Геловани В.А. и др. Интеллектуальные системы поддержки принятия решений в нештатных ситуациях

Подождите немного. Документ загружается.

6.1.

Анализ областей применения

ЭС РВ

191

на пользователя. Этот подход обладает как достоинствами, так и не-

достатками. Большинство из них в значительной степени походят друг

на друга. Например, Stimulus. Это фактически язык программирования

ЭС,

основанный на правилах, который разрабатывался для задач реально-

го времени. Stimulus не имеет развитого интерфейса. База правил пишется

с использованием простого текстового редактора и затем транслируется

компилятором Stimulus в С-код.

В процессе работы головная программа активизирует базу правил

изменившимися данными, вызванными событиями во внешнем окруже-

нии. База правил, вызываемая как С-функция из головной программы,

обрабатывает дальнейшие изменения данных на основе встроенных зна-

ний. Такой цикл возбужденных событий и разумных ответов является

ключевой идеей системы Stimulus.

База правил и головная профамма делят обшую область данных,

к которой имеют прямой доступ. Сегмент интерфейса внутри базы пра-

вил контролирует продукционный цикл системы. Данный инструмент

поддерживает как прямой, так и обратный вывод. Сегмент «Действия»

модифицирует БД. Первые сегменты только устанавливают внутренние

флаги, указывая сегменту «Действия» что необходимо делать. Stimulus

работает на PC семействе UNIX.

Инструментальное средство RuleMaster позволяет разрабатывать ЭС,

основанные на базах правил. Подобно Stimulus он продуцирует код

высокого уровня (С, Fortran), включает в себя объясняющую подсистему,

модификатор интерфейса и интерфейса конечного пользователя с меню

и окнами.

Пакет RuleMaster не был специально спроектирован для РВ-окру-

жения, но может быть легко встроен в головную программу подобно

Stimulus. RuleMaster поддерживает как прямой, так и обратный вывод.

Знания могут быть введены либо непосредственно в виде правил, либо

посредством логической индукции(т. е. через примеры).

Система поддерживает также работу с неопределенностями.

Большое количество ЭС реализовано на базе языков инженерии

знаний. К числу таких языков относится, например, OPS5, использу-

ющий для представления знаний продукционные модели. Продукции

в нем имеют вид «условие—действие», где «условие»—образец, с помо-

щью которого происходит распознавание применимости продукции для

текущих данных. В последнее время стали создаваться так называемые

гибридные ЭС, БЗ которых включают как неформальные эмпирические

экспертные знания, представленные посредством эвристических правил,

так и формальные математические методы, заложенные в строгих(четких)

моделях, применяемых, например, для количественной оценки прини-

маемых решений.

Примерами гибридных ЭС, предназначенных для контроля, диа-

гностики, прогноза и выработки управляющих рекомендаций, являются

системы «СПРИНТ» и «СПРИНТ-F» [22]. Для представления знаний

в этих системах применены правила продукций, логика предикатов, не-

четкая логика и графы событий.

192 Глава 6.

Технология

разработии диагностических систем

Анализ описаний применения инструментальных средств на сложных

промышленных объектах показывает, что в случае «больших» инструмен-

тариев разработчик получает готовые возможности для удовлетворения

требованиям реального времени. Использование же т. н. «малых» ин-

струментариев требует создания РВ-характеристик самим разработчи-

ком. Однако кроме аспекта реального времени существует ряд других

особенностей, которые оказываются существенными при практической

реализации ЭС. К таким особенностям можно отнести.

Переносимость

Зачастую на начальных этапах разработки неизвестно окончательное

аппаратное окружение, в котором будет работать система, и разработка

начинается на том аппаратном обеспечении, которое имеется в распо-

ряжении. Это означает, что при разработке ЭС нежелательна жесткая

привязка к конкретному аппаратному обеспечению.

Интерфейс этапа разработки

Инструментальные средства должны обеспечивать хорошие средства

для процесса разработки, а именно: отладчики и средства удобного

просмотра организации базы правил.

Интерфейс этапа выполнения

Как правило, ЭС строится не на пустом месте, а встраивается в ка-

кие-либо существующие системы. В этом отношении атомная энергетика

является наиболее характерным примером. Следовательно ЭС нужда-

ется в гибком интерфейсе с другим ПО. Интерфейс ПО должен быть

двунаправленным по своей природе:

• он должен быть способным вызывать функции, написанные на дру-

гих языках, должна быть хорошо организована передача па{)аметров;

• интерфейс должен быть способным интегрировать ЭС в большую си-

стему (в т. ч. написанную на другом языке) и обладать способностью

быть как ведущей, так и ведомой системой.

Открытость инструментария

ЭС,

разрабатываемые с помощью инструментария, могут принадле-

жать к сильно отличающимся друг от друга предметным областям.

связи

с этим необходимо учитывать возможную потребность в модификации

особенностей инструментария.

Сопровождение и технический уровень

При выборе инструментария разработчик должен быть уверен, что

инструментарий имеет тот технический уровень, который требуется

от приложения, будет развиваться и иметь техническую поддержку в бу-

дущем

В части совместимости ЭС «малые» инструментарии имеют суще-

ственное достоинство, состоящее в том, что программный код, который

они генерируют, является хорошо совместимым и переносимым.

6.1.

Анализ областей применения

ЭС

РВ

193

Ткблица 6.2

Характеристики

Наименование

ART

3.0

КЕЕ

3.0

экспертных систем

KNOW

LEDG

CliAF

PICON

S.1

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ

ПРИМЕНЕНИЕ

Классификация

Проектирование

Планирование

Управление

ENVIRO

VM/MV

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

БАЗЫ ЗНАНИЙ

Правила

Структур, правила

Коэфф, уверенности

Количество правил

Фреймы

Объекты

Логические схемы

Примеры

Структур, примеры

Процедуры

+ + +

без наел.

МАШИНА ВЫВОДА

Прямой вывод

Обратный вывод

Демоны

Классная доска"

Моделирование

во времени

+ +

+/-

194 Глава 6.

Технология

разработки диагностических систем

Мета - управление

Логика

Индукция

Матемаг.вычислепия

+ +

Продолжение таблицы 6.2

+ +

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ

Переменные

Литералы

Таблица 6.2 (Продолжение)

Последовательности

Сегменты

Карты риска

ИНТЕРФЕЙС С РАЗРАБОТЧИКОМ

Формирование БЗ:

Экранный редактор

Строчный редактор

Меню

Проверка

непротиворечивости

Графическое

представление БЗ

Прослеживание вывода

Построение графичес-

кого интерфейса с

пользователем

Форматирование

экрана

Графическое

моделирование

Пояснения типа

"Почему" "Как"

доп.

6.1.

Анализ областей применения

ЭС

РВ

195

Продолжение таблицы 6.2

Полное объяснение

Помощь

при консультации

Синтаксическая

помощь

Открытость системы

ИНТЕРФЕЙС С ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ

Управление

экраном:

Строчное Меню

Графическое

Моделирование

Объяснения типа;

"Почему" "Как"

Помощь

Многоплановое

решение

доц.

доп.

Таблица 6.2 (Продолжение)

Сохранение примеров

Многоплановое реше-

ние с учетом сте-

пени уверенности

Что будет, если

+ +

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Язык реализации

Операционная

система

СОМ

М.

LISP

VMS

UNIX

COM

М.

LISP

СОММ

LISP

СИСТЕМНЫЙ ИНТЕРФЕЙС

'•¥'

ZETTA

LISP,C

UNIX

VM/CMS

VMS

PASCAL

VM/CMS

MVS

196 Diaea 6. Технология разработки диагностических систем

Продолжение таблицы 6.2

Совместимость

по языкам

по базе данных

КОМПАНИЯ

Infe

rence

Intel

hcor

P-

Car-

negie

Group

LMI

Сидр.

Teknow-

ledge

IBM

Таблица 6.2 (Продолже1ше)

Наименование KES

ФУ11Ю

ЩОНАЛЫ ЮЕ

ПРИМЕНЕНИЕ

Классификация

Проектирование

Планирование

Управление

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

БАЗЫ ЗНАНИЙ

Правила

Сфуктур. правила

Коэфф. уверенности

Количество правил

Фреймы

Объекты

Логические схемы

Примеры

Структур, примеры

Процедуры

МАШИНА ВЫВОДА

М 1

1000

PERSONAL

CONSULTANT

8(Ю

NEXPER

OBJECT

по катег.

2000

EXSYS

5000

6.1.

Анализ областей применения

ЭС

РВ 197

Прямой вывод

Обратный вывод

Демоны

"Классная доска"

Моделирование

во времени

Мета - управление

Логика

Индукция

Математ.вычисления

+/-

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ

Переменные

Литералы

+ +

•+

-f

Продолжение

таблицы 6.2

числовой

Таблица 6.2 (Продолжение)

Последовательности

Сегменты

Карты риска

+ +

ИНТЕРФЕЙС С РАЗРАБОТЧИКОМ

Формирование БЗ:

Экранный редактор

Строчный редактор

Меню

Проверка

непротиворечивости

Графическое

представление БЗ

Прослеживание вывода

Построение графичес-

кого интерфейса с

пользователем

198

Глава 6 Технология разработки диагностических систем

Продолжение таблицы 6.2

Форматирование

^кpaнa

Графическое

моделирование

Пояснения типа

"Почему" "Как"

Полное объяснение

Помощь

при консультации

Синтаксическая

помощь

Открытость системы

ИНТЕРФЕЙС С ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ

Управление

экраном:

Строчное Меню

Графическое

Моделирование

Объяснения типа:

"Почему" "Как"

П0М0П1Ь

Многоплановое

решение

Таблица 6.2 (Продолжение)

Сохранение примеров

Мпо1

оплановое реше-

ние с учетом сте-

пени уверенности

Что будет, если

+ +

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

6.1.

Анализ областей применения

ЭС РВ

199

Продолжение таблицы 6.2

Язык реализации

Операционная

система

СИСТЕМНЫЙ ИНТ

Совместимость

по языкам

по базе данных

КОМПАНИЯ

MSD

ЕРФЕЙС

S/W

Atx:h.

&Eng

Тек-

now-

ledge

LISP

MSDOS

LISP

dBASE-UI

MSDOS

VMS

CPASCA

dBASE-III

Neuron

Data

MSDOS

VMS

Exsys,

CA intell

Таблица 6 2 (Продолжение)

[аименованис TIM

ФУНКЩОНАЛЬНОН

ПРИМЕНЕНИЕ

Классификация

Проектирование

Планирование

Управление

ПРЕДСТАВЛ11НИЕ

БАЗЫ ЗНАНИЙ

Правила

Структур, правила

Коэфф. уверенности

Количество правил

Фреймы

Объек

гы

KDS

1000

RULE

MASTER

800

INSIGHT

по катсг

2000

1st

CLASS

5000

200

Глава 6. Технология разработки диагностических систем

Логические схемы

Примеры

Структур, примеры

Процедуры

Продолжение таблицы 6.2

МАШИНА ВЫВОДА

Прямой вывод

Обратный вывод

Демоны

"1Слассная доска"

Моделирование

во времени

Мета - управление

Логика

Индукция

Математ.вычисления

+/-

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ

Переменные

Литералы

+ +

числовой

Таблица 6.2 (Продолжение)

Последовательности

Сегменты

Карты риска

ИНТЕРФЕЙС С РАЗРАБОТЧИКОМ

Формирование БЗ:

Экранный редактор

Строчный редактор

Меню