13. Рассуждения на основе моделей.

Механизм рассуждения который базируется на спецификации и функциональности физической модели, называется системой на основе модели.

Система рассуждений на основе модели осуществляет программное моделирование тех функций, которые необходимо понять или зафиксировать.

Первые системы рассуждений на основе моделей появились в середине 1970-х и продолжали развиваться в 1980-х годах. Некоторые из наиболее ранних работ были направлены на создание программных моделей различных физических приборов, таких как электронные цепи, с целью их изучения .

В этих работах прибор или цепи описывались в виде набора правил, например, законов Кирхгофа и Ома. Обучающая система могла проверить знания студента в данной области, а также передать ему недостающие данные. Правила, с одной стороны, обеспечивали представление функциональности, а с другой - представляли собой среду для передачи знания студенту. Развитием этих ранних обучающих систем, задача которых сводилась к моделированию и обучению функциональности системы, стали системы рассуждения на основе моделей, предназначенные для устранения неисправностей. При выявлении неисправности в физической системе модель предлагает множество прогнозируемых вариантов поведения.

Качественные рассуждения на основе моделей включают следующие аспекты:

1. Описание каждого компонента прибора, позволяющее моделировать их поведение.

2. Описание внутренней структуры прибора. Оно обычно содержит представление компонентов и их взаимосвязей наряд с возможностью моделировать их взаимодействие. Требуемая степень знаний внутренней структуры зависит от применяемого уровня абстракции и ожидаемого диагноза.

3. Диагностика частной проблемы. Это требует наблюдений реального поведения прибора, обычно – измерения его входов и выходов. Входные и выходные измерения получить легче всего.

Подходы, основанные на моделях, позволяют представить устройства и схемы на причинном и функциональном уровне, а не рассуждать о причинах неисправностей на основе наблюдаемых явлений. Программный код отражает как функции модулей, так и внутренние зависимости системы. Такие модели часто более надежны, чем эвристические подходы. Однако обратной стороной такого точного моделирования является то, что стадия извлечения знаний требует большой скрупулезности, а

результирующая программа может оказаться громоздкой и медлительной. Поскольку эвристические подходы "компилируют" распространенные случаи в общее правило, они зачастую более эффективны.

Как и рассуждения на основе правил, модель системы - это всего лишь модель. Она является необходимой абстракцией системы и на некотором уровне детализации становится некорректной. 

Любая модель описывает идеальную ситуацию, т.е. предполагаемые действия системы, а не реальные. Неисправным соединением считается контактная точка в системе, в которой небрежно соединены два провода или устройства (например, когда два провода соединены плохим припоем). Большинство рассуждений, основанных на моделях, не обеспечивают диагностику неисправности соединения из-за априорных предположений базовой модели и заложенных в них методов поиска для определения аномалий.

Рассуждение на основе модели наиболее удобно, например, в диагностике неисправностей приборов, когда составляется модель прибора и на основе её делаются выводы.