基于事例推理的商業管理信息系統的設計與實現

　　摘要：利用計算機輔助系統設計商業MIS框架設計方案，闡述了輔助專家系統的推理機制和基于事例推理在系統中的設計。
　　關鍵詞：管理信息系統框架；推理機制；規則
　　
　　以計算機為基礎的管理信息系統，在商業領域起著重要的作用。隨著商業、自動化工程的內容不斷增加，我國商業管理信息系統的開發和應用取得了一些成績，但是仍存在許多問題和困難，特別是在系統框架的設計方面?，F階段普遍采用的方法是由用戶邀請可信賴的計算機專家小組、銷售代理，向他們提出系統目標。專家在了解了用戶要求后，根據經驗作出一個或幾個可行的系統配置方案，以及提出方案的理由。最后由用戶根據自己的優化組合目標，選擇其中較好的一個，作為最終的方案。這種設計過程的成功依賴專家小組的素質、專家的可信性和費用。因此采用計算機輔助系統來進行商業管理信息系統框架的設計，以克服人為設計的一些缺點。
　　
　　一、輔助系統推理機制的選擇
　　
　　基于事例的推理就是將過去成功的事例存入事例庫，遇到新問題時，在事例庫中尋找類似的過去事例，利用類比推理的方法，得到新問題的近似解答，再加上適當的修改，使之完全適合于新問題。
　　商業管理信息系統的設計和開發人員經過多年的研究和開發后，在接受一個新任務時，往往是根據當前商企的具體特點，在腦海中搜索以往相似的工程，如果過去的經驗是成功的，則設計者可能就直接照搬原來的方法或稍加修改以符合當前的情況。這是一種基于事例的推理。因為，框架設計隨商企的規模，面積，經營管理模式，商企大廈的樓層結構，及業務流程等諸多因素的不同而有不同的方案。因而抽取出的一些啟發性知識很難有確定的因果聯系，領域設計經驗也難以形成規則形式。所以，基于事例推理的方法在這一方面恰恰具有其獨特的優點。要發揮基于事例推理的優點，重要的問題是保證事例庫中事例的正確性和足夠多的事例。
　　
　　二、計算機輔助系統的知識表示和獲取
　　
　　系統性能的優劣取決于它所具有的知識，領域的專家知識對于開發一個專家系統既是必要的，又是充分的。而知識表示和獲取則是實現計算機輔助系統的核心課題。
　　近幾年，面向對象技術得到充分的發展，在此基礎上，發展起來一種面向對象的知識表示方法。該方法的基本點是對象的封裝性和類的繼承性與多態性，利用它進行知識表達可實現知識的可維護性、可擴充性和可集成性等特性。具體地講，就是用對象（object）和消息（message）表現問題域中的事物及其關系；用類（class）和繼承（inheritance）來模擬人們的思維方式。利用對象來表示知識，更能符合常人一般的思維方法，并具有面向對象技術特點：封裝性、繼承性、多態性。
　　在商業管理信息系統框架自動生成系統中推理機建立以及數據庫的設計都采用了面向對象的方法。知識獲取主要包括知識輸入，查詢，修改等。知識主要包括規則知識、當前市場軟件和硬件價格、顯示模板等。
　　
　　三、計算機輔助系統推理的研究
　　
　　從問題表示到問題的解決，有個求解的過程，也就是推理過程。在這里，主要討論了基于事例推理（Case-Based Reasoning，簡稱CBR）在本系統中的設計應用。
　　
　　四、系統推理的具體實現
　　
　　一個事例一般包含三部分信息：問題說明信息、題求解的目標和達到該目標的解決方案。原則上商企信息系統框架事例也應包含這三個部分內容，但是問題求解的目標包含有太多的信息，若用單個的事例表示，則變得十分龐大，使得事例上的操作很難進行。為克服這一困難，結合管理信息系統框架設計特點，引入了事例的層次式表示。把事例表示分成兩部分：一部分為總方案事例；另一部分為子方案事例，它是問題求解的目標，其內容包括網絡體系結構、硬件配置、軟件配置和邏輯功能。
　　
　　五、總體結構
　　
　　1、輸入接口設計。輸入接口包括用戶輸入模塊和知識庫管理模塊，用戶輸入模塊負責用戶輸入商企自然環境和要求，知識庫管理模塊由專家負責知識庫的維護，包括事例庫、規則庫、模板庫和價格庫的維護。用戶輸入模塊和知識庫管理模塊都需要調用輸出接口中的文本和圖形編輯器進行交互。
　　2、推理模塊設計。推理模塊包括基于事例推理模塊和基于規則推理模塊兩部分，負責問題的求解。其中基于事例的推理模塊負責類比事例庫中的事例，得到商企管理信息系統框架設計方案，它包括檢索模塊、近似匹配模塊和方案修正模塊等三部分。在求解過程中需要訪問知識庫中的事例庫、修改規則庫和價格庫。基于規則的推理模塊負責通過規則，逐步生成商企管理信息系統的硬件配置、軟件配置、邏輯功能、投資額度等方案。在求解過程中需要訪問知識庫中的規則庫和價格庫。
　　3、輸出接口設計。輸出接口包括方案輸出、方案評價及供專家和用戶進行交互修改的圖形和文本處理模塊。專家用圖形和文本處理模塊維護知識庫，用戶用圖形和文本處理模塊交互修改系統自動生成的方案。在經驗知識的表示中，采用了面向對象的知識表示，具有描述性好，模塊性強的特點。另外，給增刪事例、數據庫都帶來了方便。在推理方法上，采用了基于規則推理與基于事例推理相結合的方法。在用戶界面上，采用了多媒體技術和圖文并茂的聯機幫助。但是，基于事例推理是一個較新的研究課題，系統在運用CBR中還不夠完善。比如：事例的學習和冗余的研究，以及方案的評價還未找到解決的辦法。
　　（作者單位：哈爾濱商業大學計算機與信息工程學院）