شبکه های عصبی و کاربرد الگوریتم های ژنتیک در تجارت
مقدمه
-1 آیا کاربردهای سیستم های مبتنی بر هوش مصنوعی می تواند از فرایندهای تصمیم گیری شرکت شما پشتیبانی کند ؟
-2 آیا اسناد ودلایل و مدارک معتبری برای اثبات این ادعا وجود دارد ؟
-3 آیا اینها تنها یک تئوری و ایده دانشگاهی است یا دارای قابلیت کاربرد و تعمیم نیز هست؟
به عبارت دیگر ، با درنظر گرفتن مطالعات مشابه در رابطه با استفاده از سیستم های خبره در کسب و کار، نویسندگان و محققان در آرزوی دستیابی به فرصتی جهت بحث مقایسه ای در باره این سه متدلوژی هوشمند هستند (متاکسیوس و پساراس 2003 ) . یکی از مهم ترین و بحثبرانگیزترین تحقیقات ، بررسی صورت گرفته توسط لایبوتز (2001) است که نتیجه آن تحت عنوان «سیستمهای خبره و کاربرد آنها» مطرح شد.
ساختار این مقاله به صورت زیر است: در ابتدا مروری بر پایه و اساس شبکه های عصبی و الگوریتم های ژنتیک خواهیم داشت و سپس به بازنگری جامعی بر کاربرد شبکه های عصبی و الگوریتم های ژنتیک در حوزه کسب و کار خواهیم پرداخت و نهایتا آن را با نتایج و پیشنهاداتی برای تحقیقات کاربردی آینده به پایان خواهیم رساند .
فناوری شبکه عصبی
1) بدنه سلولی که هسته در آن است و سایر قسمتهای سلولی از آن منشأ گرفته است.
2) هسته
3) آکسون که وظیفه آن انتقال اطلاعات از سلول عصبی است.
4) دندریت که وظیفه آن انتقال اطلاعات از سلول های دیگر به سلول عصبی است
یک سیستم شبکه عصبی از تکنیکهای مورد استفاده انسان در یادگیری از طریق استناد به مثالهایی از حل مسائل استفاده میکند (هایکین ،1994 ) . هر نورون ورودیهای متعددی را پذیراست که با یکدیگر به طریقی جمع می شوند . اگر در یک لحظه تعداد ورودی های فعال نرون به حد کفایت برسد نرون نیز فعال شده و آتش می کند . در غیر اینصورت نورون به صورت غیر فعال و آرام باقی می ماند .فعالیت هر نورون از مجموعه ای از یک یا چند ورودی ، عملیات و وظیفه خروجی برای محاسبه خروجیهایش تشکیل شده است . عملکرد اساسی این مدل مبتنی بر جمع کردن ورودیها و به دنبال آن به وجود آمدن یک خروجی است . ورودیهای نورون از طریق دندریت ها که به خروجی نورون های دیگر از طریق سیناپس متصل شده اند وارد می شوند . بدنه سلولی کلیه این ورودیها را دریافت می کند و چنانچه جمع این مقادیراز مقداری که به آن آستانه گفته می شود بیشتر شود در اصطلاح بر انگیخته شده یا آتش می کند و درغیر این صورت خروجی نورون روشن یا خاموش خواهد شد. مدل پایه ای نورون به صورت شکل 1 تعریف می گردد .
امروزه شبکه های عصبی در کاربردهای مختلفی از قبیل طبقه بندی داده ها و تشخیص الگو از طریق فرایند یادگیری که خود شامل مسائلی مانند تشخیص خط و شناسایی گفتار وپردازش تصویر است به کار می روند .به مثابه سیستم های بیولوژیکی ، آموزش شامل تنظیم پیوندهای بین سیناپسها که درهر نورون وجود دارند است. به عبارت دیگر، اطلاعات آموخته شده به شکل ارزشهای عددی بهنام «وزن» که به هر واحد پردازش شبکه اختصاص داده میشود ، ذخیره می شوند .به طور کلی ، شبکه های عصبی می توانند بین :
روشهای اتصال نورون ها، انواع روشهای ویژه محاسبه عملیات نورون ها، روش انتقال الگوی عملیات از خلال شبکه و روشهای یادگیری آنها که شامل نرخ یادگیری است، تمایز قائل شوند . با در نظر گرفتن ارتباطات بین نورون ها ، می توان بین شبکه های لایه دار و بدون لایه تمایز قایل شد . شبکه های لایه دار گروهی ازنورون ها هستند که در لایه هایی مجتمع گردیده اند که بین لایه ورودی و خروجی - که تنها پیوند خارجی دارند - یک یا چند لایه پنهان وجود دارد . داده های ورودی از لایه ورودی به وسیله لایه های پنهان (لایه میانی ) به لایه خروجی منتقل میشوند . سیگنالها ی جاری در شبکه های لایه دار به سمت جلو حرکت می کنند که در اصطلاح فنی به آنها پیش خور گفته می شود در حالی که شبکه های بدون لایه دارای گره های اضافی بازخور هستند که از تقسیمات درست لایه ها جلوگیری می کنند .
ساختار پیوندها و تماسها و تعداد لایهها و نورون ها تعیین کننده معماری شبکه است که بایستی قبل از استفاده از شبکههای عصبی تنظیم شود . همان طور که در شکل 2 نمایش داده شده است ، اگرچه در موارد مشخصی می توان با موفقیت از شبکه های عصبی تک لایه استفاده کرد اما رسم بر این است که شبکه های عصبی حداقل دارای 3 لایه باشند ( لایه ورودی ،لایه پنهان یا لایه میانی و لایه خروجی ) .
قبل از آنکه شبکه آموزش داده شود، اوزان اختصاصی کوچک و به صورت تصادفی ارزش گذاری می شوند . در خلال روند آموزش ، اوزان شبکه به شکل تدریجی تعدیل می شود تا جایی که محرز شود که کاملاً روابط فرا گرفته شده است . این شکل از یادگیری ، یادگیری با سرپرست نامیده می شود . وقتی یک الگو در لایه ورودی بهکار گرفته می شود تا آن جا جلو می رود که ستانده نهایی در لایه خروجی محاسبه شود . ستانده شبکه با نتایج مطلوب مورد انتظار مدل مقایسه و خطاهای موجود محاسبه میشود .این خطاها مجدداً به عنوان بازخورد به شبکه بازمی گردد تا تغییرات لازم در اوزان پیوندها برای کاهش خطا صورت گیرد .مجموعه ای از مثالهای آموزشی داده _ ستانده مکرراً ارائه می شود. تا جایی که مجموع امتیازات خطا به سطح قابل قبولی کاهش یابد . در این جایگاه م توان آن شبکه را به عنوان شبکه ای آموزش دیده در نظر گرفت . اما در روش دیگری که یادگیری بدون سرپرست نامیده می شود، شبکه عصبی باید بدون کمک گرفتن از جهان ، بتوانند کار آموزش را انجام دهد . واقعیت آن است که در عمل ازروش یادگیری باسرپرست و یا حداکثر از روشهای ترکیبی استفاده می شود و فرایند آموزش بدون سرپرست به شکل خالص تنها وعدهای است که شاید بتواند در آینده تحقق یابد . در حال حاضر و در کاربردهای پیشرفته ، از روش آموزش بدون سرپرست برای ایجاد تنظیمات اولیه برروی سیگنال های ورودی شبکه های عصبی استفاده می شود و باقی مراحل آموزش به روش با سرپرست ادامه می یابد .
حوزه های کاربردی شبکه های عصبی در موضوعات زیر است:
_ همبستگی ناشناخته بین ویژگیهای مطلوب و ارزش متغیرهای مسائل تصمیم گیری (جایی که راه حل مسائل ناشناخته است )
_ مسائلی که دارای راه حل الگوریتم نیستند
_ جایی که داده های ناقص وجود دارد
مزیت اصلی شبکه های عصبی ، قابلیت فوق العاده آنها در یادگیری و نیز پایداری شان در مقابل اغتشاشات ناچیز ورودی است ( فاوست ، 1994) .به عنوان مثال اگر از روشهای عادی برای تشخیص دستخط یک انسان استفاده کنیم ممکن است در اثر کمی لرزش دست ، این روشها به تشخیص غلطی برسند در حالی که یک شبکه عصبی که به صورت مناسب آموزش داده شده است حتی در صورت چنین اغتشاشی نیز به پاسخ درست خواهد رسید .
درنتیجه ، تاکید ما بر این حقیقت است که انتخاب شبکه درست با محاسبات صحیح، عامل اصلی در تضمین موفقیت عملکرد است .
فناوری الگوریتم ژنتیک
یک الگوریتم ژنتیک مسئله را به صورت مجموعه ای از رشته ها که شامل ذرات ریزهستند کد گذاری می کند ، سپس برای تحریک فرایند تکامل تدریجی ،تغییراتی را بر روی رشته ها ا عمال میدارد. در مقایسه با الگوریتم های جستجوی محلی ، در جستجوی عمومی که تنها یک راه حل قابل قبول وجود دارد ، الگوریتم های ژنتیک جامعه ای از افراد را در نظر میگیرند . کـــار با مجموعه ای از افراد، امکان مطالعه ساختارها و ویژگیهای اصلی افراد متفاوت را که منجر به شناسایی و کشف راه حلهای کارآمد تر می شود، فراهم میسازد . در طی مطالعه ، الگوریتم ژنتیک رشته های متناسب با ارزش را برمی گزیند و آن دسته از رشتههایی را که تنــاسب کمتری با جمعیت مورد بررسی دارند حذف میکنند .
مروری بر کاربردهای تجاری
بازاریابی
در سال 1991 ، کاری و ماتین هو به بحث در رابطه با نقش هوش مصنوعی در بازاریابی پرداختند و جایگاه یابی رقابتی را بهوسیله متدلوژی هدف گرا مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند . الیس و همکارانش در سال 1991 گزارشی از پیشرفتهای کاربرد مدل های شبکه عصبی در مواجهه با استراتژی قیمت گذاری کششی ارائه کردند در حالیکه پراکتر در سال 1992 چگونگی کاربرد تکنولوژی شبکه های عصبی در یادگیری مدل های داده بازاریابی و نقش آنها را در ساختن سیستم های پشتیبانی از تصمیمات بازاریابی به نمایش گذاشت . در سال 1993 کاری و ماتین هو از تکنولوژی شبکه های عصبی در مدل سازی واکنش مصرف کننده به محرک تبلیغات استفاده کردند . رای و همکارانش در سال 1994 شبکه های عصبی را در کمّی سازی فاکتورهای موثر در کیفیت روابط خریدارو فروشنده مورد استفاده قرار دادند . برای این منظور شبکه ای با دو عنصر خروجی کیفیت روابط (رضایت از روابط و اعتماد ) و پنج ورودی ( گرایش فروش فروشنده ، مشتری گرایی ، تخصص، اخلاقیات ، و دوام روابط ) شکل گرفت . در مقایسه با رگرسیون های چند متغیره، تکنیک شبکه های عصبی به نتایج آماری قابل قبول تری دست یافت .
از سوی دیگر ، هارلی و همکاران (1994) استفاده از الگوریتم های ژنتیک را در حل مسائل بهینه سازی بازاریابی مورد آزمایش قرار دادند . بر اساس مطالعه آنها ، کاربردهای بالقوه الگوریتم های ژنتیک در بازاریابی می تواند شامل موارد زیر باشد :
1) رفتار مصرف کننده
_ پردازش اطلاعات مصرف کننده
_ تاثیر گروههای مرجع
2) بخش بندی،انتخاب بازار هدف، جایگاه یابی
_ تجزیه و تحلیل فاکتورهای کلیدی خرید
_ جایگاه یابی محصول
3) مدیریت عناصر آمیخته بازاریابی
_ طراحی محصول
_ استراتژی تبلیغات و برنامه ریزی رسانهای
_ مدیریت فروش
گرین و اسمیت (1987) یک سیستم ژنتیک را برای یادگیری مدل های انتخاب مصرف کننده مطرح ساختند و تنگ و هولاک (1992 ) چارچوبی مفهومی را در پیوند مفاهیم بازاریابی با مکانیزم تکامل تدریجی داروین ارائه کردند . در سال 1992 بالاک ریشمن و جاکوب یک الگوریتم ژنتیک مبتنی بر سیستم پشتیبانی از تصمیم گیری برای طراحی محصول ارائه کردند . از سوی دیگرو در حرکتی نوین وناگوپال و بیتز (1994) ازاشتراک شبکه های عصبی و تکنیکهای آماری در تحقیقات بازاریابی استفاده کردند. درنهایت ، می توان گزارشی از پیشرفتهای موجود در این زمینه رابه شکل زیر ارائه کرد :
_ STRATEX _ یک سیستم دانشی با هدف پشتیبانی از انتخاب بخشهای بازار (بورچ و هارتویگسن ، 1991)
_ ADDUCE _ سیستمی در توجیه واکنش مصرف کننده به تبلیغات (بارک ، 1991)
_ COMSTRAT _ سیستمی برای تصمیمات استراتژیک بازاریابی با تاکید ویژه بر جایگـاه یابی رقابتی ( ماتین هو و همکاران 1993)
_ MARSTRA _ سیستم هوش شبکه ای برای توسعه استراتژی های بازاریابی و ارزیابی فاکتورهای بازاریابی استراتژیک (لی، 2000)
_ GLOSTRA _ سیستم هوش شبکه ای برای توسعه و بهبود استراتژی های بازاریابی جهانی و بازاریابی اینترنتی ( لی و دیویس، 2001 )
بانکداری و حوزه های مالی
ازسوی دیگر، شناسایی کاربردهای متنوع الگوریتم های ژنتیک از سوی افراد مختلف به صورت زیر ارائه شده است : انتخاب استراتژی های بازار انحصاری چند جانبه ( مارکز ، 1989 ) ، توسعه استراتژیهای سرمایه گذاری مالی (باور، 1994 ) ،جستجو برای یافتن قوانین تکنیکی برای اعمال آنها در بازارسرمایه ( کارجالایننن، 1994 ) ، تجزیه و تحلیل ریسک در بانکداری ( وارتو ،1998 ) . علاوه بر این، در سال 1999 کارجالایننن و آلن از الگوریتمهای ژنتیک در پیدا کردن قوانین تکنیکی تجاری استفاده کردند. در همین زمان نیز آندرا و همکارانش (1999) از الگوریتم های ژنتیک در تجــزیه و تحلیل فنی در بازار سهام مادرید استفاده کردند .
از دیگر سیستمهای مالی مبتنی بر شبکههای عصبی و الگوریتم های ژنتیک می توان به موارد زیر اشاره کرد :
_ KABAL _ سیستم دانشی برای تجزیه و تحلیل مالی در بانکداری (هارت ویگسن ، 1990 )
_ CREDEX _ سیستمی برای ارزیابی اعتبارات ( پینسون ، 1990 )
_ FINEVA _ سیستم دانشی چند معیاری پشتیبانی از تصمیم گیری برای ارزیابی عملکرد و قابلیت حیات شرکت ( زوپونی دیس ، 1996 )
پیش بینی
سایر حوزه های تجاری
مزایای استفاده از این فناوریهای هوش مصنوعی
با بررسی اجماعی نظریات و تحقیقات موجود می توان مزایای استفاده از فناوریهای هوش مصنوعی و الگوریتم های ژنتیک را در قالب گزاره های زیر خلاصه کرد :
_ ارائه خدمات بهتر به مشتری
_ تقلیل زمان انجام وتکمیل وظایف
_ افزایش تولید
_ استفاده اثربخش تر از منابع
_ سازگاری و ثبات بیشتر در تصمیم گیری
نتایج
_ بررسی مزایای استفاده از الگوریتم های ژنتیک در بهینه سازی مسائل بازاریابی
_ مقایسه کاربرد شبکه های عصبی و الگوریتم های ژنتیک و سیستم های خبره برای شناسایی مزایا و ضررهای هر کدام از این فناوریها.
منابع
-1 جکسون . تی و بیل . آر . آشنایی با شبکههای عصبی ، ترجمه دکتر محمود البرزی – تهران : موسسة انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف ، چاپ دوم ، 1383
-2 کاتلر ، فیلیپ . مدیریت بازاریابی ، ترجمه بهمن فروزنده – تهران : آتروپات ،1382
-3 قمی ، علیرضا " شبکه های عصبی مصنوعی "، نشریه دنیای کامپیوتر و ارتباطات – شماره 12 ، صفحات 66 تا 69
-4 سعیدی ، مسعود " شبکه های عصبی (2) " ، نشریه شبکه _ شماره 52 ، اسفند 1383 ، صفحه 210 تا 211
-5 ممانی ، حامد ، نرگس پور اصغری حقی و ساعد علی ضمیر ، " شبکه های عصبی و کاربرد آن در بهینه سازی " ، نشریه صنایع _ شماره 30
-6 نورزاد ، غلامرضا " بیولوژی سلولی مولکولی " ،انتشارات نوردانش ، تهران ، 1376 ، چاپ اول
7- Metaxiotis , Kostas & John Psarras (2004) "The Contribution of Neural networks and genetic algoritms to business decision support "Management decision , vol 42 ,no .2, Emerald group publishing limited , pp. 229.242
8- Curry , B & L. Moutinho (1993) "Neural Network in marketing : Modelling consumer Responses to Advertising Stimuli "European Journal of marketing , vol 27 , no . 7 , MCB university press , pp 5. 20
9- Wray , B , A. palmer & D. Bejou (1994) " Using Neural Network Analysis to evaluate Buyer – Seller Relationships " European Journal of Marketing , vol 28 , no. 10 , MCB university press , pp 32.48
10- Venugopal .V & W. Beats ( 1994 ) " Neural networks and Statistical Techniques in marketing research " Marketing intelligence & planning , vol 12 , no. 7 , MCB university press , pp 30 . 38
11- Davies , F , L . Moutinho & B . Curry (1996 ) " ATM user attitudes : a neural network analysis " , marketing intelligence & planning , vol 14 , no . 2 , MCB university press , pp 26 . 32
ارسال توسط کاربر محترم سایت : majidshehneh
/ج