基于SCM的决策支持系统研究.pdf

2 0 0 2 年 第 2 3 卷 第 2 期 华北工学院学报 V o 1 2 3 No 2 2 0 0 2 (总第 8 2期)J O U RN A L O F N O R T H C HI NA I N S T I T U T E OF T E C HN OL O GY (s u m N o 8 2)文章编号：1 0 0 6 5 4 3 1(2 0 0 2)0 2 0 I l 4 一 O 5 基于 S C M 的决策支持系统研究 张炜，陈立潮，张永 梅，郭韶升(1 华北工 学院 计算机科学与技术系 山西 太原 0 3 0 0 5 1；2 北京理工大学 计 算机科学与工程系 北京 1 0 0 0 8 1)摘要：目的 针对信息在企业管理 中所起 的重要 作用，介 绍丁基于 S C M 的决策支持 系统方法 依据 供应链管 理的原理 运用数据仓库、数据挖掘和联机分析 处理技术建立起决策支持 系统的有技解决方案结 果与结 论对企业 的信 息管理和高 层决 策具有普遍的指导意义和 实用价值 关键词：决策支持系统；供应链管理；数据仓库；数据挖 掘；联机分析处理 中图分类号：TP 3 1 5 文献标识码：A 0 引言 2 1世纪的竞争是响应速度的竞争，信息在管理过程中起着基础性作用，做管理工作的人管不好、用 不好信息就是鼻子不通、耳 目不灵针对企业管理方法陈旧、决策缓慢，造成市场竞争力弱的特点，企业 必须建立有效 的决策支持系统，充分利用先进的计算机技术，帮助决策者从结构化、半结构化的任务 中 做出决策，以增强企业活力和市场竞争的能力随着数据库技术的发展、数据库数量规模的扩大，迫切 需要建 立适合于现代企业的 D S S(D e c i d e S u p p o r t s y s t e ms)，以获得深层欢的信息基于 S C M(S u p p l y C h a i n Ma n a g e me n t)的 D S S为现代企业的决策和发展提供 了一条有效的方法和途径 1 D S S研究现状 D S S是管理信息系统与运筹学相结合而产生的，D DS的概念于 7 O年代初提 出，8 0年代兴起，经过 近 2 O 年的发展，D S S与人工智能、专家系统和人工神经网络结合形成了智能化的决策支持系统 智能决 策支持系统(I D S S)是在 D S S基础上集成人工智能的专家系统而形成的 8 0年代后期兴起的机器学 习为知识的 自动获取开创了新路，并且机器学习中的示例学习已达到实用化阶段9 0年代中期，兴起 了 两项决策支持新技术，即数据仓库 D W(D a t a Wa r e h o u s e)和数据挖掘 DM(D a t a Mi n i n g)数据仓库是市 场激烈竞争的产物，在数据库 的基础上发展起来，其 目标是支持决策，在国内外 已形成研究热潮；数据 挖掘是在人工智能的机器学 习中发展起来的，其 中面向数据库的机器学习形成 了知识发现 K D D(Kn o wl e d g e D i s c o v e r y i n Da t a b a s e)，K DD的关键步骤是 D M，从数据库中发现知识并用于辅助决策目前，国 外已形成研究热潮，国内也有许多单位从事该方面研究，D M 与 D W 的结合将进一步扩大决策范 围，提 高辅助决策支持的能力 2 供应链管理原理 S C M 是从扩大的生产(e x t e n d e d p r o d u c t i o n)概念发展而来的，它将企业的物料资源计划 M R P(Ma t e r i e l Re s o u r c e P l a n n i n g)和企业资源计划 E RP(E n t e r p r i s e Re s o u r c e P l a n n i n g)中的生产活动进行了前 伸和后延【供应链形象地把企业从原料和零部件采购、运输、加工、制造、分销直至最终进选顾客手中 誓 晶 2张0 0 1嚣 W 品 3 一)女 硕 士 生从 事 专 业：决 策 支 持 系 统 多 媒 体 维普资讯 http:/(总第 8 2 期)基于 S C M 的决策支持系统研究(张炜等)1 1 5 的整个过程看作是一个环环相扣 的链条，供应链通过计划、获得、存储、分销、艟务等在顾客与供应商之 间形成一种衔接，从而使企业能满足 内外部顾客的需求企业生产出正确的产品按 照正确的时间、正确 的数量、正确的质量 正确的状态送到正确 的地点(简称“6 R”)是 S C M 的目标S C M 用于 DS S强调 了 决策者必须将眼光从管理企业 内部生产过程转向产品全生命周期中的供应环节和整个供应链系统，其中 也涵盖了销售渠道，这样通过各个环节输入信息，通过 内部网络分类统计，便能产生出综合信息供决策 支持系统使用 从整个供应链的角度，实现对企业 内外部的集成管理，以供应链中各活动和实体 间信息交流、协调 为手段，使其中的物流和资金流保持通畅，实现供需平衡是 S C M 的核心思想信息技术的发展为供应 链管理的实施提供了强有力的技术支持，供应链管理原理使企业信息管理和其他业务更加有效灵活，并 给 企业带 来了更 大的效益 为了实现 S C M，首先，在时间上重新规划企业 的供应流程，以充分满足顾客的需要，将最能体现顾 客个性化的部分推迟进行；其次，在地理上重新规划企业的供销厂家分 布，以满足顾客需要，降低经营 成本；最后，在生产上对所有供应厂家的制造资源进行统一集成和协调，使它们能作为一个整体运作 3 DS S的主要技术介绍 数据仓库是一种面向主题的、集成的、稳定的、随时间发展的数据集合其 目的是提供大量的存储 资源，以保证整个企业经手的数据可 以保存，同时使调研者与管理者可以从数据资源中提取有用信息，更好地支持企业的决策分析D W 与 DS S的目标用户都是企业中高层领导，执行的都是决策与趋势分析 类的任务，D S S中的一些技术可以很好地集成到 D W 中，并使 D W 的分析能力更强大如 D S S中的统 计分析模型可帮助用户对 DW 中的数据进行更加有效、更加深入的分析，从而更好地掌握和利用信息；人工神经网络在发现顾客行为模式，预测市场行为等方 面显示了强大的功能这些 D S S的核心技术在 DW 中的应用大大提高了 DW 的决策支持能力，同时，使得 D S S的应用范围更加广泛 3 2 0LAP 联机分析处理 0L AP(On Li n e A n a l y t i c a l P r o c e s s i n g)是在市场竞争愈加剧烈，决策人员迫切需要准 确、及时，并且可以灵活访 问的决策信息的背景下在国外兴起的OL AP实现的基础是 D B或 D W在已 有数据基础上对数据进行多维化及综合预处理，同时在前端软件上，提 供多维访问界面，以满足决策人 员的需求它专门设计用于支持复杂的分析操作，侧重于对决策人员和高层管理人员的决策支持，可以 应分析人员要求快速、灵活地进行大数据量的复杂查询处理，并且以一种直观易懂的形式将查询结果提 供给决策人员，以便他们准确掌握企业的经营状况，了解市场需求，制定正确方案，增加收益 L AP与传坑的 OL TP相 比，有许多不同的特点OL AP的用户主要是企业的分析、决策人员+而 不是业务处理人员；它的功能是业务分析和决策支持，而不是 日常事物处理，它所需要的数据是历史的、总括的、集成的、多维 的，而不是 当前的、详细的、孤立的、纯关 系的；因而它的数据量很大，它的数据 库设计是面 向分析决策的，而不是面向事物处理的O L AP的数据访 问方式通常是即时的、复杂的查询，而不是重复、简单的查询和更新 J、3 3 DM 数据挖掘是一种决策支持过程 它主要基于 A1、机器学 习、统计学等技术高度 自动化地分析企业 原有的数据，做出归纳性 的推理，从中挖掘 出潜在的模式，预测客户的行为，帮助企业的决策者调整市 场策略 减少风险，做出正确的决策，作为分析型工具，O L A P与 D M 在 D S S系统中都有重要的作用，担是 O LA P侧重于验证，是一种验证型的分析工具；而 D M 则侧重于挖掘，是 一种挖掘型的分析工具 DM 的技术基础是人工智能，人工神经网络、遗传算法和决策树方法的数据挖掘的常用方法无论 维普资讯 http:/ 1 1 6 华北工学院学报 2 0 0 2 年第 2 期 采用哪种技术，从功能上数据挖掘有 4种分析方法，通过挖掘数据间的隐藏关 系进行关联分析；通过分 析数据间的因果关系进行序列模式分析；通过记录集合和一组标记对不同特 征的记录分类进行分类分 析；与分类分析相反，利用聚类分析进行记录集合的合理划分，从而得到更好的分类结果 虽然 DW，OL AP和 D M 最初是作为三种独立的信息处理技术出现的，但是，由于它们之间内在的 联系和互补性，“D W+OL AP+D M”的结构 已被业 界人士公认是 D S S的有效解决方案，这种全新的 D S S构架的真正意义在于重新展示 了信息的本质，表明了信息系统的设计观念从处理驱动到数据驱动的 转变 3 4 面向 S C M 的 D S S结构体系 面向供应链管理的 D S S结构可以认为是 S C M 贯穿于其中的“DW+OL AP+D M”形式以前的决 策支持系统没有考虑到企业的供应链，其是从企业 内部的决策支持出发来考虑，难免使决策脱离实际的 外部环境，从而出现决策缓慢或不准确的现象本文的贡献在于提出面 向 S CM 的 DS S S C M 是贯穿于 决策支持系统的一根主线或一种观念，企业必须从整个供应链 的角度出发来设计 DS S，根据客户的需求 来划分客户群体，根据企业的获利情况和客户需求设计企业的后勤 网络，倾听市场的需求信息，及时安 排和调整需求计划，与供应商或客户建立“双赢”(Wi n Wi n)的合作策略 在面向 S C M 的 D S S中，DW 侧重于存储和管理数据，是对决策主题数据的存储和综合数据仓库 不同于一般的数据库，它将大量用于事务处理的传统数据库数据清理、抽取、转换，并按决策主题的需 要重新组织数据仓库 中的数据分为 4个级别：早期细节级、当前细节级、轻度综合级、高度综合级源 数据经过综合后，首先进入当前细节级，并根据需要进行进一步的综合，从而进入轻度综合级乃至高度 综合级，老化的数据进入早期细节级数据仓库的物理结构是星型的关系数据库星型结构由事实表和 维表组成，多个维表之间形成多维数据结构，星型结构的数据体现了空间的多维立方体这种高度集 中 的数据为各种不同的决策需求提供了有用的分析基础 OL AP作为多维数据分析工具，侧重于验证型分析，辅助信息决策其技术核心是“维”这个概念，OL AP可以说是多维数据分析工具的集合O L AP技术是对由语义动态对象建立 的、以动态微立方结 构形式存储的表进行向下钻取(D r i l l D o wn)、向上钻取(D r i l l Up)、跨越钻取、切片和切块等操作多维 分析的基本动作有切片、切块和旋转，通过在某一维上选定一维成员或某一区间的一维成员或改变报告 显示的方 向，以求剖析数据，使用户能从多角度、多侧 面观察数据库中的数据，从而深入地 了解包含在 数据中的信息和内涵 DM 侧重于挖掘数据库与数据仓库 中的知识D M 的数据分析过程可分为三个步骤：数据准备、数 据挖掘、数据表述和评价数据准备阶段又可细分为数据集成、数据选择和预分析两步在集成 阶段从 操作环境 中提取数据并集成，解决语义二义性 问题，消除脏数据，数据选择和预分 析将负责缩小数据范 围，提高数据挖掘的质量数据挖掘器综合利用前 面的 4种 D M 方法分析数据库中的数据通过以上得 到的信息以可理解和观察的方式表述给用户，如果分析 人员对分析结果不满意，可递归执行以上过程直 到 满意 为止 模型库实现多个广义模型的组合辅助决策，它们集成的综合决策支持系统，将相互补充、相互依赖，发挥各 自辅助决策的优势，实现更有效的辅助决策数据仓库中的数据是面向决策支持 目标、经提炼、加工后的数据集合，这种数据的存储结构为 O L AP实施提供了理想的环境；OL AP作为一种多维分析与 查询工具，是 D W 功能的自然扩展，是 D W 中大容量数据得以有效利用的重要保障数据仓库的使用可 以满足企业各层次用户不同的需求，为上层领导进行决策支持提供有利的工具 4 基于 S C M 的 D S S设计 基于 S C M 的 D S S目的是建立一个这样的系统，使企业在客户服务、内部决策、市场竞争、销售及 支持方面形成彼此协调的全新的实体关系，为企业带来长久的竞争优势D S S是建立在 D W 上的联机分 析处理系统，从供应链管理系统和其他应用系统的数据库提取综合信息，分析市场竞争环境，识别市场 维普资讯 http:/(总第 8 2期)基于 S C M 的决 策支持系统研究(张伟等)机会，按决策者的需要建立概念主题、DW 中的查询 由于其复杂性，经常使用多表的连接、累计、分类、排序等操作，大都要对整个表进行搜索，每次查询返 回的数据量一般很大，经常要依据上一次结果进行 进一步搜索，此过程称为数据挖掘、D M 不一定要 在 DW 基础上，但是如果二者协同工作可以简化 D M 的某些步骤，提高数据挖掘的工作效率同时由于 DW 中的数据来源于整个企业，保证 了 DM 中数据来 源的完整性与广泛性 由于企业供应链的业务数据是实时的、细节的、面向实用的采用 D W 和 OL AP技术进行决策信息 的查询、报告、分类和聚类，为企业 高层决策和企业监督提供数据和报表它 向企业领导提供整个 S C M 隐藏的、趋势的、动 向规律的信息因此，决策数据要有 D W 及建立、维护 DW 的工具基于此建立的 决策支持系统包括：数据仓库建立与维护工具、数据获取工具、O L AP，DM，报表制作、系统管理等功 能模块如图 1所示、围 1 基于 S C M 的 D S S工作模式 瞰1 I h e w o r k i n g e o f D S S b a s e d S C M 4 1 开发环境 系统采用 C l i e n t S e r v e r 模式，以 Wi n d o w s NT，Wi n d o ws 9 8为运行环境，OR AC L E 7 S e r v e r为数 据库服务器环境，以 Vi s u a l B a s i c，E x p r e s s Ob j e c t为前端开发工具，数据库服务器与数据仓库服务器捆 绑在一起D S S系统核心驻 留在 We b应用服务 器上，对数据 库服 务器 的操作 通过数据 存取 中间件 0D B C来实现 4 2 系统整 体设 计 面向供应链管理的决策支持系统是一种网络化的信息系统，需采用 WEB技术和 c O M D c OM 标准 实现跨平台异构系统之间的信息共享，D S S主要功能模块如图 2所示经过多年的计算机应用和市场积 累，许多企业 已保存了大量原始数据和各种业务数据，这些数据真实地反映了企业主体和各种业务环境 的经济动态、然而由于缺乏集中存储和管理，这些数据不能为本企业进行有效的统计、分析和评估提供 帮助也就是说，无法将这些数据转化成企业有用的信息、数据仓库从大量的事务型数据库中抽取数据，并将其清理、转换为新的存储格式，即把数据聚合在一种特殊的格式 中，为决策支持提供了基本的数据 集合 决策 问题 中主要考虑企业范围内的集成应用，鉴于企业事务处理应用分散、蜘蛛网”问题、数据不 一致问题、外部数据和非结构化数据问题，以及企业外部和合作者与竞争对手的相关 数据，从企业 内外 多 角度来决策同时，查询的功能也与决策问题相应，要能反映企业 内外部的各种状况模型库的主要 功能是模型的存储管理、模型运行管理和支持模型组合，人们通过对模型 的认识来增加对复杂问题的理 解和处理系统维护可以进行用户管理、密码的设置和决策与模型的增删 在决策支持系统中，模型、方法和知识的管理是核心，它对 以问题建立的模型库、方法库和知识库 维普资讯 http:/ 1 l 8 华北工学院学报 2 0 0 2年第 2 期 进行管理模型、方法和知识管理系统的主要任务是：对模型库、方法库和知识库进行维护模型、方法 和知识管理系统必须有对三库的维护界面，可根据问题 的需要对模型、方法和知识库进行增加、删除和 修改，并保证三库的一致性：一是系统运行过程调用每个库时不发生矛盾，特别是对知识库 的维护更为 复杂；二是每种模型、方法和知识都能调用到模型、方法和知识管理 系统根据用户的要求和数据仓库 提供的数据+能有效地选择模型、方法和知识，经系统运行得到相应的结果，并将结果送给交互环境进 行输出 5 结束语 数据收集 l 决策问 题 l f 查 询 】I模 型管理 l l系 统维护 。r 一 D W 资金预算 卜 凡力资源分析 卜 层次分析法 卜 用户管理-数据接口 销售计划 卜生产特况动志 L 盈亏平衡分析法 卜 密码设置 卜 库存策略 r财务质量与 成本 L 镥尔非法 决策增删 卜 产品定价 卜 生产能力坑计 对策论 模型增删 卜 采赡 方案 卜 历史 生产 数据 卜 经济批量涪 卜 生产 进度 卜 竞争对手信息 卜 数学规划 卜 员工考棱 供锖市场信息 L 关键成功因豪法 合作商绩技 圈2 基于 S C M 的 D S S主功能菜单设计 脚2 M|u o f DS S b a d o n S C M I n t e r n e t特别是 I n t r a n e t的出现，对决策支持系统的研究与开发提出了许多极富挑 战性的问题大 型企业都把 自己的生存与发展与 网络联在一起，而越是这样的企业，越是需要决策支持系统把 S C M 贯穿其中的“D W+OL AP+D M”的结构已被认为是 DS S最有效的解决方案，展示了信息的本质，表明信 息系统的设计观念从事务驱动到数据驱动的转变今后，信息的重 将转移到数据模式分析，处理技术 则因数据分析的需要而产生 参考文献：E l i 陈文伟 2 2 陈国权 E 3 嵇晓 4 朱树人 智能决 策技 术 M7 北京：电子工业 出版社 1 9 9 8 2 1 2 供应链 管理D 工业企业 管理 2 0 0 0(2)：l 6 l 利用数据仓库管理 盘业数据 E B O L h t t p WW W E p k u e d u c n 8 0 0 1 李伟琴E R P中决策支持 系统的设计与实现 J 计算机应用+2 0 0 0(2)：5 Th e Re s e a r c h o n De c i s i o n S u p p o r t S y s t e m s Ba s e d o n S CM Z HANG W e i，C HEN Li c h a o 。，Z HANG Yo n g me i ，Gun S h a o s h e n g (1 D e p t o f Co mp u t e r S c i e n c e Te c h n o l o g y No r t h Ch i n a I n s t i t u t e o f Te c h n o l o g yTa i y u a n 0 3 0 0 5 1 Ch i n a 2 De p t o f Co mp u t e r S c i e n c e En g i n e e r i n g B e i j i n g I n s t i t u t e o f Te c n o l o g y Be i j i n g 1 0 0 0 8 1 Ch i n a)Ab s t r a c t：Ai m Ai mi n g a t t he i mp o r t a n t r o l e o f i n f o r ma t i o n i n e n t e r p r i s e，we i n t r o d u c e d d e+c i s i o n s u p p o r t s y s t e ms(DS S)b a s e d o n s u p p l y c h a i n ma n a g e me n t(S CM)Me t h o d s B a s e d o n t h e p r i n c i p l e o f S CM a n d u s e d d a t a wa r e h o u s e，o n l i n e a n a l y t i c a l p r o c e s s i n g a n d d a t a mi n i n g，we h a v e ma d e a wa y t O e s t a b l i s h DS SRe s u l t s a n d Co n c l u s i o n I t wl l 1 b e u n i v e r s a l 一 1 y a n d p r a c t i c a l l y a v a i l a b l e i n e n t e r p r i s e ma n a g e me n t Ke y wo r d s：d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e ms；s u p p l y c h a i n ma n a g e me n t；d a 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