【教学课件】第十章智慧型决策支援系统.ppt

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1、智勝文化事業有限公司製作決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著第十章 智慧型決策支援系統決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作本章大綱q第一節 導論q第二節 人工智慧的概念q第三節 第一代智慧型DSSq第四節 第二代智慧型系統q第五節 結論決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作學習目標q智慧型DSS的概念q人工智慧與專家系統的概念與應用q類神經網路技術與應用q基因演算法技術與應用q案例推理技術與應用 決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作表10-1 兩代IDSS系統的比較特性第一代智慧型系統第二代智慧型系統知識表達法則多 元 化，

2、包 括 案例、法則等推理方法法則推理多元化，包括案例推理、基因演算、類神經網路等學習能力弱，需依賴人工完成知識更新強，可以有部分自動學習能力，如法則歸納決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作智慧應包括的能力q觀察外界環境的能力 q對環境作彈性反應 q與外界環境或其他事物溝通 q瞭解不同因素的相對重要性q擁有內部知識 q能夠異中求同或同中求異 q設定目標並達成目標 q創造力q學習能力 決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作人工智慧的兩種觀點q實用觀點lAI是電腦科學中的一支，其目的在創造電腦程式來執行以往由人類所進行的工作；偏重實用性。q科學觀點lAI

3、是一套方法，其目的在探討許多難解的問題，如人類智慧；偏重學術性。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-1 AI重點的演變高低時間幼稚解答一般方法領域知識196019701980多元應用1990決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-2 AI家族的成員機器人自動學習專家系統定理證明遊戲程式自然語言瞭解影像辨識聲音辨識決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作第一代智慧型DSS q是運用專家系統技術的系統 q專家系統概念解析 l專家l專才l專家系統的要求l為何需要專家系統l專家系統與傳統DSS之不同 決策支援系統與企業智慧

4、 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作專家q能夠比其他絕大多數人更有效地解決某些特定問題的人。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作專才q專家所賴以解決問題的知識，其通常包括知識與經驗q可以由它的形式和本質兩方面來探討l就形式而言，知識包括了經驗和法則l就知識的本質而言，可以分為表面知識與深度知識表面知識是指與某個特定問題有關的知識，它只與該問題的解決有關。深度知識則是指和許多問題都有關聯，而且可以加以一般化的知識。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作專家系統的要求q專才l一個專家系統必須擁有足夠水準的專才，以表現出專家的水準，並且有充分的穩定性。

5、q符號推理l符號是指敘述性的文字。q知識深度l專家系統必須要能夠運用複雜的深度知識，以解決困難的問題，否則便難稱為專家系統。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作專家系統的要求（續）q自我充實l另一項專家系統的重要要求則是能夠檢討自己的推理思考過程，解釋自己的建議，並自經驗中學習改進，達到自我充實的要求。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作表10-2 人類專家與專家系統的優劣人類專家專家系統衰老會不會知識轉移困難容易記錄知識困難容易決策一致性低高使用成本高低創造力高低決策調適能力高低知識範圍廣泛狹窄知識性質常識、技術技術知識內容經驗符號輸入決策支援

6、系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作專家系統與傳統DSS之不同q系統目標：取代 vs.支援q系統重心：知識移轉 vs.決策過程q交談方向：系統主導 vs.用戶主導q知識表達：敘述性知識和符號 vs.數學模式q決策方法：經驗 vs.數學演算法q適用問題：狹窄而特定 vs.非結構化q解釋能力：可以 vs.困難決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作專家系統的實例q美國史丹佛大學開發的MYCIN傳染病系統qCoopers&Lybrand開發的Exper Tax稅務規劃與管理系統qDEC電腦公司開發的XCON系統，其可協助銷售及技術人員選購恰當的迷你電腦組合qCog

7、nitive systems,Inc.開發的La-Courtier財務規劃系統決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作第二代智慧型系統q第二代的專家系統又加入了學習能力，故稱為智慧型系統q具有下列幾項特質 l更瞭解專業領域的知識 l明確地陳述問題 l找出適當的解決之道 l解釋結果 l自我成長 決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作第二代智慧型系統之發展技術q類神經網路l是一種以電腦來模擬人類腦神經細胞網路的科學。q基因演算法l一種模擬人類基因演化的模型。q案例推理l以案例為基礎的推理系統，可以收集解決舊問題的案例，加以整理，並用來找出解決未來問題的方法

8、。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-3 類神經網路的類神經元InputuiaiiWi1Wi2Win 轉換函數Output決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-4 單層感知機模型 lj Wj,i Oi lj Wj 輸入 輸出Perceptron Network輸入 輸出Single Perceptron決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作倒傳遞網路學習模式 q輸入層l由問題之自變數所構成，將變數的資料輸入到類神經網路中進行計算。q隱藏層l藉以表示輸入與輸出處理單元間之交互影響，而隱藏層之層數、單元數目前並無標

9、準方法可決定，通常以試誤法(trial and error)決定。q輸出層l問題之因變數，也是網路計算結果的輸出。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-6 倒傳遞神經網路模型 輸入層輸出層隱藏層決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作類神經網路應用基本步驟q蒐集足夠數量且輸入及輸出結果均已知的訓練案例，來訓練該神經網路。q選定隱藏層的數量及各層中神經元的數量。q選擇適當的轉換函數，並決定學習率(learning rate)及動力(momentum)。q經長時間的學習調整，直到其誤差的變化逐漸收斂為止。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化

10、事業有限公司製作類神經網路在國內的應用 q國內銀行業者台新銀行q醫學界忠孝醫院 q股市投資決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作類神經網路的優點q類神經網路可以建構非線性的預測及分析模型。q類神經網路有良好的推廣性，對於未知的輸入亦可得到正確的輸出。q類神經網路可以接受不同種類的變數作為輸入，適應性強。q類神經網路可因應新增案例而機動調整。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作類神經網路的缺點q類神經網路以逐漸趨近的方式更新鍵結數值與臨界門檻值，計算量大，相當耗費電腦資源。q類神經網路的解有無限多組，無法得知哪一組的解為最佳解。q類神經網路訓練的過程

11、中無法得知需要多少神經元個數，太多或太少的神經元均會影響系統的準確性，因此往往需以試誤的方式得到適當的神經元個數。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作基因演算法q基因演算法是一種模擬人類基因演化的模型l在這種模型中，問題的解答被巧妙地安排成一串數值，模擬基因中的一串染色體。大量的基因經過演化、突變與交配等等運算不停地產生新的基因，並淘汰不良的基因，最後演化出問題的最佳解答。q它是一種最佳化空間搜尋法，其主要目的如下l以嚴密而具象的科學方法解釋自然界物競天擇、適者生存的演化過程。l將生物界中遺傳演化重要機制以資訊科學軟體實作模擬。由達爾文進化論的觀點來看，物種靠不斷地演化

12、而產生最適合生存的下一代。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-7 基因演算法求解函數值之例函數圖050100150200250300010203040參數P函數值決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作基因演算法的運作步驟q定義基因組以及適配函數，創造第一代的基因組q藉由選擇、交配及突變三個運算元，來改良起始群體q重複步驟2，直到這個群體不再進步為止 決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-8 基因演算過程三個運算元選擇運算元基因死亡基因分裂基因存活(a)選擇第m代第m+1代決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝

13、文化事業有限公司製作圖10-8 基因演算過程三個運算元交配運算元基因交配位置(b)交配決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-8 基因演算過程三個運算元突變運算元(c)突變突變決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作基因演算法過程的三個運算元q選擇l選擇類似於自然界中的天擇，最適者可以將其遺傳因子遺傳給下一代。在計算過程中，母群體的數量是保持恆定的，也就是整個群體不致滅種。q交配l交配也發生在自然界中，將兩組基因組原有的某部分與另一組互換，產生了新的2組基因組。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作基因演算法過程的三個運算元

14、（續）q突變l最後一種運算元的因素是突變，親代在繁衍後代時，基因編碼產生了錯誤所致，這在自然界中極少發生。決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作表10-4 經過選擇作用後的適配值基因適配度母體適配值的百分比期望子代數1011017637.4%1.50000118718.5%0.74000105812.3%0.491100115031.8%1.27決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作表10-6 經過選擇和交配過程所得的組成基因p適配度101101823411001251500011061501011022176決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝

15、文化事業有限公司製作表10-7 選擇交配和突變後的組成基因p適配度10010182341110129580011061501011022176決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作基因演算法的優點q產生的結果容易瞭解 q可以處理不同類型的資料 q可以用在複雜的最佳化問題求解 q可以和類神經網路及其他技術整合 決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作基因演算法的缺點q許多問題編碼的困難 q不保證最佳化 q運算成本極高 q可以運用的商業套裝軟體不多 決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作案例推理的流程q為新案件製作索引 q找出類似案例

16、 q修改解決方法 q評估與測試 q方案應用q解釋、修正和測試q歸類和儲存結果 決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-9 案例推理流程圖2.檢索參考案例問題輸入相似性函數修改的規則6.修正修正的規則索引規則案例資料庫7.歸類並儲存1.指定索引3.修改解答4.測試5.應用決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作圖10-10 案例的三種型態案例分類僵固的案例範例的案例獨特的故事歸納製作索引歸納並製作索引獨特例外重複教訓經驗法則知識決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作案例推理的應用 q應用案例式推理系統有幾個主要重點需要克服l案例的表達l相似性函數 l修正的知識 決策支援系統與企業智慧 梁定澎 編著智勝文化事業有限公司製作案例推理的應用（續）q案例推理的應用l規劃或需要判斷的問題 l勞資談判或法官判案 l高階管理舞弊診斷系統l醫學領域l商業領域l教育輔導領域