Probabilistische Wissensverarbeitung
Kurzbeschreibung
Wissensbasierte Systeme sind nach ihren Anfängen in den 70er Jahren mit einer damals noch rein deterministischen Regelauswertung heute mehr und mehr in der Lage, auch vages, unsicheres und subjektives Wissen zu verarbeiten. Ein Forschungszweig richtet sein Interesse auf die probabilistische Erfassung und Auswertung von Fakten und Regeln, da Wahrscheinlichkeiten besonders geeignet sind, vorgegebene, von Experten formulierte Abhängigkeiten zu quantifizieren. Dies erfolgt sowohl auf der Basis von Expertenwissen als auch durch die Verarbeitung statistischer Daten, die in ihrer Gesamtheit zur Deduktion herangezogen werden können.
Ein für die Darstellung unsicheren Wissens besonders geeigneter Ansatz ist im Expertensystem SPIRIT (Symmetrical Probabilistic Intensional Reasoning in Inference Networks in Transition) realisiert. Häufigkeitsverteilungen, die auf statistischen Erhebungen beruhen, können gleichermaßen berücksichtigt werden wie heuristische Regeln; Wissen des Experten wird ebenso integriert, wie subjektive Einschätzungen seitens des Benutzers einfließen. SPIRIT ist in der Lage, selbständig aus eingegebenen Daten und Beispielen zu lernen und gehört damit zu den aktiv lernenden Systemen. Durch einen induktiven Lernprozess und aufgrund von Experteninformationen werden auch indirekte (d.h. nicht direkt beobachtete) Zusammenhänge durch transitives Schließen erfasst. Hervorzuheben ist weiterhin die Fähigkeit des Systems, logische Schlussfolgerungen (im Sinne der erweiterten Prädikatenlogik) aus der gemeinsamen Wahrscheinlichkeitsverteilung abzuleiten.
Software
mehr Infos
SPIRIT-Shell
SPIRITshell ist ein Programm zur Erzeugung, Bearbeitung und Befragung probabilistischer SPIRIT-Wissensbasen. Die Software wurde in der plattformunabhängigen Programmiersprache Java entwickelt.
Entwicklerteam
- Projektleitung und Entwicklung der Basistheorie
Univ.-Prof. Dr. Wilhelm Rödder - Entwicklergruppe
Prof. Dr. Elmar Reucher • Dr. Friedhelm Kulmann • Dr. Sandra Rudolph - Erforschung weiterer theoretischer Konzepte
Prof. Dr. Andreas Dellnitz • Dr. Carl Heinz Meyer • Longgui Xu (Prof. VR China) • Prof. Dr. André Ahuja - Systementwicklung
Dr. Holger Knublauch • Dr. Carl Heinz Meyer
Anwendungen
Anfragebewertung im Anlagengeschäft
Bis zum Vertragsabschluss über den Kauf einer industriellen Anlage vergehen Monate, wenn nicht sogar Jahre, in denen der potentielle Käufer Angebote bei den verschiedenen Anbietern einholt. Für das anbietende Unternehmen ist die Erstellung eines entsprechenden Angebots mit nicht unerheblichen Kosten verbunden und mit der Unsicherheit über den Zuschlag behaftet; nur etwa jedes zehnte Angebot ist erfolgreich. Die Kosten einer Projektbearbeitung im Anlagengeschäft betragen durchschnittlich 5 Prozent des Auftragswertes, d.h. es handelt sich häufig um Millionenbeträge. Eine Anfragebewertung mit SPIRIT wird in zwei Stufen vollzogen. Zunächst erfolgt in einer Vorselektion eine Prüfung der Rahmenbedingungen, bevor dann auf der Basis einer umfangreichen Wissensbasis Chancen und Risiken für die Auftragserteilung prognostiziert werden. Im Rahmen eines Projektes mit einem großen deutschen Anlagenbauer wurde der Einsatz eines solchen Systems geprüft und eine Bewertung durch SPIRIT für verschiedene Projekte mit herkömmlichen Bewertungsmethoden verglichen.
weiterführende Literatur
Publikationen
- W. Rödder; A. Dellnitz; F. Kulmann; S. Litzinger; E. Reucher: Bipartite Structures in Social Networks – traditional versus entropy-driven analyses, Entropy, 21:3 (2019) 277. DOI: 10.3390/e21030277
- Rödder, W.; Dellnitz, A.; Kulmann, F.; Litzinger, S.; Reucher, E.: Bipartite Strukturen in Sozialen Netzen -- klassische versus MaxEnt-Analysen, Diskussionsbeitrag der Fakultät für Wirtschaftswissenschaft, FernUniversität in Hagen, 503 (2017).
- Brenner, D.; Dellnitz, A.; Kulmann, F.; Rödder, W.: Compressing strongly connected subgroups in social networks -- an entropy-based approach, The Journal of Mathematical Sociology, 41 (2017) 84-103. DOI: 10.1080/0022250X.2017.1284070.
- Dellnitz, A.; Litzinger, S.; Rödder, W.: Identifizierung von führenden Köpfen in terroristischen Netzwerken - ein entropiebasiertes Verfahren - , Diskussionsbeitrag der Fakultät für Wirtschaftswissenschaft, FernUniversität in Hagen, 507 (2017).
- Rödder, W.; Kulmann, F.; Dellnitz, A.: A New Rationality in Network Analysis – Status of Actors in a Conditional-logical Framework, In: Beierle, C.; Brewka, G.; Thimm, M. (editors), Computational Models of Rationality, Tributes Vol.20 (College Publications, 2016) 348-364.
- Rödder, W.; Brenner, D.; Kulmann, F.: Entropy based evaluation of net structures – deployed in Social Network Analysis, Expert Systems with Applications, 41-17 (2014) 7968–7979. DOI: 10.1016/j.eswa.2014.06.049
- Brenner, D.; Rödder, W.; Kulmann, F.: Superknoten in Sozialen Netzwerken – eine entropieoptimale Analyse, Diskussionsbeitrag der Fakultät für Wirtschaftswissenschaft, FernUniversität in Hagen, 485 (2013).
- Rödder, W.; Brenner, D.; Kulmann, F.: Entropiebasierte Analyse von Interaktionen in Sozialen Netzwerken, Diskussionsbeitrag der Fakultät für Wirtschaftswissenschaft, FernUniversität in Hagen, 481 (2012).
- Rödder, W.; Reucher, E.; Kulmann, F.: Where We Stand at Probablistic Reasoning, Proc. 6th Int. Conf. on Informatics in Control, Automation, and Robotics ICINCO 2009, July 2-5, Mailand, Italien (2009) 394-397.
- Reucher, E.; Kulmann, F.: Probabilistic Knowledge Processing and Remaining Uncertainty , Proc. 20th Int. FLAIRS Conf. - FLAIRS-20, May 7-9, Key West, Florida (2007) 122-127.
- Rödder, W.; Reucher, E.; Kulmann, F.: Features of the Expert-System-Shell SPIRIT, Logic Journal of the IGPL, 14-3 (2006) 483-500.
- Rödder, W.; Kulmann, F.: Recall and Reasoning - an Information Theoretical Model of Cognitive Processes , Information Sciences, 176-17 (2006) 2439-2466.
- Kern-Isberner, G.; Rödder, W.; Kulmann, F.: Conditionals, Information, and Inference CII'02, International Workshop, Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol. 3301 (Springer, Berlin/Heidelberg, 2005).
- Kulmann, F.: Wissen und Information in konditionalen Modellen - Zur Entscheidungsvorbereitung im Anfrage- und Auftragsmanagement, (Deutscher Universitäts-Verlag, Wiesbaden, 2002).
- Kulmann, F.; Reucher, E.: Computergestützte Bonitätsprüfung bei Banken und Handel , DBW - Die Betriebswirtschaft , 60 (2000) 113-122.
