Экспертные системы

    Успех системы PICON привел к тому, что в 1986 группа ведущих разработчиков системы образовала фирму Gensym, которая, значительно развив идеи, заложенные в PICON, в 1988 г. вышла на рынок с инструментальным средством G2, версия 1.0.

    С этого времени работы по созданию инструментальных средств для ЭС реального времени стали вестись  более активно. С отставанием от Gensym на 2-3 года другие фирмы начали создавать свои инструментальные средства для ЭС реального времени.

    Значимость  инструментальных средств реального  времени определяется не столько  их бурным коммерческим успехом (хотя и это достойно тщательного анализа), но, в первую очередь, тем, что только с помощью подобных средств создаются стратегически значимые приложения в таких областях, как управление непрерывными производственными процессами, аэрокосмические исследования, транспортировка и переработка нефти и газа, управление атомными и тепловыми электростанциями, финансовые операции и многие другие.

    Экспертные  системы  реального  времени, решают следующие классы задач:                                                                                мониторинг в реальном масштабе времени, обнаружения   неисправностей,   диагностика, оперативное планирование, системы – советчики оператора.

    Статические экспертные системы не способны решать подобные задачи, так как они не выполняют требования, предъявляемые к системам, работающим в реальном времени:

1. Представлять   изменяющиеся   во    времени    данные,    поступающие    от    внешних источников, обеспечивать хранение и анализ изменяющихся данных.
2. Выполнять временные рассуждения о нескольких различных асинхронных процессах одновременно    (т.е.    планировать    в    соответствии    с    приоритетами    обработку поступивших в систему процессов).
3. Обеспечивать механизм рассуждения при ограниченных ресурсах (время, память). Реализация этого механизма предъявляет требования  к высокой  скорости  работы системы,  способности  одновременно  решать  несколько  задач  (т.е.  операционные системы UNIX, VMS, Windows NT).
4. Осуществлять постоянный мониторинг процесса, и при необходимости автоматически запускать механизм логического вывода решений по устранению критических ситуаций с одновременным информированием ЛПР.
5. Моделировать    "окружающий    мир",    рассматриваемый    в    данном    приложении, обеспечивать создание различных его состояний.
6. Протоколировать свои действия и действия персонала, обеспечивать восстановление после сбоя.
7. Обеспечивать наполнение базы знаний для приложений реальной степени сложности с минимальными затратами времени и труда (необходимо использование объектно-ориентированной технологии, общих правил, модульности и т.п.).
8. Обеспечивать   настройку   системы   на  решаемые   задачи   (проблемная/предметная ориентированность).
9. Обеспечивать создание и поддержку пользовательских интерфейсов для различных категорий пользователей.

    10. Обеспечивать   уровень   защиты   информации   (по   категориям    пользователей)   и предотвращать несанкционированный доступ.

    Специфические требования, предъявляемые к экспертной системе реального времени, приводят к тому, что их архитектура отличается от архитектуры статических систем. Появляются две новые подсистемы: моделирования внешнего окружения и сопряжения с внешним миром (датчиками, контроллерами, СУБД  и т.п.) – и значительные изменения, которым подвергаются оставшиеся подсистемы.

    При создании ЭС реального времени, приобретают  важное значение несколько новых по сравнению с обычными ЭС соображений. Главное из них – эффективность исполнения. В обычных ЭС факты и знания, на которых основываются рассуждения, носят статический характер. В производственных системах факты, или показания технологических датчиков, являются динамическими. В таких ЭС может существовать до нескольких тысяч показаний приборов и аварийных сигналов, заметно меняющих величину или состояние в течение нескольких минут.

    Задача  системы – советника оператора или ЛПР – поставить экспертные диагнозы состояния производства и рекомендовать неотложные аварийные мероприятия или операции по обеспечению экономически оптимальных режимов процесса.

    Например, возможны следующие производственные ситуации:

1. Отказ важного датчика и передача вследствие этого ложной информации. ЭС должна при помощи БЗ о процессе обнаружить противоречия и послать оператору аварийный сигнал.
2. Нарушение хода процессе ЭС должна найти причины возникших нарушений, отделить их от следствий, и помочь оператору в устранении неполадок. Для этого она могла бы использовать эвристические правила оптимизации.

В приведенных  примерах ЭС работает по правилам экспертизы, заложенным в нее при разработке. Потенциальное преимущество системы  – советника оператора – заключается в том, что она проводит экспертизу во всех отношениях достаточно быстро, обеспечивая постоянную организованную помощь оператору. 

Заключение.

    Таким образом, основными принципами построения ЭС реального времени, в дополнение к требованиям и ЭС реального времени, рассмотренный выше, являются следующие:

1. Доступ к данным. Необходим эффективный интерфейс передачи данных в реальном масштабе времени между ЭС и распределенной измерительной системой.
2. Концепция рассуждений. Базовые механизмы прямой и обратной цепочек рассуждений должны быть «встроены» в программное окружение, работающее в реальном времени.
3. Вычислительная эффективность. Эффективность рассуждений зависит от структуры программы и БЗ, а также от быстродействия компьютера. Кроме того, дедуктивные процедуры обычных рассуждений могут быть дополнены эвристическими процедурами, подобными тем, которыми  пользуются эксперты.

Список  литературы. 

1. Н. М. АБДИКЕЕВ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ В ЭКОНОМИКЕ. Москва 2003 год.

2. Обзоры ранних исследований в области экспертных систем.[Barr and Feigenbaum, 1982], [Hayes-Roth et al., 1983], [Buchanan and Shortliffe, 1984] и [Waterman, 1986].

3. Применение технологии экспертных систем в разных предметных областях. [Weiss and Kulikowski, 1983], [Klahr and Waterman, 1986], [Gale, 1986] и [Quinlan, 1987].

4. Применение экспертных систем в промышленности. [Feigenbaum et al., 1988].