PHÁT TRIỂN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NHẬN DIỆN VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO THEO HƯỚNG TIẾP CẬN GOM CỤM MỜ.TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THƠNG TIN ĐỒN HUẤN PHÁT TRIỂN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NHẬN DIỆN VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO THEO HƯỚNG TIẾP CẬN GOM CỤM MỜ Chuyên ngành Khoa học máy tính Mã số: 62.48.01.01 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2019 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Công nghệ Thông tin, Đại học Quốc gia TP.HCM Người hướng dẫn khoa học 1: PGS TS Nguyễn Đình Thuân Người hướng dẫn khoa học 2: PGS TS Hồ Bảo Quốc Phản biện độc lập 1: PGS TS Nguyễn Đức Dũng Phản biện độc lập 2: PGS TS Lê Hoàng Thái Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại: Vào lúc ngày tháng năm Có thể tìm luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện Trường Đại học Công nghệ Thông tin, ĐHQG-HCM CHƯƠNG 1.1 GIỚI THIỆU Động nghiên cứu Quản lý rủi ro một nhiệm vụ quan trọng hàng đầu tổ chức, doanh nghiệp Mục đích việc quản lý rủi ro nhằm phát hiện, phân tích để ngăn ngừa, kiểm soát, giảm tối thiểu thiệt hại kiện tiêu cực gây tận dụng hội kiện tích cực mang lại Quản lý rủi ro thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu nhà khoa học Mặc dù vậy, thành tựu đạt quản lý rủi ro doanh nghiệp nói chung cịn mức sơ khởi mở lĩnh vực nghiên cứu Trong thực tế có nguồn liệu lớn, phong phú sẵn có ghi nhận hoạt động doanh nghiệp sở liệu hệ thống phần mềm quản lý ERP, CRM1, khai thác thành thơng tin, tri thức việc nhận diện phân tích rủi ro nằm tiềm ẩn Khoa học máy tính, cụ thể kỹ thuật khám phá tri thức có khả mạnh việc tìm kiếm thông tin, tri thức nằm tiềm ẩn liệu Nên nói khoảng trống dành cho việc phát triển, cải tiến sử dụng kỹ thuật khám phá tri thức xây dựng công cụ, phương pháp hỗ trợ cho việc nhận diện phân tích số loại rủi ro liên quan đến hoạt động doanh nghiệp Việc phát triển, cải tiến kỹ thuật khám phá tri thức áp dụng vào toán quản lý rủi ro mà cụ thể nhận diện phân tích rủi ro thách thức đặt cần thiết nhằm mục đích trả lời câu hỏi: “Trong sở liệu lớn, phong phú sẵn có doanh nghiệp lưu trữ liệu đối tượng, đối ERP: Enterprise Resource Planning, CRM: Customs Relationship Management tượng tiềm ẩn loại rủi ro nhận diện phân tích khơng?” Quản lý rủi ro tốn có nhiều thách thức phụ thuộc vào nhiều yếu tố tùy theo lĩnh vực mà tổ chức, doanh nghiệp hoạt động, tùy theo qui mô mà độ phức tạp khác Sự phức tạp không chắn nhiều vấn đề thực tế tốn địi hỏi phải có phương pháp cơng cụ Trước nhu cầu thực tế đó, luận án nghiên cứu đề xuất framework dựa kỹ thuật khám phá tri thức để làm sở xây dựng số phương pháp nhận diện phân tích rủi ro nằm tiềm ẩn sở liệu doanh nghiệp Các phương pháp nhận diện phân tích rủi ro xây dựng dựa việc cải tiến áp dụng kỹ thuật khám phá tri thức ngành khoa học máy tính Mục tiêu nghiên cứu 1.2 Với mục tiêu chung phát triển ứng dụng kỹ thuật khám phá tri thức vào toán quản lý đối tượng rủi ro nằm tiềm ẩn liệu Các mục tiêu nghiên cứu cụ thể luận án là: 1) Đề xuất framework dựa kỹ thuật khám phá tri thức để làm sở định hướng chung cho việc xây dựng phương pháp nhận diện phân tích rủi ro tiềm ẩn liệu 2) Xây dựng số phương pháp nhận diện phân tích đối tượng rủi ro nằm tiềm ẩn liệu kỹ thuật khám phá tri thức dựa framework đề xuất 3) Phát triển số thuật toán nhằm hỗ trợ cho việc xây dựng phương pháp nhận diện phân tích đối tượng rủi ro nằm tiềm ẩn liệu Việc thực mục tiêu trình bày chương sau 1.3 Đóng góp luận án Theo kết nghiên cứu, đóng góp luận án tóm tắt sau: 1) Đã đề xuất framework gồm hai giai đoạn dựa kỹ thuật khám phá tri thức để làm sở định hướng chung cho việc xây dựng phương pháp nhận diện phân tích rủi ro tiềm ẩn liệu Kết đóng góp công bố [CT2] 2) Dựa framework đề xuất, xây dựng phương pháp nhận diện phân tích rủi ro rõ cách phát triển áp dụng kỹ thuật khám phá tri thức Phương pháp đáp ứng phần cho mục tiêu 2) luận án công bố [CT2], [CT4] 3) Xây dựng phương pháp nhận diện phân tích rủi ro mờ cách tích hợp logic mờ kỹ thuật khám phá tri thức đặc biệt gom cụm mờ Phương pháp đáp ứng phần lại cho mục tiêu 2) luận án công bố [CT3], [CT5] 4) Phát triển thuật toán gom cụm mờ cải tiến FCM-E cách xây dựng số xác định tự động số cụm thích hợp tích hợp vào thuật tốn FCM cơng việc đáp ứng phần cho mục tiêu 3) luận án công bố [CT1], [CT6] 5) Phát triển thuật toán gom cụm mờ cải tiến FCM-R cách xây dựng độ đo xếp hạng mức độ rủi ro cụm thu sau trình gom cụm tích hợp vào thuật tốn FCM-E Cơng việc đáp ứng phần lại cho mục tiêu 3) luận án công bố [CT2], [CT4] Thuật toán FCM-R tảng quan trọng việc xây dựng phương pháp nhận diện phân tích rủi ro 1.4 Bố cục luận án Luận án tổ chức thành chương sau: Chương giới thiệu tổng quan luận án bao gồm động nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu, đóng góp luận án, bố cục luận án Chương giới thiệu rủi ro, quản lý rủi ro doanh nghiệp, toán quản lý rủi ro kỹ thuật ngành khoa học máy tính Chương đề xuất framework xây dựng số phương pháp nhận diện phân tích rủi ro Chương trình bày việc phát triển thuật tốn cải tiến FCM-E FCM-R làm sở cho việc xây dựng phương pháp nhận diện phân tích rủi ro Chương tiến hành thực nghiệm hai phương pháp nhận diện phân tích rủi ro rõ mờ Chương kết luận định hướng phát triển luận án CHƯƠNG 2.1 2.1.1 RỦI RO VÀ BÀI TOÁN QUẢN LÝ RỦI RO Quản lý rủi ro doanh nghiệp Định nghĩa rủi ro Một định nghĩa rủi ro phổ biến ISO (International Organization for Standardization) đưa sau: "Rủi ro ảnh hưởng không chắn mục tiêu” Định nghĩa chọn làm sở cho việc nghiên cứu 2.1.2 Phân loại rủi ro tổ chức kinh tế Có bốn loại rủi ro mà doanh nghiệp phải đối mặt, là: Tai họa, Tài chính, Hoạt động Chiến lược Luận án chọn loại rủi ro tài để nghiên cứu lựa chọn trình bày mục 2.3.1 chương 2.1.3 Định nghĩa quản lý rủi ro tiêu chuẩn quản lý rủi ro ISO đưa định nghĩa: "quản lý rủi ro việc phối hợp hoạt động để đạo giám sát tổ chức rủi ro" Cùng với tổ chức đưa tiêu chuẩn quản lý rủi ro ISO 31000 Bộ tiêu chuẩn chọn làm định hướng cho việc nghiên cứu 2.1.4 Các giai đoạn trình quản lý rủi ro Theo tiêu chuẩn ISO 31000, giai đoạn trình quản lý rủi ro bao gồm: Thiết lập bối cảnh Xác định rủi ro Phân tích rủi ro Đánh giá rủi ro Xử lý rủi ro 2.1.5 Các kỹ thuật nhận diện rủi ro phân tích rủi ro doanh nghiệp Trong kinh tế, kỹ thuật nhận diện rủi ro, phân tích đánh giá rủi ro thường sử dụng là: Bảng câu hỏi kiểm mục, Hội thảo thảo luận góp ý, Thanh tra kiểm tốn, Các sơ đồ phân tích phụ thuộc, HAZOP, FMEA, SWOT, PESTLE, … Có thể nhận xét kỹ thuật không dựa nhiều vào liệu lịch sử hoạt động có sẵn Điểm yếu khơng dựa nhiều vào liệu lịch sử hoạt động có sẵn kỹ thuật điểm mạnh kỹ thuật khám phá tri thức ngành khoa học máy tính 2.2 Bài toán quản lý rủi ro kỹ thuật ngành khoa học máy tính Các kỹ thuật ngành khoa học máy tính, kỹ thuật khám phá tri thức từ liệu áp dụng phổ biến nhiều lĩnh vực sống gần xâm nhập vào toán quản lý rủi ro 2.2.1 Phân loại rủi ro nghiên cứu quản lý rủi ro ngành khoa học máy tính Tsumoto Hong2 nghiên cứu rủi ro bối cảnh ngành khoa học máy tính, phân chia rủi ro theo bốn loại sau: rủi ro không mong muốn, rủi ro lợi ích, rủi ro tiềm ẩn, rủi ro tốn học Trong rủi ro tiềm ẩn để đối tượng rủi ro ẩn chứa sở liệu hay nói vắn tắt rủi ro tiềm ẩn liệu Một loại rủi ro theo cách phân loại chứa nhiều loại rủi ro theo cách phân loại doanh nghiệp Ví dụ rủi ro tài chính, rủi ro hoạt động, … ẩn chứa sở liệu doanh nghiệp nên chúng thuộc loại rủi ro tiềm ẩn theo cách phân loại Tsumoto Hong Do loại rủi ro chọn nghiên cứu giao hai cách phân loại kinh kế khoa học máy tính Chẳng hạn với việc chọn rủi ro Tài theo phân loại kinh tế rủi ro tiềm ẩn theo phân loại khoa học máy tính rủi ro cần nghiên cứu Rủi ro tài tiềm ẩn liệu 2.2.2 Tình hình nghiên cứu quản lý rủi ro kỹ thuật khám phá tri thức ngành khoa học máy tính Luận án tiến hành khảo sát cơng trình ứng dụng kỹ thuật khám phá tri thức vào trình quản lý rủi ro Các nhóm tác giả thường sử dụng kỹ thuật gom cụm, phân lớp, logic mờ việc nhận diện phân tích loại rủi ro có rủi ro tài S Tsumoto and T.-P Hong, "Special issue on data mining for decision making and risk management," J Intell Inf Syst, vol 36, p 249–251, 2011 khách hàng tiềm ẩn sở liệu doanh nghiệp tổ chức tài Một số lựa chọn làm sở nghiên cứu luận án 2.3 2.3.1 Chọn loại rủi ro phù hợp để tiến hành nghiên cứu Luận án chọn loại rủi ro tài tiềm ẩn liệu để nghiên cứu Rủi ro tài rủi ro liên quan đến khả tốn cơng nợ khách hàng, khoản vay, tín dụng, … liệu liên quan chúng thường doanh nghiệp ghi nhận giao dịch sở liệu phần mềm quản lý 2.3.2 Chọn giai đoạn phù hợp trình quản lý rủi ro để tiến hành nghiên cứu Hai giai đoạn chọn để nghiên cứu Nhận diện rủi ro Phân tích rủi ro Giai đoạn Nhận diện rủi ro trình tìm kiếm, đốn nhận rủi ro giai đoạn Phân tích rủi ro q trình thấu hiểu chất rủi ro từ xác định mức độ rủi ro Tìm kiếm thơng tin, tri thức có rủi ro tiềm ẩn từ liệu phân tích, tính tốn mức độ chúng mạnh kỹ thuật khám phá tri thức nên nói hai giai đoạn phù hợp để tiến hành nghiên cứu 2.3.3 Chọn kỹ thuật ngành khoa học máy tính phù hợp cho toán quản lý rủi ro Khai thác liệu phân hai mơ hình3: dự báo mơ tả Hình 2.1, mơ hình dự báo dùng để nhận diện mơ hình mơ tả dùng để phân tích hiểu liệu R Gerritsen, "Assessing Loan Risks: A Data Mining Case Study," IT Professional, vol 1, no 6, pp 16-21, 1999 Hình 2.1 Hai mơ hình khai thác liệu Do lựa chọn kỹ thuật mơ hình dự báo phân lớp để sử dụng cho giai đoạn nhận diện kỹ thuật mơ hình mơ tả gom cụm để sử dụng cho giai đoạn phân tích hiểu liệu phù hợp CHƯƠNG ĐỀ XUẤT MỘT FRAMEWORK VÀ XÂY DỰNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NHẬN DIỆN VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO 3.1 Đề xuất framework dựa kỹ thuật khám phá tri thức để nhận diện phân tích rủi ro tiềm ẩn liệu Qua trình nghiên cứu chức hai mơ hình kỹ thuật khai thác liệu mơ hình dự báo mơ hình mơ tả, với kinh nghiệm thực tế phát triển số phương pháp nhận diện phân tích rủi ro tiềm ẩn liệu kỹ thuật khám phá tri thức, luận án đề xuất framework dựa kỹ thuật khám phá tri thức Hình 3.1 Mục tiêu việc đề xuất framework nhằm giới thiệu hướng tiếp cận chung cho việc xây dựng phương pháp nhận diện phân tích rủi ro tiềm ẩn liệu kỹ thuật khám phá tri thức ngành khoa học máy tính Framework cơng bố cơng trình [CT2] Bảng 4.1 So sánh kết phương pháp đề xuất H Capitaine and C Frélicot Tập liệu Iris Wine SOI  (Phương pháp H Capitaine C Frélicot) 𝜸 ̅ (Phương pháp đề xuất) Số cụm thực tế Cmax S A Ho Cmax Số lượng cụm 10 2 12 3 10 3 10 3 Bảng 4.2 So sánh kết phương pháp đề xuất Yan M and Ye K Method Iris (G = 3) 6/8 2 3 Gap/uni Gap/pc Gap/uni Gap/pc DDGap/uni DDGap/pc Multilayer/pc 𝛾̅ (Phương pháp đề xuất) Chỉ số hợp lệ cụm CO and COr Zalik Breast Cancer (G = 2) 9 2 2 3 Chỉ số 𝛾̅ phương pháp đề xuất Hình 4.1 So sánh kết số 𝜸 ̅ phương pháp đề xuất với số hợp lệ cụm Zalik Iris 18 Xây dựng độ đo mức độ rủi ro để xếp hạng cụm tích hợp vào thuật toán gom cụm mờ cải tiến FCM-R 4.2 4.2.1 Xây dựng định nghĩa độ đo xếp hạng cụm Cho tập hợp O gồm n đối tượng o1, o2,…on Khi áp dụng thuật toán gom cụm tập hợp O ta thu k cụm c1, c2…, ck Định nghĩa 1: Độ đo sức mạnh để xếp hạng cụm hay vắn tắt độ đo xếp hạng cụm hàm µ ánh xạ k cụm thu sau gom cụm vào tập số thực R tức µ(ci)  R với i=1, 2… k Mục giới thiệu việc xây dựng độ đo xếp hạng cụm mức độ rủi ro 4.2.2 Xây dựng độ đo mức độ rủi ro cụm tích hợp vào thuật tốn gom cụm Giả sử kết thuật toán gom cụm c cụm G tập thuộc tính đối tượng chuẩn hóa mà tương quan dương với tiêu chuẩn mức độ rủi ro Đề xuất việc xây dựng độ đo mức độ rủi ro cụm sau: 𝑅𝑖 = ∑𝑛𝑖 𝑖=1 ∑𝑗∈𝐺 𝐴𝑗 𝑛𝑖 , i = c (4.6) Ở Ri giá trị độ đo xếp hạng mức độ rủi ro cụm i, Aj thuộc tính thuộc nhóm thuộc tính G, ni số phần tử cụm i c số cụm Kết việc xây dựng độ đo mức độ rủi ro để xếp hạng cụm tích hợp vào thuật tốn gom cụm cơng bố cơng trình [CT4] 4.2.3 Tích hợp độ đo mức độ rủi ro để xây dựng thuật toán gom cụm mờ cải tiến FCM-R hỗ trợ phân tích rủi ro 19 Thuật tốn FCM-R Đầu vào: Tập liệu n đối tượng xi Đầu ra: cbest cụm liệu xếp hạng với cbest số cụm thích hợp 1) Đưa vào n đối tượng xi, tham số mờ m > 1, số epsilon đủ nhỏ 2) Đưa vào véc tơ trọng số w 3) Đưa vào cmin cmax (cmin>= 1, cmin< cmax< n ) 4) Đưa vào nhóm thuộc tính rủi ro G 5) Cho c chạy từ cmin đến cmax a) Khởi tạo ma trận thành viên Ucxn b) Tính trung tâm Cj cụm j (j = 1, ,c) c) Cập nhật ma trận khoảng cách D (c x n) d) Cập nhật ma trận thành viên U e) Nếu thay đổi ma trận U đủ nhỏ (