|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Реферат: Экспертные системы на базе VP-Expert. Реферат базы знаний и экспертные системыБазы знаний и экспертные системыБазы знаний и способы представления Модель на базе логики Фреймы, сементическме сети Экспертные системы Преимущества использования экспертных систем Особенности построения и организации экспертных систем Основные режимы работы экспертных систем 7.1. Базы знаний и способы представления База знаний (knowledge base) - совокупность знаний, относящихся к некоторой предметной области и формально представленных таким образом, чтобы на их основе можно было осуществлять рассуждения. Базы знаний чаще всего используются в контексте экспертных систем, где с их помощью представляются навыки и опыт экспертов, занятых практической деятельностью в соответствующей области (например, в медицине или в математике). Обычно база знаний представляет собой совокупность правил вывода. При проектировании модели представления знаний следует учитывать такие факторы, как: Однородность представления приводит к упрощению механизма управления логическим выводом и управлением знаниями. Простота понимания предполагает доступность понимания представления знаний и экспертам, и пользователем системы. В противном случае затрудняется приобретение знаний и их оценка. Однако выполнить эти требования в равной степени, как для простых, так и сложных задач довольно трудно. В настоящее время для представления знаний используют следующие виды моделей:
7.2 Модель на базе логикиОсновная идея логического подхода состоит в том, чтобы рассматривать всю систему знаний необходимую для решения прикладных задач, как совокупность фактов (утверждений). Факты представляются как формулы в некоторой логике (первого или высшего порядка, многозначной, нечеткой или др.) Система знаний отображается совокупностью таких формул и, представленная в ЭВМ, она образует БЗ. Формулы неделимы и при модификации БЗ могут лишь добавляться или удаляться. Логические методы обеспечивают развитый аппарат вывода новых фактов из тех, которые явно представлены в БЗ. Основным примитивом манипуляции знаниями является операция вывода. Продукционная модель Это один из наиболее часто используемых в экспертных системах способов представления знаний. Основная идея заключается в ассоциировании с соответствующими действиями набора условий в виде правил типа "если-то", называемых также продукциями: ЕСЛИ условие ТО действия "Если-то"-правила обычно оказываются весьма естественным выразительным средством представления знаний. Кроме того, они обладают следующими привлекательными свойствами: - модульность: каждое правило описывает небольшой, относительно независимый фрагмент знаний; - возможность инкрементного наращивания: добавление новых правил в базу знаний происходит относительно независимо от других правил; - удобство модификации (как следствии модульности): старые правила можно изменять и заменять на новые относительно независимо от других правил; - применение правил способствует прозрачности системы, т.е. способности к объяснению принятых решений и полученных результатов. Однако продукционные системы не свободны от недостатков: - процесс вывода менее эффективен, чем в других системах, поскольку большая часть времени при выводе затрачивается на непроизводительную проверку применимости правил; - этот процесс трудно поддается управлению; - сложно представить родовидовую иерархию понятий. Фреймы Представление знаний, основанное на фреймах, является альтернативным по отношению к системам продукций: оно дает возможность хранить родовидовую иерархию понятий в базе знаний в явной форме. Фреймом называется структура для описания стереотипной ситуации, состоящая из характеристик этой ситуации и их значений, характеристики называются слотами, а значения - заполнителями слотов. Слот может содержать не только конкретное значение, но и имя процедуры, позволяющей вычислить его по заданному алгоритму, а также одну или несколько продукций (эвристик), с помощью которых это значение можно найти. В слот может входить не одно, а несколько значений. Иногда слот включает компонент, называемый фасетом, который задает диапазон или перечень его возможных значений. Фасет указывает также граничные значения заполнителя слота. Совокупность фреймов, моделирующая какую-нибудь предметную область, представляет собой иерархическую структуру, в которую фреймы соединяются с помощью родовидовых связей. На верхнем уровне иерархии находится фрейм, содержащий наиболее полную информацию, истинную для всех остальных фреймов. Фреймы обладают способностью наследовать значения характеристик своих родителей, находящихся на более высоком уровне иерархии. Значения характеристик фреймов могут передаваться по умолчанию фреймам, находящимся ниже них в иерархии, но если последние содержат собственные значения данных характеристик, то в качестве истинных принимаются именно они. Наиболее ярко достоинства фреймовых систем представления знаний проявляются в том случае, если родовидовые связи изменяются нечасто и предметная область насчитывает немного исключений. Во фреймовых системах данные о родовидовых связях хранятся явно, т.е. так же, как и значения всех других типов. Значения слотов представляются в системе в единственном экземпляре, поскольку включаются только в один фрейм, описывающий наиболее общее понятие из всех тех, которые содержат слот с данным именем. Такое свойство систем фреймов дает возможность уменьшить объем памяти, необходимый для их размещения в компьютере. Еще одно достоинство фреймов состоит в том, что значение любого слота при необходимости может быть вычислено с помощью соответствующих процедур или найдено эвристическими методами. Как недостаток фреймовых систем следует отметить их относительно высокую сложность, что проявляется в снижении скорости работы механизма вывода и в увеличении трудоемкости внесения изменений в родовидовую иерархию. Кроме того, во фреймовых системах затруднена обработка исключений. Семантические сети Семантическая сеть, по мнению специалистов, - наиболее общий способ представления знаний, причем она появилась, по-видимому, ранее других. В ней понятия и классы, а также отношения и связи между ними представлены в виде сети. Семантическая сеть отображает совокупность объектов предметной области и отношений между ними, при этом объектам соответствуют вершины (или узлы) сети, а отношениям - соединяющие их дуги. В качестве объектов могут выступать события, действия, обобщенные понятия или свойства объектов. Свойства представляются в сети также в виде вершин и служат для описания классов объектов. Вершины сети соединяются дугой, если соответствующие объекты предметной области находятся в каком-либо отношении. Как и в системе, основанной на фреймах, в семантической сети могут быть представлены родовидовые отношения, которые позволяют реализовать наследование свойств от объектов-родителей. Это обстоятельство приводит к тому, что семантические сети приобретают большинство недостатков и достоинств представления знаний в виде фреймов. Но основное преимущество семантических сетей заключается в их наглядности и непосредственной связанности понятий через сеть, которая позволяет быстро находить связи понятий и на этой основе управлять принимаемыми решениями. Именно этот формализм был использован в данной работе в качестве формализма для представления знаний в БЗ. Основной недостаток сетей - сложность обработки исключений. studfiles.net Реферат - Экспертные системы и базы знанийУЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ И БАЗЫ ЗНАНИЙ Шарапова Л.В. Для очной формы обучения ВСЕГО 110 Всего аудиторных занятий 72 самостоятельная работа 38 Программу составил: Шарапова Л.В. Целью изучения дисциплины является изучение основных моделей данных при проектировании баз знаний; изучение механизмов извлечения знаний из баз знаний; изучение математического аппарата представления и формализации знаний; изучение принципов построения и функционирования экспертных систем. ^ Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения курса: «Математическая логика», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Рекурсивно-логическое программирование». В результате изучения дисциплины каждый студент должен: иметь представление о: моделях представления знаний; механизме логического вывода; структуре статических и динамических экспертных систем; процессе построения экспертных системах; знать: назначение экспертных систем, компонентов экспертных систем, функции участников разработки; технологические этапы построения экспертных систем; теоретические методы построения систем на основе нечеткой логики; теоретические методы построения систем на основе сетей доверия. уметь: -выбирать способ организации базы знаний в зависимости от предметной области; составлять и анализировать различные модели знаний; ориентироваться в инструментарии по созданию экспертных систем приобрести навыки работы в оболочке экспертной системы. Основные виды занятий: лекции и практические занятия. Основные виды текущего контроля занятий: коллоквиумы. Основной вид рубежного контроля знаний: экзамен. Содержание курса Тема 1. Назначение экспертных систем (ЭС), определения. Примеры экспертных систем. Типы задач, решаемые с применением ЭС. Формализованные, неформализованные задачи. Применение экспертных систем. Типы экспертных систем. Участники разработки экспертных систем. Тема 2. Структура статических и динамических экспертных систем. Жизненный цикл разработки экспертных систем. Этапы разработки экспертных систем. Функции участников процесса разработки. Режимы работы экспертных систем: накопление, приобретение знаний и решение, проведение консультаций. Технология разработки ЭС. Требования по созданию ЭС. Тема 3. Представление знаний в экспертных системах. Модели представления знаний в экспертных системах: Логические модели. Примеры. Сетевые модели – семантические сети. Примеры. Продукционные модели – системы продукций. Примеры. Фреймовые модели. Примеры. Тема 4. Методы поиска решений в экспертных системах. Упрощенный алгоритм функционирования экспертных систем. Стратегия прямого и обратного выводов. Тема 5. Демонстрация примеров учебных экспертных систем по различной тематике. Стили проведения экспертиз. Модели рассуждений для решения задачи. Анализ результативности работы экспертной системы. Тема 6. Процедура создания баз знаний с использованием оболочки экспертной системы. Цикл действий по созданию экспертной системы. Ввод в базу знаний правил, фактов в виде значений переменных. Правила ввода знаний. Создание экспертной системы. Определение целей. Проверка решений, выполнение экспертной системы. Сохранение базы знаний. Создание учебного примера по организации диалога в ЭС. Тема 7. Способы описания нечеткой информации. Нечеткая логика: достоинства и недостатки. Области применения нечеткой логики. Базовые понятия нечетких множеств. Определение нечеткого множества. Свойства нечетких отношений. Операции над нечеткими множествами Графическое отображение операций над нечеткими множествами. Композиция нечетких отношений. Декомпозиция нечетких отношений. Классификация нечетких отношений. Некоторые специальные типы нечетких отношений. Тема 8. Нечеткие числа. Математика нечетких чисел. Арифметические операции над нечеткими числами (L-R)-типа. Нечеткая арифметика. Методы сравнения нечетких чисел. Элементы теории приближенных рассуждений. Четкие рассуждения. Композиционное правило вывода. Логико-лингвистическое описание систем, нечеткие модели. Экспертные системы, построенные на нечеткой логике. Тема 9. Теория субъективных вероятностей. Определение байесовской сети доверия. Свойства байесовской сети доверия. Качественное и количественное описание байесовской сети доверия. Правила вычисления безусловных вероятностей гипотез и условных вероятностей свидетельств. Три этапа процесса распространения вероятностей в байесовской сети доверия. Программные средства для построения байесовских сетей доверия. Тема 10. Роль экспертных систем в развитии теории и практики искусственного интеллекта. Анализ готовых систем в промышленности, медицине, транспорте и других областях. ЛИТЕРАТУРА Основная: Частиков А.П., Гаврилова Т.А., Белов Д.Л. Разработка экспертных систем. Среда CLIPS. – Спб.: БХВ-Петербург, 2003. – 608 с. Под ред. Э. Кьюсиака Искусственный интеллект: Применение в интегрированных производственных системах/ Пер. с англ. –М.: Машиностроение, 1991. Под ред. Э.В. Попова Искусственный интеллект: в 3-х кн. Кн.1. Системы общения и экспертные системы. Справочник– М.: Радио и связь,1990. Таунсенд К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ: Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1990. Под ред. С. Осуги, Ю. Саэки. Приобретение знаний : Пер. с япон.– М.: Мир, 1990. Дополнительная: Стерлинг Л., Шапиро Э. Искусство программирования на языке Пролог: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. Малпас Дж. Реляционный язык Пролог и его применение. Пер. с англ.- М.: Наука, 1990. Левин Р., Дранг Д., Эделсон Б. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на Бейсике: Пер. с англ. – М. Финансы и статистика,1990. www.ronl.ru Реферат - Экспертные системы на базе VP-ExpertМосковский государственныйинститут электроники и математики (технический университет) кафедра ИТАС Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «экспертныесистемы» на тему: «Экспертная система на базе VP-expert» Выполнили студенты группы АП-101 Петушко А.Г. Матусов В.В. Ицков О.М.
Сдано _________ 199 г Оценка___________
Москва 1996 г. 1. ВВЕДЕНИЕ
Совершенствование средств вычислительной техники по пути улучшения техническиххарактеристик позволяет значительно расширить сферу ее применения в народномхозяйстве. Появление персональных компьютеров дает возможность облегчить доступ к ЭВМ широкомукругу специалистов из различных областей производства, науки и техники. Внастоящее время при помощи ЭВМ различные типы задач решаютсяс большой эффективностью: ·<span Times New Roman""> множеством входных данных получают множество результатов.Алгоритм в таких задачах выступает вкачестве строгой последовательности операций.·<span Times New Roman""> - нахождение части базы данных, соответствующей внешнему запросу. Алгоритм здесь — последовательность информационно - поисковых процедур, а база данных — набор декларативныхзнаний.·<span Times New Roman""> из множества альтернатив выбирается наиболееподходящая для достижения поставленных целей. Цели и критерии могут быть какпостоянными, так и изменяться в процессе решения задачи.·<span Times New Roman""> и целевой ситуаций из имеющегося набора действий синтезируется алгоритм достижения цели. Для решения двух последних типов задач могут применятьсяметоды искусственного интеллекта, основанные на знаниях. Одной из разновидностей систем, использующих эти методы, являются экспертныесистемы (ЭС). Они представляют собой попытку создания человеко-машинных комплексов для решения слабо формализуемых задач или задач вообще не имеющих алгоритмического решения.Можно дать следующее определение экспертной системе: Экспертная система - это компьютерная программа, содержащая накопленные знания специалистов в определенной предметной области, Эта программа способнавырабатывать рекомендации, какие бы далэксперт-человек, запрашивая при необходимости дополнительную информацию. Экспертные системы могут работать на том же уровне что и эксперты, а внекоторых случаях они лучше, потому чтов нее вложен коллективный опыт их создателей.
2. ВИДЫ И ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ
Определим знания как систему понятий и отношений между ними. Задача, подлежащая решению с помощью экспертной системы, формулируется в терминах принятых в этой системе. Будемразличать в конкретной предметной области следующие типы знаний: понятийные, конструктивные, процедурные,фактографические и метазнания. ·<span Times New Roman""> которыми пользуются при решении данной задачи. Этот тип знаний вырабатываются в фундаментальных науках и теоретических разделахприкладных наук.·<span Times New Roman""> это знания о наборах возможных структур объектов ивзаимодействии между их частями. Получение этого типа знаний характерно для техники и большейчасти прикладных наук.·<span Times New Roman""> - используемые в выбранной предметной области методы, алгоритмы и программы, полезные для данного конкретногоприложения, которые можноиспользовать, передавать и объединять в библиотеки.·<span Times New Roman""> ·<span Times New Roman""> Можно определить модель предметной областикак (модель предметной области)= (понятийные знания)+ (конструктивные знания), а базу знаний: (база знаний)= (модель предметной области)+ (процедурные знания)+ (метазнания)+ (фактографические знания). Существуют различные формы представления знаний. При практической разработке экспертныхсистем в настоящее время чаще всего используются эвристические модели - набор средств, (в принципе, любых) передающих свойства и особенности предметной области. Примером эвристической модели могут служить сетевые, фреймовыеи продукционные модели. В большинстве экспертных систем в базе знаний хранятся используемыев данный момент правила и сведения о проблемной области. Подход, основанный на продукционных правилах,чрезвычайно распространен в экспертных системах. Как правило, они имеют форму ЕСЛИ… ТОГДА… ИНАЧЕ… . Например, ЕСЛИ тип_эвм = микро И класс_эвм = средний ТОГДА эвм = IBM_PC/XT CNF 65 ИНАЧЕ эвм = ДВК-3 CNF 20 . В приведенном правилезаложено знание о том, что если выбираемый тип ЭВМ микро, а класс ее средний, то с уверенностью 65%желательно приобретение компьютера IBM PC/XT . В противном случае с уверенностью 20% допустим выбор ДВК-3. Набор правил подобной структуры — наиболеераспространенное представление знаний в базе продукционного типа. В основе представления знаний спомощью семантических сетей лежит формализация в виде графа с помеченными вершинами идугами. Вершины представляют собойнекоторые сущности (объекты, события,процессы, явления и др.), а дуги — отношения между ними. Рассмотрим простейшуюсемантическую сеть, выражающую знания: произведена классификация ЭВМ потипам — в зависимости от производительности (микро, мини, мега) и по классам — по их стоимости (низкая, средняя, высокая, большая). Дуги данной сети обозначают соответствие. Различным моделям ЭВМсоответствуют различные комбинации классов и типов, Рис. 1. В некоторых типах экспертных системприменяется представление знаний в видефреймов. Это специфические объекты, соответствующие понятиям предметнойобласти, имеющие внутреннююструктуру в виде слотов. Слотами могут быть данные,правила, другие фреймы. Фреймы — более сложный способ представления знаний, используемый в наиболее мощных экспертных системах. 3. СОСТАВ ИФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ Обычно считается, что прагматические требования к экспертной системе сводятся к тому, что она должна быть предназначена дляудобной, квалифицированной поддержки информационной деятельности человека в определеннойпредметной области. Подразумевается наличие развитого диалога, обеспечивающего понимание входных сообщений, выполнениенужных процедур и выдача разумных сообщений в удобной форме.Считают, что сообщения разумны, если они заслуживают доверия и«прозрачны». Структура типичной экспертной системыприведена на Рис.2. Как правило, в еесостав входят: 1.<span Times New Roman""> Интерфейс, обеспечивающий общение пользователя с экспертной системой в удобной для него форме, он позволяет передавать ей информацию, составляющую содержание базы данных, обратиться к системе с вопросом илиза объяснением.2.<span Times New Roman""> Рабочая память, хранящая данные (база данных), соответствующиеобъектам, связь между которыми задается правилами в базе знаний.3.<span Times New Roman""> Диспетчер, определяющий порядок функционирования экспертной системы, планирующий порядок постановки и достижения целей.4.<span Times New Roman""> Машина вывода - формально-логическая система, реализованная в виде программного модуля, позволяющаялогически выводить необходимую для пользователя информацию, исходя из сведений, размещенных в базе знаний.5.<span Times New Roman""> всех имеющихся сведений о проблемной области, для которой предназначена данная экспертная система, записанных с помощью определенных формальных структур представлениязнаний (набора правил, фреймов, семантических сетей и пр.)Важной компонентой экспертной системы является блок объяснений, дающий возможность пользователю убедиться в обоснованности информации, получаемой им от экспертнойсистемы, позволяющий задавать ей вопросы, и на основании разумных ответов проникаться к ней доверием. Два подхода получили наибольшеераспространение при создании машин логического вывода экспертных систем. — Системы с прямым логическим выводом, в которых производится многократноеприменение всех правил базы знаний к доступным данным, с возможностью запросанедостающих. Процесс преобразования данных под воздействиеммашины логического вывода происходитдо тех пор пока возможно изменение их значений. Упрощенный алгоритм функционирования такой экспертной системы имеет вид (структура экспертной системы приведена нарис.2). 1.<span Times New Roman""> 2.<span Times New Roman""> знаний 5 определяются те правила, в условиях которых присутствуют переменные,имеющиеся в рабочей памяти.3.<span Times New Roman""> с помощью машины логического вывода 4 и занесение результатов в рабочую память.4.<span Times New Roman""> 5.<span Times New Roman""> больше применить ни одно из правил базы знаний, то процесслогического вывода заканчивается и диспетчер 3 принимает решение о выдаче пользователю через интерфейсный блокинформации, полученной в результате применения правил.Системы с прямым логическим выводом болеепросты в построении, результатом работы у них обычно является целый пакетданных, но их эффективность не всегда соответствует требованиям практических задач. В системах обратного вывода намечается перечень конечных целей - переменных, значения которых необходимо получить. Далее производится поиск правил, определяющих эти цели.Вычисляются значения всех переменных, входящих в условия правила. Если переменные определяются другимиправилами, происходит переход к выяснению истинности их условий, в противном случае значения переменных запрашиваются у пользователя. Процесс экспертизы заканчивается после того, как будут найдены все поставленные цели консультации. Это означает, что должна быть выяснена истинность всех переменных, входящих взадействованные правила. Упрощенныйалгоритм функционирования экспертных систем обратного вывода можно представить вследующем виде. 1.<span Times New Roman""> Задается набор целей - переменных, значение которых требуется определить с помощью экспертной системы. Список этих переменных через интерфейс вводится врабочую память.2.<span Times New Roman""> выделяет список правил, из которых можно найти неизвестные переменные в рабочей памяти.3.<span Times New Roman""> Из условий выделенных правил, определяются остальные переменные,необходимые для применения правил.4.<span Times New Roman""> п.3 переменных можно получить из правил базы знаний.5.<span Times New Roman""> 6.<span Times New Roman""> Значения переменных из списка определенного в п.3, за исключением найденных в п.4, запрашиваются упользователя.7.<span Times New Roman""> правил базы знаний для достижения поставленныхцелей.8.<span Times New Roman""> Если не все цели достигнуты (не удалось применить все правила, определяющие интересующиенас переменные), производится переход к п.2, исключив изсписка целей найденные переменные.9.<span Times New Roman""> По достижению всех первоначально поставленных целей диспетчерпрекращает работу машины логического вывода и через интерфейс выводит пользователю значенияэтих переменных. Логический вывод прекращается также, если нельзя достичьпоставленных целей.В большинстве реально работающих экспертных систем, как правило, используются различные модификации и комбинации рассмотренных выше алгоритмов.
4. ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
Проектирование экспертных систем имеет определенные отличия от созданиятрадиционного программного продукта. Суть этого отличия в том, что разработчики не пытаются сразу построитьконечный продукт, а создают прототип экспертной системы. Прототип должен удовлетворятьосновным требованиям к системе при минимальной трудоемкости при егосоздании. Для удовлетворения этимтребованиям используются разнообразные инструментальные средства (специализированные языки искусственного интеллекта, оболочки экспертных систем и др.) ускоряющие процесс разработки. Возможно, что может потребоваться создание неодного, нескольких прототипов, базирующихся на различных способах представления знаний, с последующим выбором наиболее удачного. B том случае когда достигнутаудовлетворительная работа прототипа повсему комплексу задач, возможно принятие решения об окончательном перепрограммировании всей системы на языках низкогоуровня, с целью улучшения ее характеристик — увеличения быстродействия, уменьшения занимаемойпамяти, повышения эргономическихпараметров интерфейса. Опыт разработки экспертных систем позволяет выделить следующие этапы при их создании: ·<span Times New Roman""> - определение проблемы, ресурсов, целей, экспертов,производится неформальное (вербальное) описание проблемы.·<span Times New Roman""> - выделение ключевых понятий системы, отношений и характеристик, достаточных для полного и детального описания рассматриваемой проблемы.·<span Times New Roman""> - выражение введенных понятий на некоторым формальнымязыке, построение модели исследуемой области.·<span Times New Roman""> ·<span Times New Roman""> тестирования — оценка выбранногометода представления знаний и работоспособности всей системы в целом наоснове проверки прототипа.·<span Times New Roman""> ·<span Times New Roman""> системы - полное перепрограммирование или доведениепрототипа до состояния программного продукта.Известны три основные разновидностиисполнения экспертных систем: ¨<span Times New Roman""> системы, выполненные в виде отдельных программ, на некоторомалгоритмическом языке, база знаний которых является непосредственно частью этойпрограммы. Как правило, такие системы предназначены для решения задачв одной фиксированной предметной области.При построении таких систем применяютсякак традиционные процедурные языки PASCAL, C и др., так и специализированныеязыки искусственного интеллекта LISP, PROLOG.¨<span Times New Roman""> обладающий средствамипредставления знаний для определенных предметных областей.Задача пользователя заключается не в непосредственномпрограммировании, а в формализации ивводе знаний с использованием предоставленных оболочкой возможностей. Недостатком этих систем можно считатьневозможность охвата одной системой всех существующих предметных областей.Примером могут служить ИНТЕРЭКСПЕРТ, РС+, VP-Expert.¨<span Times New Roman""> продукты, предназначенныедля получения оболочек, ориентированныхна то или иное представление знаний в зависимости от рассматриваемой предметной области.Примеры этой разновидности — системы KEE, ART и др..
5. ОБЛАСТИ И КРИТЕРИИПРИМЕНИМОСТИ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ Не останавливаясь на подробном перечне многочисленных областей применения, отметим лишь некоторые отрасли народного хозяйства развитых стран, в которых методология экспертных систем была успешно опробована: химия, сельское хозяйство, электроника,образование, финансы, геология, медицина, военное дело, программное обеспечениеи многие другие. Из перечня основных типов решаемых имизадач можно выделить интерпретацию, прогноз, диагностику, проектирование, планирование, управление, наблюдение,отладка, ремонт, обучение. В списке наиболее распространенных в настоящее время за рубежом экспертных системи их оболочек можно выделить следующие наименования: INSIGT, LOGIAN, NEXPERT, RULEMASTER, KDS, PICON, KNOWLEDGE CRAFT, KESII, S1, TIMM и др. В качестве критериев, по которым можносудить о возможности создания экспертной системы следует отметить следующие: 1.<span Times New Roman""> очевидно, нет смысла разрабатывать экспертную систему для численных расчетов, например, для преобразований Фурье, интегрирования, решения систем алгебраических уравнений и др.2.<span Times New Roman""> компетентных в избранном круге вопросов, которые согласны сотрудничатьпри создании ЭС.3.<span Times New Roman""> проблема должна быть достаточно важной и актуальной. Это могут быть проблемы, требующие высокогоуровня экспертизы, либо простые, но трудоемкие многократно повторяющиесяпроверки. Нет смысла тратить время на решение проблем, которые возникают редко и могут быть разрешены человеком с обычной квалификацией.4.<span Times New Roman""> круг решаемых задач, т.е. предметная область выбирается достаточно«узкой», чтобы избежать«комбинаторного взрыва» объема информации необходимой для компетентного решения поставленной задачи.5.<span Times New Roman""> мнений экспертов о том, как следует решать поставленные задачи, какие факты необходимо использовать икаковы общие правила вынесения суждений. В противном случае невозможно расширить базу знаний за пределы опытаодного человека и осуществить сплав экспертных знаний из несколькихобластей.6.<span Times New Roman""> быть достаточно исходных данных для проверки работоспособности экспертной системы в выбранной предметной7.<span Times New Roman""> разработчики смогли убедиться в достижимости некоторого заданногоуровня ее функционирования.8.<span Times New Roman""> постепенного наращивания системы. База знаний должна легко расширяться и корректироваться, так как правилачасто меняются с появлением новых фактов.Ценность использования ЭСпроявляется в следующих аспектах: a)<span Times New Roman""> сборе, оперативном уточнении, кодировании и распространении экспертных знаний.b)<span Times New Roman""> эффективномрешении проблем, сложность которыхпревышает человеческие возможности и для которых требуются экспертные знания нескольких областей.c)<span Times New Roman""> сохранении наиболее уязвимой ценности коллектива — коллективной памяти.Создание баз знаний открывает широкиевозможности, которые обусловленыбезошибочностью и тщательностью, присущими ЭВМ и синтезом знаний экспертов. Если база знаний объединяет информацию по нескольким дисциплинам, то такой «сплав» знаний приобретает дополнительную ценность. Экспертная система позволяет решить проблему сохранения экспертных знаний, связанную с утратой наиболее квалифицированных экспертов в результате ихпродвижения по службе, смерти, перехода на другую работу или выхода на пенсию, а такжепозволит сделать знания легко доступными для тех, кто займет места ушедших экспертов. Ограничившись необходимым минимумом изложения теоретического материала, в дальнейшем сосредоточим внимание на практических аспектах применения экспертных систем. 6. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ VP-Expert Рассматриваемая система представляетсобой «пустую» оболочку,хорошо зарекомендовавшую и получившую достаточно широкоераспространение. ее применение возможно на IBM совместимых персональных компьютерах соперационной системой MS DOS, имеющих не менее 256 К оперативной памяти и адаптеры графических дисплеев подобные CGA, EGA или HERKULES. Важной особенностью оболочки,существенно расширяющей ее возможности, является совместимость сфайлами созданными dBASE II, dBASE III и dBASE III+. Для успешного функционированиясистемы необходим набор из следующих файлов VPX.EXE, VPX.TXT, VPXE.EXE,VPXH.EXE, VPXHELP.DBF, VPXHELP.HLP, VPXHELP.TXT, VPXI.EXE, VPXM.EXE, VPXT.EXE. Перечисленные файлы желательно переписать с дискеты в специально созданную директорию. Старт экспертной системы производится запуском файла VPX.EXE на исполнение (возможно с указаниемфайла базы знаний с расширением .KBS). 7. Выполнение курсовой работыДля выполнения курсовойработы была выбрана область- поломки в двигателях и способы их устранения. Входе работы был написан модуль, выполняя который можно получить консультацию. Исходный текст модуля : RUNTIME; EXECUTE; BKCOLOR = 0; ACTIONS cls color = 9 display «Вас приветствует системапоиска неисправностей! выбирайте симптомы- получайтеспособ устранения (нажмите любую клавишу дляпродолжения.) » cls FIND bug_method display «метод устранениянеисправности {#bug_method}.»; ask prich2: «Неисправность 1-нет топлива в карбюраторе 2-нет импульсов высокого напряжения 3-нет импульсов тока на катушкезажигания 4-нет высокого напряжения на свечах 5-неправиьно подсоединенывысоковольтные провода 6-неправильный зазор в свечах 7-трещина на изоляторе свечей 8-неправильный момент зажигания 9-неисправен эл.маг. клапан 10-не открывается воздушнаязаслонка » ; !---------------------------------------------------------------- ask prich2_1: «Неисправность 1-засорены топливопроводы 2-засорены фильтры 3-несправен топливный насос» ; RULE 6 IF prich=1 and prich2=1 and prich2_1=1 THEN bug_method=1 display «прочиститьтопливопровод~» ; RULE 7 IF prich=1 and prich2=1 and prich2_1=2 THEN bug_method=2 display «прочистить илизаменить фмльтры~» ; RULE 8 IF prich=1 and prich2=1 and prich2_1=3 THEN bug_method=3 display «починить насос~» ; !---------------------------------------------------------------- ask prich2_2: «Неисправность 1-обрыв проводов коммутатора 2-несправен бесконтактныйдатчик» ; RULE 10 IF prich=1 and prich2=2 and prich2_2=1 THEN bug_method=4 display «проверить проводакоммутатора~» ; RULE 11 IF prich=1 and prich2=2 and prich2_2=2 THEN bug_method=5 display «починитьдатчик~» ; !---------------------------------------------------------------- ask prich2_3: «Неисправность 1-обрыв проводов катушки зажигания 2-неисправен коммутатор 3-не замыкаются контакты выключателязажигания» ; RULE 13 IF prich=1 and prich2=3 and prich2_3=1 THEN bug_method=6 display «проверитьпровода~» ; RULE 14 IF prich=1 and prich2=3 and prich2_3=2 THEN bug_method=7 display «починитькоммутатор~» ; RULE 15 IF prich=1 and prich2=3 and prich2_3=3 THEN bug_method=8 display «починитьконтакты~» ; !---------------------------------------------------------------- ask prich2_4: «Неисправность 1-повреждение изоляции проводоввыс.напр. 2-износ контактного уголька 3-повреждение крышки распределителя 4-повреждение ротора 5-отказ резистора 6-повреждена катушка зажигания» ; RULE 17 IF prich=1 and prich2=4 and prich2_4=1 THEN bug_method=8 display «проверитьпровода~» ; RULE 18 IF prich=1 and prich2=4 and prich2_4=2 THEN bug_method=9 display «осмотреть крышкураспределителя, прочистить уголек~» ; RULE 19 IF prich=1 and prich2=4 and prich2_3=3 THEN bug_method=10 display «заменить крышкураспределителя~» ; RULE 20 IF prich=1 and prich2=4 and prich2_3=4 THEN bug_method=11 display «заменить роторраспределителя~» ; RULE 21 IF prich=1 and prich2=4 and prich2_3=5 THEN bug_method=12 display «заменитьрезистор~» ; RULE 22 IF prich=1 and prich2=4 and prich2_3=6 THEN bug_method=13 display «заменить катушкузажигания~» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 23 IF prich=1 and prich2=5 THEN bug_method=14 display «проверьтеправильность присоеденения проводов~» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 24 IF prich=1 and prich2=6 THEN bug_method=15 display «очистите свечи иотрегулируйте зазор между электродами~» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 25 IF prich=1 and prich2=7 THEN bug_method=16 display «заменить свечи~» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 26 IF prich=1 and prich2=8 THEN bug_method=17 display «отрегулируйте моментзажигания~» ; !---------------------------------------------------------------- ask prich2_9: «Неисправность 1-обрыв проводов блока управленияклапаном 2-неисправен блок управленияклапаном 3-неисправен клапан» ; RULE 28 IF prich=1 and prich2=9 and prich2_9=1 THEN bug_method=18 display «восстановитесоединение~» ; RULE 29 IF prich=1 and prich2=9 and prich2_9=2 THEN bug_method=19 display «починить блокуправления клапаном~» ; RULE 30 IF prich=1 and prich2=9 and prich2_9=3 THEN bug_method=20 display «заменитьклапан~» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 31 IF prich=1 and prich2=10 THEN bug_method=21 display «отрегулируйтезаслонку~» ; ask prich3: «Неисправность 1-не отрегулирован холостой ход 2-несправен карбюратор 3-ранее зажигание 4-поврежден шланг вакумногоусилителя тормозов 5-повреждена прокладка во впускномколлекторе 6-повреждены трубки отбораразряжения» ; RULE 33 IF prich=2 and prich3=1 THEN bug_method=22 display «отрегулируйтехолостой ход~» ; !---------------------------------------------------------------- ask prich3_2: «Неисправность 1-засорены жиклеры или каналыкарбюратора 2-вода в карбюраторе 3-нарушена герметичностьдиафрагмы» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 35 IF prich=2 and prich3=2 and prich3_2=1 THEN bug_method=23 display «продуть жиклеры иканалы~» ; RULE 36 IF prich=2 and prich3=2 and prich3_2=2 THEN bug_method=24 display «удалить воду~» ; RULE 37 IF prich=2 and prich3=2 and prich3_2=3 THEN bug_method=25 display «заменитьдиафрагму~» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 38 IF prich=2 and prich3=3 THEN bug_method=26 display «отрегулируйте моментзажигания~» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 39 IF prich=2 and prich3=4 THEN bug_method=27 display «замените поврежденныйшланг~» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 40 IF prich=2 and prich3=5 THEN bug_method=28 display «восстановитепрокладку~» ; !---------------------------------------------------------------- RULE 41 IF prich=2 and prich3=6 THEN bug_method=29 display «восстановитетрубки~» ; RULE 42 IF prich=3 THEN bug_method=30 display «заменить пружины враспределителе~» ; ask prich5: «Неисправность 1-повреждены провода в системезажигания 2-поврежен контактный уголек 3-подгорел центральный контакт 4-прогар ротора или крышки 5-износ электродов и www.ronl.ru |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|