Использование экспертных систем в экономической деятельности

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНСТИТУТ СФЕРЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА (ФИЛИАЛ)

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В Г.ШАХТЫ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

(ИСО и П (ФИЛИАЛ) ДГТУ)

 

Факультет _________________________

Кафедра   _________________________

Направление _____________________ 

 

                                                                                                           Работа допущена к защите

                                                                                                     

                                                                                                      ________________________

                                                                                                           подпись  руководителя

                                                                                                             «____»____________2013г.

                                         

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема__________________________________________________________

_______________________________________________________________

по дисциплине ________________________________________________

 

 

Разработал______________________________       ____________________

 подпись, дата     инициалы, фамилия

группа________________

Руководитель_________________________    ________________________

      должность, ученая степень, звание         подпись, дата        инициалы, фамилия

 

 

 

 

 

ШАХТЫ  2013

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса»

(ФГБОУ ВПО ЮРГУЭС)

 

Факультет ___________

Кафедра _____________

Специальность _______

 

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект        по дисциплине_________________________________ __________________________________

на курсовую работу                 для студента  «___» курса  ________    группы

________________________________________________________________

(фамилия, имя, отчество)

 

Тема: ___________________________________________________________

____________________________________________________________

____________________________________________________________

Срок выполнения _____________________________________________

Исходные данные и основные эксплуатационные требования

____________________________________________________________

____________________________________________________________

Объем проекта (работы) ____________________________________

Руководитель ________________________________________________

(фамилия, инициалы, учёная  степень, звание, подпись)

Задание к выполнению принял студент __________________________

(подпись, фамилия, инициалы)

Дата выдачи ____________________________________________________

 

 

Содержание

 

 

Введение

Экспертные системы возникли как значительный практический результат в применении и развитии методов искусственного интеллекта – совокупности научных дисциплин, изучающих методы решения задач интеллектуального характера с использованием ЭВМ. Область искусственного интеллекта имеет более чем сорокалетнюю историю развития. С самого начала в ней рассматривался ряд весьма сложных задач, которые, наряду с другими, и до сих пор являются предметом исследований: автоматические доказательства теорем, машинный перевод, распознавание изображений и анализ сцен, планирование действий роботов, алгоритмы и стратегии игр.

Экспертная система – это набор программ, выполняющий функции эксперта при решении задач из некоторой предметной области. Экспертные системы выдают советы, проводят анализ, дают консультации, ставят диагноз. Практическое применение экспертных систем на предприятиях способствует эффективности работы и повышению квалификации специалистов. Главным достоинством экспертных систем является возможность накопления знаний и сохранение их длительное время. В отличие от человека к любой информации экспертные системы подходят объективно, что улучшает качество проводимой экспертизы.

Причиной повышенного интереса, который экспертные системы вызывают к себе на протяжении всего своего существования, является возможность их применения к решению задач из самых различных областей человеческой деятельности.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что человеческая деятельность в любой сфере постепенно автоматизируется. Внедрение IT – технологий в управление рабочими процессами позволяет предприятиям экономить на штате, а также достигать постоянного уровня качества работы. Разработка экспертных систем является очередным шагом по данному пути. Роботизация и автоматизация – это шаг в сторону будущего.

Цель курсовой работы – изучить использование экспертных систем в экономической деятельности.

Задачи курсовой работы: 1) изучить историю развития экспертных систем; 2) раскрыть сущность экспертных систем и их научно – познавательную деятельность; 2) рассмотреть структуру, функции и классификацию экспертных систем; 3)  выявить преимущества и недостатки экспертных систем; 4) изучить назначение экспертных систем; 5) определить применение экспертных систем в экономике.

Предмет курсовой работы – применение экспертных методов в экономической деятельности. Объект курсовой работы – информационные технологии в экономике.

 

 

 

 

 

 

 

1. Теоретические аспекты экспертных систем

1. Сущность экспертных систем и их научно – познавательная деятельность

Экспертная система (ЭС) – это набор программ или программное обеспечение, которое выполняет функции эксперта при решении какой - либо задачи в области его компетенции. Экспертная система, как и эксперт - человек, в процессе своей работы оперирует со знаниями. Знания о предметной области, необходимые для работы экспертных систем, определённым образом формализованы и представлены в памяти ЭВМ в виде базы знаний, которая может изменяться и дополняться в процессе развития системы.

Экспертные системы выдают советы, проводят анализ, выполняют классификацию, дают консультации и ставят диагноз. Они ориентированы на решение задач, обычно требующих проведения экспертизы человеком - специалистом. В отличие от машинных программ, использующий процедурный анализ, экспертные системы решают задачи в узкой предметной области (конкретной области экспертизы) на основе дедуктивных рассуждений. Такие системы часто оказываются способными найти решение задач, которые неструктурированны и плохо определены. Они справляются с отсутствием структурированности путём привлечения эвристик, то есть правил, взятых «с потолка», что может быть полезным в тех системах, когда недостаток необходимых знаний или времени исключает возможность проведения полного анализа.

Важность экспертных систем состоит в следующем:

• технология экспертных систем существенно расширяет круг практически значимых задач, решаемых на компьютерах, решение которых приносит значительный экономический эффект;
• технология ЭС является важнейшим средством в решении глобальных проблем традиционного программирования: длительность и, следовательно, высокая стоимость разработки сложных приложений;
• высокая стоимость сопровождения сложных систем, которая часто в несколько раз превосходит стоимость их разработки;
• низкий уровень повторной используемости программ и т.п.;
• объединение технологии ЭС с технологией традиционного программирования добавляет новые качества к программным продуктам за счет: обеспечения динамичной модификации приложений пользователем, а не программистом;
• большей «прозрачности» приложения (например, знания хранятся на ограниченном ЕЯ, что не требует комментариев к знаниям, упрощает обучение и сопровождение);
• лучшей графики;
• интерфейса и взаимодействия.

По мнению ведущих специалистов, в недалекой перспективе ЭС найдут следующее применение:

• ЭС будут играть ведущую роль во всех фазах проектирования, разработки, производства, распределения, продажи, поддержки и оказания услуг;
• технология ЭС, получившая коммерческое распространение, обеспечит революционный прорыв в интеграции приложений из готовых интеллектуально - взаимодействующих модулей.

К настоящему времени эволюция ЭС прошла два поколения. Сейчас разрабатывают ЭС второго поколения. Чтобы очертить границу между этими ЭС, необходимо рассмотреть разницу их основных черт: в представлении знаний, в механизмах вывода, получении объяснений и т.д.

Представление знаний. У ЭС первого поколения функционирование систем осуществляется только на основе знаний, полученных от эксперта. Опыт, приобретаемый в процессе эксплуатации, не используется. Для представления знаний используется одна из моделей, наиболее часто – продукционная. Методы представления знаний позволяют описывать только статические предметные области. Отсутствуют знания о границах области компетентности систем. Модели представления знаний ориентированы на простые, хорошо структурированные области.

Механизм вывода. Реализация вывода ЭС первого поколения осуществляется только при условии полноты данных и знаний. Системы не умеют осуществлять вывод с учетом связи объектов в пространстве и во времени. Системы не могут давать приближенный вывод. Схема вывода в ЭС не соответствует схеме рассуждения эксперта.

Интерфейс пользователя. У ЭС первого поколения отсутствуют средства настройки на конкретного пользователя. Диалог имеет жесткую структуру (ответы пользователя должны быть представлены в строго определенном виде и формате). Избыточность совокупности вопросов ЭС, адресованных пользователю, обусловлены тем, что отсутствуют взаимосвязи между данными. Отсутствуют логичность в последовательности вопросов, задаваемой системой пользователю, хотя общая логическая направленность достаточно полная.

Приобретение знаний и обучение. Пополнение знаний системы и контроль их противоречивости выполняется только «вручную», т.е. экспертом. Знания должны быть обязательно преобразованы в соответствующую модель представления, допускаемую ЭС. Отсутствуют механизмы обучения.

Основные области применения ЭС:

• Оценка рисков займов, страхования и капитальных вложений для финансовых организаций;
• Помощь химикам в нахождении верной последовательности реакций для создания новых молекул;
• Отладка программного и аппаратного обеспечения ЭВМ в соответствии с индивидуальными требованиями;
• Диагностика и обнаружение неисправностей в телефонной сети на основе тестов;
• Идентификация и ликвидация неполадок в локомотивах;
• Помощь медикам в постановке диагноза;
• Получение молекулярной структуры химического вещества на основании опытов;
• Управление технологическими процессами, агрегатами, как в мирных, так и в военных целях.

ЭС представляет собой набор блоков, выполняющих хранение и представление знаний о предметной области, выполнение выводов, решений на основании текущей информации, выполнение объяснений принятых решений, общение с пользователем и экспертом.

Научно - познавательная деятельность включает в себя следующие три этапа:

1. Сбор и обработка исходных эмпирических данных.
2. Математическая и логико - теоретическая обработка данных с целью выявления новых фактов, объективная ценность которых имеет как теоретическое, так и эмпирическое обоснование.
3. Обобщение научных фактов и построение новых теорий.

Интересно отметить некоторые познавательные акты, которые желательно реализовать в ЭС. К ним относятся:

• Накопление знаний
• Обобщение знаний
• Осознание проблемы
• Выполнение суждений и выводов на основе неполной информации
• Объяснение поведения
• Взаимодействие с другими людьми и системами
• Обновление знаний
• Определение своей компетентности в решении поставленной проблемы

В настоящее время основным средством передачи знаний являются книги. Прежде, чем использовать знания книг, необходимо найти и проинтегрировать их, что не всегда получается точно. Сами книги не отличаются гибкостью, что особенно проявляется при переиздании книг. Вместе с этим существует проблема перекодирования знаний книг и знаний экспертов в специальные языковые конструкции, которые должны поддерживать какую-то модель знаний.

Таким образом, в настоящее время этот процесс достаточно сложный, что обуславливает необходимость его поддержки. Поэтому в него вовлекается специалист - инженер по знаниям – когнитолог.

Основными качествами ЭС следует считать динамичность и интеллектуальность. Динамичность понимается как возможность изменения свойств в процессе накопления знаний. Интеллектуальность – это способность решать задачи в соответствии с имеющимися знаниями.

 

2. История развития экспертных систем

 

     Наиболее  известные экспертные системы, разработанные в 60 - 70-х  годах, стали в своих областях уже классическими. По происхождению, предметным областям и по преемственности применяемых идей, методов и инструментальных программных средств их можно разделить на несколько семейств.     

1. META - DENDRAL. Система DENDRAL позволяет определить наиболее вероятную структуру химического соединения по экспериментальным данным (маспектрографии, данным ядерного магнитного резонанса и др.). META - DENDRAL автоматизирует процесс приобретения знаний для DENDRAL. Она генерирует правила построения фрагментов химических структур.