6. Принятие решений в технологических экспертных системах.
Процесс решения любой проблемы, как правило, включает два этапа:
представление проблемы;
решение проблемы.
Успех решения проблемы в значительной мере определяется формой ее представления. Формы или способы представления проблемы могут быть различны и зависят как от природы самой задачи, так и от специалиста, который ее решает. Эти факторы определяются знаниями специалиста, в данном случае эксперта, предметной области, умением структурировать эти знания и умением применить те или иные методы представления знаний.
Мы рассмотрели методы представления знаний с использованием логик, фреймов, на основе семантических сетей и т.д. Мы остановились на том, что знания могут быть представлены в форме таксономической структуры - это интенсиональные знания.
Остановимся более подробно на этих структурах, т.к. именно они наиболее характерно и иллюстративно раскрывают суть основных методов принятия решений (рис.6.1).
Методы принятия решений
Рис.6.1
Каждый из этих методов работает с соответствующей формой представления знаний. Как уже было отмечено, остановимся на иерархических таксономических структурах.
6.1. Поиск решений в пространстве состояний.
Поиск решений в пространстве состояний сводится к определению последовательности понятий, отображающих начальное состояние в целевое. Причем если такая последовательность операторов не одна и задан критерий оптимальности, то поиск сводится к нахождению оптимальной последовательности, т.е. последовательности понятий, обеспечивающей оптимум заданного критерия оптимальности. Методы поиска решений в пространстве состояний удобно рассматривать, используя интенсиональную модель знания предметной области (дерево состояний).
Дерево состояний задачи о выборе оптимального варианта ТП изготовления тонкопленочных ИМС приведено на рисунке 6.2.
0
1
2
3 A
AB
AC
ABD ABE
ABDK ABDL
Рис.6.2
На узлу А соответствует ТП изготовления фотошаблона, узлы АВ, АС... - разновидности методов изготовления (фотомеханический, линзорастровый и т.д.), узлы ABD, ABE... разнообразию фотошаблонов, узлы ABDK, ABDL... разновидности используемых материалов фотошаблона и т.д. можно продолжить дерево состояний, исходя из конечных требований, предъявляемых к задаче, и глубины представления профессиональных знаний в БЗ.
На дереве состояний поиск решений сводится к определению пути от корня дерева к целевой вершине (на рисунке наглядно отображено красной линией).
Если обозначить множество понятий, отображающих пространство состояний через F, множество целевых состояний через G и начальное состояние через S0, то решение поставленной задачи о выборе оптимального варианта ТП изготовления тонкопленочной ИМС ( ТП изготовления фотошаблона) можно описать тройкой
( S0, F, G )
Для построения дерева состояний следует, используя понятия из F, применимые к корню дерева (начальному состоянию), построить вершины 1-ого уровня. Затем, используя понятия из F, применимые к вершинам 1-ого уровня, построить вершины 2-ого уровня и т.д. ( см. рис.).
Процесс применения понятий (операторов) к какой-либо вершине дерева для построения всех ее дочерних вершин называется РАСКРЫТИЕМ ВЕРШИНЫ.
Поэтому операторы ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ (понятий из F) интерпретируются как правила раскрытия вершин. Применение правил раскрытия к начальной вершине порождает совокупность дочерних вершин.
Дуги, связывающие начальную вершину с дочерней, идентифицируются как соответствующие операторы преобразования. Рассмотрим пример, приведенный на прошлом и следующем рисунках 6.2 и 6.3.
A