Применение экспертных систем и систем поддержки принятия решений в банковской деятельности (Мет пособие)

Применение экспертных систем и систем поддержки принятия решений в банковской деятельности

ЭС – компьютерная программа, которая моделирует рассуждения Эксперта (Э) в определенной области и использует для этого базу знаний (БЗ), содержащую Факты (Ф), Правила (Пр) из этой области и процедуру (механизм) логического вывода (МЛВ).

ЭС оперирует знаниями (ЗН) 1-го и 2-го рода:

1. ЗН1 – Пр, основанные на обычных, признанных знаниях;

2. ЗН2 – Пр, основанные на практических знаниях эксперта, т.е. эвристические правила.

ЗН1: Ф, явления, закономерности общепризнанные в данной области и зафиксированные в справочниках, книгах и т.д.

ЗН2: Эмпирические правила, интуитивные соображения и факты эксперта.

Архитектура ЭС.

Эксперты

Инженер по знаниям

Пользователь

Подсистема общения

Информационная база
БЗ	БД

Решающий блок
планировщик	МЛВ

Подсистема объяснения

Подсистема накопления знаний

БЗ – набор Пр, Ф предметной области.

Инженер по знаниям:

Основная функция – реализация инженерии знаний. Инженерия знаний (Фейгенбаум, 1980г.) – уменьшение большого объема ЗН до минимально необходимого набора Ф и Пр.

1. Инженер по знаниям реализует функции:

2. Формирует и сопровождает словарь общения разработчика ЭС с экспертами.Формирует Ф и Пр для заполнения БЗ.

3. Формирует словарь подсистем общения и объяснения.

Самое «узкое» место при разработке ЭС.

Подсистема общения.

Обеспечивает диалог пользователя с системой.

Планировщик.

Обеспечивает поиск решения задачи путем выбора необходимых Пр.

Подсистема объяснения.

Предоставляет пользователю возможность проследить «Траекторию» логического вывода, что повышает степень доверия к полученному выводу.

При разработке ЭС реализуются операции:

1. Определяется круг экспертов предметной области.

2. Организуется работа с экспертами с целью получения необходимых Ф и Пр.

3. Экспертная информация оценивается на полноту и непротиворечивость.

4. Заполняется БЗ.

5. Заполняется словарь подсистем общения и объяснения соответствующей лексикой.

6. Разрабатывается программа, реализующая МЛВ.

7. Настройка планировщика.

8. Настройка подсистем.

ЭС продукционного типа.

Продукция – оператор, реализующий отношение между посылкой и следствием (IF – THEN).

Правило состоит из 2-х частей:

IF УСЛОВИЕ – антецедента (Pi);

THEN СЛЕДСТВИЕ – консеквента (В).

Правило: Р1<логическая операция> … Рi<логическая операция> … РnB

Функционирование ЭС продукционного типа.

БЗ

БЗ – включает совокупность Пр и содержимое рабочей памяти.

Рабочая память – динамическая часть БЗ. Содержит множество инициализированных Ф и пары Атрибут – Значение (А-З), установленные к этому моменту.

Атрибут Значение

_

ЕСЛИ двигатель не заводится |

| Антецедента

И стартер не работает _|

_

ТО система не исправна | Консеквента

э/питания _|

Этапы работы ЭС:

1. В рабочую память поступает пара А-З (двигатель не заводится).

2. С помощью МЛВ поиск в Базе правил правило с такой Антецедентой. Если правило не найдено, то переход к пункту 5, если найдено – переход к пункту 3.

3. В рабочей памяти поиск недостающей пары А-3. Если ее нет – запрос пользователю: «Стартер двигателя – не работает». Ответ: «Стартер двигателя не работает». Эта пара А-3 поступает в рабочую память. Правило срабатывает и в память поступает пара А-3 консеквенты: «Система электропитания не исправна».

4. С помощью МЛВ в базе правил поиск правила с этой парой в антецеденте. Если правило найдено, переход к пункту 1, если нет – к пункту 5.

5. Окончание работы.

«Пустые» ЭС.

Концепция:

ЭС – ЗН = «Пустая ЭС»

«Пустая ЭС» + Новые ЗН = Новая ЭС.

«Пустые» ЭС – ЭС данной проблемной области без заполненной БЗ. Т.е. БЗ заполняется новыми Правилами без существенной переделки самой системы.

Проблемы: перенастройка словарей, подсистем объяснения и общения, работа с нолвыми правилами. Объем работы сказался соизмерим с трудозатратами на разработку новой ЭС.

Оболочки ЭС.

Концепция «оболочек» (shells) - набор инструментов для разработки основных компонент ЭС:

- интерпритатор и (или) компиляторы для обработки знаний;

- МЛВ;

- средства управления БД;

- средства для извлечения ЗН и модификации БЗ;

- средства для построения интерфейса.

Принципы организации

систем поддержки принятия решений

Система поддержки принятия решений.

(СППР) – интерактивная человеко-машинная система, которая служит для интеллектуальной поддержки лица принимающего решения (ЛПР) слабоструктуризованных задач.

СППР помогает преодолеть трудности в процессе принятия решения задач:

1. Большой размерности («Проклятие размерности»);

2. Многокритериальность задач;

3. В условиях неопределенности данных и условий решения задачи.

Концепция СППР – сочетание эвристических методов ЛПР с математическими методами для повышения эффективности решения задач.

Структура СППР

Информационная база
БД	БЗ	БМ

ППП1

ППП2

…

ПППn

Диалоговый процессор – организация диалога пользователь-подсистема.

Подсистема объяснения – по запросу пользователя поясняет этапы решения задачи, запросы, полученный результат.

БМ – база моделей. Содержит формальные методы решения проблемно-ориентированных задач. Полнота БМ определяет «мощность» СППР, ее эффективность.

Планировщик – реализует сценарий работы системы, т.е. реализует методику решения задач данной проблемной области.

ППП1,…,ПППn – пакеты программ, реализующих библиотеку методов решения задач в соответствии с методикой планировщика.

ЭС и СППР отличаются по следующим признакам

Nп/п	Признак для сравнения	ЭС	СППР
1.	Класс решаемых задач	Неструктуризованные	Слабоструктуризованные
2.	Принципы организации системы	Замещает эксперта	Помогает ЛПР-у в процессе принятия решения.
3.	Механизм принятия решения	Процедуры логического вывода	Методика решения задач
4.	Стратегия поиска решения	Логический вывод на основе переработки знаний с минимальным участием пользователя	Сравнительный многокритериальный анализ альтернатив с активным участием пользователя
5.	Состав информационной базы	Развитая БЗ, вспомогательная БД, второстепенная БМ	Определяющая эффективность системы – мощная БМ, развитая БД, второстепенная БЗ
6.	Качество принимаемых решений	Зависит от мощности БЗ	Зависит от методики и мощности БМ, квалификации пользователя