人工智能與信息處理技術(shù)

人工智能與

信息處理技術(shù)人工智能技術(shù)

機器學(xué)習(xí)模式識別123第七章人工智能與信息處理技術(shù)7.1人工智能概述7.1人工智能概念人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是一門綜合了計算機科學(xué)、生理學(xué)、哲學(xué)的交叉學(xué)科。人工智能的研究課題涵蓋面很廣，從機器視覺到專家系統(tǒng)，包括了許多不同的領(lǐng)域。其中特點是讓機器學(xué)會“思考”人工智能學(xué)科是計算機科學(xué)中涉及研究、設(shè)計和應(yīng)用智能機器的一個分支。7.1人工智能概述7.1.2人工智能歷史與展望人工智能的發(fā)展并非一帆風(fēng)順，它經(jīng)歷了以下幾個階段：第一階段：50年代人工智能的興起和冷落。第二階段：60年代末到70年代，專家系統(tǒng)使人工智能研究出現(xiàn)新高潮。第三階段：80年代，第五代計算機使人工智能得到了很大發(fā)展。第四階段：80年代末，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展。第五階段：90年代，人工智能再次出現(xiàn)新的研究高潮。7.1人工智能概述7.1.3人類智能學(xué)派人工智能自誕生以來，從符號主義、聯(lián)結(jié)主義到行為主義變遷，這些研究從不同角度模擬人類智能，在各自研究中都有取得了很大的成就。1.符號主義符號主義，又稱為邏輯主義、心理學(xué)派或計算機學(xué)派，其原理主要為物理符號系統(tǒng)假設(shè)和有限合理性原理。2.聯(lián)結(jié)主義聯(lián)結(jié)主義，又稱為仿生學(xué)派或生理學(xué)派，其原理主要為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間的連接機制與學(xué)習(xí)算法7.1人工智能概述3.行為主義行為主義，又稱進化主義或控制論學(xué)派，他們認(rèn)為，人工智能源于控制論，智能取決于感知和行動，提出了智能行為的“感知—動作”模式，智能不需要知識、表示和推理；人工智能可以像人類智能一樣逐步進化；智能行為只能在現(xiàn)實世界中與周圍環(huán)境交互作用而表現(xiàn)出來。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用7.2.1智能控制智能控制（intelligentcontrols）是在無人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)控制目標(biāo)的自動控制技術(shù)。智能控制是多學(xué)科交叉的學(xué)科，它的發(fā)展得益于人工智能、認(rèn)知科學(xué)、模糊集理論和生物控制論等許多學(xué)科的發(fā)展，同時也促進了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用1.歷史控制理論發(fā)展至今已有100多年的歷史，經(jīng)歷了“經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”的發(fā)展階段，已進入“大系統(tǒng)理論”和“智能控制理論”階段。自1932年奈魁斯特（H.Nyquist）的有關(guān)反饋放大器穩(wěn)定性論文發(fā)表以來，控制理論的發(fā)展已走過了70多年的歷程。20世紀(jì)60年代，計算機技術(shù)和人工智能技術(shù)迅速發(fā)展，為了提高控制系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)能力，控制界學(xué)者開始將人工智能技術(shù)應(yīng)用于控制系統(tǒng)。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用20世紀(jì)70年代初，傅京孫、Glofis0和Saridis等學(xué)者從控制論角度總結(jié)了人工智能技術(shù)與自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)控制的關(guān)系20世紀(jì)70年代中期，以模糊集合論為基礎(chǔ)，智能控制在規(guī)則控制研究上取得了重要進展。20世紀(jì)80年代，專家系統(tǒng)技術(shù)的逐漸成熟及計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，使得智能控制和決策的研究也取得了較大進展。2.各行各業(yè)的應(yīng)用（1）工業(yè)過程中的智能控制。生產(chǎn)過程的智能控制主要包括兩個方面:局部級和全局級。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用（2）機械制造中的智能控制。在現(xiàn)代先進制造系統(tǒng)中，需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數(shù)據(jù)來解決難以或無法預(yù)測的情況，人工智能技術(shù)為解決這一難題提供了有效的解決方案。（3）電力電子學(xué)研究領(lǐng)域中的智能控制。電力系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器、電動機等電機電器設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)、運行、控制是一個復(fù)雜的過程，國內(nèi)外的電氣工作者將人工智能技術(shù)引入到電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計、故障診斷及控制中，取得了良好的控制效果。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用7.2.2機器學(xué)習(xí)1.機器學(xué)習(xí)機器學(xué)習(xí)(MachineLearning)是研究計算機怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使計算機具有智能的根本途徑，其應(yīng)用遍及人工智能的各個領(lǐng)域，它主要使用歸納、綜合而不是演繹7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用機器學(xué)習(xí)的研究是根據(jù)生理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等對人類學(xué)習(xí)機理的了解，建立人類學(xué)習(xí)過程的計算模型或認(rèn)識模型，發(fā)展各種學(xué)習(xí)理論和學(xué)習(xí)方法，研究通用的學(xué)習(xí)算法并進行理論上的分析，建立面向任務(wù)的具有特定應(yīng)用的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。這些研究目標(biāo)相互影響相互促進。自從1980年在卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)召開第一屆機器學(xué)術(shù)研討會以來，機器學(xué)習(xí)的研究工作發(fā)展很快，已成為中心課題之一。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用2.機器學(xué)習(xí)的發(fā)展史機器學(xué)習(xí)是人工智能研究較為年輕的分支，它的發(fā)展過程大體上可分為4個時期。第一階段是在50年代中葉到60年代中葉，屬于熱烈時期。第二階段是在60年代中葉至70年代中葉，被稱為機器學(xué)習(xí)的冷靜時期。第三階段是從70年代中葉至80年代中葉，稱為復(fù)興時期。機器學(xué)習(xí)的最新階段始于1986年。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用機器學(xué)習(xí)進入新階段的重要表現(xiàn)在下列諸方面：(1)機器學(xué)習(xí)已成為新的邊緣學(xué)科并在高校形成一門課程。(2)結(jié)合各種學(xué)習(xí)方法，取長補短的多種形式的集成學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究正在興起(3)機器學(xué)習(xí)與人工智能各種基礎(chǔ)問題的統(tǒng)一性觀點正在形成(4)各種學(xué)習(xí)方法的應(yīng)用范圍不斷擴大，一部分已形成商品。(5)與機器學(xué)習(xí)有關(guān)的學(xué)術(shù)活動空前活躍。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用7.2.3模式識別1.模式識別概述模式識別(PatternRecognition)是人類的一項基本智能，在日常生活中，人們經(jīng)常在進行“模式識別”。隨著20世紀(jì)40年代計算機的出現(xiàn)以及50年代人工智能的興起，人們當(dāng)然也希望能用計算機來代替或擴展人類的部分腦力勞動。(計算機)模式識別在20世紀(jì)60年代初迅速發(fā)展并成為一門新學(xué)科。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用模式識別(PatternRecognition)是指對表征事物或現(xiàn)象的各種形式的(數(shù)值的、文字的和邏輯關(guān)系的)信息進行處理和分析，以對事物或現(xiàn)象進行描述、辨認(rèn)、分類和解釋的過程，是信息科學(xué)和人工智能的重要組成部分。應(yīng)用計算機對一組事件或過程進行辨識和分類，所識別的事件或過程可以是文字、聲音、圖像等具體對象，也可以是狀態(tài)、程度等抽象對象。這些對象與數(shù)字形式的信息相區(qū)別，稱為模式信息。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用2.模式識別的應(yīng)用（1）文字識別（2）語音識別（3）圖像識別（4）醫(yī)學(xué)診斷專家系統(tǒng)1.專家系統(tǒng)概述專家系統(tǒng)是一個智能計算機程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用2.發(fā)展歷史專家系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)歷了3個階段，正向第四代過渡和發(fā)展。第一代專家系統(tǒng)（dendral、macsyma等）以高度專業(yè)化、求解專門問題的能力強為特點。但在體系結(jié)構(gòu)的完整性、可移植性等方面存在缺陷，求解問題的能力弱。第二代專家系統(tǒng)（mycin、casnet、prospector、hearsay等）屬單學(xué)科專業(yè)型、應(yīng)用型系統(tǒng)第三代專家系統(tǒng)屬多學(xué)科綜合型系統(tǒng)，采用多種人工智能語言，綜合采用各種知識表示方法和多種推理機制及控制策略7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用3.專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中箭頭方向為數(shù)據(jù)流動的方向。專家系統(tǒng)通常由人機交互界面、知識庫、推理機、解釋器、綜合數(shù)據(jù)庫、知識獲取等6個部分構(gòu)成。知識庫用來存放專家提供的知識。專家系統(tǒng)的問題求解過程是通過知識庫中的知識來模擬專家的思維方式的，因此，知識庫是專家系統(tǒng)質(zhì)量是否優(yōu)越的關(guān)鍵所在，即知識庫中知識的質(zhì)量和數(shù)量決定著專家系統(tǒng)的質(zhì)量水平。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用7.2.4物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)智能是利用人工智能技術(shù)服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)是將人工智能的理論方法和技術(shù)通過具有智能處理功能的軟件部署在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中去服務(wù)于接入物聯(lián)網(wǎng)的物品設(shè)備和人。

1.智能物聯(lián)網(wǎng)

1）智能物聯(lián)網(wǎng)概念智能物聯(lián)網(wǎng)就是對接入物聯(lián)網(wǎng)的物品設(shè)備產(chǎn)生的信息能夠?qū)崿F(xiàn)自動識別和處理判斷，并能將處理結(jié)果反饋給接入的物品設(shè)備，同時能根據(jù)處理結(jié)果對物品設(shè)備進行某種操作指令的下達使接入的物品設(shè)備作出某種動作響應(yīng).而整個處理過程無需人類的參與。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用

2）智能物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)途徑要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能化就必須讓人工智能成為物聯(lián)知終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)、具有人工智能的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。2.物聯(lián)網(wǎng)需要的人工智能技術(shù)1）物聯(lián)網(wǎng)中需要來自人工智能技術(shù)的研究成果.如問題求解、邏輯推理證明、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、模式識別、自動推理、機器學(xué)習(xí)、智能控制等技術(shù)。2）物聯(lián)網(wǎng)的智能控制在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中.控制將是物聯(lián)網(wǎng)的主要環(huán)節(jié).如何在物聯(lián)網(wǎng)中實現(xiàn)智能控制將是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵。7.2人工智能技術(shù)及應(yīng)用3.物聯(lián)網(wǎng)智能模型基于對人工智能技術(shù)的認(rèn)識和研究.依據(jù)人工智能模型.推演出了智能物聯(lián)網(wǎng)智能化模型。智能物聯(lián)網(wǎng)被分為五個層次機器感知交互層、通信層、數(shù)據(jù)層、智能處理層、人機交互層，共五層。機器感知交互層包括各類傳感器、PLC、數(shù)據(jù)接口該層主要是從設(shè)備物品獲取數(shù)據(jù).是物物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。THANKYOU!演講完畢，謝謝觀看！附錄資料：不需要的可以自行刪除?企業(yè)信息化概述一、什么是企業(yè)信息化？企業(yè)數(shù)據(jù)信息的收集、處理、傳輸計算機化、網(wǎng)絡(luò)化。企業(yè)經(jīng)營、管理、生產(chǎn)信息化。企業(yè)辦公自動化（OA）企業(yè)管理信息化系統(tǒng)（指MIS/MRPII/ERP/CRM/SCM等中的某個或部分系統(tǒng)）；企業(yè)的主要產(chǎn)品實現(xiàn)CAD，CAE，CAPP/CAM；建立企業(yè)Intranet或網(wǎng)站，開展電子商務(wù)（EC）；發(fā)展DSS(DecisionSupportSystem)，ESS(ExecutiveSupportSystem)，ES(ExpertSystem)?ERP的四大核心思想

1.以業(yè)務(wù)流程重組(BPR)為先導(dǎo)傳統(tǒng)商務(wù)環(huán)境下，企業(yè)多按職能部門進行具體業(yè)務(wù)的運作與考核。按專業(yè)職能分別執(zhí)行任務(wù)，各自處理信息，阻隔了各部門間的信息交流與共享，也降低了具體業(yè)務(wù)在企業(yè)內(nèi)部的運行效率。ERP要求企業(yè)將采購、生產(chǎn)、銷售、財務(wù)、決策等不同部門的工作進行有效整合，依物流、資金流設(shè)計具體業(yè)務(wù)流程，及時匯總整理每日營運資料，實時跟蹤生產(chǎn)過程，處理生產(chǎn)中的動態(tài)信息，從而實現(xiàn)JIT管理，全面質(zhì)量控制，變“結(jié)果管理”為“過程管理”。實施ERP首先要進行業(yè)務(wù)流程重組。?ERP的四大核心思想2．以供應(yīng)鏈管理(SCM)為重點ERP系統(tǒng)在MRPII的基礎(chǔ)上擴展了管理范圍，它把客戶需求和企業(yè)內(nèi)部的制造活動以及供應(yīng)商的制造資源整合在一起，形成一個完整的供應(yīng)鏈，并對供應(yīng)鏈上的所有環(huán)節(jié)進行有效管理。供應(yīng)鏈跨越了部門與企業(yè)，形成了以產(chǎn)品或服務(wù)為核心的業(yè)務(wù)流程。包括原材料供應(yīng)商、產(chǎn)品制造商、分銷商與零售商和最終用戶。SCM從市場競爭出發(fā)，實現(xiàn)了上下游企業(yè)資源與業(yè)務(wù)的重組，大大改善了社會經(jīng)濟活動中物流與信息流運轉(zhuǎn)的效率和效果，消除了中間冗余的環(huán)節(jié)，減少了浪費，避免了延誤。?ERP的四大核心思想

3．以客戶關(guān)系管理(CRM)為中心市場的激烈競爭使企業(yè)關(guān)注的焦點逐漸由關(guān)注產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到關(guān)注客戶上來。尤其是在營銷、客戶服務(wù)等與客戶直接打交道的前臺領(lǐng)域?？蛻絷P(guān)系管理幫助企業(yè)最大限度地利用以客戶為中心的資源，并將這些資源集中應(yīng)用于現(xiàn)有客戶和潛在客戶身上。其目標(biāo)是通過縮短銷售周期和降低銷售成本，通過尋求擴展業(yè)務(wù)所需的新市場和新渠道，并通過增進客戶價值、客戶滿意度、盈利能力以及客戶的忠誠度等方面來改善企業(yè)的管理。?ERP的四大核心思想

4．全面整合企業(yè)內(nèi)外資源ERP將圍繞幫助企業(yè)實現(xiàn)管理模式的調(diào)整以及為企業(yè)提供電子商務(wù)解決方案服務(wù)。它支持企業(yè)的動態(tài)聯(lián)盟、以團隊為核心的扁平化組織結(jié)構(gòu)方式和協(xié)同工作方式，通過計算機網(wǎng)絡(luò)將企業(yè)、用戶、供應(yīng)商及其他商貿(mào)活動涉及的職能機構(gòu)集成起來，實現(xiàn)信息流、物流和資金流的有效流轉(zhuǎn)和優(yōu)化。?ERP應(yīng)用效果的國際評判標(biāo)準(zhǔn)

被稱為“MRP”之父的OliverWilt開設(shè)了一家國際權(quán)威的企業(yè)資源計劃評審機構(gòu)，他把實施效果按照應(yīng)用水平定為四個級別，從優(yōu)秀開始，分別為A、B、C、D，每一級都有明確的標(biāo)準(zhǔn)。?

A級企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)

全公司上下必須都在有效地運用ERP系統(tǒng)，從銷售管理、客戶服務(wù)到生產(chǎn)制造和庫存管理，從車間作業(yè)到物資采購以及計劃預(yù)算等等。經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)積累，企業(yè)的高層管理人員可以通過ERP系統(tǒng)中的決策支持系統(tǒng)，全面地了解和掌握企業(yè)的經(jīng)營狀況，準(zhǔn)確地分析和制訂企業(yè)的發(fā)展方向，有效地控制和降低企業(yè)的運作成本。同時，企業(yè)的中層管理者可以通過ERP系統(tǒng)安排好相應(yīng)的采購計劃、生產(chǎn)計劃、銷售計劃和資金計劃。并且，企業(yè)的基層管理隊伍可以通過ERP系統(tǒng)操作下達日常的工作指令。

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B級企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)

在ERP系統(tǒng)的選型、實施和應(yīng)用過程中，都能得到企業(yè)的高層管理人員的支持，但在決策支持方面，ERP系統(tǒng)沒有提供足夠的幫助，而僅限于中層管理者和基層管理隊伍的使用。?

C級企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)

一般都以多部門局部應(yīng)用為主，ERP系統(tǒng)主要作為客戶／銷售訂單錄入、制造／作業(yè)單管理、采購計劃編制、財務(wù)憑證錄入和財務(wù)報表產(chǎn)生的工具。以庫存管理為主，企業(yè)的每個或多個部門都在獨立地運用ERP系統(tǒng)，業(yè)務(wù)部門和財務(wù)部門沒有完全集成。如果企業(yè)在定位上是一個集成的系統(tǒng)，只是在實施中沒有達到集成的效果，企業(yè)可以通過一定的業(yè)務(wù)流程重組(BPR)來幫助進行有效的ERP系統(tǒng)實施。如果企業(yè)選擇的并不是一個集成的系統(tǒng)，無論如何調(diào)整和實施也不能達到更高標(biāo)準(zhǔn)。?D級企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)ERP應(yīng)用往往是單一部門的，例如，財務(wù)部門在用，其他部門由于數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，或者對系統(tǒng)缺乏全面深人的了解而擱置不用。?企業(yè)信息化的一般模式

1．前臺：建立電子商務(wù)應(yīng)用平臺(1)建立基礎(chǔ)電子商務(wù)平臺。內(nèi)容包括企業(yè)的主頁、企業(yè)產(chǎn)品的廣告宣傳、企業(yè)形象的宣傳、企業(yè)服務(wù)內(nèi)容的介紹，以及其他如電子郵件等功能。

(2)建立電子商務(wù)應(yīng)用模式。不同企業(yè)具有不同的電子商務(wù)應(yīng)用模式?？砂ㄙu方解決方案，買方解決方案和第三方交易平臺，即以中介形式在網(wǎng)上將供應(yīng)商和采購商聯(lián)系在一起，通過向客戶提供會員服務(wù)收取月租費或按交易記錄收取交易費。?企業(yè)信息化的一般模式

2．后臺：建立以ERP為核心的集成系統(tǒng)一個真正信息化的企業(yè)，企業(yè)內(nèi)外所有的工作都應(yīng)在統(tǒng)一的信息化平臺上完成。這些內(nèi)容包括企業(yè)資源計劃、計算機集成制造、供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理、電子商務(wù)、辦公自動化等等。?企業(yè)實施信息化的風(fēng)險

根據(jù)美國史坦迪公司的調(diào)查數(shù)據(jù)，企業(yè)信息化的成功率為26％。不成功的因素包括：“撤項”、“降低項目目標(biāo)”、“資金超出預(yù)算(平均超178％)”、“項目周期無限拖長(平均超230％)”。由于國內(nèi)后兩項通常不判定為失敗，因此按國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)美國信息化的成功率為60％左右。因此，企業(yè)實施信息化工程存在著較大風(fēng)險。?企業(yè)實施信息化的風(fēng)險1．財務(wù)風(fēng)險信息化項目投資少則上百萬，多則數(shù)千萬，包括ERP軟件費、網(wǎng)絡(luò)硬件費、實施服務(wù)費(費用比大致為1：2：3)。如果企業(yè)信息化實施失敗，會帶來較大財務(wù)損失。?企業(yè)實施信息化的風(fēng)險2．實施風(fēng)險實施風(fēng)險包括ERP軟件選型、實施服務(wù)商選擇、實施進度控制、實施成本控制等方面。上述企業(yè)信息化實施工作不當(dāng)，輕則增加成本、延長進程，重則導(dǎo)致企業(yè)信息化實施失敗。?企業(yè)實施信息化的風(fēng)險3．業(yè)務(wù)風(fēng)險業(yè)務(wù)風(fēng)險包括業(yè)務(wù)量增加、業(yè)務(wù)流程混亂、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)混亂、業(yè)務(wù)處理錯誤等方面。業(yè)務(wù)風(fēng)險常發(fā)生在新系統(tǒng)上線初期，不僅影響企業(yè)業(yè)務(wù)工作的開展，導(dǎo)致企業(yè)業(yè)務(wù)損失，而且會增加企業(yè)信息化實施工作的成本和進程。?企業(yè)實施信息化的風(fēng)險4．管理風(fēng)險管理風(fēng)險包括組織結(jié)構(gòu)不合理、管理思想混亂、管理職能虛化、員工凝聚力下降等方面。管理風(fēng)險存在于企業(yè)信息化實施工作的全過程，輕則增加成本、延長進程，重則導(dǎo)致企業(yè)信息化實施失敗。?企業(yè)實施信息化的風(fēng)險5．環(huán)境風(fēng)險環(huán)境風(fēng)險包括系統(tǒng)安全風(fēng)險、關(guān)聯(lián)方業(yè)務(wù)合作風(fēng)險等。企業(yè)信息化不僅是對企業(yè)內(nèi)部的一場革命，而且會影響到外部與企業(yè)業(yè)務(wù)相關(guān)的方方面面。從某種意義