Eksploatacja,

[ Pobierz całość w formacie PDF ]

TWORZENIE SYSTEMU EKSPERTOWEGO

System Ekspertowy

Systemy eksportowe są to systemy komputerowe oparte na wiedzy umożliwiające rozwiązywanie problemów. Określa się je jako jedną z dziedzin sztucznej inteligencji. Inteligencja jest to nabyty zespół cech określający zdolność do analizy przyswajania wiedzy, z możliwością jej tworzenia.

Systemy ekspertowe można określić jako programy, których podstawowym zadaniem jest symulowanie ludzkiej ekspertyzy w określonej, na ogół wąskiej dziedzinie. Trudno podać ścisłe wyznaczniki tej technologii, jest ona bowiem w trakcie intensywnego rozwoju.

Nie mniej jednak, można podać kilka cech odróżniających te systemy od konwencjonalnych programów:
- jawna interpretacja wiedzy i oddzielenie jej od procedur sterowania,
- zdolność wyjaśniania znalezionych przez system rozwiązań problemów,
- przetwarzanie wiedzy wykorzystujące głównie przetwarzanie symboli, w mniejszym

zaś stopniu przetwarzanie numeryczne,
- do rozwiązywania problemów wykorzystane są głównie różne metody rozumowania

(wnioskowania), w mniejszym zaś stopniu algorytmy.
Te cechy, jak się wydaje, tworzą współczesny paradygmat systemów ekspertowych.

Systemy ekspertowe dzielimy na:

1. systemy doradcze,

2. systemy krytykujące

3. systemy podejmujące decyzje bez kontroli człowieka.

Systemy doradcze prezentują rozwiązania dla użytkowania, który jest w stanie ocenić ich jakość. Użytkownik może odrzucić zaproponowane przez system rozwiązywania i zażądać innego.

· Podział systemów doradczych ze względu na typ realizowanych zadań

SYSTEMY DORADCZE

Analiza

Modyfikacja

Synteza

Naprawa

Kontrola

Prognozowanie

Rozpoznawanie

Zmiana

Projektowanie

Kontrola

Klasyfikacja

Prognoza

Diagnoza

Oszacowanie

Jedno uszkodzenie

Wiele uszkodzeń

W systemach krytykujących podawany jest przez nas zarówno problem, jak i jego rozwiązanie. Na tej podstawie system ekspertowy ocenia to rozwiązanie, zaś w systemach podejmujących decyzję bez kontroli człowieka są dla siebie same autorytetem (podejmują decyzje same). Są używane w miejscach, gdzie dostęp człowieka jest utrudniony, a decyzja musi być podjęta szybko.

Rozważając szczegółowo architekturą doradczych stosowanych w diagnostyce obiektów technicznych, możemy wyróżnić takie elementy jak:

ü baza wiedzy (wiedza proceduralna, deklaratywna);

ü baza danych (np. dane o obiekcie, wyniki pomiarów);

ü procedury wnioskowania (maszyna wnioskująca),

ü procedury objaśniania (objaśnia strategię wnioskowania),

ü procedury sterowania dialogiem (procedury wejścia i wyjścia umożliwiają formułowanie zadań przez użytkownika i przekazanie rozwiązania przez program,

ü procedury umożliwiające rozszerzenie oraz modyfikację wiedzy – pozyskiwanie wiedzy.

Utworzenie systemu ekspertowego opartego na bazie wiedzy wymaga pozyskania wiedzy eksperta, który często znajduje rozwiązanie na podstawie informacji o problemie oraz opierając się na własnym doświadczeniu.

Proces konstruowania systemów ekspertowych należy do zagadnień tzw. inżynierii wiedzy. Zasadniczym celem inżynierii wiedzy jest pozyskanie wiedzy, jej strukturalizacja i przetworzenie. Zajmuje się ona także rozwijaniem metodologii i narzędzi budowy systemów ekspertowych. Obejmuje ona w szczególności tworzenie metod programowania dla:

a) pozyskiwania i strukturalizowania wiedzy ekspertów,

b) dopasowania i wyboru odpowiednich metod wnioskowania i wyjaśniania rozwiązanych problemów,

c) projektowania odpowiednich interfejsów między komputerem a użytkownikiem.

Poszczególne fazy tworzenia bazy wiedzy:

1. Identyfikacja – określanie charakterystyki problemu do rozwiązania.

2. Reprezentacja – znalezienie sposobu reprezentacji wiedzy.

3. Formalizacja – zaprojektowanie struktur organizujących wiedzę.

4. Implementacja – sformułowanie reguł lub ram zawierających wiedzę.

5. Testowanie – spr. zastosowanych w systemie reguł lub ram.

Podczas pierwszego etapu ekspert i inżynier wiedzy określają problem do rozwiązania i jego zakres oraz potrzebne środki. Gdy problem został już sformułowany do rozwiązania pozostają zagadnienia związane z metodologią, zasobami, podziałem problemu na elementy składowe z rozłożeniem priorytetów oraz samym rozwiązaniem.

W drugim etapie jest przeprowadzana analiza problemu. Ekspert oraz inżynier wiedzy przedstawiają kluczowe koncepcje, relację i charakterystykę przepływu informacji, niezbędne w procesie rozwiązywania problemu. Ponadto określają strategię i trudności w rozwiązywaniu rozważanych zagadnień. W dalszej części tego etapu przystępujemy do zbierania informacji, danych i heurystyk, na podstawie których uzyskamy wiedze o rozwiązywanym problemie.

Formalizacja problemu polega na przełożeniu kluczowych koncepcji, reguł i relacji na język formalny. Inżynier wiedzy powinien zaprojektować syntaktykę i semantykę tego języka, a następnie wraz z ekspertem ustalić wszystkie podstawowe pojęcia i reklamacje, które są niezbędne do rozwiązania danego problemu.

Podczas etapu implementacji inżynier wiedzy łączy i reorganizuje sformalizowaną wiedzę tak, aby stała się zgodna z charakterystyką przepływu informacji danego problemu. Powstały w ten sposób zestaw reguł i ram oraz powiązana z nim konstrukcja kontrolna tworzą prototypowy program.

W etapie piątym następuje testowanie danego programu (reguły i relacje są sprawdzane pod kątem generowania przez nie odpowiedzi zgodnych z wymaganiami eksperta).

· Struktura systemu ekspertowego

Ekspert Inżynier wiedzy

BAZA WIEDZY

MODUŁ

POZYSKIWANIA WIEDZY

MODUŁ WNIOSKOWANIA

MODUŁ WYJAŚNIEŃ

MODUŁ STEROWANIA

BAZA DANYCH ZMIENNYCH

INTERFEJS WEJ/WYJ

BAZA DANYCH STAŁYCH

Użytkownik systemu