企业优化运营决策支持系统的设计与实现

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1994.s3.056 第16卷增刊 北京科技大学学报 Vol.]6 1994年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing (0ct.1994 企业优化运营决策支持系统的设计与实现 韩 朝 (北方工业大学) 摘要本文介绍了开发冶金工业企业优化运营DSS的意义和内容，并阐述了该系统的系统 分析及系统设计和系统实现。 关键词工业企业，DSS,优化模型 Design and Implementaion of the Enterprise Running and Optimization Decision Support System Han Chao ABSTRACT Developing sense and content of Metallurgy Industry enterprise Running and Optimization Decision Support System (MIERODSS)is introduced.And system analysis,sys- tem design and system implementation of MIERODSS is derified. KEY WORDS indudustry enterprise,optimization model,decisioon support system 目前，我国市场经济体制正进一步建立和完善，企业由生产型转向经营型。在这种竞 争体制下，企业不仅要研究如何组织和利用现有人力、物力和财力以提高生产率，降低生 产成本，而且还要进行市场研究，以确定市场对产品的需求类型和需求量，确定原材料的 储备量，企业才能组织生产以适应市场需求。企业要想在市场的竞争中处于不败之地，决 策者在充分发挥个人、集体的智慧、能力和经验，遵循经济规律的同时，必须借助于对现 代信息有强大处理、分析、判断能力的决策支持系统，来随时掌握企业内部、外部信息的 发展变化趋势，并作及时处理。经过这样制订的方案是科学的决策方案。冶金工业企业优 化运营决策支持系统的研制与开发正是以此目的为出发点的。 1系统分析 1994-07-13收稿第一作者男，36岁.副教授

第 16 卷增刊 1 9 9 4 年 1 0 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i t y o f S e i e n e e a n d T e e h n o l o g y Be i ii n g V o l . ] 6 ( k t . 1 9 9 4 企业优化运 营决策支持系统的设计与实现 韩 朝 (北方工业大学 ) 摘 要 本文介绍了开发冶金工 业企 业优化 运营 D S 的意义和 内容 , 并阐述了该系统 的系统 分析及系统设计和 系统实现 。 关键词 工业企业 , D s , 优化模型 D e s ig n a n d I m p l e m e n t a i o n o f t h e E n t e r p r i s e R u n n i n g a n d O P t i m i z a t i o n D e e i s i o n S u P P o r t S y s t e m 月泛n C h a o A B S T R A C T eD v e l o p i n g s e n s e a n d e o n t e n t o f M e t a ll u r g y I n d u s t r y e n t e r p r i s e R u n n i n g a n d O P t im i z a t i o n eD e i s i o n S u p P o r t S y s t e nr ( M ] E R O D S S 、 1 5 i n t r o ( l u e e d . A n d s y s t e m a n a l y s i s , s y s - t e m d e s ig n a n d s y s t e m im P l e m e n t a t i o n o f M IE R O D S S 1 5 d e r if i e d . K E Y W O R D S i n d u d u s t r y e n t e r p r i s e , o p t i lr i z a t i o n m od e l , d e e i s i o o n s u p p o r t s y s t e m 目前 , 我 国市场经济体制正进 一步建立和 完善 , 企业 由生产 型转 向经营型 。 在 这种竞 争体制下 , 企 业不仅要研究如何组 织和利用现 有人力 、 物力和财 力以提 高生产 率 , 降低生 产成本 , 而且 还要 进行市 场研究 , 以 确定市场 对产 品的需 求类 型和需求量 , 确定原 材料 的 储备量 , 企业才能组织 生产以 适应 市场需 求 。 企业要 想 在市场的竞争 中处于 不败 之地 , 决 策者在 充分发挥个 人 、 集体的智 慧 、 能力 和 经验 , 遵循经济规 律的 同时 , 必须 借助于对现 代信息有强 大处理 、 分析 、 判 断 能力 的决策 支持系统 , 来随时掌握企业 内部 、 外部信息 的 发展变化趋势 , 并作及时处 理 。 经过这 样 制订的方 案是 科学 的决策方案 。 冶金工 业企业优 化运 营决策支持系统的研制与开 发正是 以此 目的 为 出发点的 。 1 系统分析 19 9 4 一 0 7 一 1 3 收稿 第 一 作者 男 , 36 岁 . 副教授 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1994. s3. 056

·94· 北京科技大学学报 (1)决策结构分析 在工业企业中，绝大多数企业采用垂直功能结构，即企业决策者与职能部门有机地构 成企业决策结构上的层次模型。 (2)决策特点分析 企业决策主要是围绕企业的发展战略、年度及月计划、发展方向的制定和实施进行组 织指挥、协调和控制，及时发现和解决企业在一定时间内，生产和经营等方面的运营中出 现的问题。其决策特点为：①信息量大，信息源多，决策对象广泛；②既有大量的静态数 据，又有变化大更新快的动态数据；③决策问题中，大多是非结构化和半结构化问题。 (3)系统功能需求 根据对企业的各种分析，MIERODSS的功能主要是反映企业运营情况的各种指挥的查 询和分析；综合评价指挥的查询和分析：企业利润及产品结构的预测分析和优化分析；生 产过程中各环节分析（投入产出分析）；盈亏分析和市场情况分析等。 2系统设计 2.1指导思想及设计原则 MIERODSS设计的指导思想是根据我国工业企业的实际情况出发，将决策支持的思 想、手段用于工业企业，以提高企业的现代化管理水平，增强活力和市场竞争能力，从而 形成一套具有先进水平，企业实用的，系统的智能化计算机决策支持系统。在设计过程中， 遵循以下原则：①定性分析与定量分析相结合；②传统技术与先进技术相结合；③加强用 户的友邓性和人机交流能力；④力求实用性；⑤者重注意实现系统的通用性。 2.2系统的功能设计 MIERODSS的功能包括：指标查询，指标分析，预测分析，优化分析，投入产出分析， 量本利分析6个决策功能子系统。 指标查询子系统：主要为决策者提供必要的数据信息支持。用户可以按目录检索对生 产、经营、财务、设备、人事、能源、原材料、经济效益、技术进步、发展速度和市场情 况等各方面的指挥进行查询，并根据需要将其结果以汉字表格或图形（包括折线图，直方 图等5种)方式显示或打印出来。 指标分析子系统：主要中以指标进行5个方面的分析： a)比较分析：任意的指标进行横向、纵向比较；b)因素分析：构成指标成分因素的变 化对指标的影响方向和程度；c)结构分析：指标的构成成分占总体的比例，及变化趋势； d)动态分析：对同一指标的不同时期的数据比较，计算企业的发展速度；)平衡分析：对 有相关性的指标的协调分析。 预测分析子系统：本模块的功能是利用灰色预测模型（包括GM(1,1)和GM(1, N)和回归预测模型，对用户所关心的任意指标进行预测。 优化分析子系统：利用线性规划模型对产品结构，生产计划，结存情况，订货计划等 进行优化。该模场还可以与预测分析模块联合使用，制定企业月、季、年的利润最优为目 标的生产计划

· 9 4 · 北 京 科 技 大 学 学 报 ( )l 决策 结构分 析 在工 业企业 中 , 绝大多数企业采用垂直功能结 构 , 即企业 决策 者与职 能部 门有 机地构 成企业决策结 构上 的层 次模型 。 ( 2) 决策特点分析 企业决策主要是 围绕企 业的 发展 战略 、 年度及 月计划 、 发展方 向的制 定和 实施进行组 织指挥 、 协调 和控制 , 及时 发现和解决企业在一定 时 间 内 , 生产和 经营等方面 的运营中出 现的问题 。 其决策特点为 : ①信息量大 , 信息源多 , 决策对象广泛 ; ② 既有大量 的静态数 据 , 又有变化大更新快的动态数据 ; ③决策 问题中 , 大多是非结构化和半结构化 问题 。 (3 ) 系统功能需求 根据对企业的各种分析 , M IE R O D S S 的功能 主要是反 映企业运 营情况的各种指挥 的查 询和分析 ; 综合评价指挥的查询 和分析 ; 企业利润及产品结构的预 测分析和优化分析 ; 生 产过程中各环节分析 ( 投人产出分析 ) ; 盈亏分析 和市场情况 分析等 。 2 系统设计 .2 1 指导思想及设计原则 M IE R O D S S 设计的 指导 思想 是根据我 国工业企 业的实 际情况 出发 , 将 决策支 持的思 想 、 手段 用于工 业企业 , 以提高企业的现代化管理水平 , 增强活力 和市场竞争能力 , 从而 形成一套具有先进水平 , 企业实用 的 , 系统的智能化计算机决策支持系统 。 在设计过 程 中 , 遵循以 下 原则 : ①定性分析与定量分析相结合 ; ②传统技术 与先进技术相 结合 ; ③加 强用 户的友 邓性和人机交流能力 ; ④力求实用性 ; ⑤着重 注意实现系统的通用 性 。 .2 2 系统的功能设计 M IE R O D S S 的功能包括 : 指标查 询 , 指标分析 , 预测 分析 , 优化分析 , 投人产出分析 , 量本利分析 6 个决策功能子系统 。 指标查询子系统 : 主要为决策者提供必要 的数据信息支持 。 用户 可 以按 目录检索对生 产 、 经 营 、 财务 、 设备 、 人事 、 能源 、 原材料 、 经济效益 、 技术进步 、 发展速 度和 市场情 况等各方面 的指挥进行查询 , 并根 据需要 将其结果 以汉字 表格 或图形 ( 包括折 线图 , 直方 图等 5 种 ) 方式显示 或打印出来 。 指标分析子系统 : 主要中以 指 标进行 5 个方面的分析 : a) 比较分析 : 任意的指标进行横向 、 纵向比较 ; b) 因素分析 : 构成指标成分因素的变 化对指 标的影响方向和程度 ; 。 ) 结构分析 : 指标的构成成分 占总体的 比例 , 及变化趋势 ; d ) 动态分析 : 对 同一指标的不 同时期的数据 比较 , 计算企业 的发展 速度 ; e ) 平衡分析 : 对 有相关性的指标的协调 分析 。 预测分析子 系统 : 本模块的 功能是利用 灰色 预测模型 ( 包括 G M ( 1 , 1) 和 G M ( 1 , N ) 和 回归预 测模型 , 对用户 所关心的任意指 标进行预测 。 优化分析子系统 : 利用 线性规划模型对产品结构 , 生产计划 , 结存情况 , 订货计划等 进 行优化 。 该模场还可 以 与预测 分析模块联合使用 , 制定企 业月 、 季 、 年的利 润最优为 目 标的生 产计划

韩朝：企业优化运营决策支持系统的设计与实现 ·95· 投人产出分析子系统：本模块是以数字的表达式反映企业的内部各车间和各种产品之 间的技术经济联系和平衡关系，即物资供应、设备和劳动等资源的利用情况。该模块的功 能是：投人产出表的自动生成，消耗分析（计算直接和完全消耗系数），模型类型转换（将 实物型转换成价值型)和制定生产计划。 量、本、利分析子系统：通过输入任意产品的成本、产销量、利润的数据，计算出该 产品的盈亏平衡点，并以直观的盈亏平衡图，显示出应选择的产品和成本及产量以获得最 大利润。 2.3系统结构设计 MIERODSS的总体结构与一般DSS的典型结构相似，与一般DSS不同的是总控接口 同时采用了决策者、决策分析者和系统维护者三重驱动的控制结构，这样便于用户使用。 MERODSS系统的总体结构包括数据库、模型库、方法库和图源库子系统，并由它们支持上 面6个功能子系统的运行。下面简单描述如下： (1)数据库及其管理系统(DB和DBMS) 数据库是结构化、综合化、共享程度高的数据集合，它存放着IERODSS所涉及的全部 基本数据、重要的中间数据和结果数据。数据库从内容上分为两类：一类是工业企业经济 活动分析指标数据库；一类是支持模型求解的数据库。DBMS包括数据查询、数据加载、数 据维护和数据转换功能。 (2)模型库及其管理系统(MB和MBMS) 模型库存放的主要是用户创建的各种经济模型，它将通过方法库选取相应的算法求解。 IERODSS的模型库是基于模型的三级框架表示方法设计的。模型库按模型的类型，装有线 性规划、灰色预测、投人产生和盈亏分析模型。MBMS及其主要功能是咨询、模型生成、模 型修改和模型求解。 (3)方法库及其管理系统(AB和ABMS) 方法库主要是算法的集合，如线性规划、预测方法、最小二乘辨识方法等。方法库具 有共享性，不同的模型可以享用某些相同算法。IERODSS是采用针对不同问题从方法库调 用相应算法形成。ABMS的功能是方法说明、方法增添和方法删除等。 (4)图元库及其管理系统(GB和FBMS) 图元库是存放各种图元的集合，如图元丙图、折线图、直示图等。用户根据计算和分 析的结果需求不同，从图元库中选择对应的输出图形。图元库管理系统的功能是，图元自 动生成、图元的增加和删除等。 2.4系统的硬件环境 为了使MIERODSS的使用既能与其它软件联合使用形成网络环境，又能独立使用，故 采用独立使用，外留接口的方法。硬件环境是：386档次以上微机1台，打印机1台，内存 2兆以上，外存90兆以上。软件环境是：汉化DOSV2.13.Turbo C V2.0,FORTRAN V3.3 和Foxbase V2.1和其它软件工具。 3 系统实现

韩 朝 : 企 业优化运营决策支持 系统的设计 与实现 投人产出分析子系 统 : 本模块是以 数字 的表 达式反 映企 业 的内部各车间和 各种 产品之 间的技 术经 济联 系和平 衡关系 , 即物 资供应 、 设 备和 劳动等资源 的利用 情况 。 该模块的功 能是 : 投人产出表的 自动生 成 , 消耗分析 ( 计算直接和 完全消耗系数) , 模型类型转换 (将 实物型转换成价值型 ) 和制定生 产计划 。 量 、 本 、 利分析子系 统 : 通 过输人任意产 品的成本 、 产销量 、 利润 的数据 , 计算 出该 产 品的盈亏平衡点 , 并 以直观的盈亏 平衡图 , 显 示 出应 选择的产品和成本及产量 以获得最 大利润 。 .2 3 系统结构设计 M IE R O D S S 的总体结构与一般 D S S 的典型 结构相 似 , 与一般 D S S 不 同的是总控接 口 同 时采用 了决策者 、 决策 分析 者和 系统维护者 三重 驱动 的 控制结构 , 这样便于 用户 使用 。 M E R O D S S 系统的 总体结构包括数据库 、 模型库 、 方法库和 图源库子系统 , 并由它们支持上 面 6 个功 能子 系统的运行 。 下 面简单描述如下 : ( 1) 数据库及其管理系统 ( D B 和 D B M )S 数据库是结构化 、 综合化 、 共享程 度高的数据集合 , 它存放着 IE R O D S S 所涉及的全部 基本数据 、 重 要 的中间数据和 结果数据 。 数据库从内容上分为两类 : 一 类是工 业企业经济 活动分析指标数据库 ; 一类是支持模型 求解 的数据 库 。 D B M S 包括 数据查询 、 数据加载 、 数 据维护 和数据转换功能 。 ( 2 ) 模型库及其管理系 统 ( M B 和 M B M S ) 模型库存放的主要是用 户创建的各种经济模型 , 它将通 过方法库选 取相 应的算法求解 。 IE R O D S S 的模型库是基于模型 的三级框架表示方法设计的 。 模 型库按 模型 的类型 , 装有线 性规 划 、 灰色预测 、 投人产生和盈亏分析模型 。 M B M S 及其主要 功能是 咨询 、 模型生成 、 模 型修改 和模型求解 。 ( 3) 方 法库及其管理系 统 ( A B 和 A B M )S 方 法库主要 是算法 的集合 , 如线性规划 、 预测 方法 、 最小 二乘辨 识方法等 。 方法库具 有 共享性 , 不 同的模型 可 以享用某些相 同算法 。 IE RO D S S 是采用针对不 同问题从方法库调 用 相应 算法 形成 。 A B M S 的功能是方法说 明 、 方法 增添和 方法 删除等 。 ( 4 ) 图元库及其管理系 统 ( G B 和 F B M S ) 图元库是存放各种图元的集合 , 如 图元丙 图 、 折线图 、 直示 图等 。 用 户根据计算和分 析的结果需 求不 同 , 从 图元库中选择 对应的输出图形 。 图元库管理 系统的功能是 , 图元 自 动生 成 、 图元的增加 和删 除等 。 .2 4 系统的硬件环境 为了使 M IE R O D S S 的使用既 能与其它软件联合使用形 成网络环境 , 又能独立使用 , 故 采用 独 立使用 , 外留接 口 的方法 。 硬件环 境是 : 3 86 档次以上微机 1 台 , 打印机 1 台 , 内存 2 兆以上 , 外存 9 0 兆 以上 。 软件环 境是 : 汉 化 以〕S V 2 . 1 3 。 T u r b o C V Z . o , FO R T R A N V 3 . 3 和 F o x b a s e V 2 . 1 和其它 软件工具 。 3 系统实现

·96· 北京科技大学学报 3.1开发原则 (1)采用原型开发方法，建立MIERODSS的原型。按照自上而下的程序设计方法，将 各功能模块逐步优化，做到程序的结构化、模型化，便于修改，有利于扩充。 (2)系统及各子系统的每个功能模块具有通用性。 (3)系统具有很强的人机交流能力、模型制成、模型修改和求解，整个过程处于人机 交流环境。 (4)采用以自然语言为基础的人机界面，综合应用文字、图形、符号，使界面生动、直 观、清晰。 (5)系统有较强的容错能力，不会因错误操作而影响MIERODSS的运行。 3.2实现技术 在MIERODSS的开发中，所采用的实现技术是：多窗口技术、活页式菜单、图形自动 生成技术、人工智能技术、多语言混合编程技术、写成技术和屏幕规划技术。 4结束语 MIERODSS的开发历经2年，又经多个企业4年多的使用运行，已被用户所接受，实 现了设计要求，对企业的生产经营和经济活动起到重要的指导作用，成为企业决策者决策 时重要可靠的依据，发挥了较大的社会效益和经济效益。但MIERODSS仍在连续的开发 中，不断地扩充决策分析功能，增加知识推理功能，逐渐完成适合国情的具有先进水平的、 适用于我国各种工业企业，通用的决策工具软件

, 9 6 . 北 京 科 技 大 学 学 报 3 . 1 开 发原 则 ( l) 采用 原型 开发方法 , 建立 M IE R O D S S 的原型 。 按 照 自上 而下 的程序设计方法 , 将 各功能模块逐 步优化 , 做到程 序的结构 化 、 模型 化 , 便于修改 , 有 利于扩充 。 ( 2) 系统及各子 系统的每个功能模块具有通 用性 。 ( 3) 系统具有 很强的人机交流能力 、 模型制成 、 模型修改和求解 , 整个过程处 于人机 交流 环境 。 (4 ) 采用 以 自然 语言 为基础 的人机界 面 , 综合应用文 字 、 图形 、 符号 , 使界面生 动 、 直 观 、 清晰 。 ( 5) 系 统有较 强 的容错能力 , 不会 因错 误操作而 影响 M IE R OI )S S 的运行 。 3 . 2 实现技术 在 M IE R O D s s 的开发 中 , 所采用 的实现技术是 : 多窗 口 技术 、 活页式菜单 、 图形 自动 生 成技术 、 人工 智能 技术 、 多语言混合编程 技术 、 写成技术和屏幕规划技术 。 4 结束语 M IE R O D S S 的开发历 经 2 年 , 又经 多个企业 4 年多的使用运 行 , 已被用 户所接受 , 实 现了设计要求 , 对企业 的生产经营和 经济活动起到重 要的指 导作用 , 成为企业决策者决策 时 重要 可靠的依据 , 发挥 了较大的社会效益 和 经济效益 。 但 M IE RO DS S 仍在连续 的开 发 中 , 不 断地扩充 决策分析功 能 , 增加 知识推理功能 , 逐渐完成适合国情的具有先进水平 的 、 适用于我 国各种工业企业 , 通 用 的决策工 具软件