Экспертные системы и системы поддержки принятия решений

Весь спектр типов задач, решаемых с помощью информационных технологий, лежит в пределах от сильно структурируемых (повторяющихся и рутинных, с заранее выработанной стандартной процедурой, детально описывающей алгоритм получения решения) до неструктурируемых, для которых описание процесса решения (т. е. алгоритмическое специфицирование) невозможно.

Большую группу в этой совокупности составляют слабо структурируемые задачи, решение которых связано с определением количественных и качественных переменных, причем зачастую качественные аспекты решения задачи доминируют. Именно к этому классу относятся задачи, представляющие реальный интерес в равных областях человеческой деятельности.

Данное обстоятельство привело к необходимости создания программных систем, основанных как на традиционных методах алгоритмической обработки данных, так и на методах создания и использования баз знаний. Наиболее плодотворной методологией построения программных систем для решения таких задач является новая информационная технология, связанная с разработкой экспертных систем и систем поддержки принятия решений (СППР).

ЭС и СППР в той или иной степени основаны на использовании знаний экспертов. ЭС относятся к числу интеллектуальных вычислительных систем и являются практической реализацией методов и идей искусственного интеллекта. Они предназначены для моделирования или имитации поведения опытных специалистов при решении задач по какому-либо узкому вопросу в определенной предметной области. ЭС призваны оказывать помощь специалистам, когда их собственных знаний, опыта и интуиции недостаточно для самостоятельного решения возникающих проблем. Такие системы представляют собой машинные программы, решающие задачи примерно так же, как решает их эксперт в реальной обстановке. Это позволяет накапливать, систематизировать и использовать знания и профессиональный опыт тех экспертов, которые выполняют конкретные задачи наилучшим образом и в первую очередь в тех областях, где задачи и их решения слабо формализованы или совсем не формализованы, а именно в вычислительной технике, информатике, машиностроении, финансовой сфере, военном деле, медицине, геологии, ядерной энергетике и т. д.

Одним из наиболее перспективных направлении в. исследованиях; по искусственному интеллекту является разработка гибридных ЭС, предоставляющих возможность использования не только эвристических знаний, но и традиционной алгоритмической обработки данных с помощью готовых пакетов прикладных программ. второй тип компьютерных систем новой информационной технологии—СППР—предназначен для оказания помощи пользователям (работникам управленческого персонала, аналитикам, лицам. ответственным за принятие решений на различных уровнях) в неструктурируемых или слабо структурируемых ситуациях выбора.

Во-первых, такие системы выступают в роли помощника, который позволяет расширить способности человека, но не заменяет его мнение или систему предпочтений. Во-вторых, СППР предназначены для использования в ситуациях, когда процесс принятия решений ввиду необходимости учета субъективного мнения не может быть полностью формализован и реализован на ЭВМ.

Наиболее широкой сферой практического применения СППР; являются планирование и прогнозирование для различных видов управленческой деятельности.

Таким образом, СППР можно определить как человеко-машинную информационную систему, используемую для поддержки действий в ситуациях выбора, когда невозможно или нежелательно иметь автоматическую систему представления и реализации всего процесса оценки и выбора альтернатив.

В составе СППР, как правило, имеются база данных, средства общения с пользователем и широкий набор методов и моделей математического программирования, статистического анализа, теории игр, теории принятия решении, а также эвристических методов, обеспечивающих адаптивность системы и обучение.

ЭС и СППР как конкретные программные продукты в ряде случаев могут выглядеть внешне одинаково. Однако они имеют существенное различие в своей целевой направленности. СППР призваны помочь человеку в решении стоящей перед ним проблемы, а ЭС—заменить человека при решении проблемы. Вместе с тем разрабатываемые в рамках искусственного интеллекта концепции оказываются плодотворными и для СППР.

Большинство СППР работает с числовыми данными, аналитическими моделями и решает проблемы, которые предварительно описываются на языке таких моделей. Однако СППР могут демонстрировать и некоторые интеллектуальные черты, если в их структуру включить базу знаний и использовать механизм логического вывода. В этом случае СППР становится способной работать в условиях неполноты исходной информации, использовать вероятностные выводы, вырабатывать суждения и объяснения, которые выдаются в качестве советов.

Дальнейшее развитие двух типов информационных программных систем—ЭС и СППР—непосредственно связано с интеграцией и взаимообогащением методов их реализации. Появление возможности обработки процедурных знаний в гибридных ЭС и, с другой стороны, введение базы знаний в СППР указывают на их сближение и возможность создания систем, позволяющих использовать различные типы знаний при решении тех или иных задач, объединять на общей концептуальной основе подходы, характерные для исследований в области принятия решений, оптимального управления, извлечения и представления знаний, компьютерной логики, естественно, языкового общения.

Взаимодействие этих направлений в рамках НИТ создает качественно новое; средство информационной поддержки при решении слабо структурируемых задач.