現(xiàn)代制造模式的智能化發(fā)展論文

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摘要：在對當(dāng)前DSS發(fā)展概述的基礎(chǔ)上，本文根據(jù)現(xiàn)代制造模式的特點(diǎn)，研究了面向現(xiàn)代制造領(lǐng)域的DSS應(yīng)具備的協(xié)調(diào)機(jī)制、功能、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)層次與實(shí)現(xiàn)方式，最后展望了其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞DSS；智能化；知識(shí)獲取

一、引言

隨著Internet和多媒體技術(shù)等的飛速發(fā)展，制造業(yè)也朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化、柔性化的方向發(fā)展，并由此涌現(xiàn)了各種先進(jìn)制造概念與模式，如敏捷制造、虛擬制造、綠色制造、虛擬樣機(jī)、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、企業(yè)重組等等。它們的共同之處是其整個(gè)過程涉及的領(lǐng)域非常廣泛，不僅與設(shè)計(jì)制造技術(shù)有關(guān)，也與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、經(jīng)營管理與決策系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)等相融合，是新興的多學(xué)科交叉領(lǐng)域。

因此，必須采用跨越式發(fā)展的方式，融合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)，從系統(tǒng)管理、產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)方法/技術(shù)與技術(shù)裝備等諸方面采取綜合措施，為了支持現(xiàn)代制造業(yè)的整個(gè)組織管理決策過程，迫切需要研究和開發(fā)新一代的DSS。

本文就是在介紹當(dāng)前DSS發(fā)展概況的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代制造模式的特點(diǎn)，研究了面向現(xiàn)代制造領(lǐng)域的DSS應(yīng)具備的功能、結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)機(jī)制、系統(tǒng)層次與實(shí)現(xiàn)方式，最后展望了其發(fā)展方向。

二、DSS發(fā)展現(xiàn)狀

DSS從其產(chǎn)生以來，其發(fā)展已從最初僅通過交互技術(shù)輔助管理者對半結(jié)構(gòu)化問題進(jìn)行管理一直到運(yùn)算學(xué)、決策學(xué)及各種AI技術(shù)滲透到其中的各種實(shí)用DSS出現(xiàn)，其應(yīng)用涉及到多個(gè)領(lǐng)域，并成為信息系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)之一。但是傳統(tǒng)DSS投入應(yīng)用的成功實(shí)例并不多，原因一方面是因?yàn)榛趥鹘y(tǒng)DBMS的DSS只能提供輔助決策過程中的數(shù)據(jù)級(jí)支持，而現(xiàn)實(shí)決策所需的數(shù)據(jù)卻往往是分布、異構(gòu)的；另一方面是實(shí)際中大多DSS的應(yīng)用對決策者有較高的要求，不僅要有專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)也要有較高的DSS構(gòu)模知識(shí)；因此針對不同的社會(huì)需求，提出了多種類型的DSS，有智能決策支持系統(tǒng)、分布式?jīng)Q策支持系統(tǒng)、群體決策支持系統(tǒng)、組織決策支持系統(tǒng)、自適應(yīng)決策支持系統(tǒng)、戰(zhàn)略決策支持系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)的提出與實(shí)現(xiàn)，各自適用于不同的場合，都在不同程度上滿足了新的決策形勢的需求。以下將對當(dāng)前最主要的幾種DSS發(fā)展加以概括論述。

2.1分布與群體決策支持系統(tǒng)

分布決策支持系統(tǒng)(DistributedDecisionSupportSystem，DDSS)與群體決策支持系統(tǒng)GroupDecisionSupportSystem，GDSS）均是八十年代來DSS研究與應(yīng)用的熱門方向，滿足在制造業(yè)發(fā)展虛擬企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)化制造的需求。其中DDSS是對傳統(tǒng)集中式DSS的擴(kuò)展，是分布決策、分布系統(tǒng)、分布支持三位一體的結(jié)晶。GDSS則是面向群體活動(dòng)的，它為群體活動(dòng)提供溝通支持、模型支持及機(jī)器誘導(dǎo)的溝通模式3個(gè)層次的支持。GDSS與DDSS既有區(qū)別又有聯(lián)系，前者是對個(gè)體決策支持系統(tǒng)的擴(kuò)展，后者則是相對于集中式DSS而言的，兩者研究的重點(diǎn)和關(guān)注的焦點(diǎn)有所不同。GDSS對群體決策的支持既可是集中式?jīng)Q策，又可是分布式?jīng)Q策。但通常情況下，群體決策是在分布環(huán)境下實(shí)施的，這就決定了GDSS與DDSS有著非同尋常的聯(lián)系。GDSS大多采用分布式和分散式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)支持“水平方向”分布式處理，即支持對數(shù)據(jù)對象的遠(yuǎn)距離操作；系統(tǒng)還支持“垂直方向”的分散式處理，即通過在用戶和各應(yīng)用層之間的接口，來實(shí)現(xiàn)各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的功能。

DDSS與GDSS的這種特性使其在企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、網(wǎng)絡(luò)化制造、CSCW、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了充分的應(yīng)用。有學(xué)者就針對企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟開發(fā)了一個(gè)決策支持系統(tǒng)，該群體決策支持系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構(gòu)，既可以獨(dú)立使用，也可以與AVE組織建立輔助工具聯(lián)合使用。整個(gè)系統(tǒng)可根據(jù)具體AVE問題建立不同類型的決策模型與決策知識(shí)，并通過決策支持系統(tǒng)通用開發(fā)工具定義各類決策功能對象，從而添加進(jìn)系統(tǒng)，形成針對某類制造企業(yè)的部分通用AVE組織管理群體智能決策支持系統(tǒng)。而且系統(tǒng)的決策模型、知識(shí)與參考模型庫亦將隨著時(shí)間的增加不斷擴(kuò)充，適合基于Internet的計(jì)算機(jī)協(xié)同工作環(huán)境進(jìn)行群體決策，為建立動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的動(dòng)態(tài)組織管理全過程提供問題求解與決策支持。

2.2組織決策支持系統(tǒng)ODSS

組織決策支持系統(tǒng)(OrganizationalDecisionSupportSystem，ODSS)是針對目前的多人規(guī)模管理決策活動(dòng)已不可能或不便于用集中方式進(jìn)行而產(chǎn)生的，它要求在更高的決策層和更復(fù)雜的決策環(huán)境下得到計(jì)算機(jī)的支持。對ODSS迄今為止還沒有一個(gè)統(tǒng)一的概念，但可通過其規(guī)模與其它類型的DSS區(qū)別開來，并且在要求上也與其它形式的DSS不同，它支持一個(gè)組織中多個(gè)不同功能領(lǐng)域和不同層次的決策任務(wù)，而非關(guān)注于針對一個(gè)決策問題的單個(gè)決策者或一個(gè)決策組。ODSS主要是在分布式環(huán)境中，用戶可以通過系統(tǒng)從不同區(qū)域獨(dú)立、并行對其他用戶進(jìn)行訪問、交流。

一般說來，ODSS應(yīng)具有如下特征：1同時(shí)涉及公共數(shù)據(jù)和私有數(shù)據(jù)，同時(shí)涉及公共模型和私有模型；2一個(gè)ODSS可以跨越多個(gè)組織部門；3注重對決策者的內(nèi)容支持（即提供分析工具幫助決策者進(jìn)行問題分析），也注重對決策者的過程支持（即創(chuàng)建決策分析環(huán)境，支持決策者完成其決策過程中的各種活動(dòng)）；4打破功能領(lǐng)域；5打破遞階層次；6有一組支持信息/過程任務(wù)的工具包，依賴計(jì)算機(jī)技術(shù)。

ODSS的上述特征使其在制造領(lǐng)域及CSCW領(lǐng)域中的得到了重視與應(yīng)用。目前面向機(jī)械制造領(lǐng)域的ODSS的研究重點(diǎn)在于，根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)特性，將Agent技術(shù)的分布式智能控制方法與ODSS的分布特性結(jié)合起來，利用多智能體系統(tǒng)適于求解功能或地理上分布的復(fù)雜問題和問題求解及推理中出現(xiàn)的有爭議的問題特點(diǎn)，來完成異地協(xié)同設(shè)計(jì)與制造的協(xié)作策略、知識(shí)共享和沖突消解等問題，提高整個(gè)ODSS的智能化程度，以適應(yīng)于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化、分布式的計(jì)算環(huán)境。如通過采用Agent封裝、改造和擴(kuò)展原有決策支持系統(tǒng)的問題部件、數(shù)據(jù)部件和模型部件，使整個(gè)系統(tǒng)具有更高的柔性。

2.3自適應(yīng)決策支持系統(tǒng)

自適應(yīng)決策支持系統(tǒng)（AdaptiveDecisionSupportSystem，ADSS）是針對信息時(shí)代多變、動(dòng)態(tài)的決策環(huán)境而產(chǎn)生的，它將傳統(tǒng)面向靜態(tài)、線性和漸變市場環(huán)境的DSS擴(kuò)展為面向動(dòng)態(tài)、非線性和突變的決策環(huán)境的支持系統(tǒng)，用戶可根據(jù)動(dòng)態(tài)環(huán)境的變化按自己的需求自動(dòng)或半自動(dòng)地調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能或接口。對ADSS研究主要從自適應(yīng)用戶接口設(shè)計(jì)、自適應(yīng)模型或領(lǐng)域知識(shí)庫的設(shè)計(jì)、在線幫助系統(tǒng)與DSS的自適應(yīng)設(shè)計(jì)四個(gè)方面進(jìn)行，其中問題領(lǐng)域知識(shí)庫的建立是ADSS成功與否的關(guān)鍵，它使整個(gè)系統(tǒng)具有了自學(xué)習(xí)功能，可以自動(dòng)獲取或提練決策所需的知識(shí)。對此，必須給問題處理模塊配備一種學(xué)習(xí)方法或在現(xiàn)有DSS模型上再增加一個(gè)自學(xué)習(xí)構(gòu)件。歸納學(xué)習(xí)策略是其中最有希望的一種學(xué)習(xí)方法，可以通過它從大量實(shí)例、模擬結(jié)果或歷史事例中歸納得到所需知識(shí)。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于事例的推理等多種知識(shí)獲取方法的采用也將使系統(tǒng)更具適應(yīng)性。

市場環(huán)境變化及產(chǎn)品開發(fā)過程是混沌的，因此有學(xué)者提出一種支持先進(jìn)制造模式的基于自組織的決策模式及決策支持系統(tǒng)，系統(tǒng)以協(xié)同論和分形理論等自組織理論為基礎(chǔ)，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自身動(dòng)態(tài)重組、適應(yīng)混沌環(huán)境的能力。從而使企業(yè)在湍流、混沌的復(fù)雜非平衡環(huán)境下，適時(shí)、快速地設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、重構(gòu)制造系統(tǒng)，再造經(jīng)營過程。

2.4基于數(shù)據(jù)倉庫的DSS

在制造領(lǐng)域中，產(chǎn)品開發(fā)需要全面的、大量的信息，包括需求信息、競爭情報(bào)、管理信息、產(chǎn)品數(shù)據(jù)等等，并且很多信息要從分布、異構(gòu)的海量數(shù)據(jù)中挖掘而得，傳統(tǒng)的DBMS難以滿足這一需求。因此基于數(shù)據(jù)倉庫（DataWarehouse，DW）的DSS應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)作為面向主題的、集成的、在一定周期內(nèi)保持穩(wěn)定的、隨時(shí)間變化的，用以支持企業(yè)或組織決策分析的數(shù)據(jù)的集合，可將來自各個(gè)數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行集成，從事物的歷史和發(fā)展的角度來組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，供用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并輔助決策支持，為決策者提供有用的決策支持信息與知識(shí)。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)不是一種單一的技術(shù)或軟件，它融合了數(shù)據(jù)庫理論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)可視化和人工智能技術(shù)等多項(xiàng)研究領(lǐng)域，在大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的知識(shí)，用于決策支持和預(yù)測未來。因此基于這一技術(shù)的決策支持系統(tǒng)為決策支持系統(tǒng)提供了可取的數(shù)據(jù)組織方式、為決策人員提供了強(qiáng)有力的支持工具，能有力地推動(dòng)決策的現(xiàn)代化進(jìn)程。

基于數(shù)據(jù)倉庫理論與技術(shù)的DSS的研究與開發(fā)尚處于起步階段，但已得到了眾多學(xué)者的重視，其主要研究課題包括：①DW技術(shù)在DSS系統(tǒng)建立中的應(yīng)用以及基于DW的DSS的結(jié)構(gòu)框架；②采用何種數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)或知識(shí)發(fā)現(xiàn)方法來增強(qiáng)DSS的知識(shí)源；③DSS中的DW的數(shù)據(jù)組織與設(shè)計(jì)及DW管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。總的說來，基于DW的DSS的研究重點(diǎn)是如何利用DW及相關(guān)技術(shù)來發(fā)現(xiàn)知識(shí)以及如何向用戶解釋和表達(dá)知識(shí)，為決策支持提供更有力的數(shù)據(jù)支持，有效地克服傳統(tǒng)DSS數(shù)據(jù)管理難與忽視歷史數(shù)據(jù)等問題。

2.5其它類型的DSS

DSS還有多種其它的形式，但它們均是從某個(gè)方面或某個(gè)過程出發(fā)對傳統(tǒng)DSS進(jìn)行改進(jìn)而得到的，較出名的智能決策支持系統(tǒng)（IntelligentDecisionSupportSystem，IDSS），另外還有支持高層決策的戰(zhàn)略決策支持系統(tǒng)（SDSS）、決策支持中心（DSC）、執(zhí)行信息系統(tǒng)（ExecutiveInformationSystem，EIS）、強(qiáng)調(diào)激發(fā)決策者靈感與創(chuàng)造力的積極型決策支持系統(tǒng)（ActiveDSS）等等；而從技術(shù)方面則注重引入Agent技術(shù)或群件、組件技術(shù)將各種形式的決策支持系統(tǒng)擴(kuò)展為面向Intranet/Internet的DSS。

三、進(jìn)一步研究方向

綜上所述，DSS研究走過二十幾年的歷程，目前正處于蓬勃發(fā)展的階段。結(jié)合現(xiàn)代制造業(yè)與當(dāng)前DSS的發(fā)展概況，筆者認(rèn)為DSS及其相關(guān)領(lǐng)域?qū)⒔Y(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、AI等領(lǐng)域的新發(fā)展，向著以下方向發(fā)展：

1）在Inter/Intranet環(huán)境下，體系結(jié)構(gòu)朝著分布、分層、并行的三層結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。為了滿足虛擬企業(yè)敏捷度要求并符合合作企業(yè)高度自治的特點(diǎn)，系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的模型重組能力，并且各個(gè)決策單元可以獨(dú)立工作，也可在求解過程中動(dòng)態(tài)組合。系統(tǒng)的知識(shí)子系統(tǒng)可對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理、控制和沖突消解，整個(gè)系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充性、可修改性。公務(wù)員之家

2）隨著決策環(huán)境的越趨復(fù)雜，一方面需進(jìn)一步提高DSS本身的智能，另一方面人機(jī)合作和人人交流將是進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的重點(diǎn)；并且在一定時(shí)期內(nèi)，重點(diǎn)應(yīng)將DSS的基于邏輯和符號(hào)處理的理性決策能力與人類的直覺決策能力相融合，充分發(fā)揮人機(jī)各自優(yōu)勢來解決復(fù)雜決策問題；

3）鑒于充足的數(shù)據(jù)源是DSS有效發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，各地分布、異構(gòu)知識(shí)源的獲取、表達(dá)、管理與應(yīng)用將成為研究重點(diǎn)。整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)支持多種知識(shí)表達(dá)方法和推理方法，支持結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)共存，將目前基于模型和數(shù)據(jù)庫的DSS從過去僅將“數(shù)據(jù)”視為數(shù)值轉(zhuǎn)移到支持建立基本文檔的DSS。需要集成DW、DM與OLAP及其它KDD知識(shí)獲取方法，將各類分布、異構(gòu)的知識(shí)源集成起來，為決策者提供各種類型的、有效的數(shù)據(jù)分析，起到?jīng)Q策支持的作用。

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