Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
Экспертные системы
139
решение которых требует значительных объемов знаний и использования эвристических методов, позволяющих быстро находить решение. Экспертная система имеет собственную базу знаний и механизм логического вывода, извлекающий из этих знаний необходимые логические следствия применительно к текущему вопросу пользователя. Кроме того, в большинстве экспертных систем знания имеют трехуровневую организацию; эти три уровня —данные, база знаний и процедуры управления.
Несмотря на все их способности, экспертным системам недостает свойственной специалисту-человеку широты знаний и понимания фундаментальных принципов. Возможности экспертных систем ограничены; они умеют лишь трактовать один-един-ственный вопрос с точки зрения нескольких разных критериев. Однако они способны успешно имитировать некоторые аспекты человеческого мышления и обладают многими его характерными особенностями. Способности нынешних экспертных систем к обучению в смысле модификации собственной базы знаний или поисковой подсистемы довольно посредственны. Однако возможно, что скоро в экспертных системах найдет применение опыт таких обучающихся программ искусственного интеллекта, как «Программа, обучающаяся структурированным понятиям» Уинстона [131] или программа Лената под названием AM [721.
3.1.3. Функциональные возможности экспертных систем
Сферу существующих приложений экспертных систем можно разделить на три основные области [64J: задачи анализа, задачи синтеза и задачи, требующие сочетания и того, и другого (табл. 3.3).
Задачи анализа состоят в объяснении текущего состояния
некоторой системы. В действующих экспертных системах к этому классу относятся задачи интерпретации и диагностики. Задача интерпретации — это задача вывода описания текущей ситуации путем систематического, точного и строго анализа наблюдаемых данных. Для этого наблюдаемым данным ставятся в соответствие осмысленные символические описания ситуаций и состояний системы, которыми могут объясняться эти данные. Задача диагностики — это задача обнаружения неполадок и отклонений от нормы в наблюдаемом поведении системы с объяснением их причин, например с помощью таблицы, связывающей характер поведения системы с возможными диагностическими заключениями. Для обнаружения дефектов системы пользуются также сравнением данных о ее фактическом поведении и устройстве со знаниями о том, какими они должны быть при отсутствии дефектов.
140 Глава 3
Таблица 3.3. Области приложения экспертных систем
Проблемные области
Задачи синтеза Задачи анализа
Класс задач Конкретные приложения Класс задач Конкретные приложения
Интерпретация Наблюдение, понимание устной речи, интерпретация прнзна-ков химической структуры, анализ разведданных Проектирова- ние Цифровые схемы
Диагностика Медицина, электроника, механические системы, программное обеспечение Планирование Медицинская генетика, автоматизация, планирование боевых операций, планирование проектных работ и маршрутизация передаваемых сообщений
Задачи анализа и синтеза
Класс задач Конкретные приложения
Прогнозирование Прогнозы погоды, демографические прогнозы, прогнозы дорожного движения, предварительная оценка будущего урожая, военные прогнозы и экономическая политика
Наладка и ремонт Автоматизация отладки программ, техническое обслуживание автомобилей, самолетов, сетей связи и ЭВМ
Обучение Средства обучения и образования
Управление н контроль Управление воздушным движением, управление войсками и боевыми действиями, управление технологическими процессами, контроль за распространением заболеваний, управление финансовой деятельностью и контроль за сбором налогов, управление предприятиями, административные задачи
Задача синтеза состоит в конструировании решения, удовлетворяющему целевому критерию и заданным ограничениям. Соответствующие классы задач, встречающихся в приложениях, перечислены в табл. 3.3. Проектирование включает в себя разработку конструкторских спецификаций проектируемого объекта с учетом имеющихся ограничений. Кроме того, при разработке этих спецификаций экспертная система обеспечивает минимизацию стоимости и значений других нежелательных характеристик (явно не указанных в ограничениях) проектируемого объекта. Планирующие системы разрабатывают
Экспертные системы
141
илан или программу действий, которые ведут к заданной цели, ие нарушая наложенных ограничений и не требуя чрезмерных затрат ресурсов. Конфликты между противоречивыми целями разрешаются с помощью заранее устанавливаемой иерархии приоритетов. Эффективность предложенных планов проверяется путем имитационного моделирования.
Наконец, чаще всего экспертные системы применяются в областях, где одновременно приходится решать как задачи анализа, так и задачи синтеза. Прогнозирование включает в себя вывод следствий из накапливаемых данных о различных состояниях некоторой системы. Для этого пользуются динамической моделью системы, в которой желательное состояние характеризуется определенными значениями подходящих параметров. Любое отклонение от указанного состояния сопровождается изменением соответствующих значений. Эти изменения позволяют предсказывать будущее системы на основе сведений о ее предыдущих состояниях. Наладка и ремонт требуют выполнения почти одинаковых действий и поэтому объединены в один класс задач. Соответствующие экспертные системы выдают рекомендации по устранению неполадок. Оии разрабатывают подходящие спецификации, рекомендуют и выполняют планы по ликвидации обнаруженных неисправностей. Применительно к программированию употребляется термин «отладка», в других областях используются термины «ремонт» и «наладка».
