- •6 Интеллектуальная автоматизация технологического проектирования
- •6.1 Определение экспертных систем, их достоинство и назначение
- •6.2 Отличие эс от других программных продуктов
- •6.3 Отличительные особенности. Экспертные системы первого и второго поколения
- •6.4 Области применения экспертных систем
- •6.5 Критерий использования эс для решения задач
- •6.6 Целесообразность разработки эс
- •6.7 Этапы разработки экспертных систем
- •6.8 Режимы работы эс
- •6.9 Взаимосвязь инженера по знаниям с экспертом
- •6.10 Знания как объект моделирования в автоматизированных системах
- •6.10.1 Представление знаний в экспертных системах
- •6.11 Ограничения в применение экспертных систем
- •6.12 Преимущества эс перед человеком - экспертом
- •6.13 История развития экспертных систем
- •6.13.1 Экспертно-проектная система технологий в современном машиностроительном производстве
- •6.13.1.1 Интеграция и интеллектуализация конструкторско-технологического проектирования
- •6.13.1.2 Декомпозиция технологий машиностроительного производства
- •6.13.1.3 Оценка ресурсоемкости проектируемых технологических процессов
- •6.13.1.4 Формирование баз знаний в аэстм
- •6.13.1.5 Реализация прототипа аэстм
- •6.13.1.6 Выводы
- •6.14. Проблемы, возникающие при создании эс. Перспективы разработки
- •6.15 Выводы
6.5 Критерий использования эс для решения задач
Существует ряд прикладных задач, которые решаются с помощью систем, основанных на знаниях, более успешно, чем любыми другими средствами. При определении целесообразности применения таких систем нужно руководствоваться следующими критериями.
1 Данные и знания надежны и не меняются со временем.
2 Пространство возможных решений относительно невелико.
3 В процессе решения задачи должны использоваться формальные рассуждения. Существуют системы, основанные на знаниях, пока еще не пригодные для решения задач методами проведения аналогий или абстрагирования (человеческий мозг справляется с этим лучше). В свою очередь традиционные компьютерные программы оказываются эффективнее систем, основанных на знаниях, в тех случаях, когда решение задачи связано с применением процедурного анализа. Системы, основанные на знаниях. более подходят для решения задач, где требуются формальные рассуждения.
4 Должен быть, по крайней мере, один эксперт, который способен явно сформулировать свои знания и объяснить свои методы применения этих знаний для решения задач.
В таблице 6.1 приведены сравнительные свойства прикладных задач, по наличию которых можно судить о целесообразности использования для их решения ЭС.
В целом ЭС не рекомендуется применять для решения следующих типов, задач:
- математических, решаемых обычным путем формальных преобразований и процедурного анализа;
- задач распознавания, поскольку в общем случае они решаются численными методами;
- задач, знания о методах, решения которых отсутствуют (невозможно построить базу знаний).
Таблица 6.1 - Критерии применимости ЭС
Применимы |
Неприменимы |
Не могут быть построены строгие алгоритмы или процедуры, но существуют эвристические методы решения. |
Имеются эффективные алгоритмические методы. |
Есть эксперты, которые способны решить задачу. |
Отсутствуют эксперты или их число недостаточно. |
По своему характеру задачи относятся к области диагностики, интерпретации или прогнозирования. |
Задачи носят вычислительный характер. |
Доступные данные "зашумленны". |
Известны точные факты и строгие процедуры. |
Задачи решаются методом формальных рассуждении. |
Задачи решаются процедурными методами, с помощью аналогии или интуитивно. |
Знания статичны (неизменны). |
Знания динамичны (меняются со временем). |
6.6 Целесообразность разработки эс
Приступая к разработке ЭС, инженер по знаниям должен рассмотреть вопрос, следует ли разрабатывать ЭС для данного приложения.
В обобщенном виде ответ может быть таким: использовать ЭС следует тогда, когда разработка ЭС возможна и оправдана.
Чтобы разработка ЭС была возможной необходимо одновременное выполнение, по крайней мере, следующих требований:
- существуют эксперты в данной области, которые решают задачи значительно лучше, чем начинающие специалисты;
- эксперты должны сходится в оценке предлагаемого решения, иначе нельзя будет оценить качество разработанной ЭС;
- эксперты должны уметь выразить на естественном языке и объяснить используемые ими методы, в противном случае трудно рассчитывать на то, что знания экспертов будут «извлечены» и вложены в ЭС;
- задача, вложенная в ЭС, требует только рассуждении, а не действий;
- задача не должна быть слишком трудной, ее решение должно занимать у эксперта несколько часов, а не дней или недель;
- задача, хотя и не должна быть выражена в формальном виде, но все же должна относится к достаточно «понятной» и структурированной области, т.е. должны быть выделены основные понятия, отношения и известные способы получения решения;
- решение задачи не должно в значительной степени использовать «здравый смысл» (т.е. широкий спектр общих сведений о мире и о способе его функционирования, которые знает и умеет использовать любой нормальный человек), так как подобные знания пока не удается (в достаточном количестве) вложить в системы ИИ.
Использование ЭС в данном приложении может быть возможно но не оправдано. Применение ЭС может быть оправдано в одном из следующих фактов:
- решение задачи принесет значительный эффект, например использование ЭС для поиска полезных ископаемых в случае успеха может принести доход в сотни миллионов рублей;
- использование человека-эксперта невозможно либо из-за недостаточного количества экспертов, либо из-за необходимости выполнять экспертизу одновременно в различных местах;
- при передаче информации к эксперту происходит недопустимая потеря времени или информации;
- при необходимости решать задачу в окружении, враждебном для человека.