9. Інтелектуальні системи

Комп'ютерні системи стають банальністю. Дійсно, вони майже повсюдні. Вони є найважливішим компонентом у функціонуванні бізнесу, діяльності уряду, військових, моніторингу навколишнього середовища, в установах охорони здоров'я і є частиною багатьох освітніх програм навчання. Ці комп'ютерні системи, все більш і більш впливають на наше життя і повинні швидко адаптуватися, змінюватись та допомагати нам і нашим установам справлятися з непередбаченими діями навколишнього середовища і світової спільноти.

Однак, щоб досягти повного співробітництва, комп'ютерні системи повинні вміти більше, ніж обробляти інформацію, але й мати інтелект. Вони повинні кваліфіковано зберігати й використовувати великі обсяги інформації й ефективно допомагати людям знаходити нові шляхи рішення проблем, використовуючи більш природні засоби комунікації.

Щоб перебороти обмеження існуючих систем, потрібно зрозуміти шляхи і способи взаємодії людей між собою і зі світом, розробити методи для з'єднання людського інтелекту і комп'ютерних систем.

9.1. Інтелектуальний аналіз даних

Під інтелектуальними (інтелект – від лат. Intellectus – ум, розум, глузд) методами розуміють способи розв'язку задач, в основі яких лежать алгоритми і дії, у більшому або меншому ступені пов'язані з інтелектуальною діяльністю людини, його еволюцією, повсякденною поведінкою.

Будь-яка інформаційно-аналітична задача, до якої б предметної галузі вона не відносилась, в процесі рішення послідовно проходить чотири етапи: постановка задачі, пошук даних, аналіз даних і представлення (подання) даних.

Інтелектуальний аналіз даних (ІАД, data mining, KDD – knowledge discovery in databases) являє собою новітній напрям в галузі інформаційних систем (ІС), орієнтований на розв’язання задач підтримки прийняття рішень на основі кількісних і якісних досліджень величезних масивів різнорідних ретроспективних даних.

Необхідність інтелектуального аналізу даних (ІАД) виникає при отриманні нової інформації з наявних дуже великих об’ємів вже накопиченої інформації. Неможливо дати скільки-небудь точну оцінку об’ємів даних, щодня одержуваних різноманітними державними, науковими і іншими організаціями, відомствами і компаніями.

Принципове відмінність ІАД від відомих методологій, які використовуються в існуючих системах підтримки прийняття рішень (СППР, DSS) складається в переході від технології оперативного експрес-аналізу поточних ситуацій, характерних для традиційних систем обробки даних (СОД), до фундаментальних методів досліджень, що ґрунтуються на потужному апараті сучасної математики. Як приклад робочого інструментарію ІАД можна назвати такі розділи „чистої” (pure) і прикладної математики (багатомірний статистичний аналіз, нелінійні диференціальні рівняння, нейроні мережі, еволюційне програмування, теорія спостереження динамічних систем, часові ряди тощо).

За оцінками фахівців фірми IBM, при відсутності засобів Bussines Intelligens (BI) – сукупності методів ІАД, сукупності методів систем підтримки прийняття рішень, складання складних звітів і систем доставки інформації до кінцевого користувача, – 70% часу витрачається на збір і аналіз даних, а тільки 30% на прийняття рішень. При наявності засобів ВІ показники міняються місцями – тільки 30% потрібно на збір і аналіз даних, а 70% часу є можливість витратити на прийняття рішень, що дозволяє говорити про важливість цієї технології для сучасного ділового світу.

Узагальнюючи вищесказане, можна сказати, що ВІ є новою парадигмою інформаційно-аналітичної роботи і зводиться до автоматизованої обробки великої кількості інформації з метою використання результатів аналізу даних для прийняття обґрунтованих і своєчасних рішень.

Основними задачами ІАД є короткостроковий і довгостроковий прогноз розвитку ситуацій і комплексний системний аналіз, що включає в себе виявлення і ідентифікацію прихованих закономірностей, раніше невідомих взаємозв'язків, значимих чинників розвитку самого об'єкта аналізу і середовища, в яке він занурений, візуалізацію отриманих результатів, підготовку попередніх звітів і проектів припустимих рішень з оцінками їх вірогідності і ефективності можливих реалізацій.

ІАД може мати велику кількість самих різноманітних практичних додатків: в економіці, торгівлі, системах охорони здоров'я, страхуванні, в різноманітних галузях, пов'язаних з контролем і прогнозуванням стану складних динамічних систем. Однак найбільш інтенсивний розвиток і впровадження дана методологія знайшла в сфері фінансів і бізнесу.

ІАД використовується при розв’язанні таких задач, як виявлення схованих закономірностей в архівних фінансових даних, використовуваних при розробці прогностичних моделей (Lockheed), верифікації даних за курсами валют (Reuters), виявлення нових потенційних клієнтів (Dickinson Direct) або визначення залежностей між основними показниками і характеристиками сегментів ринку при проведенні маркетингових досліджень (Reader's Digest Canada), виявлення рахунків потенційно платоспроможних дебіторів (Internal Revenue Service), в різноманітних задачах прогнозування, наприклад, при визначенні можливих невиплат в операціях з нерухомістю (Leeds) тощо.

Інвестиції на впровадження комплексів ІАД достатньо великі, однак й очікуваний виграш від їх реалізації за даними низки компаній може досягати 1000%, а витрати на систему при її правильному використанні можуть окупитися за декілька місяців. Відомі дані низки американських компаній роздрібної торгівлі, що одержали економічний ефект від упровадження ІАД, який в 10-70 разів перевищив первісні витрати, що складали від 350 до 750 тис. $. А порівняно невеликий проект вартістю в 20 млн. $ окупився усього за чотири місяця.

За оцінками експертів, біля 90% компаній із списку Fortune 1000 уже впровадили системи сховищ даних, що представляють собою один з найважливіших і найбільш дорогих елементів систем ІАД.

Ідеологія ІАД охопила майже усі основні галузі сучасної прикладної математики. При цьому більшість фірм-розроблювачів програмно-алгоритмічного забезпечення, як правило, концентрують свої зусилля на одній-двох конкретних методологіях, ніяк не зв'язуючи свою продукцію з діяльністю інших фірм працюючих у цій галузі. Кожна з фірм розробляє власний інтерфейс, власну систему введення-виведення і відображення інформації, власну технологію спілкування з програмним продуктом. В результаті виникла велика кількість мов як на змістовному математичному рівні, так і на рівні програмних продуктів. Це, в свою чергу, істотно ускладнює можливість упровадження арсеналу ІАД в сферу практичного використання.