决策问题管理系统开发组件（PMS-DC）连同i-GIDSSG的其他组件目前已经应用于实际项目的快速开发中，并取得了显著效果，如本章提及的“中国固体矿产业技术创新支撑体系决策支持系统（CMTIDSS）”。该系统在中国固体矿产业持续技术创新支撑体系课题研究中得到应用，为政府和行业有关部门的决策提供了有力的技术支持。
“中国固体矿产业持续技术创新支撑体系研究”是国家“十五”科技攻关重大项目课题，也是国家“十五”科技攻关重大项目“中国主要金属矿产资源保障与开发利用科技发展战略研究”的后续课题和国家杰出青年基金项目“互联网环境下群体智能决策支持系统生成器（i-GIDSSG）的研究与开发”的相关课题。该课题于2003年启动，针对当时我国固体矿产业技术创新存在的问题，在综合评价分析我国固体矿产业及其子产业技术创新体系的绩效和技术创新绩效的影响因素的基础上，根据分析找到现行技术创新体系的薄弱环节，重新提出新的技术创新体系的建设规划和相应的政策措施。
由于该课题涉及技术创新体系建设规划等一系列决策问题，需要开发相应的决策支持系统对其中的主要问题进行分析与求解，为此，我们开发了“中国固体矿产业技术创新支撑体系决策支持系统（CMTIDSS）”。该系统是一种典型的面向问题求解的决策支持系统，非常适合采用我们研制的决策问题管理系统开发组件（PMS-DC）及i-GIDSSG中的其他组件来开发。通过组件的应用，使系统在较短的时间内得以开发完成，并有效地分析求解了课题研究需要解决的决策问题。所开发的决策支持系统除了可以为课题研究所涉及的决策问题提供辅助决策外，也适用于其他技术创新体系的分析和相关决策问题的辅助求解。
本章主要通过该实例来说明问题驱动的综合智能决策支持系统的应用和实现，特别是PMS-DC在实际开发中的应用和实现，以验证PMS-DC的有效性。
6.1.1 系统背景
固体矿产包括煤、铁、锰、有色金属和其他固体非金属矿产，是国民经济赖以运行和发展的重要战略性资源。固体矿产业是我国重要的支柱产业。然而，随着我国国民经济持续快速的发展，对固体矿产资源的需求日益增长与资源储量有限性的矛盾日显突出，并直接影响到我国国民经济长期、稳定、安全的发展。要解决这一矛盾，需要我们不断地创新，不断地提高我国固体矿产资源的勘查与开发利用能力，将有限的资源以最有效的方式使用到最需要的地方，并以建立固体矿产业的科技创新保障体系作为保证。目前，我国固体矿产业的科技事业虽经新中国成立60年来的发展取得了长足的进步，但其创新能力与国家、产业发展的需求和世界先进水平相比还存在很大的差距，技术创新体系仍存在投入严重不足、主体错位、科技成果转化率低、缺乏有效的管理机制等诸多问题。如果不迅速改变这种状况，必将制约固体矿产业的进一步发展，限制我国固体矿产资源保障程度和开发利用水平的提高，并将最终严重阻碍我国国民经济和社会的发展。因此，需要对我国固体矿产业技术创新体系作出战略调整，建设更为合理的创新体系，以更好地推动产业技术创新与科技进步。
为完成这一工作，必须对固体矿产业技术创新体系建设的各种问题进行深入研究分析。在国家科技部的组织下，我们承担了国家“十五”科技攻关重大项目课题“中国固体矿产业持续技术创新支撑体系研究”，通过分析我国固体矿产业技术创新体系的现状，找出固体矿产业各创新主体、技术创新支撑体系各结构单元以及各种技术创新资源和要素之间相互关联的内在规律。结合全球经济一体化、经济发展知识化的总体趋势和我国社会政治、经济和科技发展的要求，以及固体矿产业与相关产业的发展规律，提出我国固体矿产业持续技术创新体系建设的总体目标、指导方针、管理机制和政策措施，旨在完善我国固体矿产业的技术创新体系结构，合理配置科技资源，从根本上改变行业科技发展环境和制度机制，提高固体矿产业的技术创新能力和国际市场竞争力，提高我国固体矿产业的整体科技实力，从而进一步有效增强我国固体矿产资源保障程度和提高开发利用水平，保证国民经济的可持续发展。
但就目前这一领域的研究状况看，行业技术创新体系是国家技术创新体系的重要组成部分，相关的研究也是建立在国家创新体系研究基础上的，而目前国内外学者对各国国家创新体系的研究主要集中在创新体系的理论探讨、创新体系建设的经验总结和问题分析以及各国创新体系的比较研究等方面，没有形成有关国家创新体系及建设的系统理论和最优模式，在行业技术创新体系的研究方面成果也不多。同时，目前的研究仍以定性研究为主，定量分析主要是对统计数据的分析方面，缺乏对技术创新体系涉及的经济变量间的相互影响的深入研究，更没有相应的辅助决策软件来帮助解决创新体系建设所涉及的众多决策问题，特别是创新体系运行效果及其影响因素作用的评价问题。因为创新体系的建设是一个长期而动态的过程，体系运行效果及其影响因素的分析是调整创新体系建设战略最重要的依据。
为使这些问题的解决能够快捷而有效地完成，帮助政府部门或智囊机构进一步制定提高固体矿产业技术创新能力的宏观政策，课题研究开发了“中国固体矿产业技术创新支撑体系决策支持系统（CMTIDSS）”。
6.1.2 需求描述
1.系统目标需求
CMTIDSS的开发主要为实现以下三个目标：
（1）解决课题研究所涉及的中国固体矿产业技术创新体系的动态评价问题，为完善我国固体矿产业的技术创新体系所需的战略规划和政策决策提供辅助支持工具。
（2）作为行业通用的技术创新管理平台，提供技术创新相关知识的检索、数据信息的查询和决策问题的辅助求解。
（3）为其他行业及其企业的技术创新体系建设的相关决策软件和综合信息管理系统的开发提供一个范例。同时，系统经过数据、模型和知识的调整，应可用于其他的行业和企业。
2.系统特征需求
为实现这些目标，要求系统具备以下特点：
（1）具有丰富的数据资源，主要包括：
①国民经济统计数据，如GDP及其增长率、人均GDP等，用以反映技术创新的国内经济环境。
②煤炭、钢铁、有色和非金属四个行业的经济运行数据，如行业人均总产值、行业总产值增长率、行业固定资产投资规模、行业固定资产投资增长率、行业技改投资比例等，用以反映技术创新的行业经济环境。
③各行业技术创新投入数据，如R＆D经费数额、科技人员人均R＆D经费、R＆D经费增长率、科技活动经费筹集数额、科技活动经费内部支出、企业R＆D经费占行业R＆D经费之比等，用以反映技术创新的经费投入条件。
④各行业技术创新人才数据，如科技活动人员数、科技活动人员占从业人员比例、科技机构人员数、工程技术人员占从业人员的比重、企业科技人员占行业科技人员比重等，用以反映技术创新的人才条件。
⑤各行业技术创新装备数据，如微电子控制设备价值、科研仪器设备价值、高价值设备价值、企业科研仪器设备价值占行业科研设备价值的比重等，用以反映技术创新的装备条件。
⑥各行业技术创新机构数据，如拥有的综合性研发中心和国家重点实验室数、综合性研发中心和国家重点实验室平均固定资产、企业拥有综合性研发中心和国家重点实验室数、拥有自己研发中心的企业比例、企业科技机构数等，用以反映技术创新的机构条件。
⑦各行业技术创新中介机构数据，如相关技术交流机构数量、相关信息服务机构数量、相关技术评估机构数量、相关人才交流机构数量、金融市场获取的技改资金数额等，用以反映技术创新的服务环境状况。
⑧各行业创新成果数据，如科技人员人均发表科技论文数、论文被四大检索机构检索数、企业发表科技论文数、企业发表论文被四大检索机构检索数、企业科技项目、专利申请数、拥有发明专利数、企业拥有发明专利比重、国外专利获取数、获得的省部级以上科技进步奖数、获得国家科技进步奖数、获得国际科技奖励数量、企业为第一单位获得的省部级以上科技进步奖数量等，用以反映技术创新的直接成果。
⑨各行业技术创新效果数据，如科技项目成果应用率、科技项目成果投入产出比、分品种生产技术水平等级、全员劳动生产率及其变动率、直接生产成本平均降低率、分品种生产单位能耗及其变动率、分品种生产原料单耗及其变动率、工业“三废”处理能力与处理比例、工业废水排放达标比例、工业固体废物综合利用率、分品种二次资源回收率、分品种金属资源保障年限及其变化率等，用以反映技术创新的间接成果及对经济、环境、技术水平和资源保障程度的影响。
（2）能有效分析与求解主要的决策问题。技术创新体系建设和动态调整涉及一系列决策问题，包括建设目标、建设思路和建设重点的选择，技术创新体系结构的确立，技术创新促进政策的设计与选择等。虽然这些问题基本上都是定性的非结构化问题，但要解决这些问题实际上涉及大量的数据分析，因此，需要借助决策支持系统对这些问题进行分析、分解、逐步结构化，并调用相关的数据、模型和知识通过其结构化的子问题的逐级求解，辅助决策者解决最终的非结构化（实际上是半结构化）问题。
当然，对课题研究而言，并不需要CMTIDSS解决所有的决策问题。我们主要针对我国固体矿产业现有技术创新体系存在的不足来规划新的体系，并且能对新体系的运行效果进行动态监控，以不断调整相关的政策和措施。因而最重要的问题是如何评价技术创新体系的绩效及其影响因素，CMTIDSS将主要针对这一问题进行分析和求解。
但同时，根据前述目标的（2）和（3），CMTIDSS还应具有解决技术创新体系建设相关决策问题的一般框架，即具有解决该领域问题的通用性。
（3）模型管理具有高度的灵活性。在CMTIDSS中，需要建立创新体系建设相关决策问题的分析与求解模型。由于创新体系建设具有长期性和动态性，在不同的时期所面临的决策问题是不尽相同的，因而需要的决策问题求解模型也需要改变（分析模型与问题理解识别方法相关，与问题本身关系不大），这就要求系统能根据问题的实际需要让用户灵活地创建决策模型，或对现有模型进行修改。模型的设置包括模型描述（即模型知识）设置、模型变量设置、模型表达式设置、变量数据源设置和模型算法设置。
（4）应具有算法的独立性和可扩展性。为使决策模型可以方便灵活地设置，要求模型的求解算法与模型相互独立，因为算法的创建和修改是程序级的，而模型的设置只是用户级的，相对而言要容易很多，为此，在系统设计上要求算法的管理相对于模型的管理具有独立性。同时，由于CMTIDSS可以根据实际问题的需要来调整模型，因而当新的模型没有合适的算法时，应支持对系统内置的算法进行扩展。这种算法的扩展可以由系统开发人员完成，也可以由了解算法程序结构的用户完成，甚至可以由第三方程序设计人员来完成。
（5）拥有内容丰富的知识资源。根据系统的第（2）项目标，CMTIDSS不仅要辅助支持固体矿产业技术创新体系的建设的决策问题的分析与求解，还需要为行业内企业的技术创新体系的建设以及技术创新活动的开展提供信息资源和方法指导。这都要求系统能提供有关的知识供用户参考。
这些知识从内容上看，应包括创新管理的理论与方法、国内外创新体系及其建设的研究成果和实践经验、技术创新体系建设决策问题的解决方法、行业技术创新涉及的科学技术知识等。从来源上看，应包括文献知识（来自杂志、报纸的知识）、网站知识（来自行业综合信息网站的知识）、网页知识（来自论坛、博客、新闻组等其他网页的知识）、书籍知识（来自专著、教材、工具书等书籍的知识）、专家知识（来自专家个人尚未公开发表的知识）和系统学习知识（来自CMTIDSS在对问题分析理解过程中积累的关于同类问题处理方法的知识）。
（6）应具备人性化知识管理能力。为便于用户管理和使用上述知识，系统的知识管理需要以用户为中心。用户不仅可以建立自己的技术创新知识仓库，发布、查询和维护自己拥有或自己需要的知识，而且应可以将用户所关注领域的最新知识及时纳入系统知识库，从而实现知识管理的个性化。
（7）能直观展示系统分析结果。由于CMTIDSS涉及的主要决策问题都是战略层面的问题，相应的决策用户多为政府部门、行业指导机构和企业的高层管理人员。他们通常没有太多的时间和精力去研究分析烦琐的数据，因此，要求系统能以图形、表格、简要文字说明等形式将分析的结果直接呈现给决策用户，方便用户作进一步的决策分析。
（8）其他特征。与其他优秀的应用软件一样，CMTIDSS还需具备系统界面友好、使用方便、性能稳定、用户能迅速掌握系统操作等特点。
3.系统功能需求
根据系统的目标要求和特征需求，CMTIDSS需要包含以下几部分主要功能：
①问题管理。对CMTIDSS的决策支持功能而言，其主要的任务就是对固体矿产业技术创新体系建设和技术创新过程管理所涉及的决策问题进行分析和求解，包括问题的录入、修改、查询、同类问题的查找、问题的理解分析、问题的求解、已经求解结果的管理。但考虑到技术创新体系结构的复杂性、建设主体的多样性以及建设过程的长期性，并不要求系统能够对所有的问题进行分析和求解，也不要求系统给出明确的决策方案，系统只需对主要的可定量分析的问题给出分析求解的结果即可。
②数据管理。CMTIDSS需要对固体矿产业技术创新体系建设决策分析所需的大量国民经济和行业统计数据、与技术创新活动相关的企业技术经济数据进行录入、存储、更新、查询、导入和导出。同时，还需要将对决策问题分析求解的结果存储于数据库中，供用户调取或供相关功能模块使用。与一般的数据系统不同的是，由于决策问题的求解所涉及的数据源具有一定的灵活性，通常需要根据问题求解方法所需的条件添加数据源，因此，数据库中的数据表应可以根据需要由用户创建，并根据创建的表输入数据。但总的说来，相对于其他功能，CMTIDSS对数据管理功能的需求较为简单。由于固体矿产业技术创新体系建设所涉及的决策主要是针对问题决策，所需数据也大多是为分析解决这些问题而收集的，因此很少涉及多维数据分析等数据关系分析的内容，故对数据仓库管理和数据挖掘等功能没有特殊要求。
③模型管理。固体矿产业技术创新体系建设所涉及的决策问题及其子问题多数都需要通过模型来求解，因此，CMTIDSS对模型管理功能的要求比较高。包括模型的创建、修改、存储、检索等都要求是用户级的，即要求在系统中，用户可根据自己的需要完成对决策模型的创建和维护等设置工作，包括设置模型的名称、描述、表达式、输入变量（自变量）、输出变量（因变量、决策变量）以及模型的求解算法等内容。
④知识管理。CMTIDSS的知识管理需要分别对固体矿产业技术创新体系建设与技术创新活动管理所需知识（简称技术创新知识），以及技术创新体系建设相关决策问题的理解与求解知识（简称问题知识）进行管理。其中，技术创新知识管理主要包括知识的创建、维护、查询、清理（即找出并删除重复的、错误的或过时的知识）和推送（即将用户关注领域的新知识推送给用户）等功能。而问题知识管理则包括知识的创建（主要是录入知识）、生成（将问题理解与求解的过程和结果存储为知识）、维护、查询和调用。
CMTIDSS的用户包括“中国固体矿产业持续技术创新支撑体系研究”课题的研究人员、政府有关部门（如科技部、发改委等）及行业指导机构（如中国有色金属工业协会）的管理人员、矿业企业的管理人员，以及有关高校和研究机构的研究人员。不同的用户对系统的需求不完全相同。根据这些用户对系统使用的需求，可分为以下三类：
①决策用户。这类用户在固体矿产业技术创新体系建设和技术创新活动管理方面有具体的决策问题需要解决，但他们对问题的解决方法和相关的信息、方法不甚了解，故主要需要利用系统的问题管理、数据管理和知识管理功能帮助解决决策问题。
②专家用户。这类用户具有解决决策问题的某些方面的知识和能力，通常是受决策用户的委托来帮助他们解答决策问题，制订决策方案，或对决策问题的求解与决策方案的制订提出参考意见。虽然他们具有解决部分甚至全部决策问题的能力，但他们不一定掌握求解问题所需的全部数据信息，或需要系统帮助他们提高分析与求解决策问题的效率。因此，他们主要是利用系统的问题管理功能帮助决策用户分析问题，利用模型管理功能建立和修改决策模型，利用知识管理功能创建和维护相关知识，并利用数据管理功能将收集到的数据录入系统数据库并对数据进行一定程度的维护。如果他们不是自己要利用系统求解决策问题或制订决策方案，则主要是在问题理解与求解过程中，针对问题目标、条件、关键词、问题类型与求解方法的分析识别、求解方案的评价等关键环节提出自己的参考意见来帮助决策用户更好地利用系统解决决策问题。同时，提供模型、知识、数据等决策资源。
③信息咨询用户。这类用户通常没有具体的决策问题需要解决，只是借助CMTIDSS了解固体矿产业技术创新体系建设或技术创新活动的有关信息和知识，因此，他们主要使用系统的数据管理和知识管理功能，且多为检索查询。
4.系统流程需求
在上述不同类型的用户需求中，问题管理是最主要的部分，其次是模型管理和知识管理。而用户要运用系统实现其功能需求，以下几个关键的系统流程是CMTIDSS必须满足的：
（1）决策用户的问题处理流程。该流程实现决策用户从问题输入到问题求解方案输出的整个过程。
在这一流程中，如果决策用户不具备分析与解决问题的知识和能力，就需要有领域专家参与决策问题的处理过程。在这种情况下，要求CMTIDSS的问题处理过程对决策用户具有透明性，即决策者只需要向系统输入问题，问题处理过程交由专家与系统交互完成。
（2）专家用户的问题处理流程。该流程实现专家用户对问题处理过程的交互控制。
在该流程中，专家用户需要参与决策目标与条件识别、关键词识别、问题类型识别、同类问题查找、求解方法匹配、数据源设置等一系列过程，控制决策问题的智能处理，以保证系统对问题处理的正确性和有效性。同时，专家用户通过系统的智能问题处理功能，也能够提高他们处理问题的效率。
（3）模型设置流程。该流程实现专家用户对决策模型的创建与修改。
由于CMTIDSS中涉及的主要决策问题及其子问题大部分是需要用模型进行分析的，因此模型设置是决策问题处理的关键步骤。在该流程中，模型说明、表达式和算法设置又是其中影响模型使用性能的关键。模型说明主要描述模型所对应的问题类型以及模型的输入输出变量列表，它是模型知识最核心的部分，也是根据问题类型匹配模型及识别求解方法所需条件的基础。模型表达式只是模型形式化的表达公式，用以直观表达输入变量（自变量）与输出变量（因变量）之间的关系，以便用户能够选择合适的求解算法。系统并不会根据模型表达式来求解模型，但提供公式编辑器，以便用户对表达式进行设置。模型算法以程序形式存储于算法库中。由于模型具有多样性而算法是有限的，算法与模型的分离是保持模型灵活性的关键之一，因此，用户不能修改算法，但可以选择算法。同时，模型变量也是形式化的，而算法变量相当于程序的参数，故在使用算法求解模型前需要建立或让用户设置模型变量与算法变量的对应关系。
（4）知识管理流程。该流程实现专家用户对决策知识的创建与修改以及系统对用户所需知识的个性化管理。
在该流程中，知识的创建和修改相对比较简单。而要实现对用户知识的个性化管理，则需要记录用户查询的关键词，计算用户查询关键词的联想词频和用户查询关键词出现的频率，以不断学习用户的查询联想和查询偏好（所谓查询联想就是与查询关键词相近和相关的词，而查询偏好就是用户经常查的词），并将它们和用户信息一起存储于知识库中。这样，当用户再次登录系统时，就可以将符合用户偏好的新知识推送给用户。同时，用户查询的结果不仅包括他按指定主题查到的知识，还包括与此主题相关且按照用户偏好排序的其他知识。
