實(shí)現(xiàn)信息資源的優(yōu)化配置的決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是系統(tǒng)建設(shè)工作的靈魂。不論是對(duì)業(yè)主還是軟件開發(fā)的承包商，都會(huì)把系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作放在頭等重要的地位，它不僅直接關(guān)系到系統(tǒng)開發(fā)的進(jìn)度、質(zhì)量和成本控制以及具體的技術(shù)路線，更關(guān)系到未來系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)。對(duì)于大型集成化的管理信息系統(tǒng)來說，設(shè)計(jì)的問題更多更復(fù)雜，因此涉及系統(tǒng)成功的風(fēng)險(xiǎn)因素也會(huì)更多。大型集成化的管理系統(tǒng)應(yīng)該充分體現(xiàn)集成的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)的共享性體現(xiàn)了系統(tǒng)集成的思想。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)主要基準(zhǔn)是使數(shù)據(jù)庫(kù)里的信息盡可能地開放，容易訪問，我們稱之為開放數(shù)據(jù)庫(kù)的概念，信息共享是成功管理的關(guān)鍵。信息對(duì)于決策來說致關(guān)重要，信息越多，決策越容易，效果越好。

決策支持系統(tǒng)作為一種允許決策者直接干預(yù)，并能接受決策者的直觀判斷和經(jīng)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。主要面對(duì)企業(yè)或政府的中高層管理者，用于幫助企業(yè)或政府的管理者進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化決策活動(dòng)，本文介紹一種基于工業(yè)信息資源優(yōu)化評(píng)價(jià)基礎(chǔ)的工業(yè)信息資源決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，利用決策支持系統(tǒng)幫助政府實(shí)現(xiàn)信息資源的優(yōu)化配置。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和總體結(jié)構(gòu)

1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

工業(yè)信息作為一種信息資源，其優(yōu)化配置的研究已不局限于投入產(chǎn)出和以價(jià)格為主導(dǎo)的資源配置的研究。而應(yīng)從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)信息、科技成果信息、國(guó)際市場(chǎng)信息和法律法規(guī)信息幾個(gè)方面來綜合研究其配置行為。其配置行為可分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩個(gè)方面。就總體而言，工業(yè)信息資源配置行為具有靜態(tài)性特征，是一種表征全局的結(jié)果，即是一種配置效果；就其動(dòng)態(tài)性特征而言，工業(yè)信息資源配置主體對(duì)企業(yè)人力、財(cái)力等資源要素的配置不是僅作為工業(yè)企業(yè)活動(dòng)的基礎(chǔ)和起點(diǎn)而存在的簡(jiǎn)單的配置行為，更是一種過程，存在于工業(yè)企業(yè)活動(dòng)從投入到產(chǎn)出的全過程，其間的每一個(gè)環(huán)節(jié)都體現(xiàn)出配置主體的行為效果。政府在主導(dǎo)實(shí)際工業(yè)企業(yè)方面主要扮演引導(dǎo)、支持和服務(wù)的角色。同時(shí)還充分發(fā)揮各行業(yè)協(xié)會(huì)、社會(huì)中介組織和業(yè)界專家的作用，共同建立決策咨詢支撐體系。在工業(yè)信息資源配置中，首先應(yīng)根據(jù)工業(yè)企業(yè)信息需求的規(guī)律和特點(diǎn)，確定工業(yè)企業(yè)應(yīng)配置的信息數(shù)量、內(nèi)容、質(zhì)量和形式。在此基礎(chǔ)上，確定合理的資源需求和技術(shù)結(jié)構(gòu)，制定工業(yè)企業(yè)信息資源配置的規(guī)劃、方案和標(biāo)準(zhǔn)，然后付諸實(shí)施，并在實(shí)施過程中不斷對(duì)工業(yè)信息資源的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

工業(yè)信息資源配置是典型的半結(jié)構(gòu)決策問題，既需要對(duì)影響信息資源配置的諸因素進(jìn)行定性分析又要對(duì)各因素的影響程度進(jìn)行定量分析。為此，信息資源配置決策支持系統(tǒng)的主要目標(biāo)是：對(duì)影響信息資源配置的各因素進(jìn)行定性和定量分析，從而預(yù)測(cè)未來的工業(yè)信息資源的配置方案；根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)工業(yè)信息資源的配置提出方案。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想為：系統(tǒng)能獲取、存儲(chǔ)信息資源配置的決策經(jīng)驗(yàn)，并能準(zhǔn)確地應(yīng)用這些經(jīng)驗(yàn)；系統(tǒng)使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)、便于修改擴(kuò)充；系統(tǒng)能幫助用戶建立、集成、修改、查詢以及正確使用各種模型；提供"友好"的用戶界面；采用較先進(jìn)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)和B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，把組件技術(shù)引入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中來。

1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

B/S結(jié)構(gòu)（Browser/Server,瀏覽器/服務(wù)器模式），是WEB興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，WEB瀏覽器是客戶端最主要的應(yīng)用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用?？蛻魴C(jī)上只要安裝一個(gè)瀏覽器（Browser），如Netscape Navigator或Internet Explorer,服務(wù)器安裝Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等數(shù)據(jù)庫(kù)。瀏覽器通過Web Server 同數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本文設(shè)計(jì)的工業(yè)信息管理與決策支持系統(tǒng)采用Browser/Setver結(jié)構(gòu)，在Java編程語(yǔ)言的支持下實(shí)現(xiàn)國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)信息、科技成果信息和法律法規(guī)信息的查詢、收集以及工業(yè)信息資源配置及其影響因素分析等功能。本系統(tǒng)主要由人機(jī)交互系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)、模型庫(kù)子系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)子系統(tǒng)等四部分構(gòu)成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

在該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中決策者根據(jù)查詢到的工業(yè)信息資源現(xiàn)狀，提出發(fā)送請(qǐng)求，通過對(duì)話生成和管理部件對(duì)問題進(jìn)行分解后，選擇相應(yīng)的決策模型對(duì)問題進(jìn)行求解并返回結(jié)果。

2 系統(tǒng)主要部件的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括：管理信息體系和技術(shù)信息體系的設(shè)計(jì)。

2.1管理信息體系

縱向上一般分為3個(gè)層次。即決策層、管理層和執(zhí)行操作層。綜合信息系統(tǒng)、物資采購(gòu)系統(tǒng)、產(chǎn)品銷售系統(tǒng)以及庫(kù)存儲(chǔ)備系統(tǒng)等都屬于這個(gè)范圍。在數(shù)據(jù)和信息上它們之間是相通并可以共享的，在管理信息系統(tǒng)的使用上是統(tǒng)一的，在統(tǒng)一的辦公模式下作業(yè)，整個(gè)數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)輸出都是統(tǒng)一和協(xié)調(diào)一致的。

橫向上的功能主要通過縱向體系體現(xiàn)，決策、管理和執(zhí)行、操作層面按照各自的分工分別對(duì)各自的責(zé)任負(fù)責(zé)，并負(fù)責(zé)對(duì)上一層提供數(shù)據(jù)、報(bào)告情況以及協(xié)調(diào)下一層的作業(yè)情況等。

2.2 技術(shù)信息體系

技術(shù)信息體系主要分為產(chǎn)品技術(shù)改造信息系統(tǒng)和加工改造信息系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)層面相連接，并有交互技術(shù)使用功能。但在實(shí)際使用情況中技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的接口往往被限制在一定的部門之內(nèi)，影響信息系統(tǒng)效能的發(fā)揮和技術(shù)改造的發(fā)展。

當(dāng)決策者在面對(duì)要決策的問題時(shí)，主要是從兩方面搜集信息：一是來自企業(yè)及外部的信息，通過企業(yè)的網(wǎng)站以及一些統(tǒng)計(jì)信息得來，還包括一些其他的信息；二是來自政府宏觀及外部信息，是以整個(gè)工業(yè)的走向和資源配置在長(zhǎng)期的運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、信息等。企業(yè)的外部信息是數(shù)量巨大而且分布龐雜的，這些信息資源中的二手信息的獲取相對(duì)容易，而以網(wǎng)絡(luò)為的大量未經(jīng)加工的信息，要從中獲取對(duì)工業(yè)決策有用的信息需花費(fèi)一定的時(shí)間和方法?；赪eb的工業(yè)信息決策支持系統(tǒng)，顧名思義是要重視從Web上搜集來的信息加以利用，但同時(shí)也不能忽視內(nèi)部信息資源和非網(wǎng)絡(luò)信息資源的挖掘利用[2].因此，在搜集信息資源時(shí)，需要用到Web挖掘等技術(shù)手段。

Web資源搜索及挖掘就是在決策者的指導(dǎo)下進(jìn)行的信息搜集及挖掘過程，具體方法如Web內(nèi)容挖掘、Web結(jié)構(gòu)挖掘、Web使用挖掘等。這些過程都是由挖掘Web挖掘Agent組負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)，組中的管理Agent負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和控制。Web資源搜索及挖掘在總的決策過程中所占的時(shí)間不宜太長(zhǎng)，否則會(huì)影響后面的工作。

內(nèi)部信息資源的搜集是與Web資源搜集并行不悖的，內(nèi)部資源的搜集首先根據(jù)決策問題集成所需數(shù)據(jù)，進(jìn)入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，再利用OLAP、數(shù)據(jù)挖掘?qū)ζ溥M(jìn)行深入的挖掘分析，爭(zhēng)取得到預(yù)期的結(jié)果為決策提供強(qiáng)有力的支持。

人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)宗旨是界面友好，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)充分考慮用戶的需求特點(diǎn)及系統(tǒng)的安全性。本系統(tǒng)中人機(jī)交互系統(tǒng)的特點(diǎn)就是綜合運(yùn)用可視化技術(shù)和多媒體技術(shù)，不僅使數(shù)據(jù)、分析結(jié)果更加形象化、直觀化，易于理解，而且還可引導(dǎo)用戶完成決策功能，使得系統(tǒng)易于操作。

人機(jī)交互系統(tǒng)所涉及的功能包括工業(yè)信息發(fā)布、系統(tǒng)管理與維護(hù)、科技成果應(yīng)用查詢、工業(yè)資源統(tǒng)計(jì)分析等。系統(tǒng)管理員可進(jìn)入系統(tǒng)管理維護(hù)子系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新與修改、對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行管理等操作；決策者可以通過Web瀏覽器對(duì)工業(yè)信息資源投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)及對(duì)科技成果應(yīng)用情況進(jìn)行查詢，對(duì)影響工業(yè)發(fā)展的因素進(jìn)行分析。系統(tǒng)應(yīng)用功能設(shè)計(jì)如圖2所示。

數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)是提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理的服務(wù)，它存儲(chǔ)和管理進(jìn)行工業(yè)資源配置及其影響因素分析的各種數(shù)據(jù)，包括工業(yè)資源投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)、科技成果應(yīng)用數(shù)據(jù)、影響工業(yè)資源配置的因素及用戶信息和省份信息等有關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)分為兩個(gè)層次，即國(guó)家、省際，而區(qū)域?qū)用娴臄?shù)據(jù)則由省際層面得來。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

模型庫(kù)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)存儲(chǔ)有關(guān)工業(yè)資源配置及其影響因素分析的各種定量模型，模型庫(kù)可分為兩層，上層為經(jīng)濟(jì)學(xué)模型庫(kù)，包括CCR的效率測(cè)度模型、DEA 的效率測(cè)度模型、Malmquist指數(shù)模型、影響因素分析模型等；下層為數(shù)學(xué)模型庫(kù)，包括典型相關(guān)分析模型、線性規(guī)劃模型、T0bit回歸模型、GLS隨機(jī)效應(yīng)模型等。模型采用對(duì)復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝的面向?qū)ο蟮慕M件式開發(fā)技術(shù)，具有標(biāo)準(zhǔn)的接口形式和組合功能，所以各基本模型具有相對(duì)獨(dú)立性，上述多個(gè)模型可組合成更復(fù)雜的模型，以使其能夠適應(yīng)多種不同的應(yīng)用功能。系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)如圖4所示。

知識(shí)的獲得、利用和管理是知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的三個(gè)方面，知識(shí)的獲得就是取得新的知識(shí)信息并使其體系化。知識(shí)獲得也稱為機(jī)器學(xué)習(xí)，知識(shí)的利用就是推理。所以知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)及存貯器是知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的三個(gè)組成要素。其中推理機(jī)構(gòu)能模擬決策者的思維過程，并根據(jù)決策者的需求，通過提問會(huì)話與分析問題，應(yīng)用有關(guān)規(guī)則引導(dǎo)決策者選擇合適的模型。知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)也是一種軟件系統(tǒng)，與通常的軟件一樣，需要像程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、編輯與編程序等系統(tǒng)開發(fā)支援環(huán)境，但知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)又與一般的科學(xué)計(jì)算和事務(wù)處理軟件不一樣，它是一種智能軟件系統(tǒng)，所以需要人工智能領(lǐng)域所特有的支援環(huán)境，知識(shí)表示語(yǔ)言就是這種支援工具之一。推理機(jī)是一組計(jì)算機(jī)程序，針對(duì)用戶提出的問題，從經(jīng)濟(jì)學(xué)模型庫(kù)選擇相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型并從知識(shí)庫(kù)中提取相應(yīng)的答案，通過解釋模塊的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)對(duì)決策的解答。其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

本文在基于系統(tǒng)視角對(duì)工業(yè)資源配置的基本特征進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了以國(guó)家、區(qū)域和省際為分析對(duì)象，以科技成果應(yīng)用投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)查詢、工業(yè)資源管理及其影響因素分析等為主要功能的工業(yè)資源決策支持系統(tǒng)；采用面向用戶對(duì)象的設(shè)計(jì)思想，綜合DSS、多媒體等先進(jìn)技術(shù)，設(shè)計(jì)和構(gòu)建了工業(yè)資源管理決策支持系統(tǒng)的初步框架。通過工業(yè)資源配置的測(cè)度及其影響因素的分析，可以輔助決策者對(duì)工業(yè)資源配置狀況的認(rèn)識(shí)不是僅僅停留在投入產(chǎn)出指標(biāo)的分析上，而是基于效率視角重新認(rèn)識(shí)工業(yè)資源配置的狀況，從諸多影響因素中挖掘出對(duì)配置效率具有顯著作用的因素，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)控，從而有利于決策者做出科學(xué)、合理的配置決策。