19 Экспертные системы и системы поддержки принятия решений(сппр)

Экспертная система - это система искусственного интеллекта, построенная на основе глубоких специальных знаний о некоторой предметной области (полученных от экспертов-специалистов этой области). Экспертные системы – один из немногих видов систем искусственного интеллекта, которые получили широкое распространение и нашли практическое применение.

Технология экспертных систем является одним из направлений новой области исследования, которая получила наименование искусственного интеллекта. Исследования в этой области сконцентрированы на разработке и внедрении компьютерных программ, способных эмулировать (имитировать, воспроизводить) те области деятельности человека, которые требуют мышления, определенного мастерства и накопленного опыта. К ним относятся задачи принятия решений, распознавания образов и понимания человеческого языка.

 Перечень типовых задач, решаемых экспертными системами, включает:

извлечение информации из первичных данных (таких как сигналы, поступающие от гидролокатора);

диагностика неисправностей (как в технических системах, так и в человеческом организме);

структурный анализ сложных объектов (например, химических соединений);

выбор конфигурации сложных многокомпонентных систем (например, распределенных компьютерных систем);

планирование последовательности выполнения операций, приводящих к заданной цели (например, выполняемых промышленными роботами).

Особенности экспертных систем

компетентность – в конкретной предметной области экспертная система должна достигать того же уровня, что и специалисты-люди; при этом она должна пользоваться теми же эвристическими приемами, также глубоко и широко отражать предметную область;

символьные рассуждения – знания, на которых основана экспертная система, представляют в символьном виде понятия реального мира, рассуждения также происходят в виде преобразовании символьных наборов;

глубина – экспертиза должна решать серьезные, нетривиальные задачи, отличающиеся сложностью знаний, которые экспертная система использует, или обилием информации; это не позволяет использовать полный перебор вариантов как метод решения задачи и заставляет прибегать к эвристическим, творческим, неформальным методам;

самосознание – экспертная система должна включать в себя механизм объяснения того, каким образом она приходит к решению задачи.

Классы экспертных систем

По степени сложности решаемых задач экспертные системы можно классифицировать следующим образом:

- По способу формирования решения экспертные системы разделяются на два класса: аналитические и синтетические. Аналитические системы предполагают выбор решений из множества известных альтернатив (определение характеристик объектов), а синтетические системы - генерацию неизвестных решений (формирование объектов).

- По способу учета временного признака экспертные системы могут быть статическими или динамическими. Статические системы решают задачи при неизменяемых в процессе решения данных и знаниях, динамические системы допускают такие изменения. Статические системы осуществляют монотонное непрерываемое решение задачи от ввода исходных данных до конечного результата, динамические системы предусматривают возможность пересмотра в процессе решения полученных ранее результатов и данных.

- По видам используемых данных и знаний экспертные системы классифицируются на системы с детерминированными (четко определенными) знаниями и неопределенными знаниями. Под неопределенностью знаний (данных) понимается их неполнота (отсутствие), недостоверность (неточность измерения), двусмысленность (многозначность понятий), нечеткость (качественная оценка вместо количественной).

- По числу используемых источников знаний экспертные системы могут быть построены с использованием одного или множества источников знаний. Источники знаний могут быть альтернативными (множество миров) или дополняющими друг друга (кооперирующими).

Определение СППР (система поддержки принятия рещений). Системы поддержки принятия решений (СППР) – одно из современных направлений информационных технологий. Этот класс информационных систем известен достаточно давно, но в последнее время этот термин получает новую трактовку.

Под СППР понимают комплекс взаимосвязанных программ и данных, используемых для анализа ситуации, формулирования альтернативных решений и выбора из них наиболее приемлемых.

Система поддержки принятия решений – диалоговая автоматизированная информационная система, использующая правила принятия решений и соответствующие модели с базами данных, а также интерактивный компьютерный процесс моделирования, поддерживающий принятие самостоятельных и неструктурированных решений отдельными менеджерами (лицами, принимающими решения) (Годин, Корнев).

В зависимости от данных, с которыми работают СППР, их можно разделить на оперативные и стратегические. Системы первого типа предназначены для оперативного реагирования на текущую ситуацию, а также системы оперативного управления производственными процессами (в энергетике к ним могут быть отнесены автоматизированные системы диспетчерского управления).

Системы второго типа, или стратегические СППР основаны на анализе большого количества информации из разных источников с привлечением сведений, содержащихся в системах, аккумулирующих опыт решения проблем. Они предполагают достаточно глубокую проработку данных, специально преобразованных таким образом, чтобы их было удобно использовать в ходе процесса принятия решений

Экспертная (интеллектуальная) система (ЭС) - система, основанная на знаниях, предполагающая создание базы знаний, поддерживающей соответствующие логико-лингвистические модели, реализующие эвристические алгоритмы принятия решений. Интеллектуальная система при формировании выводов может использовать как факты из базы данных, так и алгоритмы (вычислительные процедуры) моделирующей системы.

Основные составляющие задачи принятия решения:

выбор альтернативы, наилучшей для достижения некоторой цели, или ранжирование множества возможных альтернатив по степени их влияние на достижение этой цели;

поиск критериев оценки альтернатив и преодоление многокритериальности;

выбор решения;

реализация решения.

Критерии классификации систем поддержки принятия решений.

При классификации СППР учитывают:

структурированность решаемых управленческих задач;

уровень иерархии управления фирмой, на котором решение должно быть принято;

принадлежность решаемой задачи к той или иной функциональной сфере бизнеса;

вид используемой информационной технологии.

Определяют три класса СППР, в зависимости от сложности решаемой задачи и областей применения.

СППР первого класса – системы коллективного пользования, базы данных которых формируются многими экспертами – специалистами в различных областях знаний.

Обладают наибольшими возможностями, предназначены для применения в органах государственного управления высшего уровня (администрация президента, министерства) и органах управления больших компаний (совет директоров корпораций).

Используются при планировании крупных комплексных целевых программ для обоснования решений относительно включения в программу различных политических, социальных или экономических мероприятий и распределения между ними ресурсов на основе оценки их влияния на достижение основной цели программы (для решения стратегических задач управления).

СППР второго класса – являются системами индивидуального пользования, адаптирующимися к опыту пользователя.

Предназначены для решения часто встречающихся прикладных задач системного анализа и управления (например, выбор субъекта кредитования, назначение на должность, продажа дорогих товаров длительного пользования). Такие системы обеспечивают решение задачи на основе информации о результатах практического использования решений этой же задачи, принятых в прошлом. Как правило, используются для решения тактических задач управления.

СППР третьего класса – являются системами индивидуального пользования, базы данных которых формируются непосредственным пользователем.

Предназначены для использования государственными служащими среднего ранга, а также руководителями малых и средних фирм для решения оперативных задач управления