Экспертные системы.

Наиболее распространенным видом ИС являются экспертные системы.

Экспертные системы (ЭС) – это наиболее распространенный класс ИС, ориентированный на тиражирование опыта высококвалифицированных специалистов в областях, где качество принятия решений традиционно зависит от уровня экспертизы, например, медицина, юриспруденция, геология, экономика, военное дело и др.

ЭС эффективны лишь в специфических «экспертных» областях, где важен эмпирический опыт специалистов.

Экспертная система – это программный комплекс, выполняющий функции эксперта при решении задач из некоторой предметной области. ЭС выдают советы, проводят анализ, дают консультации, ставят диагноз. Практическое применение ЭС на предприятиях способствует эффективности работы и повышению квалификации специалистов.

ЭС используются:

• при управлении сложными диспетчерскими пультами, например сети распределения электроэнергии, – Alarm Analyser

• при постановке медицинских диагнозов — ARAMIS, NEUREX;

• при поиске неисправностей в электронных приборах, диагностика отказов контрольно-измерительного оборудования – Intelligence Ware, Plant Diagnostics, FOREST;

• при проектировании интегральных микросхем – DAA, NASL, QO;

• в управлении перевозками – AIRPLAN;

• для прогноза военных действий – ANALYST, BATTLE;

• при формировании портфеля инвестиций, оценке финансовых рисков – RAD [Kestelyn,1992], налогообложению — RUNE и т. д.

Укрупнено ЭС состоит из следующих компонентов:

· базы знаний – ядро ЭС, совокупность знаний предметной области, записанная на машинном носителе в форме, понятной эксперту и пользователю;

· интеллектуального редактора базы знаний (подсистема приобретения знаний) – программа, предоставляющая возможность разработчикам ЭС создавать базу знаний в диалоговом режиме. Она включает системы вложенных меню, шаблоны языка представления знаний, подсказок и других сервисных средств;

· подсистемы диалогового процессора (интерфейс пользователя) - комплекс программ, реализующих диалог пользователя с экспертной системой при вводе информации и получении результатов;

· решатель (блок логического вывода / дедуктивная машина) – программа, моделирующая ход логических рассуждений, имеющихся в базе знаний;

· подсистемы объяснений – программа, позволяющая пользователю получать ответы на вопросы.

Классификация экспертных систем

Класс ЭС сегодня объединяет несколько тысяч различных программных комплексов, которые можно классифицировать по различным критериям (рис.).

 

 

Стадии разработки ЭС

В процессе разработки экспертные системы проходят определенные стадии, в результате которых создаются версии ЭС, называемые прототипами:

Демонстрационный прототип

Экспертная система, которая решает часть требуемых задач, демонстрируя жизнеспособность метода инженерии знаний. Содержит 50-100 правил. Время разработки – 6-12 месяцев.

Исследовательский прототип

ЭС, которая решает все требуемые задачи, но неустойчива в работе и не полностью проверена. База знаний содержит 200-500 правил. Время разработки занимает 3-6 месяцев.

Действующий прототип

Надежно решает все задачи, но для решения сложных задач может потребовать много времени и памяти. База знаний содержит 500-1000 правил. Время разработки – 6-12 месяцев.

Промышленная ЭС

Обеспечивает высокое качество решения всех задач при минимуме времени и памяти, что достигается перепрограммированием с использованием более совершенных инструментальных средств и языков низкого уровня. База знаний содержит 1000-1500 правил. Время разработки 1,5-3 года.

Коммерческая ЭС

Расширенная копия промышленного прототипа, дополненная обобщенными правилами, что позволяет выставить ее на продажу различным потребителям. База знаний содержит 1500-3000 правил. Время разработки – 6-12 месяцев. Стоимость – 0,3-5 млн. долларов.

Коллектив разработчиков

Под коллективом разработчиков понимается группа специалистов, ответственных за создание ЭС.

В состав коллектива разработчиков входят, по крайней мере, три человека – программист, эксперт и инженер по знаниям. Реально коллектив разрастается до 8-10 человек. Численное увеличение коллектива разработчиков происходит по следующим причинам: необходимость учета мнения нескольких пользователей, помощи нескольких экспертов, потребность как в проблемных, так и системных программистах. На Западе в этот коллектив дополнительно традиционно включают менеджера и одного технического помощника.