Классификация по решаемой задаче

Традиционно ЭС решают следующие классы задач (примеры взяты из [Попов и др., 1996; Adeli, 1994]):

Ø Интерпретация данных. Это одна из традиционных задач для экспертных систем. Под интерпретацией понимается процесс определения смысла данных, результаты которого должны быть согласованными и коррект­ными. Обычно предусматривается много вариантный анализ данных.

Рис. 1.13. Классификация экспертных систем

Например, обнаружение и идентификация различных типов океанских судов по результатам аэрокосмического сканирования — SIAP; определе­ние основных свойств личности по результатам психодиагностического тестирования в системах АВТАНТЕСТ и МИКРОЛЮШЕР и др.

Ø Диагностика. Под диагностикой понимается процесс соотнесения объек­та с некоторым классом объектов и/или обнаружение неисправности в некоторой системе. Неисправность — это отклонение от нормы. Такая трактовка позволяет с единых теоретических позиций рассматривать и неисправность оборудования в технических системах, и заболевания жи­вых организмов, и всевозможные природные аномалии. Важной специ­фикой является здесь необходимость понимания функциональной струк­туры ("анатомии") диагностирующей системы. Например: диагностика и терапия сужения коронарных сосудов — ANGY; диагностика ошибок в аппаратуре и математическом обеспечении ЭВМ — система CRIB и др.

Ø Мониторинг. Основная задача мониторинга — непрерывная интерпрета­ция данных в реальном масштабе времени и сигнализация о выходе тех или иных параметров за допустимые пределы. Главные проблемы — "пропуск" тревожной ситуации и инверсная задача "ложного" срабатыва­ния. Сложность этих проблем в размытости симптомов тревожных си­туаций и необходимость учета временного контекста. Например: контроль за работой электростанций СПРИНТ, помощь дис­петчерам атомного реактора — REACTOR; контроль аварийных датчиков на химическом заводе — FALCON и др.

Ø Проектирование. Проектирование состоит в подготовке спецификаций на создание "объектов" с заранее определенными свойствами. Под специ­фикацией понимается весь набор необходимых документов — чертеж, пояснительная записка и т. д. Основные проблемы здесь — получение четкого структурного описания знаний об объекте и проблема "следа". Для организации эффективного проектирования и, в еще большей сте­пени, перепроектирования необходимо формировать не только сами проектные решения, но и мотивы их принятия. Таким образом, в задачах проектирования тесно связываются два основных процесса, выполняе­мых в рамках соответствующей ЭС: процесс вывода решения и процесс объ­яснения. Например: проектирование конфигураций ЭВМ VAX — 11/780 в системе XCON (или R1), проектирование БИС — CADHELP; синтез электриче­ских цепей — SYN и др.

Ø Прогнозирование. Прогнозирование позволяет предсказывать последствия некоторых событий или явлений на основании анализа имеющихся дан­ных. Прогнозирующие системы логически выводят вероятные следствия из заданных ситуаций. В прогнозирующей системе обычно используется параметрическая динамическая модель, в которой значения параметров "подгоняются" под заданную ситуацию. Выводимые из этой модели след­ствия составляют основу для прогнозов с вероятностными оценками. Например: предсказание погоды — система WILLARD; оценки будущего урожая — PLANT; прогнозы в экономике — ECON и др.

Ø Планирование. Под планированием понимается нахождение планов дей­ствий, относящихся к объектам, способным выполнять некоторые функ­ции. В таких ЭС используются модели поведения реальных объектов с тем, чтобы логически вывести последствия планируемой деятельности. Например: планирование поведения робота— STRIPS; планирование промышленных заказов — 1SIS; планирование эксперимента — MOLGEN и др.

Ø Обучение. Под обучением понимается использование компьютера для обучения какой-то дисциплине или предмету. Системы обучения диагно­стируют ошибки при изучении какой-либо дисциплины с помощью ЭВМ и подсказывают правильные решения. Они аккумулируют знания о гипо­тетическом "ученике" и его характерных ошибках, затем в работе они способны диагностировать слабости в познаниях обучаемых и находить соответствующие средства для их ликвидации. Кроме того, они плани­руют акт общения с учеником в зависимости от успехов ученика с целью передачи знаний. Например: обучение языку программирования LISP в системе "Учитель LISP"; система PROUST — обучение языку Паскаль и др.

Ø Управление. Под управлением понимается функция организованной сис­темы, поддерживающая определенный режим деятельности. Такого рода ЭС осуществляют управление поведением сложных систем в соответст­вии с заданными спецификациями. Например: помощь в управлении газовой котельной — GAS; управление системой календарного планирования Project Assistant и др.

Ø Поддержка принятия решений. Поддержка принятия решения — это со­вокупность процедур, обеспечивающая принимающего решения индиви­дуума необходимой информацией и рекомендациями, облегчающими процесс принятия решения. Эти ЭС помогают специалистам выбрать и/или сформировать нужную альтернативу среди множества выборов при принятии ответственных решений. Например: выбор стратегии выхода фирмы из кризисной ситуации — CRYSIS; помощь в выборе страховой компании или инвестора — CHOICE и др.

В общем случае все системы, основанные на знаниях, можно подразделить на системы, решающие задачи анализа и на системы, решающие задачи син­теза. Основное отличие задач анализа от задач синтеза заключается в том, что если в задачах анализа множество решений может быть перечислено и включено в систему, то в задачах синтеза множество решений потенциально не ограничено и строится из решений компонентов или подпроблем. Зада­чами анализа являются: интерпретация данных, диагностика, поддержка принятия решения; к задачам синтеза относятся проектирование, планиро­вание, управление. Комбинированные: обучение, мониторинг, прогнозиро­вание.