Лабораторная работа №1. Построение концептуальной модели проблемной области

Для задания, выбранного в соответствии с вариантом (см. приложение), необходимо провести идентификацию и концептуализацию проблемной области.

ХОД РАБОТЫ

Конечным результатом выполнения данной работы является разработка концептуальной модели проблемной области в соответствии с вариантом задания.

Лабораторная работа должна содержать следующие основные разделы:

1. Идентификация проблемной области.

2. Концептуальная модель проблемной области.

1. Идентификация проблемной области

Сначала осуществляется неформальная постановка задачи, в которой обосновывается необходимость разработки экспертной системы и определяются источники получения экономической эффективности.

Далее приводится структурированный отчет параметров проблемной области: Назначение: <консультирование, обучение и т.д.>

Класс решаемых проблем: <интерпретация (анализ), диагностика, прогнозирование, проектирование, планирование и т.д.>

Цель: <имя целевой переменной>

Ожидаемые результаты: <гипотезы- список возможных значений цели> Подцели (промежуточные цели): < список имен переменных > Исходные данные (факторы): < список имен переменных >

Особенности решения задач: <описание характеристик неопределенности, динамичности решаемых задач, основных эвристик >

2. Концептуальная модель проблемной области

Разрабатываются следующие графические модели (в зависимости от задания):

1. Объектная модель (модель «сущность-связь», схемы классификации объектов).

2. Функциональная модель (дерево целей - граф "И-ИЛИ") Варианты задания см. в приложении.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что представляет собой экспертная система продукционного типа?

2. Когда в ЭС применяется прямой вывод, а когда обратный?

3. Какие Вы знаете этапы разработки ЭС? Охарактеризуйте каждый из них.

Лабораторная работа №2. Проектирование базы знаний продукционного типа

Для задания, выбранного в соответствии с вариантом (см. приложение), необходимо на основе построенной в первой работе концептуальной модели разработать базу знаний продукционного типа. Для 3-4 примеров провести теоретическое описание логического вывода, с расчетом факторов уверенности.

ХОД РАБОТЫ

Конечным результатом выполнения данной работы является разработка БЗ ЭС продукционного типа в соответствии с вариантом задания.

Разрабатывается структура и правила базы знаний. Осуществляется выбор методов логического вывода:

1. Прямой или обратной аргументации.

2. Обработки конфликтных наборов правил.

4. Алгоритмов объединения факторов уверенности.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие графические модели используются на этапе построения концептуальной модели предметной области?

2. Что собой представляет база знаний продукционного типа?

Лабораторная работа №3. Реализация ЭС продукционного типа

Разработать алгоритм логического вывода и программно реализовать с использованием любого языка программирования. Ввести разработанную во второй работе базу знаний, провести ее тестирование и сравнить результаты с теоретическими расчетами второй работы.

ХОД РАБОТЫ

Конечным результатом выполнения данной работы является разработка ЭС продукционного типа в соответствии с вариантом задания.

1. Реализация экспертной системы

Разрабатывается программная оболочка экспертной системы продукционного типа (инструментальные средства), содержащая:

- интерпретатор (механизм логического вывода);

- подсистему объяснения полученного результата;

- интерфейс с пользователем (ввод и корректировка входных данных);

- механизм приобретения знаний.

С использованием разработанной программной оболочки создается ЭС.

Приводится распечатка базы знаний (наборов правил), базы данных (структуры и содержания файлов), листинг программы.

2. Тестирование экспертной системы

Приводятся распечатки прогонов тестовых примеров и объяснений полученных результатов. Число тестовых примеров должно соответствовать всем предполагаемым гипотезам для целевой переменной. Выполняются ручные расчеты факторов уверенности для подтверждения правильности понимания студентами машинных алгоритмов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие критерии качества ЭС выделяют на этапах тестирования и опытной эксплуатации?

2. Какие инструментальные средства используются на этапе реализации ЭС?

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЯ

1. Оценка кредитоспособности предприятия

Назначение ЭС - определение возможности предоставления кредита предприятию со стороны банка для осуществления кредита.

Предприятие предоставляет технико-экономическое обоснование проекта, в котором указывается цель, ожидаемая эффективность (коэффициент и срок окупаемости), ресурсное обеспечение. Одновременно предприятие представляет финансовые документы: баланс и отчет о доходах, на основе которого делается заключение о финансовом положении. Банк должен всесторонне проверить ликвидность, доходность, задолженность, оборачиваемость средств предприятия. Учитываются также гарантийные поручительства и застрахованность рисков.

В результате анализа совокупного рейтинга предприятия, рассчитываемого в виде фактора уверенности, а также сравнения возможностей банка с выставленными предприятием условиями кредитования (размер, процентная ставка, срок и др.) банк принимает решений о предоставлении или непредоставлении кредита.

2. Планирование финансовых ресурсов предприятия

Назначение ЭС - определение источников финансовых средств развития предприятия в зависимости от стратегических целей и формы предприятия, структуры капитала, состояния товарного, кредитного и фондового рынков.

В соответствии с планируемой целью (размер получаемой прибыли) для данной сферы деятельности определяется размер требуемого капитала. С учетом формы распределения доходов и полученных финансовых результатов выявляется возможность рефинансирования полученной прибыли в производство. В случае недостаточночти собственных средств в зависимости от состояния финансового рынка определяется возможность получения кредитов, выпуска акций или облигаций и выбирается наиболее оптимальный результат. При этом могут быть выданы рекомендации по изменению формы предприятия.

Для решения задачи используется база данных о финансовых результатах деятельности предприятия и о состоянии финансового рынка.

3. Формирование портфеля инвестиций

Назначение ЭС - формирование портфеля инвестиций в соответствии с целями и ограничениями инвестора. В состав портфеля инвестиций могут входить разнотипные ценные бумаги, которые должны соответствовать требуемому уровню доходности и срочности, допустимой степени риска портфеля.

Инвестор сообщает о себе следующие сведения: сумму и цели инвестирования, возраст, социальный статус, семейное положение, общую задолженность.

В качестве целей инвестиций могут быть:

• надежное сбережение капитала;

• получение максимального текущего дохода;

• стабильный рост капитала и др.

Экспертная система должна сопоставить цели инвестора и его состояние, т.е. насколько допустимая степень риска в его положении соответствует достижимости целей. В позитивном случае для инвестора формируется подходящий состав портфеля, в котором задаются процентные соотношения рисковых и безрисковых видов инвести- ционных средств. Далее для каждого вида инвестиций из базы данных подбираются конкретные инвестиционные средства, для которых осуществляется расчет совокупного дохода и риска

4. Страхование коммерческих кредитов

Назначение ЭС - определение условий страхования кредита предприятия страховой компанией (предоставление льгот, страхование на обычных условиях, отказ) и расчет конкретных тарифов в зависимости от принятых условий.

Риск возврата кредита определяется финансовым состояние предприятия- должника, для чего анализируется его платежеспособность, устойчивость, рентабельность, обеспеченность собственными средствами.

Уровень тарифной ставки зависит от срочности, размера и условий кредита, возможности предоставления льгот, опыта предшествующего кредитования. Тарифы страхования хранятся в базе данных. Коэффициенты изменения тарифов определяются экспертными правилами.

Тема разработки ЭС может быть модифицирована для других видов страхования: коммерческих, биржевых, валютных рисков и др.

5. Выбор коммерческого банка

Назначение ЭС - подбор банков для финансового обслуживания предприятия в зависимости от его потребностей в проведении кассово-расчетных, кредитных, депозитных, трастовых операций.

В основе построения ЭС лежит экономический анализ деятельности предприятия, который предполагает выявление требований к финансовому обслуживанию предприятия. Например, характер производственной, сбытовой и закупочной деятельности - требования к срочности и формам денежных платежей; наличие/отсутствие свободных средств - требования к депозитным/кредитным операциям.

По совокупности выявленных требований осуществляется выбор из базы данных списка подходящих банков, которые дополнительно тестируются с точки зрения финансовой надежности и возможности осуществления операций в определенных размерах.

6. Выбор стратегии производства

Назначение ЭС - определение стратегии производства некоторого товара в зависимости от этапа жизненного цикла и возможностей предприятия.

Возможными стратегиями производства могут быть интенсивный рост (совершенствование товара, расширение границ рынка, глубокое внедрение на рынок), интеграционный рост (регрессивная, прогрессивная, горизонтальная интеграция), диверсификационный рост (концентрическая, горизонтальная, конгломератная диверсификация).

Этапы жизненного цикла характеризуются темпом роста сбыта, числом потребителей, долей занятого рынка, числом конкурентов, прибыльностью. Возможности предприятия определяются производственным, научно-техническим, финансовым, маркетинговым потенциалом, конкурентоспособностью продукции.

Информация о состоянии рынка (о конкурентах) и показателях сбыта продукции предприятия хранится в базе данных.

7. Оценка конкурентоспособности продукции

Назначение ЭС - оценка уровня конкурентоспособности продукции, которая используется при решении маркетинговых задач.

Оценка уровня конкурентоспособности складывается из оценок технических, эксплуатационных, эргономических, надежностных, экономических характеристик, каждая из которых описывается определенной совокупностью параметров. Параметры сопоставляются либо с принятыми стандартами и нормативами, либо с показателями лучших образцов продукции предприятий-конкурентов. Все показатели для сравнения хранятся в базе данных.

В случае нарушения нормативов или отклонений в каких-либо показателях должна быть проведена диагностика причин.

8. Выбор стратегии ценообразования

Назначение ЭС - определение стратегии предприятия в ценообразовании на товары в соответствии с целью поведения на рынке, которыми могут быть:

Обеспечение выживаемости (удержание позиций) на рынке.

- Максимизация прибыли посредством интенсивного роста производства.

- Завоевание лидерства на рынке путем повышения качества товара (обслуживания) или применению гибкой ценовой политики. В качестве методов ценообразования используются:

- Средние издержки плюс прибыль.

- Установление цены на основе уровня текущих цен.

- Обеспечение целевой прибыли.

- Установление цены на основе значимости товара.

На выбор стратегии ценообразования влияют тип рынка (различные сочетания конкуренции и монополии), эластичность спроса, уровень издержек на предприятии и его положение на рынке и др. Качественные параметры состояния рынка должны быть выведены из базы данных о поведении конкурентов на рынке и состоянии производства и сбыта на предприятии.

9. Выбор поставщика продукции

Назначение ЭС - выбор надежного поставщика продукции с учетом требуемого уровня качества, цены, технического обслуживания и условий поставки.

Уровень качества и цены продукции определяются особенностями производственной стратегии, а условия поставки (доставки, оплаты) -особенностями финансового положения предприятия-получателя продукции.

По сформированным требованиям к поставляемой продукции из базы данных отбираются потенциальные поставщики, которые тестируются с позиции финансового положения и оценки репутации поставщика (наличия нарушений условий поставки и рекламаций).

10. Подбор кадров

Назначение ЭС - формирование списка вакантных должностей, на которые может претендовать по своим данным кандидат, обратившийся в отдел кадров предприятия (службу занятости). В частности этот список может оказаться пустым. Соответствие кандидата вакантной должности (рейтинг) задается с определенным фактором уверенности.

Особенности решения задачи связаны с тем, что ЭС настраивается на требования и характеристики кандидата на должность. Так на основе анкетных данных осуществляется расчет рейтинга кандидата на все подходящие должности. При этом тестируются профессиональные, деловые и психологические качества. Для отобранных должностей осуществляется проверка по базе данных вакансий и удовлетворение требований кандидата.