4.2 Анализ состояния динамических экспертных систем

Как видно из данных, приведенных в гл. 2, среди всех видов ИС наиболее динамично развиваются ЭС реального времени. В 1995 г. объем продаж ЭС реального времени составил примерно 70% рынка проблемно/предметно-ориентированных СОЗ и был равен 38 млн дол. (в 1988 г. - 3 млн. дол.). Значимость ИС и ЭС реального времени (РВ) определяется не столько их бурным коммерческим успехом (хотя и это достойно тщательного анализа), но в первую очередь тем, что только с помощью подобных средств создаются стратегически значимые приложения в таких областях, как: управление непрерывными производственными процессами в химии, фармакологии, производстве цемента, питания и т.п.; аэрокосмические исследования, транспортировка и переработка нефти(газа), управление атомными и тепловыми электростанциями, финансовые операции, связь и многие другие.

В последнее время на основе динамических ИС начинают создаваться ИС для интеллектуального имитационного моделирования, используемые в реинжиниринге (реорганизации) бизнес-процессов (БПР) (см. Приложение 2). Интерес к ИС этого типа инициируется тем, что в отличие от статических ИС и ЭС, используемых, как указано ранее, для БПА, т.е. для автоматизации текущего состояния бизнеса, ИС для БПР используются для решения существенно более значимых и сложных задач, т.е. для "фундаментального переосмысления и радикального перепроектирования деловых процессов для достижения существенных улучшений в главных показателях деятельности компаний, таких, как стоимость, качество, услуги и темпы"[2].

Ниже перечислены некоторые области применения ЭС РВ, разработанных на базе ИС G2 (см. гл. 9). Всего на базе G2 разработано более 700 ЭС РВ, работающих более чем в 30 областях.

Области применения ЭСРВ (перечень фирм и характеристик приложений)

3М (США) - G2 используется на ряде заводов 3М в Миннесоте для управления технологическими процессами и поддержки принятия решений.

Caterpillar (США) - интегрированная система мониторинга и планирования для прокатного стана на базе распределенной системы, включающей G2 и Telewindows.

Camunsa (Испания) - автоматизированный, интеллектуальный гараж в Барселоне, разработанный к летним Олимпийским играм 1992 г. Гараж не требует присутствия людей и размещает 800 машин на том же пространстве, где при обычном подходе размещаются только 300.

Carpenter Technology Corp. (США) - CarTech использует DSP (ИС на базе G2) для моделирования операций горячего прокатного стана и связанных с ним печей. DSP разрабатывает расписание печи и потока материалов, поступающих от печи на дальнейшую обработку.

Forsmark Nuclear Plant (Швеция) - система обеспечения безопасности и моделирования событий для ядерной электростанции. Содержит более 200 правил. Использует более 130 диаграмм различной формы для отображения процесса.

General Electric (США) - GE разработала ряд систем на базе G2: систему для наземных станций слежения за спутниками в GE Aerospace в Филадельфии; систему для производства и тестирования самолетных двигателей в Лин-не; предсказывающую систему для GE Nuclear в Сан Хозе, СА.

IBM (США) - MOM (Measurement of On-line Manufacturing) - система управления, разработанная для улучшения производства блоков памяти и питания на заводе IBM в Торонто и интегрированная в производственный процесс. MOM объединяет системы G2, Serveio's Gemstone OODBMS и последовательную SPS в единую систему управления и контроля за производством печатных плат, повышающую качество, окупаемость и производительность завода.

Intelsat (США) - система диагностики, мониторинга и контроля сети, разработанная за 4 месяца на базе G2. Обеспечивает помощь при восстановлении спутников путем мониторинга критических состояний и диагностики сбоев коммуникационных каналов до и во время их появления.

Lafarge Coppee (США) - 25 установок G2 на цементных заводах, расположенных по всему миру. Lafarge использует возможности нечеткой логики G2 для обеспечения замкнутого цикла управления мельничными установками.

Mrs.Baird's Bakery (США) - самая большая частная пекарня в США использует G2 для планирования и управления всем производственным процессом.

NASA/ Space Shuttle (США) - NASA использует G2 с октября 1988 г. в ряде систем для космических аппаратов, включая управление 38 реактивными двигателями, обеспечивающими маневрирование челнока. G2 обрабатывает данные от 16 000 датчиков в секунду, осуществляя проверку всех параметров от температуры до курса.

ЭС РВ решают следующие классы задач: мониторинг в реальном масштабе времени; системы управления верхнего уровня; системы обнаружения неисправностей; диагностика; составление расписаний; планирование; оптимизация; системы - советчики оператора; системы проектирования и т. п.

Традиционные статические ИС и ЭС не способны решать подобных задач, так как они не выполняют требования, предъявляемые к системам, работающим в реальном времени:

• представлять изменяющиеся во времени данные, поступающие от внешних источников, обеспечивать хранение и анализ изменяющихся данных;

• выполнять одновременно временные рассуждения о нескольких различных асинхронных процессах (задачах), т. е. планировать в соответствии с приоритетами обработку процессов, поступивших в систему;

• обеспечивать механизм рассуждения при ограниченных ресурсах (время, память). Реализация этого механизма предъявляет требования к высокой скорости работы системы, способности одновременно решать несколько задач (т. е. необходимо использовать операционные системы UNIX, VMS, Windows NT, но не MS DOS);

• обеспечивать предсказуемость поведения системы, т.е. гарантию того, что каждая задача будет запущена и завершена в строгом соответствии с временными ограничениями. Например, требование предсказуемости не допускает использования в ЭС РВ механизма сборки мусора, свойственного языку Lisp;

• моделировать "окружающий мир", рассматриваемый в данном приложении, обеспечивать создание различных его состояний;

• протоколировать свои действия и действия персонала, обеспечивать восстановление после сбоя;

• обеспечивать наполнение базы знаний (БЗ) для приложений реальной степени сложности с минимальными затратами времени и труда (необходимо использование объектно-ориентированной технологии, общих правил, модульности и т. п.);

• обеспечивать настройку системы на решаемые задачи (проблемно-предметная ориентация);

• обеспечивать создание и поддержку пользовательских интерфейсов для различных категорий пользователей;

• обеспечивать уровень защиты информации (по категориям пользователей) и предотвращать несанкционированный доступ.