数组运算等数值计算功能很弱，能。而数据库语言对数组运算等数值计算功能很弱，故数据库故数据库语言不适合于编制数值计算类型的模型程序。语言不适合于编制数值计算类型的模型程序。决策支持系统又需要把数值计算和数据处理二者结合起来。模型决策支持系统又需要把数值计算和数据处理二者结合起来。模型程序用到数据时，需要通过数据库接口去存取所需数据。程序用到数据时，需要通过数据库接口去存取所需数据。综合部件存取数据库接口类似于模型对数据库的接口综合部件存取数据库接口类似于模型对数据库的接口。(2)(2)综合部件对模型的接口综合部件对模型的接口 综合部件对模型的控制运行以及多模型的组合。综合部件对模型的控制运
31、行以及多模型的组合。一般采用一般采用“顺序、选择、循环顺序、选择、循环”结构以及嵌套组结构以及嵌套组合结构形式来组合模型。合结构形式来组合模型。(3)(3)综合部件对知识推理的接口综合部件对知识推理的接口知识部件是推理机对知识库中知识的推理。推理机知识部件是推理机对知识库中知识的推理。推理机程序采用的语言如果和综合部件采用的语言不一程序采用的语言如果和综合部件采用的语言不一致时，需要解决好这个接口，综合部件才能调用致时，需要解决好这个接口，综合部件才能调用知识部件。知识部件。4.4.综合部件的集成技术综合部件的集成技术 决策支持系统由决策支持系统由“综合、模型、知识、数综合、模型、知识、数据据
32、”四部件组成。四部件组成。综合部件综合部件如何使其它三部件有机集成为系统如何使其它三部件有机集成为系统又是一个关键技术。它要真正达到控制单模型又是一个关键技术。它要真正达到控制单模型运行以及多模型的组合运行，控制大量的数据运行以及多模型的组合运行，控制大量的数据库的存取，控制知识推理，实现库的存取，控制知识推理，实现DSS的系统集的系统集成。成。综合部件综合部件需要利用一种计算机语言，针对具需要利用一种计算机语言，针对具体的决策问题，编制或者自动生成决策问题的体的决策问题，编制或者自动生成决策问题的总控程序，将所需要的模型库、总控程序，将所需要的模型库、知识库、知识库、数数据库进行集成，形成一
33、个实际的决策支持系统。据库进行集成，形成一个实际的决策支持系统。可以采取两种途径来进行：可以采取两种途径来进行：（1 1）自行设计这种多功能的集成语言来完成决）自行设计这种多功能的集成语言来完成决策支持系统的需要。策支持系统的需要。（2 2）选用功能较强的计算机语言，如）选用功能较强的计算机语言，如C C、PASCALPASCAL等作为宿主语言，增加一些它不足的功能等作为宿主语言，增加一些它不足的功能语句，如数据处理功能语句等，嵌入到宿主语言语句，如数据处理功能语句等，嵌入到宿主语言中形成一种集成语言。中形成一种集成语言。3.1.4.7 决策支持系统的开发决策支持系统的开发1.1.综合部件的总
34、控程序开发综合部件的总控程序开发 从从DSSDSS总控程序的设计中可知它要完成的工作为：总控程序的设计中可知它要完成的工作为：（1 1）控制模型程序的运行；）控制模型程序的运行；（2 2）存取数据库的数据；）存取数据库的数据；（3 3）进行数据处理；）进行数据处理；（4 4）进行数值计算；）进行数值计算；（5 5）完成人机交互。）完成人机交互。总控程序既要有数值计算能力又要有数据处理能力，还需总控程序既要有数值计算能力又要有数据处理能力，还需要有很强的人机交互能力。要有很强的人机交互能力。可见它是一个集成语言。可见它是一个集成语言。为解决决策支持系统的开发，可以采用以下两种途径：为解决决策支持
35、系统的开发，可以采用以下两种途径：1.研制适合于决策支持系统开发的集成语言研制适合于决策支持系统开发的集成语言 我们为开发决策支持系统，研制了我们为开发决策支持系统，研制了GFKD-DSS决策支持决策支持系统工具，其中重要组成部分是自行设计了系统工具，其中重要组成部分是自行设计了DSS集成语言集成语言（在工具中称核心语言）。该语言是将（在工具中称核心语言）。该语言是将PASCAL语言的核语言的核心功能（数值计算）与数据库语言的核心功能（数据处理）心功能（数值计算）与数据库语言的核心功能（数据处理）结合起来而设计的，它为决策支持系统综合部件总控程序结合起来而设计的，它为决策支持系统综合部件总控程
36、序的编制服务。的编制服务。研制新语言实质上是要研制新语言的编译系统。研制决研制新语言实质上是要研制新语言的编译系统。研制决策支持系统集成语言是解决决策支持系统开发的根本途径。策支持系统集成语言是解决决策支持系统开发的根本途径。2.2.以某功能较强的计算机语言为主语言，嵌入以某功能较强的计算机语言为主语言，嵌入开发决策支持系统尚不足的其它语言形成宿主语开发决策支持系统尚不足的其它语言形成宿主语言。言。我们在研制的我们在研制的“分布式多媒体智能决策支持分布式多媒体智能决策支持系统平台系统平台DM-IDSSP”DM-IDSSP”是采用此途径。用功能很强是采用此途径。用功能很强的的C+C+语言为主语言
37、，嵌入语言为主语言，嵌入CODEBASECODEBASE数据库操作语数据库操作语言，再嵌入多媒体表现语言（自行研制的）和知言，再嵌入多媒体表现语言（自行研制的）和知识推理语言（自行研制的），形成了多功能的宿识推理语言（自行研制的），形成了多功能的宿主语言。主语言。2 2 数据库接口数据库接口 目前，已经有为开发数据库的商品软件，如目前，已经有为开发数据库的商品软件，如ODBCODBC、ADOADO等，它们嵌入到等，它们嵌入到C C语言中实现对数据库的语言中实现对数据库的操作。操作。利用这些接口软件，嵌入到主语言（如利用这些接口软件，嵌入到主语言（如C C）中，）中，就达到了扩充主语言对数据库操
38、作的能力。就达到了扩充主语言对数据库操作的能力。3 3 模型库系统模型库系统 开发者可以根据实际决策问题的需要自行研制。开发者可以根据实际决策问题的需要自行研制。橡胶产品的研制是通过对橡胶的三种原料，各以不橡胶产品的研制是通过对橡胶的三种原料，各以不同的数量进行配方后做成产品，然后对产品进行性能测同的数量进行配方后做成产品，然后对产品进行性能测试，测试种性能的数据。试，测试种性能的数据。若要设计新产品，对种性能有一定的指标要求，若要设计新产品，对种性能有一定的指标要求，三种原料如何配方呢？由于不清楚原料与性能之间的内三种原料如何配方呢？由于不清楚原料与性能之间的内部本质联系，部本质联系，一般的
39、做法只能是评经验配方，制成产品一般的做法只能是评经验配方，制成产品后进行测试，不合格时，再配方，再测试后进行测试，不合格时，再配方，再测试。这样反复地、大量地试验，凑出符合要求的产品。这样反复地、大量地试验，凑出符合要求的产品。这自然要消耗大量的物资、经费和时间。这是一个非结这自然要消耗大量的物资、经费和时间。这是一个非结构化决策问题。构化决策问题。3.1.5 决策支持系统实例决策支持系统实例传统做法传统做法测试测试性能性能经验经验配方配方新产品新产品合格合格结束结束不合格不合格大量试验大量试验 对该非结构化决策问题我们设计了两个数学模型进行串对该非结构化决策问题我们设计了两个数学模型进行串行
40、组合的决策方案，行组合的决策方案，即利用一定数量产品的实际测试结果，用即利用一定数量产品的实际测试结果，用多元线性回归多元线性回归模型模型来找出各性能与原料之间的内部规律，得出回归方程来找出各性能与原料之间的内部规律，得出回归方程式。式。然后利用然后利用多目标规划模型多目标规划模型，按新产品对各性能的约束条，按新产品对各性能的约束条件，计算出新产品三种原料的配方数据。件，计算出新产品三种原料的配方数据。这个方案是用半结构化决策去近似解决该非结构化问题这个方案是用半结构化决策去近似解决该非结构化问题。图2.7 橡胶配方决策问题方案示意图1.1.多元线性回归模型多元线性回归模型 在产品数据库中，每
41、个产品的数据是不同的三种原在产品数据库中，每个产品的数据是不同的三种原料配方值以及对产品测得的项性能值料配方值以及对产品测得的项性能值。见表见表2.82.8 产品12345678910111213原料1，x1509050905090509036.3103.6707070原料2，x2101025251010252517.517.517.517.517.5原料3，x30.550.550.550.551.951.951.951.951.251.250.072.421.25性能1，y1124150123160170192162186140160.4106.5225206.2性能2，y254350056
42、3526351300372336760200662306375性能3，y31816211744547.663228性能4，y74972507054805074988527268性能5，y51.020.91.051.010.910.910.90.890.800.8071.160.670.86性能6，y6628480786382847843114767778性能7，y732.231.133.432.218.117.21917.328.419.25215.2523.15性能8，y8-1.4-1.5-1.3-1.1-3.9-4-3.6-3.8-1-4.2-4.2-6-3.6性能9，y940414645
43、414045444540424041表2.8 产品数据库产品数据库产品数据库多元线性多元线性回归模型回归模型多元回归多元回归方程式方程式 利用产品数据库，进行多元回归模型的计算，即通过利用产品数据库，进行多元回归模型的计算，即通过最小二乘原理能得到性能和原料间的回归方程式。最小二乘原理能得到性能和原料间的回归方程式。多元回归方程式多元回归方程式(性能和原料间的关系性能和原料间的关系)为：为：Y Y1 1=0.525=0.525X X1 1-0.434-0.434X X2 2+36.881+36.881X X3 3+86.571+86.571 Y Y2=-4.062=-4.06X X1 1+2.
44、234+2.234X X2 2-143.65-143.65X X3 3+870.8670+870.8670 Y Y3=-0.00353=-0.0035X X1 1+0.106+0.106X X2 2+11.047+11.047X X3 3+25.576+25.576 Y Y4=0.5874=0.587X X1 1-0.179-0.179X X2 2+5.510+5.510X X3 3+18.906+18.906 Y Y5=0.0025=0.002X X2 2-0.124-0.124X X3 3+1.0722+1.0722 Y Y6=0.5576=0.557X X1 1+0.460+0.460X
45、 X2 2+0.49+0.49X X3 3+29.246+29.246 Y Y7=-0.0747=-0.074X X1 1+0.077+0.077X X2 2+12.471+12.471X X3 3+45.482+45.482 Y Y8=-0.028=-0.02X X1 1+0.025+0.025X X2 2-2.843-2.843X X3 3+2.1397+2.1397 Y Y9=-0.0389=-0.038X X1 1+0.302+0.302X X2 2-0.559-0.559X X3 3+40.470+40.470 其中其中 X Xi i(i i=1=1，2 2，3)3)表示三种原料表示
46、三种原料 Y Yi i(i i=1=1，2 2，.9).9)表示九项性能表示九项性能 回归方程回归方程系数、系数、常数常数约束方程约束方程目标方程目标方程多目标多目标规划数据规划数据2.2.多目标规划模型多目标规划模型 该模型有三个目标即三个原料值。约束方程是用该模型有三个目标即三个原料值。约束方程是用项性能的回归方程构成的（三个原料是变量）。项性能的回归方程构成的（三个原料是变量）。约束方程中的约束值由如下方法确定：约束方程中的约束值由如下方法确定：每个性能值按新产品要求，设定一个指标值要求。每个性能值按新产品要求，设定一个指标值要求。如对如对y1y1性能的指标值是：性能的指标值是：Y1=0
47、.525X1-0.434X2+36.881X3+86.571Y1=0.525X1-0.434X2+36.881X3+86.571170170 在多目标规划模型中的约束方程为：在多目标规划模型中的约束方程为：0.525X1-0.434X2+36.881X30.525X1-0.434X2+36.881X383.42883.428 约束方程中的约束值（约束方程中的约束值（83.42883.428）是由给定对该性能）是由给定对该性能的约束值的约束值(170)(170)减去回归方程中的常数值（减去回归方程中的常数值（86.57186.571）而求）而求出的值。约束方程的优先级由人给定。出的值。约束方程的
48、优先级由人给定。通过多目标规划模型的运算将得到个性能和三个原通过多目标规划模型的运算将得到个性能和三个原料的具体目标值。料的具体目标值。表2.9 多目标规划数据库多目标多目标规划数据规划数据多目标多目标规划模型规划模型原料配方原料配方结果结果 经过两个模型的联合运行后，得到的新产品原料配经过两个模型的联合运行后，得到的新产品原料配方数据：方数据：x1x150.7275 x250.7275 x225.0000 x325.0000 x31.89681.8968 它很接近实际要求。它很接近实际要求。若新产品还有不足，就将该次试验产品数据加入到以若新产品还有不足，就将该次试验产品数据加入到以前的产品数
49、据库中去。重新进行二个模型的组合方案的前的产品数据库中去。重新进行二个模型的组合方案的计算。计算。经过几次该方案的反复计算，将会很快逼近符合要经过几次该方案的反复计算，将会很快逼近符合要求的解（满足性能要求的橡胶配方产品）求的解（满足性能要求的橡胶配方产品）。3.3.两个模型间的数据关系两个模型间的数据关系 （1 1）多目标规划数据库中的约束方程系数来自于）多目标规划数据库中的约束方程系数来自于多多元线性回归模型元线性回归模型求出的性能与原料间的回归方程系数。求出的性能与原料间的回归方程系数。（2 2）多目标规划数据库中的性能约束值是通过计算）多目标规划数据库中的性能约束值是通过计算而来，即：
50、而来，即：约束方程的约束值对新产品性能设定的约束值约束方程的约束值对新产品性能设定的约束值该性能方程式中的常数。该性能方程式中的常数。（1 1）约束方程中的约束符与优先级别是人为设定的。）约束方程中的约束符与优先级别是人为设定的。（2 2）目标方程的约束值与约束符也是人为设定的。）目标方程的约束值与约束符也是人为设定的。可见，多元线性回归模型的输出数据（回归方程式）可见，多元线性回归模型的输出数据（回归方程式）要经过变换（约束值的计算）后才能成为多目标规划模要经过变换（约束值的计算）后才能成为多目标规划模型的输入数据。型的输入数据。4.4.该方案的决策支持该方案的决策支持 由于该方案是利用两个