Источник: http://www.bns.com.ua

Нейронные сети в бизнесе

Что такое нейронные сети

Нейронные сети - это адаптивные системы для обработки и анализа данных, которые представляют собой математическую структуру, имитирующую некоторые аспекты работы человеческого мозга и демонстрирующие такие его возможности, как способность к неформальному обучению, способность к обобщению и кластеризации неклассифицированной информации, способность самостоятельно строить прогнозы на основе уже предъявленных временных рядов. Главным их отличием от других методов, например таких, как экспертные системы, является то, что нейросети в принципе не нуждаются в заранее известной модели, а строят ее сами только на основе предъявляемой информации. Именно поэтому нейронные сети и генетические алгоритмы вошли в практику всюду, где нужно решать задачи прогнозирования, классификации, управления - иными словами, в области человеческой деятельности, где есть плохо алгоритмизуемые задачи, для решения которых необходимы либо постоянная работа группы квалифицированных экспертов, либо адаптивные системы автоматизации, каковыми и являются нейронные сети.

Особенности

Нейронная сеть принимает входную информацию и анализирует ее способом, аналогичным тому, что использует наш мозг. Во время анализа сеть обучается (приобретает опыт и знания) и выдает выходную информацию на основе приобретенного ранее опыта.

Основная задача аналитика, использующего нейронные сети для решения какой-либо проблемы, - создать наиболее эффективную архитектуру нейронной сети, т.е. правильно выбрать вид нейронной сети, алгоритм ее обучения, количество нейронов и виды связей между ними. Эта работа не имеет формализованных процедур, она требует глубокого понимания различных видов архитектур нейронных сетей, включает в себя много исследовательской и аналитической работы, и может занять достаточно много времени.

Для неформализованных задач нейросетевые модели могут на порядок превосходить традиционные методы решения. Но применение нейронных сетей целесообразно, если:

• накоплены достаточные объемы данных о предыдущем поведении системы
• не существует традиционных методов или алгоритмов, которые удовлетворительно решают проблему
• данные частично искажены, частично противоречивы или не полны и поэтому традиционные методы выдают неудовлетворительный результат

Нейронные сети наилучшим образом проявляют себя там, где имеется большое количество входных данных, между которыми существуют неявные взаимосвязи и закономерности. В этом случае нейросети помогут автоматически учесть различные нелинейные зависимости, скрытые в данных. Это особенно важно в системах поддержки принятия решений и системах прогнозирования.

Преимущества

Нейросети являются незаменимыми при анализе данных, в частности, для предварительного анализа или отбора, выявления "выпадающих фактов" или грубых ошибок человека, принимающего решения. Целесообразно использовать нейросетевые методы в задачах с неполной или "зашумленной" информацией, особенно в задачах, где решение можно найти интуитивно, и при этом традиционные математические модели не дают желаемого результата.

Методы нейронных сетей могут использоваться независимо или же служить прекрасным дополнением к традиционным методам статистического анализа, большинство из которых связаны с построением моделей, основанных на тех или иных предположениях и теоретических выводах (например, что искомая зависимость является линейной или что некоторая переменная имеет нормальное распределение). Нейросетевой подход не связан с такими предположениями - он одинаково пригоден для линейных и сложных нелинейных зависимостей, особенно же эффективен в разведочном анализе данных, когда ставится цель выяснить, имеются ли зависимости между переменными. При этом данные могут быть неполными, противоречивыми и даже заведомо искаженными. Если между входными и выходными данными существует какая-то связь, даже не обнаруживаемая традиционными корреляционными методами, то нейронная сеть способна автоматически настроиться на нее с заданной степенью точности. Кроме того, современные нейронные сети обладают дополнительными возможностями: они позволяют оценивать сравнительную важность различных видов входной информации, уменьшать ее объем без потери существенных данных, распознавать симптомы приближения критических ситуаций и т.д.

Применение

Нейронные сети все чаще применяются в реальных бизнес приложениях. В некоторых областях, таких как обнаружение фальсификаций и оценка риска, они стали бесспорными лидерами среди используемых методов. Их использование в системах прогнозирования и системах маркетинговых исследований постоянно растет.

Стоит отметить, что поскольку, экономические, финансовые и социальные системы очень сложны и являются результатом действий и противодействий различных людей, то является очень сложным (если не невозможным) создать полную математическую модель с учетом всех возможных действий и противодействий. Практически невозможно детально аппроксимировать модель, основанную на таких традиционных параметрах, как максимизация полезности или максимизация прибыли.

В системах подобной сложности является естественным и наиболее эффективным использовать модели, которые напрямую имитируют поведение общества и экономики. А это как раз то, что способна предложить методология нейронных сетей.

Ниже перечислены области, в которых эффективность применение нейронных сетей доказана на практике:

• Прогнозирование поведения клиента
• Прогнозирование и оценка риска предстоящей сделки
• Прогнозирование возможных мошеннических действий
• Прогнозирование остатков средств на корреспондентских счетах банка
• Прогнозирование движения наличности, объемов оборотных средств
• Прогнозирование экономических параметров и фондовых индексов

• Прогнозирование объемов продаж
• Прогнозирование загрузки производственных мощностей
• Прогнозирование спроса на новую продукцию

• Выявление тенденций, корреляций, типовых образцов и исключений в больших объемах данных
• Анализ работы филиалов компании
• Сравнительный анализ конкурирующих фирм

• Оценка стоимости недвижимости
• Контроль качества выпускаемой продукции
• Системы слежения за состоянием оборудования
• Проектирование и оптимизация сетей связи, сетей электроснабжения
• Прогнозирование потребления энергии
• Распознавание рукописных символов, в т.ч. автоматическое распознавание и аутентификация подписи
• Распознавание и обработка видео и аудио сигналов

Нейронные сети могут быть использованы и в других задачах. Основными предопределяющими условиями их использования являются наличие «исторических данных», используя которые нейронная сеть сможет обучиться, а также невозможность или неэффективность использования других, более формальных, методов.

Использованная литература:
Вороненко Д.И., Нейросети – за и против, Харьков 2004.
Данько Т.П., Ходимчук М.А, Системы искусственного интеллекта в разработке корпоративных маркетинговых стратегий., 2001