5.2. Класифікація експертних систем
Клас ЕС сьогодні поєднує кілька тисяч різних програмних комплексів, які можна класифікувати за різними критеріями. Корисними можуть виявитися класифікації, представлені на рис.5.2.
Рис. 5.2. Класифікація експертних систем
5.2.1. Класифікація по розв'язуваній задачі
Розглянемо зазначені на малюнку типи задач докладніше.
Інтерпретація даних. Це одна з традиційних задач для експертних систем. Під інтерпретацією розуміється процес визначення змісту даних, результати якого повинні бути погодженими і коректними. Звичайно передбачається багатоваріантний аналіз даних:
усі приклади наведені далі з робіт [Попов і ін., (ред.), 1990; Соловьев, Соловьева, 1989; Хейес-Рот і ін., 1987].
виявлення й ідентифікація різних типів океанських суден за результатами аерокосмічного сканування — SIAP;
визначення основних властивостей особистості за результатами психодіагностичного тестування в системах АВТАНТЕСТ і МИКРОЛЮШЕР і ін.
Діагностика. Під діагностикою розуміється процес співвідношення об'єкта з деяким класом об'єктів і/чи виявлення несправності в деякій системі. Несправність — це відхилення від норми. Таке трактування дозволяє з єдиних теоретичних позицій розглядати і несправність устаткування в технічних системах, і захворювання живих організмів, і всілякі природні аномалії. Важливою специфікою є необхідність розуміння функціональної структури («анатомії») діагностуючої системи.
Діагностика і терапія звуження коронарних судин — ANGY;
Діагностика помилок в апаратурі і математичному забезпеченні ЕОМ — система CRIB і ін.
Моніторинг. Основна задача моніторингу — безперервна інтерпретація даних у реальному масштабі часу і сигналізація про вихід тих чи інших параметрів за допустимі межі. Головні проблеми — «пропуск» тривожної ситуації й інверсна задача «помилкового» спрацювання. Складність цих проблем у розмитості симптомів тривожних ситуацій і необхідність обліку тимчасового контексту.
Контроль за роботою електростанцій СПРИНТ, допомога диспетчерам атомного реактора — REACTOR;
контроль аварійних датчиків на хімічному заводі — FALCON і ін.
Проектування. Проектування виявляється в підготовці специфікацій на створення «об'єктів» із заздалегідь визначеними властивостями. Під специфікацією розуміється весь набір необхідних документів — креслення, пояснювальної записки і т.д. Основні проблеми тут — одержання чіткого структурного опису знань про об'єкт і проблема «сліду». Для організації ефективного проектування, а ще в більшій мірі перепроектування необхідно формувати не тільки самі проектні рішення, але і мотиви їхнього прийняття. Таким чином, у задачах проектування тісно зв'язуються два основних процеси, що виконуються у рамках відповідної ЕС: процес висновку рішення і процес пояснення.
Проектування конфігурацій ЕОМ VAX — 11/780 у системі XCON (чи R1), проектування ВІС - CADHELP;
синтез електричних ланцюгів — SYN і ін.
Прогнозування. Прогнозування дозволяє пророкувати наслідки деяких подій чи явищ на підставі аналізу наявних даних. Прогнозуючі системи логічно виводять ймовірні наслідки із заданих ситуацій. У прогнозуючій системі звичайно використовується параметрична динамічна модель, у якій значення параметрів «підганяються» під задану ситуацію. Виведені з цієї моделі наслідки складають основу для прогнозів з ймовірнісними оцінками.
передбачення погоди — система WILLARD;
оцінка майбутнього врожаю — PLANT;
прогнози в економіці — ECON і ін.
Планування. Під плануванням розуміється знаходження планів дій, що відносяться до об'єктів, здатним виконувати деякі функції. У таких ЕС використовуються моделі поведінки реальних об'єктів для того, щоб логічно вивести наслідки планованої діяльності.
планування поведінки роботи — STRIPS;
планування промислових замовлень — ISIS;
планування експерименту — MOLGEN і ін.
Навчання. Під навчанням розуміється використання комп'ютера для навчання якоїсь дисципліни чи предмету. Системи навчання діагностують помилки при вивченні якої-небудь дисципліни за допомогою ЕОМ і підказують правильні рішення. Вони акумулюють знання про гіпотетичного «учня» і його характерних помилках, потім у роботі вони здатні діагностувати слабості в пізнаннях тих, яких навчають, і знаходити відповідні засоби для їхньої ліквідації. Крім того, вони планують акт спілкування з учнем у залежності від успіхів учня з метою передачі знань.
Навчання мові програмування ЛИСП у системі «Учитель ЛИСПа»;
система PROUST — навчання мові Паскаль і ін.
Управління. Під управлінням розуміється функція організованої системи, що підтримує визначений режим діяльності. Такого роду ЕС здійснюють керування поведінкою складних систем відповідно до заданих специфікацій.
допомога в управлінні газовою котельною — GAS;
управління системою календарного планування Project Assistant і ін.
Підтримка прийняття рішень. Підтримка прийняття рішення — це сукупність процедур, що забезпечує особу, яка приймає рішення, необхідною інформацією і рекомендаціями, що полегшують процес прийняття рішення. Ці ЕС допомагають фахівцям вибрати і/або сформувати потрібну альтернативу серед безліч виборів при прийнятті відповідальних рішень.
вибір стратегії виходу фірми з кризової ситуації — CRYSIS;
допомога у виборі страхової компанії чи інвестора — CHOICE і ін.
У загальному випадку всі системи, що базуються на знаннях, можна підрозділити на системи, що вирішують задачі аналізу, і на системи, що вирішують задачі синтезу. Основна відмінність задач аналізу від задач синтезу полягає в тому, що якщо в задачах аналізу може бути перераховано і включено в систему множини рішень, то в задачах синтезу множина рішень потенційно не обмежена і будується з рішень чи компонентів підпроблем. Задачами аналізу є: інтерпретація даних, діагностика, підтримка прийняття рішення; до задач синтезу відносяться проектування, планування, управління. Комбіновані: навчання, моніторинг, прогнозування.