Bonitás vizsgálatszakértői rendszere

Gödöllő 1998

Konzulens:Dr. Pitlik László

Bevezetés

Napjainkban a számítógépes rendszerek egyre nagyobb teret hódítanak a döntések előkészítésében, a szakértői vélemények kialakításában, tanácsadások terén.

A szakértői rendszerek a nyolcvanas évek közepétől rohamosan kezdtek fejlődni.

A szakérői rendszerek megvalósításának határt szab a problémakör mérete. Ezért a SZR csak jól körülhatárolt, viszonylag szűk körben képes eredményes problémamegoldásra.

Mit értünk szakértői rendszer alatt ?

A szakértői rendszer egy olyan számítógépes program, amely az ember problémamegoldó képességét modellezi. [ Durkin`94]

• A SZR mesterséges intelligencia alkalmazásán alapul;

• hatékony az alternatív lehetőségeket magában rejtő problémák esetén is;

• bizonyos kommunikációs képességgel rendelkezik;

• képes bizonytalan szituációk és

• kivételek kezelésére;

• korábbi tapasztalatok alapján az ismeretanyag és

• a probléma megoldási képesség bővítésére.

Főbb mesterséges intelligencia kutatási területek:

• Természetes nyelvet értő, olvasó és beszélő számítógépes programok fejlesztése.

• Intelligens robotok fejlesztése, amelyek többek között képesek a változó feltételekhez alkalmazkodni.

• Szimbolikus ismeretek alapján emberi szakértőhöz hasonlóan viselkedő programok fejlesztése.

Az ismeretbázist három részre bonthatjuk fel:

- Tényadatok

- Következtetési lépések

- Heurisztikák

A szakértői rendszereket összehasonlítva az emberi problémamegoldó képességgel, a következőket tapasztalhatjuk:• Előnyei:

– A szakértői rendszerek sokszor több szakértő tudását integrálja magába, így jobb döntéseket alapozhat meg, mint bármelyik szakértő.

– A szakértői rendszer gyorsabban adhat megoldást, mint az ember.

– A probléma megoldás eredménye mindig ugyanaz, független a külső körülményektől, emberi hangulatoktól.

– A szakértői rendszer egymásután többféle problémát is meg tud oldani. Az átváltás egyik problémáról a másikra pillanatok műve. Az emberi szakértőnek hosszabb idő kell, bele kell mélyednie először az új problémakörbe, hogy eredményesen tudjon dolgozni.

– A szakértői rendszer alkalmazásának nincsenek helyi, időbeli korlátai, míg az emberi szakértő adott helyen, megszokott munkaidőben dolgozik.

– A szakértői rendszer amortizálódik. Az emberi szakértőnek ezzel szemben állandó fizetése van.

Hátrányai:

• Csak egy szűk szakterületen, speciális problémák megoldására fejlesztik és más céllal nem használható.

• Nem tud "józan ésszel" gondolkozni, csak a megadott szabályok szerint.

• Nem veszi észre határait. Az ember észleli, ha tudása határához ér egy adott problémakörben és megfelelően reagál erre. A szakértői rendszer követi a szabályokat és a szabályok által nem definiált szituációkban helytelen megoldást adhat.

A szakértői rendszerek alkalmazási területei egyre bővülő tendenciát mutat. A különböző területeken más-más problématípussal találkozunk.

A saját fejlesztésű bonitás vizsgálat szakértői rendszer ismertetése

Előzmények:

• Adott volt a mérnöki feladat kapcsán elkészített szakértői rendszer,

• Amely egy csak mezőgazdasággal foglalkozó cég hitelképességét vizsgálta.

Az előző rendszer a következőkkel jellemezhető:

– Alapvető követelménye, egyszerű válaszadási lehetőség (igen/nem).

– Másik fő követelménye,hogy ha még van lejárt határidejű kifizetetlen hitele, akkor ez mint kizáró okot jelezze felhasználónak (Nem kaphat hitelt).

– Csak komplex mezőgazdasági tevékenységet folytató cégek vizsgálatára alkalmas, azaz egyaránt kell foglalkoznia növénytermesztéssel és állattenyésztéssel.

A tervezési szempontok:

• A cég általános információi alapján, a megbízhatóság vizsgálata.

• Ha a vizsgált cégnek még van olyan tartozása, amit még nem törlesztett, akkor ezt hátrányként kezelje.

• A program könnyen kezelhető legyen bárki számára.

• Ne igényeljen különösebb számítástechnikai tudást.

• Csak olyan adatokat igényeljen, amelyek bárki számára könnyen elérhetők.

• Figyelembe vegye a hitel mértékét, időtartamát és a kamat mértékét.

A használt kritériumok:

• Mennyi lejárt határidejű hitele van?

• Mi volt az előző év mérlegének eredménye?

• Mennyi a jegyzett tökéje?

• A jegyzett tökéjén kívül kb. mekkora vagyona van?

• Milyen forgalmat bonyolított le az előző évben?

• Milyen mértékű hitelt igényel?

• Mennyi időre igényli a hitelt?

• Hány százalékos kamatra kéri?

Az eladó vállalat döntés előtt áll, adjon-e hitelt a vevőnek vagy sem. Érvek és ellenérvek halmazával találja szembe magát az eladó.

Érvek:

– a hosszú távú üzleti kapcsolat alapja a bizalom.

– már ez a vásárlás is jelentős jövedelmet jelenthet számára.

Ellenérvek:

– az adott kölcsön behajtásának bizonytalansága.

– az infláció által okozott veszteség.

A rendszer elkészítése:

1. A kritériumlista kialakítása,

2. A kritériumok súlyozása szakértői vélemények alapján,

3. A szakértői rendszer típusának kiválasztása,

4. A program megírása, jelen esetben Turbo Pascal nyelvben,

5. A rendszer tesztelése a szakértők segítségével,

6. A rendszer megbízhatóságának megállapítása.

A rendszer fő kérdése: "Mennyire megbízható a hitelt igénylő? "

A cég információinak lekérdezése.

A válaszok feldolgozása egy szabályon alapuló szakértői rendszer segítésével történik.

Az eredmény kiírása.

Az eredmény négy kimenetű lehet, azaz:

• Megbízható

• Bizonytalan

• Nem megbízható

• Nem kaphat hitelt.

Fontos tudni a rendszerről, hogy nem tud figyelembe venni olyan emberi vonásokat, amelyek fontosak lehetnek:

• Pillanatnyi hangulat,

• Baráti viszony,

• Első benyomás, stb.

A rendszer ezen hiányosságainak kiküszöbölése további fejlesztéseket igényelne, ami maga után vonná:

• A rendszer feladatának pontosabb megfogalmazását.

• Az egyéni igények figyelembevételét

• További szakértők véleményének figyelembevételét.

• Bonyolultabb kezelési módot.

• További feltételek kialakítását.

Abból az okból kiindulva, hogy a program csak egy szűk probléma megoldására alkalmas a következő módosításokat javasolnám:

• A program lehetővé tegye a felhasználó számára, hogy saját maga adja meg a kritériumok számát és a kritériumokat.

• Tudjon dönteni arról, hogy a kritériumokra milyen típusú válaszokat kapjon.

• A kapott válaszok közti kapcsolatokat meg tudja állapítani.

• Az eredményeket osztályozhassa.

• A vizsgált cégeket és eredményeit tárolja illetve új tesztelés alkalmával grafikusan is hasonlítsa össze a régi eredménnyel.

Mivel még a számítógépes rendszerek nem terjedtek el kellő mértékben, ezért a további terjedésükkel együtt nagy hangsúlyt kell fordítani a szakértői rendszerek által kínált lehetőségek maximális kihasználására.

Azon oknál fogva, hogy ezek a rendszerek képesek a szakértőket helyettesíteni ezért ez jelenti a jövő tudományok egyik legmeghatározóbb ágát. Óriási előnyük, hogy egy adott pillanatban több szakértőt is helyettesíthetnek, aminek köszönhetően egy vállalat jelentős időt és egyben pénzt takaríthat meg, nem beszélve a szakértők béréről. A szakértői rendszerekkel amelyeket csak egy alkalommal kell megvásárolni, majd amortizálódik.

A végkövetkeztetés az, hogy érdemes ezzel foglalkozni, mivel ez a jövőnk záloga.

Problématípus: Feladat

– Irányítás : A rendszer viselkedésének a szabályozása az előírt specifikációknak megfelelően

– Konfigurálás : Objektumok összeállítsa adott feltételek szerint

– Diagnosztika : A megfigyelhető jellemzők alapján következtetés működési hibákra

– Oktatás : A tanuló tanulmányainak, viselkedésének vizsgálata, nyomon követése, javítása

– Értelmezés : Az adatok alapján következtetés egy eset leírására

– Nyomkövetés : A megfigyelések és a várakozások összehasonlítása

– Tervezés : Eljárások tervezése

– Prognózis : Következtetés adott szituációk valószínű következményeire

– Javaslat : Javaslat a rendszer hibáinak megoldására

– Szelekció : A lehetőségek listájában a legjobb választás felismerése

– Szimuláció : A rendszer komponensei közötti kölcsönhatások modellezése

A szakértői rendszer felépítése.

• Ismeretszerző modul

• Tudásbázis:

- Tények, amelyek bizonyos szituációkat írnak le;

- Heurisztiák

• Munkamemória

• Következtető mechanizmus:

- Adatvezérelt következtetés

- Célvezérelt következtetés

• Magyarázó képesség:

- "Miért?"

- "Hogyan?"

• Felhasználói interfész:

- A felhasználó

- A tudásmérnök

- A szakterület szakértője

Megvizsgálva a különböző fejlesztési eszközöket, a következőket tapasztalhatjuk:

- az általános lehetőségeket nyújtó programozási nyelvek minden shellnél felhasználhatók

- a szakterületfüggő shellek pedig bármilyen fejlesztőeszközzel elkészíthetők.

A szakértői rendszerfejlesztés az esetek 50%-ban valamilyen shellel történik. A shellek általános jellemzői három nagy csoportba sorolhatók:

• általános adatok

• a fejlesztői interfész

• a felhasználói interfész

Felhasználói interfész.

A szakértői rendszer által nyújtott információk megjelenítésére és a felhasználói válaszok megadására többféle megoldás létezik:

– Interakció menükkel.

– Interakció parancsnyelvvel.

– Interakció kérdés-felelettel.

– Interakció mezők segítségével.

– Természetes nyelvű interakció.

– Objektum manipuláció.

A fejlesztési lépések bár nagy vonalakban minden szakértői rendszernél azonosak, azért vannak eltérések a rendszer típusának megfelelően.

Fejlesztői interfész.

A fejlesztőnek a szakértői rendszer fejlesztése során elsődleges feladata a tudásbázis és a barátságos felhasználói interfész kialakítása, valamint a megfelelő következtetési stratégia kiválasztása:

– Tudásbázis létrehozás.

– Felhasználói képernyők készítése.

– Következtetések vezérlése.

– Nyomonkövetési lehetőségek

Általános adatokat szintén három részre oszthatók:

• Hardver

• Shellek ára

• Shellek teljesítményei

A szakértői rendszerek fejlesztése

A fejlesztőeszközök többféleképpen csoportosíthatók, de legtöbbszőr a tudásábrázolási lehetőségek, a kezelhető problémák, vagy az alkalmazott programozási technikák alapján csoportosítják [Puppe '91], [Turban '92], [Mollach '94].(Borgulya '95).

A szempontok együttes alkalmazásával öt főcsoportot különböztetünk meg a fejlesztőeszközök között.

1. Programnyelvek.

2. A környezeti eszközök.

3. Általános shellek.

– Induktív

– Szabályalapú

– Frame-alapú

– Hibrid

4. Problémafüggő shellek.

5. Szakterületfüggő shellek.

Szakértői rendszer típusok

• 1. A szabályalapú szakértői rendszer egy olyan program, amely a problématerület tényeit a munkamemóriában, a szabályokkal megfogalmazott ismereteket pedig a tudásbázisban tárolja és a következtető mechanizmus ezek alapján határoz meg újabb ismereteket.

• 2.Frame-alapú szakértői rendszer egy adatstruktúra, amely az objektum összes adatát, a hozzátartozó eljárásokkal együtt tartalmazza. Az objektum- orientáltság előtérbe kerülésével jelentősen nőtt népszerűségük.

• 3. Hibrid rendszerek lehetőséget nyújtnak a frame tudásábrázolás mellett a szabályok alkalmazására is.

• 4. Induktív rendszerek példák alapján történő tanuláson alapulnak, ahol a tudást egy véges példahalmaz tartalmazza és a rendszer példákból szabályokat generál.

• 5. Blackboard rendszerek olyan komplex problémák megoldásánál segítenek, amely több szakértő, több tudásforrás együttes munkáját igénylik. A tudás különálló modulokban található és minden modul önálló következtető mechanizmussal rendelkezik. E modulok tetszőleges tudásábrázolást és a hozzá kapcsolódó megfelelő következtetési eljárást tartalmazzák. A modulok egymás közt a közös munkamemórián keresztül kommunikálnak. A blackboard vagy közös munkamemória nem más, mint egy adatstruktúra, melynek használatát külön kell szabályozni.

A problémakörök megismerése, az ehhez tartozó megoldási módszerek, heurisztikák feltérképezése a tudásmérnök feladata.

A tudásmérnök feladatai közé tartozik még:

– az ismeretek elrendezése, a tudás egységek felismerése,

– a tudás analízise, formalizálása, dokumentálása,

– a megfelelő szakértői rendszer fejlesztő eszköz megválasztása,

– a szakértői rendszer elkészítése.

A rendszer elkészítését illetve fejlesztését alapvetően kétféle módon végezheti el:

– Gyors prototípus technikával,

– Fejlesztési modellel.

A probléma megoldását a következtető mechanizmus vezérli, felhasználva a tudásbázis tartalmát, következtetéseket von le, az eredményeket az input adatokkal együtt a munkamemóriába kerülnek, ezek felhasználásával további tényeket állapít meg mindaddig, amíg a kitűzött célt el nem éri.