书城管理决策问题管理系统开发研究
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第7章 决策问题系统及其层次

在第一章中我们已经指出决策问题管理的核心是对决策问题的处理,它包括问题的分析理解与求解两部分。其中以找到问题的合适的解决方法为目标的决策问题分析与理解,是DSS中问题求解的基础;问题求解的有效性在很大程度上取决于决策问题分析的全面性和准确性。但由于决策问题复杂多样,要构建通用的问题理解与求解方法或机制并不容易。在决策方法研究领域(它是比决策问题管理研究范围更大的一个领域),多数学者的研究一般侧重于对某类决策问题的特征分析并以此建立相应的求解模型或方法。这对于专用DSS的开发是必要的,但我们的研究目标是针对面向问题求解的DSS的开发困难而构建通用问题管理系统开发组件,这需要建立问题理解与求解的一般机制(不是问题求解的通用模型)。而针对不同的决策问题,要实现这一点,只能从决策问题最一般的特征着手,分析问题理解与求解的共同特点,同时根据这些特点找到决策问题在DSS中的合适描述方法,为PMS中的问题管理提供理论基础。

2.1.1 决策问题系统

我们在多年的DSS研究中,在政府与企业、行业与区域、机构与个人的多种决策领域,涉及大量的各种各样的决策问题。在这些问题中,需要用DSS解决或辅助解决的通常都比较复杂,其复杂性主要表现在:

(1)决策目标的多样性。许多决策问题的求解目标不止一个,而且这些目标往往相互制约,使决策者经常处于两难境地。

(2)决策条件的复杂性。决策问题求解条件的复杂性是非常普遍的,这种复杂性又表现在以下几个方面:第一,条件众多。导致数据分析量大,建模复杂。例如在我们开发过的中国金属矿产资源保障程度与开发利用决策支持系统中,所需解决的金属矿产业科技发展战略问题涉及15个主要金属品种、11000多个数据和300多个影响因素。第二,条件之间的关系复杂。决策问题的条件或决策的影响因素经常存在着相互影响的关系,其中很多是因果关系,而有些甚至互为因果,决策条件或因素间的复杂关系也使得建模和求解困难。第三,条件的特征不一。有些条件是可以定量的,有些则难以定量分析。第四,条件不明确。并不是每个决策问题的求解条件都是显而易见的,有些决策问题的条件具有隐含性,甚至完全不清楚,如不完全条件的决策问题。而有些则是求解条件的数据信息不可知,如信息不对称的决策问题。这种条件的不明确往往使得决策者对于决策问题无从下手。第五,条件具有动态性。很多决策问题特别是管理中的决策问题的条件是变动的,同样的问题在不同的时间、不同的地点、对不同的决策者的求解条件经常是不同的,因而相应的解决方法也会不一样。

(3)决策方法的多样性。同一决策问题通常也有不同的解决方法,有定性的方法,也有定量的方法;有粗略的方法,也有精确的方法。同时,即使是同为定量的方法,也可能有不同的模型和不同的求解方法。例如,对一国GDP的预测就存在多种预测方法和预测模型,其预测精度往往存在相当大的差异。同时,由于条件的变动性,会使得效果好的方法不一定在未来也会有同样好的效果。决策方法的多样性使决策者要在多种决策方法中找到合适的方法并不容易。

(4)问题结构的复杂性。很多决策问题并不是单一的问题,它往往由多层次的子问题组成。例如上面提到的中国金属矿产业科技发展战略问题就涉及5个层次的100多个子问题。而且这些子问题之间还存在多种关系,包括递阶关系、并列关系和交互关系等。问题结构的复杂性也使得对问题的分析存在相当的难度。

决策问题的复杂性使我们在研究问题的特性及理解与求解的规律时,必须抛开各种问题纷繁多样的个性特征,而从决策问题最基本的一般共性入手。由于系统科学是研究复杂事物的基本方法,因此,我们对决策问题的基本特征和处理的一般规律也需要从系统论的观点出发。

根据系统论的观点,决策问题之所以难以被理解和被解答,是因为问题本身也是一个复杂的系统,一个问题由若干不同的侧面组成。根据文献,如果用R n表示n维欧式空间,则一个决策问题P可以表示为:

P=E1×E2×……×Em(1)

其中,Ei Rn,Ei≠φ,i⑨{1,2,……,m},Ei被看成是问题的要素或者侧面。这些要素包括问题的目标、条件、状态、相关问题和答案等。

在该模型中,决策问题内部包含决策目标、求解条件、求解状态、子问题和答案等各种要素及这些要素之间的关系。其中,问题的答案是决策问题所固有的,但多数情况下隐含在问题中,需要通过一系列的求解过程才能找出来。为找到问题的答案,需要向问题系统输入使用决策条件所需的数据信息以及关于解决问题的方法方面的知识,将这些数据信息和知识作用于问题本身的处理方法,从而得到问题的求解结果(求解结果不一定是唯一的,也不一定与问题本身的答案完全一致)。而决策环境主要包括决策的信息环境和决策者(个人或机构)的背景。

2.1.2 决策问题系统的层次分析

通常对决策问题的理解分析就是要找出问题系统中的这些要素并对其进行分析,以此来了解问题的各方面特征,并找出相应的解决方法,这与我们对现实事物的认识并没有太多的差别。为此,我们可以借助于面向对象的思想,把问题系统看成是一种实体对象,通过对它进行属性和方法的分析来加以理解。其中,对问题的属性分析是最基础的,因为通常我们求解一个问题是要找到该问题答案,而问题的答案与问题的条件、问题所处的环境、决策者的要求等因素是密不可分的。所有这些因素都可以被看成是问题系统的属性,只有当这些属性的取值全部被弄清楚后,再配合相应的求解方法,才能找到决策问题合适的答案。因此,属性的辨识是理解问题和求解问题的基础。在识别出问题的属性的基础上取得属性的值,找出问题的求解方法直到获得问题的解答还需一系列的过程,包括问题的分解、问题求解路径的搜索和问题的求解,这其中就包含了问题对象所具有的方法。在这一系列过程中,前两个过程与问题的理解直接相关,可以看作是对问题更深层次的理解。这样,从问题理解的角度出发,一个决策问题系统的各种要素就需要从多个层次来进行分析。

问题属性层是问题系统各方面特征的描述。其中,问题的显性属性是指可以从问题的表述中了解到的问题特征,通常指问题表述中包含的前提、已知条件和求解目标等。问题的隐含属性是指在问题表述中没有直接表达的,但可以通过专业知识判断或获取的问题特征,如问题涉及的专业领域、问题隐含的前提、问题的类型等。

问题相关问题层是对问题中所包含的子问题或由一个问题引申出的其他问题的描述。通常一个决策问题由若干的子问题组成,而问题的求解也往往通过对子问题的解答来实现。理解问题需要辨识出这些子问题。子问题也是问题特征的另一种表现,它与问题属性密切相关。

问题求解路径是对问题求解策略、问题求解方法和模型以及问题求解顺序的总称。问题求解路径层定义了总问题及其子问题的求解方案,它是对问题对象所具有的方法的描述,也是连接问题特征与问题求解模型或方法的桥梁。

问题答案或结果层描述了问题特征的具体表现,是问题决策的最终目标。虽然它也是问题特征的一部分,但在问题被解出之前它是未知的,而且必须通过一定的方法才能获知,因此,从问题理解的角度看,它与问题的属性属于不同的层次。

在上述问题的系统层次中,层次越高的要素理解和识别越容易,而越深层次的识别越困难,越需要更多的专业知识和分析技巧,但同时也越接近于问题的答案。要彻底理解一个问题,除了要辨识出它的显性属性外,还需要找出它的隐含属性,识别出它所包含的相关问题,并确定求解问题的方案,因此,对于决策问题的理解和求解的一般过程可以描述: