基于數(shù)據(jù)挖掘的ERP沙盤教學評估系統(tǒng)設計

摘要：文章結(jié)合軟件工程及管理學中ERP（企業(yè)資源計劃）理論，應用數(shù)據(jù)挖掘中的決策樹技術(shù)來解決ERP模擬實驗中評估各實驗小組結(jié)果難的問題，并就開發(fā)對應的SDM沙盤模擬實驗評估系統(tǒng)的具體方案進行探討。

關(guān)鍵詞：ERP沙盤模擬實驗；實驗評估；數(shù)據(jù)挖掘；決策樹

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2013）11-0098-02

在教學精細化程度越來越高，教學評估要求不斷發(fā)展的今天，在實現(xiàn)對整個教學實體評估的基礎(chǔ)上逐步實現(xiàn)對細分的某專業(yè)課程的評估是教學評估發(fā)展的必然趨勢，而教學評估系統(tǒng)是實現(xiàn)教學評估的主要手段。本文主要討論如何結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)構(gòu)建一個具有智能性的ERP沙盤教學實驗自動評估系統(tǒng)，全方位對學生實驗操作進行客觀評價，促進高校更好地開展ERP等復雜實驗課程的教學評估。

一、數(shù)據(jù)挖掘及決策樹介紹

數(shù)據(jù)挖掘（data mining）是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的數(shù)據(jù)中提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。

決策樹是數(shù)據(jù)挖掘中的分類預測算法之一，它構(gòu)造的輸入是一組帶有類別標記的例子，構(gòu)造的結(jié)果是一棵二叉樹或多叉樹。二叉樹的內(nèi)部節(jié)點（非葉子節(jié)點）一般表示為一個邏輯判斷，如形式為a=aj的邏輯判斷，其中a是屬性，aj是該屬性的所有取值，樹的邊是邏輯判斷的分支結(jié)果。

決策樹主要算法介紹如下：

（1）選擇具有高信息增益的屬性，該屬性使結(jié)果劃分中元組分類所需的信息量最小：假定有兩個類，P和N，假定樣本集S包含類P的p個元素和類N的n個元素，如果S中任意的例子屬于P或N，則元組分類所需的期望信息計算公式如下：

（2）計算每個屬性的期望信息需求：假設用屬性A將集合S被劃分為V個子集{ S1，S2， …， Sv}，如果Si包含P中的pi個樣本和N中的ni個樣本， 則熵， 或所有用來分類所有子樹Si中對象的期望信息計算公式如下：

（3）計算不同屬性劃分的決策樹信息增益，計算公式如下：

如此循環(huán)計算，選擇具有高信息增益的屬性作為決策樹節(jié)點。

二、ERP沙盤模擬實驗介紹

企業(yè)資源計劃（Enterprise Resource Planning，簡稱ERP）是一種對物質(zhì)資源、資金資源和信息資源集成一體化管理的企業(yè)信息管理模式。通過運用ERP，企業(yè)能夠利用計算機對企業(yè)的資金、貨物、人員和信息等資源進行自動化管理，具有人力資源管理、項目管理、客戶服務、銷售與市場營銷等商業(yè)功能。

ERP沙盤實訓是針對代表先進的現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營與管理技術(shù)——ERP設計的角色體驗的實驗平臺。ERP電子沙盤系統(tǒng)主要包括：營銷與規(guī)劃中心、生產(chǎn)中心、物流中心和財務中心。各職能中心涵蓋了企業(yè)運營的所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如戰(zhàn)略規(guī)劃、資金籌集、市場營銷、產(chǎn)品研發(fā)、財務核算與管理等。這樣就把企業(yè)運營所處的內(nèi)外環(huán)境抽象為一系列的規(guī)則，由受訓者組成相互競爭的模擬企業(yè)，模擬企業(yè)3-8季度的經(jīng)營，通過學生分團隊參與沙盤軟件平臺的模擬經(jīng)營，在對抗演練等一系列的實驗環(huán)節(jié)中體現(xiàn)融合ERP理論與實踐，集角色扮演與崗位體驗于一身的設計思想，使受訓者在分析市場、制定戰(zhàn)略、營銷策劃、組織生產(chǎn)、財務管理等一系列活動中，參悟科學的管理規(guī)律，全面提升管理能力，同時也對企業(yè)資源的管理過程有一個實際的體驗。

·教學評價·1基于數(shù)據(jù)挖掘的ERP沙盤教學評估系統(tǒng)設計三、ERP沙盤模擬實驗存在問題及解決辦法

ERP沙盤模擬實驗體現(xiàn)了學生在對企業(yè)運營中的整體知識和綜合能力運用。但ERP沙盤教學由于其流程的復雜性和評估的高難度，一直成為教學中的瓶頸。因此，結(jié)合ERP沙盤實驗軟件的特點，可開發(fā)出一個實驗教學評估系統(tǒng)與沙盤系統(tǒng)對接，對學生在沙盤實訓中存在的問題進行挖掘分析，運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)找出每個學生的薄弱環(huán)節(jié)及面向每一位學生進行操作評價，是非常有必要且可行的。ERP沙盤實驗評估系統(tǒng)的實現(xiàn)可以解決沙盤實驗教學中“發(fā)現(xiàn)問題難”“結(jié)果分析難”和“學生個體評價難”等問題，減輕指導教師繁重的教學壓力。

可以利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的決策樹算法，在沙盤實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立一個具有自動評價分析功能的ERP沙盤模擬實驗智能評估系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過計算機智能技術(shù)，用某個學生團隊和參加實驗的所有學生團隊操作情況對比，實現(xiàn)對學生團隊在實驗中的以下多方面評價：（1）總體競爭策略及策略靈活性評價；（2）資金使用效率及收益評價；（3）庫存周轉(zhuǎn)評價；（4）營銷策略評價；（5）生產(chǎn)規(guī)劃評價；（6）在所有競爭對手中的綜合排名評價；（7）根據(jù)各項指標由評價系統(tǒng)生成的最優(yōu)運營策略。

通過該評估系統(tǒng)能科學系統(tǒng)地指明每個學生團隊在ERP沙盤實驗中的存在問題及優(yōu)化解決方案，讓學生在每一次實驗中都能夠得到客觀評價，有所收獲。

在實施中，可先對100組以上沙盤實驗數(shù)據(jù)進行決策樹運算，得出以資金收益、市場份額、生產(chǎn)負荷、庫存成本等不同量化指標為評價結(jié)果的決策樹，然后以最優(yōu)的決策樹分枝作為最佳的運營方案向?qū)W生展示，讓學生有所對比，找出問題所在。例如，以資金收益指標生成決策樹后，資金收益為10萬的分枝與資金收益為20萬的分枝進行對比，可找出收益少的問題出現(xiàn)在那些節(jié)點的策略失誤上。此外，生成后的決策樹可以作為學生下一次操作的輔助決策工具，讓學生在實驗運營中得到不同策略的最終預測效果。

四、ERP沙盤模擬實驗評估系統(tǒng)（SDM）設計ERP沙盤模擬實驗評估系統(tǒng)（SDM）設計涉及數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)界面設計、結(jié)構(gòu)設計及模塊設計。它的難點是數(shù)據(jù)預處理、決策樹算法的結(jié)合以及SDM與其它系統(tǒng)之間的接口設計。

SDM系統(tǒng)提供決策樹的生成和基于SDM決策樹的數(shù)據(jù)預測功能。決策樹的生成采用決策樹算法從樣本數(shù)據(jù)生成決策樹模型以及各種規(guī)則集；數(shù)據(jù)預測用于對未知類別數(shù)據(jù)進行分類預測。現(xiàn)階段開發(fā)完成的SDM系統(tǒng)由“數(shù)據(jù)導入”、“決策樹生成”及“實驗評估”3大功能模塊組成，對ERP實驗中生成的數(shù)據(jù)進行挖掘分析，并生成各小組及個人的量化評估結(jié)果。該系統(tǒng)設計完成后在本學院三個年級共30個小組（每組6人）進行了系統(tǒng)運行測試，結(jié)果表明，運用了該評估系統(tǒng)的班級比沒有運用系統(tǒng)的班級平均實驗成績高出10%以上，收到了較好的效果，得到了學校師生的肯定。

五、展望

未來隨著社會及科技的進步，對教學實驗的難度及要求會越來越高，借助計算機智能技術(shù)進行教學評估是大勢所趨。此項目研究成功后，還可以推廣到其它教學評估領(lǐng)域，實現(xiàn)評估效率和準確度的提升。

SDM評估系統(tǒng)在后續(xù)開發(fā)上可采用更多的智能技術(shù)來擴充系統(tǒng)的分析預測能力，進一步擴充權(quán)限管理的功能，進一步開發(fā)與WEB及云計算的結(jié)合的數(shù)據(jù)存儲和分析功能。

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責任編輯何麗華