人工智能与决策支持

管理 信息系统 2版 第 2 页 2021/1/25 第 10章 人工智能与决策支持 管理 信息系统 2版 第 3 页 2021/1/25 学习目的 了解人工智能及其应用领域； 了解专家系统及其组成结构； 理解决策支持与人工智能技术的关系； 了解智能决策支持系统； 结合实际理解智能代理的应用。 管理 信息系统 2版 第 4 页 2021/1/25 本讲内容 人工智能 专家系统 智能决策支持系统 智能代理 管理 信息系统 2版 第 5 页 2021/1/25 人工智能 人工智能技术的领域 专家系统 专家系统是基于知识的信息系统，由类似于人类专家的能贮存 知识及进行推理的硬件和软件组成。 自然语言处理 自然语言处理（ Natural Language Processing）可以让计算机理 解以人类自然语言下达的命令并做出相应的反应。 管理 信息系统 2版 第 6 页 2021/1/25 人工智能 人工智能技术的领域 语音（声音）识别 语音理解（ Speech Understanding）通过计算机来对口语进行认 知和理解。 例如许多公司已经在其呼叫中心运用这种技术。 计算机视觉与情景识别 视觉识别（ Visual Recognization）是计算机智能和决策的附加 功能，它可以将机器传感器（如照相机）接受到的视觉信息数 字化。 如机器人运动、传感器速度和生产线质量等。 管理 信息系统 2版 第 7 页 2021/1/25 人工智能 人工智能技术的领域 模糊逻辑 模糊逻辑是一项语言术语处理技术。它拓展了逻辑的概念，从 简单的对或错到部分（甚至是连续）正确。 案例推理 案例推理（ Case-Based Reasoning， CBR）将专家过去的经验以 案例的形式表达出来，形成案例库。 管理 信息系统 2版 第 8 页 2021/1/25 人工智能 人工智能技术的领域 模糊逻辑 模糊逻辑是一项语言术语处理技术。它拓展了逻辑的概念，从 简单的对或错到部分（甚至是连续）正确。 案例推理 案例推理（ Case-Based Reasoning， CBR）将专家过去的经验以 案例的形式表达出来，形成案例库。 管理 信息系统 2版 第 9 页 2021/1/25 人工智能 人工智能技术的领域 模糊逻辑 模糊逻辑是一项语言术语处理技术。它拓展了逻辑的概念，从 简单的对或错到部分（甚至是连续）正确。 案例推理 案例推理（ Case-Based Reasoning， CBR）将专家过去的经验以 案例的形式表达出来，形成案例库。 管理 信息系统 2版 第 10 页 2021/1/25 人工智能 人工智能技术的领域 神经网络 神经网络主要致力于用计算机机制模拟人脑的学习过程。神经 网络是人类神经系统高度简化的模型，能够显示出学习、归纳 和抽象的能力。 图 10.1 神经网络如何工作 收 入 借 贷 年 龄 支 付 记 录 神 经 网 络 输 入 层 隐 藏 层 输 出 层 好 的 信 贷 风 险 坏 的 信 贷 风 险 管理 信息系统 2版 第 11 页 2021/1/25 人工智能 人工智能技术的领域 遗传算法 遗传算法（ Genetic Algorithms）依据达尔文的自然选择和优胜 劣汰的进化理论，针对具体问题，给出大量解决办法，并从中 选择最佳的解决方法。 遗传算法适用于解决有多种可行方案的决策问题，因为它们可 用选择、交叉和变异得出许多不同方案并进行评价。 管理 信息系统 2版 第 12 页 2021/1/25 人工智能 人工智能技术的领域 语音（声音）识别 语音理解（ Speech Understanding）通过计算机来对口语进行认 知和理解。 例如许多公司已经在其呼叫中心运用这种技术。 计算机视觉与情景识别 视觉识别（ Visual Recognization）是计算机智能和决策的附加 功能，它可以将机器传感器（如照相机）接受到的视觉信息数 字化。 如机器人运动、传感器速度和生产线质量等。 管理 信息系统 2版 第 13 页 2021/1/25 人工智能 人工智能技术的领域 语音（声音）识别 语音理解（ Speech Understanding）通过计算机来对口语进行认 知和理解。 例如许多公司已经在其呼叫中心运用这种技术。 计算机视觉与情景识别 视觉识别（ Visual Recognization）是计算机智能和决策的附加 功能，它可以将机器传感器（如照相机）接受到的视觉信息数 字化。 如机器人运动、传感器速度和生产线质量等。 管理 信息系统 2版 第 14 页 2021/1/25 本讲内容 人工智能 专家系统 智能决策支持系统 智能代理 管理 信息系统 2版 第 15 页 2021/1/25 专家系统 专家系统 专家系统是一种以知识为基础的系统，是一种运用推理能力 得出结论的人工智能系统。专家系统就像某个领域的人类专 家一样，它可以通过对问题进行推理得出相应的结论，或者 推荐合适的建议； 例如，它们被用来辅助设计新产品或新系统、提高医疗卫生 的质量、决定信用卡的信贷额度等。 管理 信息系统 2版 第 16 页 2021/1/25 专家系统 专家系统的结构 图 10.2 专家系统的结构 知 识 获 取 子 系 统 解 释 子 系 统 用 户 界 面 知 识 库 专 家 知 识 工 程 师 用 户 推 荐 行 动 推 理 机 具 体 事 件 情 况 开 发 环 境 咨 询 环 境 管理 信息系统 2版 第 17 页 2021/1/25 专家系统 专家系统的结构 知识库 知识库中存储了专家系统所用的所有相关信息、数据、规则、案例和 关系。 一般来说，知识库中容纳了规则、框架、语义网、案例和模式匹配等 信息。 推理机 推理机是基于规则和事实来执行演绎和推理的，它同样也具有执行基 于概率推理或模式匹配的模糊推理的能力。 推理机进行检验所使用的两种主要方法是：向前推理和向后推理。向 前推理是从事实出发，向前推进直到找到结论的推理过程。向后推理 是一种从结论出发，向后追溯到支持结论的事实的推理过程。 管理 信息系统 2版 第 18 页 2021/1/25 专家系统 专家系统的结构 知识获取和解释子系统 知识获取（ Knowledge Acquisition）过程是一个复杂的过程。大多数 的专家系统在不断改进，通过使用知识获取子系统可以在知识库中加 入新的规则。一般来说，知识库中容纳了规则、框架、语义网、案例 和模式匹配等信息。 解释子系统是用来解释求解过程的，它可让用户理解专家系统是如何 得到某个结论的。 用户界面 用户界面使用户向专家系统输入命令和信息，并从中获得信息。一个 专家系统的优劣通常与它的界面的品质和功能密切相关。 用户界面设计的焦点主要在于人所关注的方面，如使用便捷、可靠性 高、出错率低等。同时，用户界面的设计应尽可能地考虑交互方法的 适应性。 管理 信息系统 2版 第 19 页 2021/1/25 专家系统 专家系统与决策支持系统集成 图 10.3 专家系统与决策支持系统集成结构图 问 题 综 合 与 交 互 系 统 动 态 D B 推 理 机 和 解 释 器 知 识 库 K B 数 据 库 D B D S S 控 制 系 统 模 型 库 M B 综 合 系 统 D S S E S 管理 信息系统 2版 第 20 页 2021/1/25 专家系统 专家系统与决策支持系统集成 专家系统（ ES）和决策支持系统 (DSS)相结合，既能充分发挥专家 系统以知识推理形式解决定性分析问题的特点； ES 定性分析 又能发挥决策支持系统以模型计算为核心的解决定量分析问题的特 点，充分做到定性和定量分析的有机结合，使得解决问题的能力和 范围都得到很大的发展。 DSS 定量分析 管理 信息系统 2版 第 21 页 2021/1/25 专家系统 专家系统开发及使用人员 领域专家 领域专家是指有着丰富的经验和知识，能够解决某个专门领域 的问题的个人或群体。 知识工程师 知识工程师是在专家系统的设计、开发、实施和维护方面受过 培训或有经验的人。 知识用户 管理 信息系统 2版 第 22 页 2021/1/25 专家系统 应用范畴及优缺点 专家擅长于诊断、预测和计划问题，其中最多的应用是诊断。 表 10.1 专家系统的部分优越性和局限性 优越性 局限性 不知疲倦，不受情绪影响 增加制定决策的及时性和 一致性 能对推理和提议做出解释 便于理解 能够处理不确定性 能够从复杂的关系中得出 结论 能提供“可移动的”知识 所需的知识并非总能得到 局限于较狭窄的范围 无法提炼自己的知识库 需要更新才能适应新的环境 出错的可能性 缺乏灵感 管理 信息系统 2版 第 23 页 2021/1/25 本讲内容 人工智能 专家系统 智能决策支持系统 智能代理 管理 信息系统 2版 第 24 页 2021/1/25 智能决策支持系统 智能决策支持系统的概念 最早由 R.H.Bonczek等人于 80年代提出，它的功能是，既能处理定量问 题，又能处理定性问题。智能决策支持系统的核心思想是将人工智能 与其它相关科学成果相结合，使决策支持系统能够更主动地或者对于 非标准化的请求和命令作出反应。 图 10.4 决策支持系统与人工智能技术的结合 决策支持 系统 DSS 智能 决策 支持 系统 IDSS 人工智能 技术 AI 管理 信息系统 2版 第 25 页 2021/1/25 智能决策支持系统 智能决策支持系统的组成结构 图 10.5 智能决策支持系统的一般结构 模 型 库 管 理 系 统 问 题 综 合 与 交 互 系 统 数 据 库 管 理 系 统 模 型 库 数 据 库 专 家 系 统 人 工 智 能 技 术 神 经 网 络 遗 传 算 法 机 器 学 习 自 然 语 言 理 解 管理 信息系统 2版 第 26 页 2021/1/25 智能决策支持系统 智能决策支持系统的组成结构 智能决策支持系统 3S系统 语言系统（ LS）的功能主要是把自然语言转化为机器所能理解 的形式，并把机器对问题的解答或其他内部信息转化为自然语 言相应的形式输出。 问题处理系统（ PPS）必须具有明确的识别问题的能力，能把 问题陈述转化为相应可执行的解决方案，并且能够分析问题。 知识系统（ KS）能满足问题处理系统（ PPS）对数据、模型、 方法和知识的需求，提供交互式的内部通道，使人工智能的知 识推理和运筹学的数值计算相结合成为可能。 管理 信息系统 2版 第 27 页 2021/1/25 智能决策支持系统 智能决策支持系统的组成结构 智能决策支持系统 3S系统 图 10.6 具有自然语言处理功能的智能决策支持系统基本结构 用户 LS PPS 数据库 知识库 模型库 KS 管理 信息系统 2版 第 28 页 2021/1/25 本讲内容 人工智能 专家系统 智能决策支持系统 智能代理 管理 信息系统 2版 第 29 页 2021/1/25 智能代理 智能代理的定义 智能代理（ Intelligent Agent， IA）是终端用户或过程的软件代理，用 来满足指定的任务或完成规定的活动。它使用内置的或学习得到的关 于人或过程的知识库，按照用户的意图来决策或完成任务。 图 10.7 智能代理与 Internet Internet 网 智能代理 用户 管理 信息系统 2版 第 30 页 2021/1/25 智能代理 智能代理的特点 智能性与自主性 智能代理具有知识且具有推理和学习的能力 ； 智能代理是自主运作的 。 协作与协商能力 多个代理还可以通过协商或协作完成超过单个代理能力范围 的任务 ； 机动性或可移动性 代理能从一个系统移动至另一个系统，以获取所需的远程资 源 ； 许多电子商务代理都是移动代理 。 管理 信息系统 2版 第 31 页 2021/1/25 智能代理 互联网上的智能代理应用 电子邮件代理 这种代理监视用户日常使用邮件的活动，并记录用户对特定情形的 反应 ； 电子邮件代理可以控制垃圾邮件，语音提示用户指定消息的到达 。 智能搜索代理 代表性的搜索引擎如 Infoseek, Lycos等 ； FAQ文件 。 网络管理与监视 许多智能代理可用于监视、诊断问题、确保安全、管理互联网或其 他资源； 例如 Patrol Application Management。 管理 信息系统 2版 第 32 页 2021/1/25 智能代理 互联网上的智能代理应用 电子商务代理 无数个智能代理在网络中执行着重要的电子商务活动； 智能代理还可参与电子交易中的讨价还价、购买与投递、产 品服务与评价、欺诈检测等等服务。 其他代理 用户界面代理； 学习与智能指导系统； 工作流与行政管理； 网络挖掘； 移动商务 。 管理 信息系统 2版 第 33 页 2021/1/25