Проводить интеллектуальный анализ данных можно с помощью программных продуктов различных классов и возможностей: специализированные коробочные программные продукты для интеллектуального анализа; математические пакеты; электронные таблицы; интегрированные средства в системы управления базами данных.

Анализ продуктовой корзины клиентской базы – это постоянный поиск связанных между собой правил вида “Если клиент приобрел товар X, то он, возможно, с некоторой вероятностью, приобретет товар Y”. При этом X и Y могут быть как товарами, или услугами, так и их наборами. Такие зависимости в интеллектуальном анализе называются ассоциативными правилами.

Связное правило определяется:

• коэффициентом поддержки– это отношение количества операций с участием товаров X и Y одновременно к общему количеству операций;
  
• коэффициентом достоверности – вероятность того, что из наличия в операции товара X вытекает наличие товара Y. Считается как отношение числа операций с товарами X и Y к числу операций с товаром X.
  

Аналитик устанавливает минимальные значения (пороги) этих величин, из оставшихся правил устраняет очевидные и неинтерпретируемые.

В розничной торговле полученные правила могут использоваться для оптимизации выкладки товаров в торговом зале; независимо от отрасли можно использовать такие правила для совместного продвижения товаров и для перекрестных продаж.

Проблемой выявления и применения ассоциативных правил занимались различные ученые. A.В.Бондаренко, А.С.Гудков исследовали интерактивный анализ ассоциативных правил в базах данных [1].     Е.В.Галкина изучала ассоциативные правила в бизнес-анализе и контроле [2]. Реализацию поиска ассоциативных правил средствами языка программирования php рассмотрели А.П.Корнилков, Т.В.Хабибулина [3]. Анализ ассортимента сервисных услуг в организациях розничной торговли с помощью ABC и XYZ-анализа привела Т.А.Желада [4].     О.Л.Ксенофонтова, Н.А.Новосельская использовали АВС-XYZ- анализ как средство управления товарным ассортиментом торгового предприятия [5]. Е.А. Бузукова провела анализ ассортимента и стабильности продаж с использованием ABC-анализа и XYZ-анализа [6]. Л.И.Демченко, Е.В.Лапина рассмотрели корректировку ассортиментной политики торговой фирмы с помощью матрицы совмещенного АВС- и XYZ- анализа [7]. Авторы показали применение различных методов интеллектуального анализа [8, 9].

Рассмотрим программную реализацию алгоритмов на 1С: Предприятие 8.3 в конфигурации «Анализ потребительских корзин» [10, 11] (скачать конфигурацию можно по адресу: http://kurszop.ru/load) (см. рис.1). Данная конфигурация состоит из шести основных подсистем:

1. Рабочий стол (содержит поисковые отборы по сотрудникам и клиентам, текущий прайс-лист торговлого предприятия).
2. Администратор (содержит справочник «Внутрение оповещения» позволяющий рассылать сообщения всем ползователям работающи в прикладном решении, настройки конфигурации и аналитических отчетов).
3. Аналитик торговли – анализ информационной базы.
4. Касса – финансовые операции и отчеты по взаиморасчетам с контрашентами и остаткам денежных средств в кассах предприятия.
5. Менеджер – опреции с номенклатурой, товарооборот, ценообразование, ведения прайс-листов как торгового предприятия, так и поставщиков, ведение основных карточек номенклатуры, контрагентов, создание договоров с контрагентами, основные отчеты и диаграммы.
6. Отдел кадров – информационная база «Список сотрудников», ведения системы приказов по сотрудникам, созданиеосновных отчетов.

В справочниках «Контрагенты» и «Сотрудники» определена возможность создание свободных реквизитов на уровне пользователя (план видов характеристик). Поиск по свободным реквизитам выведен в интерфейс рабочего стола.

В системе возможен контроль остатков товарной массы и денежных средств при соответсвующих реализациях (за работу контроля отвечают настройки в подсистеме «Администратор»).

Аналитическим элементом конфигурации является подсистема «Аналитик торговли».

Рисунок 1 – Интерфейс подсистемы «Аналитик торговли»

Одним из основных инструментов аналитика торговля, позволяющим определить составные компоненты продуктовой корзины (насколько связаны номенклатурные позиции между собой) – является обработка «Взаимосвязь номенклатур» (см. рис. 2).

Рисунок 2 – Обработка «Взаимосвязь номенклатур»

Данная обработка, по сути, находит, существуют ли ассоциативные связи между номенклатурными позициями «Номенклатура основная» и «Номенклатура связная». Данные связи оцениваются при помощи двух коэффициентов: коэффициенты достоверности и поддержки. Коэффициент поддержки оценит вероятность покупки пары данных товаров в одной реализации. Коэффициент достоверности оценит вероятность того, что если покупают товар «Номенклатура основная», то купят и товар «Номенклатура связная». Результат работы обработки приведен на рис. 3.

Рисунок 3 – Результат поиска ассоциативных связей номенклатур

Приведем программный код данной обработки:

Так как поиск информации происходит в информационной базе, после нажатия на кнопку «Сформировать», происходит переход на серверную процедуру «ПоискВзаимосвязей()».

&НаКлиенте

Процедура Сформировать(Команда)

ПоискВзаимосвязей();

КонецПроцедуры

&НаСервере

Процедура ПоискВзаимосвязей()

// в случае если значения дат не заполнено, Начало периода – пустая дата

// Конец периода – дата по системным часам компьютера

Если Не ЗначениеЗаполнено(НачалоПериода) Тогда НачалоПериода=’00010101′

КонецЕсли;

Если Не ЗначениеЗаполнено(КонецПериода) Тогда КонецПериода=ТекущаяДата();

КонецЕсли;

// Первый запрос определяет общее количество реализаций за период

Запрос = Новый Запрос;

Запрос.Текст = “ВЫБРАТЬ

| РеализацияКлиентам.Ссылка

|ИЗ

|    Документ.РеализацияКлиентам КАК РеализацияКлиентам

|ГДЕ

|    РеализацияКлиентам.Дата МЕЖДУ &Дата1 И &Дата2″;

Запрос.УстановитьПараметр(“Дата1″, НачалоПериода);

Запрос.УстановитьПараметр(“Дата2″, КонецПериода);

РезультатЗапроса = Запрос.Выполнить();

ВыборкаДетальныеЗаписи = РезультатЗапроса.Выбрать();

ВсегоРеализаций=ВыборкаДетальныеЗаписи.Количество();

// Второй запрос ищет реализации по основной номенклатуре

Запрос = Новый Запрос;

Запрос.Текст =

“ВЫБРАТЬ

|    РеализацияКлиентам.Ссылка

|ИЗ

|    Документ.РеализацияКлиентам КАК РеализацияКлиентам

|ГДЕ

|    РеализацияКлиентам.Дата МЕЖДУ &Дата1 И &Дата2

|    И РеализацияКлиентам.ПереченьТоваровИУслуг.Номенклатура = &Номенклатура”;

Запрос.УстановитьПараметр(“Номенклатура”, Объект.НоменклатураОсновная);

РезультатЗапроса = Запрос.Выполнить();

ВыборкаДетальныеЗаписи = РезультатЗапроса.Выбрать();

ТолькоОсновная=0;

ОдновременноОсновнаяСвязная=0;

// Поиск в реализации основной номенклатуры, связной номенклатуры

Пока ВыборкаДетальныеЗаписи.Следующий() Цикл

ТолькоОсновная=ТолькоОсновная+1;

Если ВыборкаДетальныеЗаписи.Ссылка.ПереченьТоваровИУслуг.Количество()>0 Тогда

Для Счетчик=0 по ВыборкаДетальныеЗаписи.Ссылка.ПереченьТоваровИУслуг.Количество()-1 Цикл

Если ВыборкаДетальныеЗаписи.Ссылка.ПереченьТоваровИУслуг[Счетчик].Номенклатура=Объект.НоменклатураСвязная

Тогда ОдновременноОсновнаяСвязная=ОдновременноОсновнаяСвязная+1;

КонецЕсли;

КонецЦикла;

КонецЕсли;

КонецЦикла;

Если (ВсегоРеализаций>0) и (ОдновременноОсновнаяСвязная>0) тогда

Сообщить(“Связь товаров проанализирована”+Символы.ПС+

“Коэффициент поддержки: “+Строка(Формат(ОдновременноОсновнаяСвязная/ВсегоРеализаций,”ЧДЦ=2″))+Символы.ПС+

“Коэффициент достоверности: “+Строка(Формат(ОдновременноОсновнаяСвязная/ТолькоОсновная,”ЧДЦ=2″)));

Иначе Сообщить(“Нулевые параметры – связь не обнаружена”);

КонецЕсли

КонецПроцедуры // ПоискВзаимосвязей()

Таким образом, в приведенном прикладном решении программно реализован аналитический анализ позволяющие специалисту рабочего места «Аналитик торговли» получить информацию по взаимосвязи номенклатур для отчетов по анализу потребительских корзин предприятия с целью принятия управленческих решений по дальнейшему ведению бизнеса.

Проблемами поиска ассоциативных правил занимались различные ученые. А.Шахиди рассмотрел общие вопросы поиска ассоциативных правил [1]. М.Г.Асеев, В.А. Дюк [2] показали проблемы поиска if-then правил в данных. Систему нахождения бизнес-правил типа “if-then” в задачах транспортной логистики разработали И.А.Минаков, С.И.Вольман [3]. А.П.Корнилков, Т.В.Хабибулина показали реализацию поиска ассоциативных правил средствами языка программирования php [4]. Интерактивный анализ ассоциативных правил в базах данных изучался A.В.Бондаренко, А.С.Гудковым [5]. Е.В.Галкина исследовала ассоциативные правила в бизнес-анализе и контроле [6]. М.В.Терешонок применил поиск ассоциативных правил для анализа загрузки сетей сотовой связи [7]. Методику поиска ассоциативных правил при обработке данных в распределенных информационных системах показала Т.Ю.Горохова [8]. А.Ю.Краковецкий применял метод поиска ассоциативных правил на основе сильных наборов данных и fp-дерева [9]. А.Н.Шабельников, В.А.Шабельников исследовали поиск аномалий в технических базах данных временных рядов [10]. В.М.Гриняк и др. описали информационную технологию планирования сезонных продаж [11]. Р.И.Баженов, В.А.Векслер разработали конфигурацию для системы 1С: Предприятие по интеллектуальному анализу с поддержкой поиска ассоциативных правил [12-16]. Зарубежные ученые описывали применения метода в различных областях [17, 18]. 

Для реализации поиска ассоциативных правил был выбран достаточно простой алгоритм Apriori [1]. Опишем его.

Имеется база данных, которая состоит из покупательских транзакций. Каждая транзакция является набором товаров, приобретаемым покупателем за один раз. 

Пусть I = {i₁, i₂, i₃, …i_n} – множество (набор) товаров или элементов. Пусть D – множество транзакций, где каждая транзакция T представляет собой набор элементов из I, T  I. Каждая транзакция является бинарным вектором, где t[k]=1, если i_k элемент присутствует в транзакции, иначе t[k]=0. Транзакция T содержит X, некоторый набор элементов из I, если X T. Будем называть ассоциативным правилом импликацию X Y, где X I, Y I и X Y =. Правило X  Y имеет поддержку s (support), если s% транзакций из D, содержат X Y, supp(X Y) = supp (X Y). Достоверность правила показывает какова вероятность того, что из X следует Y. Правило X Y справедливо с достоверностью (confidence) c, если c% транзакций из D, содержащих X, также содержат Y, conf(X Y) = supp(X  Y)/supp(X ) [1].

Была разработана программа, реализующая алгоритм Apriori на Delphi. Покажем основную процедуру.

function TForm1.gen(cand : TList) : TList;
var
  i, j, k : Integer;
  set_len : Integer; { Длина общей части наборов при объединении}
  tSet, tSet1, tSet_new : PProdSet;
  new_cand : TList;
  equal : Boolean;
begin
  { Новый список наборов}
  new_cand := TList.Create;
  if cand = nil then
  begin
    { Одноэлементные наборы}
    for i := 0 to tovars.Count – 1 do
    begin
      { Новый кандидат}
      New(tSet);
      SetLength(tSet^.Items, 1);
      tSet^.Items[0] := i;
      tSet^.podder := 0;
      new_cand.Add(tSet);
    end;
  end
  else
  begin
    { Много элементные наборы}
    { Если в списке больше одного набора}
    if cand.Count > 1 then
    begin
      for i := 0 to cand.count – 1 do
      begin
        { Первый набор для объединения}
        tSet := cand.Items[i];
        { Длина общей части}
        set_len := High(tSet^.items);
        for j := i + 1 to cand.count – 1 do
        begin
          { Второй набор для объединения}
          tSet1 := cand.Items[j];
          if set_len < 1 then
            equal := true
          else
          begin
            { Сравниваем общие части наборов}
            equal := true;
            for k := 0 to set_len - 1 do
              if tSet^.Items[k] <> tSet1^.Items[k] then
                equal := false;
          end;
          if equal then
          begin
            { Новый набор}
            New(tSet_new);
            tSet_New^.podder := 0;
            { Длина нового набора}
            SetLength(tSet_new^.Items, set_len + 2);
            { Копируем первый набор}
            for k := 0 to High(tSet^.items) do
            begin
                tSet_new^.Items[k] := tSet^.items[k];
            end;
            { Добавляем остаток второго набора}
            tSet_new^.Items[set_len + 1] := tSet1^.items[set_len];
            { Добавляем новый набор в список кандидатов}
            new_cand.Add(tSet_new);
          end;
        end;
      end;
    end;

Данные предоставлены компанией, находящейся в г.Биробиджан. Они были выгружены из системы 1С:Предприятие 8, и представляют собой отчет по продажам за I квартал 2014 года. Данные были обработаны и представлены в формате .csv (рис. 1).

Рисунок 1 – Входные данные для анализа

Основное окно программы показано на рис.2.

Рисунок 2 – Окно программы с загруженными данными

После запуска алгоритма необходимо выбрать показатели, по которым будет осуществляться расчет (рис.3).

Рисунок 3 – Окно для выбора показателей

После проведения анализа, полученные правила выводятся в специальную область (рис. 4).

Результаты анализа можно сохранить в текстовом файле (рис. 5).

Рисунок 5 – Текстовый файл с результатами

Полученные в результате исследования ассоциативные правила были переданы руководству компании для принятия решений.

Таким образом, была разработана простая программа по поиску ассоциативных правил. Полученные в ходе исследования материалы можно использовать на практике для анализа выгруженных данных из 1С:Предприятие и для проведения соответствующей лабораторной работы в курсах «Интеллектуальные информационные системы», «Интеллектуальный анализ данных».