基于事例推理的商业管理信息系统的设计与实现
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作者: 刘湛清 宁士勇
摘要：利用计算机辅助系统设计商业MIS框架设计方案，阐述了辅助专家系统的推理机制和基于事例推理在系统中的设计。
关键词：管理信息系统框架；推理机制；规则
以计算机为基础的管理信息系统，在商业领域起着重要的作用。随着商业、自动化工程的内容不断增加，我国商业管理信息系统的开发和应用取得了一些成绩，但是仍存在许多问题和困难，特别是在系统框架的设计方面。现阶段普遍采用的方法是由用户邀请可信赖的计算机专家小组、销售代理，向他们提出系统目标。专家在了解了用户要求后，根据经验作出一个或几个可行的系统配置方案，以及提出方案的理由。最后由用户根据自己的优化组合目标，选择其中较好的一个，作为最终的方案。这种设计过程的成功依赖专家小组的素质、专家的可信性和费用。因此采用计算机辅助系统来进行商业管理信息系统框架的设计，以克服人为设计的一些缺点。
一、辅助系统推理机制的选择
基于事例的推理就是将过去成功的事例存入事例库，遇到新问题时，在事例库中寻找类似的过去事例，利用类比推理的方法，得到新问题的近似解答，再加上适当的修改，使之完全适合于新问题。
商业管理信息系统的设计和开发人员经过多年的研究和开发后，在接受一个新任务时，往往是根据当前商企的具体特点，在脑海中搜索以往相似的工程，如果过去的经验是成功的，则设计者可能就直接照搬原来的方法或稍加修改以符合当前的情况。这是一种基于事例的推理。因为，框架设计随商企的规模，面积，经营管理模式，商企大厦的楼层结构，及业务流程等诸多因素的不同而有不同的方案。因而抽取出的一些启发性知识很难有确定的因果联系，领域设计经验也难以形成规则形式。所以，基于事例推理的方法在这一方面恰恰具有其独特的优点。要发挥基于事例推理的优点，重要的问题是保证事例库中事例的正确性和足够多的事例。
二、计算机辅助系统的知识表示和获取
系统性能的优劣取决于它所具有的知识，领域的专家知识对于开发一个专家系统既是必要的，又是充分的。而知识表示和获取则是实现计算机辅助系统的核心课题。
近几年，面向对象技术得到充分的发展，在此基础上，发展起来一种面向对象的知识表示方法。该方法的基本点是对象的封装性和类的继承性与多态性，利用它进行知识表达可实现知识的可维护性、可扩充性和可集成性等特性。具体地讲，就是用对象（object）和消息（message）表现问题域中的事物及其关系；用类（class）和继承（inheritance）来模拟人们的思维方式。利用对象来表示知识，更能符合常人一般的思维方法，并具有面向对象技术特点：封装性、继承性、多态性。
在商业管理信息系统框架自动生成系统中推理机建立以及数据库的设计都采用了面向对象的方法。知识获取主要包括知识输入，查询，修改等。知识主要包括规则知识、当前市场软件和硬件价格、显示模板等。
三、计算机辅助系统推理的研究
从问题表示到问题的解决，有个求解的过程，也就是推理过程。在这里，主要讨论了基于事例推理（Case-Based Reasoning，简称CBR）在本系统中的设计应用。
四、系统推理的具体实现
一个事例一般包含三部分信息：问题说明信息、题求解的目标和达到该目标的解决方案。原则上商企信息系统框架事例也应包含这三个部分内容，但是问题求解的目标包含有太多的信息，若用单个的事例表示，则变得十分庞大，使得事例上的操作很难进行。为克服这一困难，结合管理信息系统框架设计特点，引入了事例的层次式表示。把事例表示分成两部分：一部分为总方案事例；另一部分为子方案事例，它是问题求解的目标，其内容包括网络体系结构、硬件配置、软件配置和逻辑功能。
五、总体结构
1、输入接口设计。输入接口包括用户输入模块和知识库管理模块，用户输入模块负责用户输入商企自然环境和要求，知识库管理模块由专家负责知识库的维护，包括事例库、规则库、模板库和价格库的维护。用户输入模块和知识库管理模块都需要调用输出接口中的文本和图形编辑器进行交互。
2、推理模块设计。推理模块包括基于事例推理模块和基于规则推理模块两部分，负责问题的求解。其中基于事例的推理模块负责类比事例库中的事例，得到商企管理信息系统框架设计方案，它包括检索模块、近似匹配模块和方案修正模块等三部分。在求解过程中需要访问知识库中的事例库、修改规则库和价格库。基于规则的推理模块负责通过规则，逐步生成商企管理信息系统的硬件配置、软件配置、逻辑功能、投资额度等方案。在求解过程中需要访问知识库中的规则库和价格库。
3、输出接口设计。输出接口包括方案输出、方案评价及供专家和用户进行交互修改的图形和文本处理模块。专家用图形和文本处理模块维护知识库，用户用图形和文本处理模块交互修改系统自动生成的方案。在经验知识的表示中，采用了面向对象的知识表示，具有描述性好，模块性强的特点。另外，给增删事例、数据库都带来了方便。在推理方法上，采用了基于规则推理与基于事例推理相结合的方法。在用户界面上，采用了多媒体技术和图文并茂的联机帮助。但是，基于事例推理是一个较新的研究课题，系统在运用CBR中还不够完善。比如：事例的学习和冗余的研究，以及方案的评价还未找到解决的办法。
（作者单位：哈尔滨商业大学计算机与信息工程学院）
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