新型计算机管理系统——智能管理系统.pdf_大学文库

第1代计算机管理系统在50~60年代，以EDP电子数据处理(Electronic Data Processing),TPS事务处理系统 (Transaction Processing System)为代表。主要是关于工资管理、帐目计算、数据统计、报表登计…等，单项目、小范围、低层次的数据处理或事务处理的计算机辅助管理的软件包。第2代计算机管理系统在60~70年代，以MIS管理信息系统(Management Information Systcm),OAS办公自动化系统(Office Automation System)为代表的计算机辅助管理系统。 MIS是EDP的发展，主要是面向企业的经营管理，如：生产调度、计划优化、财务、物资、人事、库存、销售管理等，多项目、中范围、中层次的，基于数据库技术和运筹学方法的计算机辅助管理系统。 OAS是TPS的发展，主要面向办公室的秘书事务处理，如：打字机、复印机、电传机… 等办公设备的自动化，各种办公文件、档案的计算机管理等，低层次的办公事务和信息处理的计算机辅助管理系统。第3代计算机管理系统在70~80年代，以DSS决策支持系统(Decision Support System)为代表，主要面向高层次、大范围、战略性的决策问题，和相应的非结构化、半结构化的信息处理，基于预测、优化、决策分析方法，数据库及模型库技术的计算机辅助管理系统。 80年代以来，在计算机管理领域中，形成了：“DSS、OAS、MIS”三足鼎立的局面。三者各有侧重，分道扬德。但是，从满足用户不断增长的需求，适应现代计算机应用系统的技术发展趋势的观点分析。上述3种计算机辅助管理系统，还存在许多有待解决的问题，例如： (1)系统功能不全。决策支持系统DSS侧重于高层决策支持，管理信息系统MIS侧重于中层信息管理，办公自动化系统OAS侧重于低层事务处理。然而，实际上，许多用户单位对计算机辅助管理系统的功能需求是全面的、综合性的，既有高层决策支特，也有中层信息管理和低层事务处理；既要为领导人员服务，也要为中层干部和办公人员服务。 (2)数学模型局限。在DSS、MIS中，进行优化、预测、决策分析，普遍采用数学模型，如：代数方程、微分方程、差分方程等。在现代化、科学化管理方面，仅仅采用数学模型，有很大的局限性。因为有许多问题目前还不能或难以用数学模型描述，如，专家经验、领导意图、群众心理等。此外，由于信息不完全、数据不准确，以及其他不确定、不确知因素，也使数学模型的建模遇到障碍。而数学模型的复杂性，如非线性、维数灾等，又造成求解的困难。 (3)软件结构单一。在DSS、MIS、OAS中普遍采用数据库技术，系统的软件结构几乎都是数据库，比较单调，缺乏知识库、模型库、方法库、图形库…等，多样化、丰富的软件系统结构，不便于知识、模型、方法、图形等多种信息模式的存贮和管理。 (4)人机关系失调。有些计算机管理系统应用效果不好，重要原因之一是人桃关系失 257

第代计算机管理系统在一年代，以电子数据处理，事务处理系统 “ ，为代表。主要是关于工资管理、帐目计算、数据统计、报表登计…等，单项目、小范围、低层次的数据处理或事务处理的计算机辅助管理的软件包。第代计算机管理系统在一年代，以管理信息系统了，办公自动化系统。为代表的计算机辅助管理系统。是的发展，主要是面向企业的经营管理，如生产调度、计划优化、财务、物资、人事、库存、销售管理等，多项目、中范围、中层次的，基于数据库技术和运筹学方法的计算机辅助管理系统。是的发展，主要面向办公室的秘书事务处理，如打字机、复印机、电传机… 等办公设备的自动化，各种办公文件、档案的计算机管理等，低层次的办公事务和信息处理的计算机辅助管理系统。第代计算机借理系统在年代，以决策支持系统为代表，主要面向高层次、大范围、战略性的决策问题，和相应的非结构化、半结构化的信息处理，基于预测、优化、决策分析方法，数据库及模型库技术的计算机辅助管理系统。年代以来，在计算机管理领域中，形成了 “ 、、 ” 三足鼎立的局面。三者各有侧重，分道扬镰。但是，从满足用户不断增长的需求，适应现代计算机应用系统的技术发展趋势的观点分析。上述种计算机辅助管理系统，还存在许多有待解决的问题，例如系统功能不全。决策支持系统侧重于高层决策支持，管理信息系统侧重于中层息管理，办公自动化系统侧重于低层事务处理。然而，实际上，许多用户单位对计算机辅助管理系统的功能需求是全面的、综合性的，既有高层决策支持，也有中层信息管理和低层事务处理既要为领导人员服务，也要为中层千部和办公人员服务。、数学模型局限。在、中，进行优化、预侧、决策分析，普遍采 ’ 用数学模型，如代数方程、微分方程、差分方程等。在现代化、科学化管理方面，仅仅采用数学模型，有很大的局限性。因为有许多问题目前还不能或难以用数学模型描述，如，专家经验、领导意图、群众心理等。此外，由于信息不完全、数据不准确，以及其他不确定、不确知因素，也使数学模型的建模遇到障碍。而数学模型的复杂性，如非线性、维数灾等，又造成求解的困难。软件结构单一。在、、中普遍采用数据库技术，系统的软件结构几乎都是数据库，比较单调，缺乏知识库、模型库、方法库、图形库 … 等，多样化、丰富的软件系统结构，不便于知识、模型、方法、图形等多种信息模式的存贮和管理。人机关系失调。有些计算机管理系统应用效果不好，重要原因之一是人机关系失

调。一方面是在系统设计中，人机分工不合理；另一方面是人机界面不友好，缺乏人机智能接口。 (5)智能水平不高。通常的MIS、OAS、DSS的智能水平不高，系统不具备自学习、自适应、自组织等智能特性。鉴于以上情况，我们从80年代开始探讨第4代计算机管理系统，提出了智能管理系统的概念，研究与开发了智能管理系统的设计方法与实现技术。 2智能管理系统的设计思想为了研究新一代计算机管理系统的设计方法与实现技术，探讨解决现有计算机管理系统存在的上述问题的新途径，我们关于智能管理系统IMS的设计思想可归纳如下： 2.1智能化将人工智能的概念、方法和技术，如：专家系统、知识工程、启发推理、模式识别、图象处理、自然语言理解、人工神经网络等，引入和应用于计算机管理系统的设计和实现，提高现有各种计算机管理系统的智能水平，建造智能决策支持系统、智能管理信息系统、智能办公自动化系统。 “智能化”思想可用如下逻辑关系式表示： AI⊕DSS+IDSS AI⊕MIS-+IMIS AI⊕OAS→IOAS 式中：AI-人工智能(Artificial Intelligence). IDSS一智能决策支持系统(Intelligent Decision Support System) IMIS一智能管理信息系统(Intelligent Management Information System) IOAS一智能办公自动化系统(Intelligent Office Automation System) 2.2集成化在系统功能上，将高层次决策支持功能、中层次信息管理功能、低层次事务处理功能进行集成，以满足用户全面的、综合性功能需求，构成具有全方位功能的智能管理系统。若在智能化基础上，进行功能集成化，则集成化思想可用如下逻辑关系式表示： IDSS⊕IMIS⊕IOAS→IMS或表示：在“集成化”基础上，进行智能化， (DSS⊕MIS⊕OAS)⊕AI→IMS 式中，IMS一智能管理系统(Intelligent Management System) 在系统设计方程与实现技术上，也需要进行集成化。如： ·模型集成化将数学模型、知识模型、网络模型进行巢成化，组成“集成模型”。 MM⊕KM⊕NM+IM 式中：MM一数学模型(Mathematical Model) KM一知识模型(Knowledge Model) 258

调。一方面是在系统设计中，人机分工不合理，另一方面是人机界面不友好，缺乏人机智能接口。智能水平不高。通常的、、的智能水平不高，系统不具备自学习、自适应、自组织等智能特性。鉴于以上情况，我们从年代开始探讨第代计算机管理系统，提出了智能管理系统的概念，研究与开发了智能管理系统的设计方法与实现技术。智能管理系统的设计思想为了研究新一代计算机管理系统的设计方法与实现技术，探讨解决现有计算机管理系统存在的上述问题的新途径，我们关于智能管理系统的设计思想可归纳如下。智能化将人工智能的概念、方法和技术，如专家系统、知识工程、启发推理 ‘ 模式识别、图象处理、自然语言理解、人工神经网络等，引入和应用于计算机管理系统的设计和实现，提高现有各种计算机管理系统的智能水平，建造智能决策支持系统、智能管理信息系统、智能办公自动化系统。 “ 智能化 ” 思想可用如下逻辑关系式表示，、，式中一人工智能一智能决策支持系统一智能管理信息系统。一智能办公自动化系统集成化在系统功能上，将高层次决策支持功能、中层次信息管理功能、低层次事务处理功能进行集成，以满足用户全面的、综合性功能需求，构成具有全方位功能的智能管理系统。若在智能化基础上，进行功能集成化，则集成化思想可用如下逻辑关系式表示 ① ，或表示在 “ 集成化 ” 基础上，进行智能化。 ① 釜、式中，一智能管理系统二在系统设计方程与实现技术上，也需要进行集成化。如 · 模型集成化将数学模型、知识模型、网络模型进行集成化，组成 “ 集成模型 ” 。，式中一数学模型一知识模型

NM-一网络模型(Net workModel) IM一集成模型(Integrated Model) ·软件集成化将数据库、知识库、模型库、方法库进行集成化，构成“多库软件”。 DB⊕KB⊕MB⊕WB-+MS 式中：DB一数据库(Data Base) KB一知识库(Knowledge Base) MB一模型库(Model Base) WB一方法库(Way Base) MS一多库软件(Multi--bases Software) 2.3协调化在智能管理系统中，“协调化”设计思想体现在下列方面： ·人机协调计算机管理系统是管理人员与计算机组成的人机系统。其中，人机协调是关健所在，需要通过人机合理分工及人机智能接口，实现人机协调。 ·多模型协调在智能管理系统中，采用集成化管理模型，需要进行：数学模型、知识模型、网络模型等多模型协调。 ·多库协调在集成化多库软件系统中，需要进行：数据库、知识库、模型库、方法库等多库协调。 ·多媒体协调在集成化的多媒体人机智能接口中，需要进行文字、图象、声音等多种媒体的协调。了智能管理系统的关键技术根据“智能化”、“集成化”、“协调化”设计思想，几年来，我们研究与开发了智能管理系统的设计与实现的关键技术，如： 3.1广义管理模型为了克服数学模型的局限性，研究与开发了广义管理模型GMM一Generalized Manage- ment Model。其主要概念如下： ·集成化模型利用计算机软件设计方法，将数学模型、知识模型、网络模型进行集成，构成面向用户实际问题的广义模型。如：由代数方程、产生式规则、有向图组成的，定性和定量描述相结合的集成化模型。 ·智能化模型应用人工智能的启发式程序、学习方法，系统辨识的模型校正方法，模型库及其管理系统，构成具有自学习、自适应、自组织性能的智能化模型。如：利用模型的自学习、自适应性能，跟踪实际问题条件与环境的变化；自组织面向用户需求的模型。例如：多层状态空间模型、多重广义算子模型、广义知识表达网络…等广义模型。 259

一网络模型五一集成模型 · 软件集成化将数据库、知识库、模型库、方法库进行集成化，构成 “ 多库软件 ” 。 ① 式中一数据库一知识库一模型库一方法库一多库软件一二。协调化在智能管理系统中， “ 协调化 ” 设计思想体现在下列方面 · 人机协调计算机管理系统是管理人员与计算机组成的人机系统。其中，人机协调是关键所在，需要通过人机合理分工及人机智能接口，实现人机协调。 · 多模型协调在智能管理系统中，采用集成化管理模型，需要进行数学模型、知识模型、网络模型等多模型协调。 · 多库协调在集成化多库软件系统中，需要进行数据库、知识库、模型库、方法库等多库协调。 · 多煤体协调在集成化的多媒体人机智能接口中，需要进行文字、图象、声音等多种媒体的协调。智能管理系统的关键技术根据 “ 智能化 ” 、 “ 集成化 ” 、 “ 协调化 ” 设计思想，几年来，我们研究与开发了智能管理系统的设计与实现的关键技术，如。飞广义管理模型为了克服数学模型的局限性，研究与开发了广义管理模型一。。。其主要概念如下 · 集成化模型利用计算机软件设计方法，将数学模型、知识模型、网络模型进行集成，构成面向用户实际问题的广义模型。如由代数方程、产生式规则、有向图组成的，定性和定量描述相结合的集成化模型。 · 智能化模型应用人工智能的启发式程序、学习方法，系统辨识的模型校正方法，模型库及其管理系统，构成具有自学习、自适应、自组织性能的智能化模型。如利用模型的自学习、自适应性能，跟踪实际问题条件与环境的变化自组织面向用户需求的模型。例如多层状态空间模型、多重广义算子模型、广义知识表达网络等广义模型

3.2启发优化方法最优化是科学管理的重要内容，通常的最优化方法都是基于数学模型的。为了求解基于广义模型的优化向题，研究与开发了启发优化方法HOM一Heuristic Optimization Method。启发优化方法是人工智能的启发式知识推理技术与运筹学、控制理论中的静态或动态最优化方法相结合的优化方法。如：启发式线性规划、启发式动态规划…等。启发优化方法要与广义管理模型相适应。例如，当广义模型为产生式规则与线性规划的集成模型时，启发优化方法可采用基于规则匹配的单纯形法。启发优化方法可以压缩可行解空间，提高寻优搜索效率，判别局部最优或全局最优，求取次优解或满意解。 3.3多库协同软件作为智能管理系统的软件实现技术，研究与开发了多库协调软件MCS一Multibases Cooperation Software,,以便支持用户，利用广义管理模型和启发优化方法，求解实际问题。多库协同软件是由数据库、知识库、模型库、方法库…等构成的集成化软件结构。按其结构方案不同，可分为各种类型。如： ·知识主导型以知识库为主导的多库协同软件结构，其中，协调器是基于知识库的推理机构。 ·数据基础型 ~以数据库为基础的多库协同软件结构，适用于在原有数据库基础上扩充的系统。 ·多库并列型其中各库地位平等，既可协同工作，也可单独运行。协调器具有多库通信、调度管理、资源共享等功能。此外，根据用户的实际需求，还可以设计其他结构的多库协同软件。 3.4多媒体智能接口为了实现人机协调，在智能管理系统中，一方面，在系统功能设计中，力求人机合理分工，人机智能结合。人为主导，担负需要创造性、灵活性的决策、指挥工作，机为辅助，担负需要精确性、快速性的大量、重复的工作。另一方面，在人机界面设计中，利用多媒体智能接口，以实现人机自然对话、友好交互。多媒体智能接口MII一Multimedia Intelligent Interfacer中，采用文字、图象、声音、语言、动画…等多种媒体，进行自然的或类自然的，双向人机通信。除了通常的输入、输出设备，如：键盘、鼠标，显示器、打印机等，还可采用扫描仪、摄象机、话简、绘图仪、录相机、扬声器、电视机等，进行声、图、文并茂的人机交互。在多媒体智能接口设计与实现中，要应用人工智能、模式识别、自然语言理解、计算机视、听觉，以及电视、录相、传真、动画等多种技术的巢成。 260

。启发优化方法最优化是科学管理的重要内容，通常的最优化方法都是基于数学模型的。为了求解基于广义模型的优化向题，研究与开发了启发优化方法一 ” 。启发优化方法是人工智能的启发式知识推理技术与运筹学、控制理论中的静态或动态最优化方法相结合的优化方法。如启发式线性规划、启发式动态规划二等。启发优化方法要与广义管理模型相适应。例如，当广义模型为产生式规则与线性规划的集成模型时，启发优化方法可采用基于规则匹配的单纯形法。启发优化方法可以压缩可行解空间，提高寻优搜索效率，判别局部最优或全局最优，求取次优解或满意解。。多库协同软件作为智能管理系统的软件实现技术，研究与开发了多库协调软件一。。。， “ ，以便支持用户，利用广义管理模型和启发优化方法，求解实际向题。多库协同软件是由数据库、知识库、模型库、方法库…等构成的集成化软件结构。按其结构方案不同，可分为各种类型。如 · 知识主导型以知识库为主导的多库协同软件结构，其中，协调器是基于知识库的推理机构。数据基础型以数据库为摹础的多库协同软件结构，适用于在原有数据库基础上扩充的系统。城一，多库并列型其中各库地位平等，既可协同工作，也可单独运行。协调器具有多库通信、调度管理、资源共享等功能。此外，根据用户的实际需求，还可以设计其他结构的多库协同软件。翻。多媒体智能接口为了实现人机协调，在智能管理系统中，一方面，在系统功能设计中，力求人机合理分工，人机智能结合。人为主导，担负需要创造性、灵活性的决策、指挥工作机为辅助，担负需要精确性、快速性的大量、重复的工作。另一方面，在人机界面设计中，利用多媒体智能接口，以实现人机自然对话、友好交互。多媒体智能接口一中，采用文字、图象、声音、语言、动画等多种煤体，进行自然的或类自然的，双向人机通信。除了通常的输入、输出设备，如键盘、鼠标，显示器、打印机等，还可采用扫描仪、摄象机、话筒、绘图仪、录相机、扬声器、电视机等，进行声、图、文并茂的人机交互。在多媒体智能接口设计与实现中，要应用人工智能、模式识别、自然语言理解、计算机视、听觉，以及电视、录相、传真、动画等多种技术的集成