Экспертные системы

Рис. 3. Предметная область, пригодная для создания экспертной системы

9

     Обычно  экспертные системы создаются в  узких предметных областях. Первые модели были созданы в середине 70-х  годов; система MYCIN — использовалась в медицине для диагностики заболеваний, DENDRAL — в разведке месторождений полезных ископаемых для анализа химического состава почв.

     Области применения систем, основанных на знаниях, могут быть сгруппированы в несколько  основных классов: медицинская диагностика, контроль и управление, диагностика неисправностей в механических и электрических устройствах, обучение.

     Рассмотрим  несколько основных классов:

     а) Медицинская диагностика. Диагностические системы используются 
для установления связи между нарушениями деятельности организма и их 
возможными причинами. Наиболее известна диагностическая система MYCIN, которая предназначена для диагностики и наблюдения за состоянием больного при менингите и бактериальных инфекциях. Ее первая версия была разработана в Стенфордском университете в середине 70-х годов. В настоящее время эта система ставит диагноз на уровне врача-специалиста. Она имеет расширенную базу знаний, благодаря чему может применяться и в других областях медицины.

     б) Прогнозирование.    Прогнозирующие    системы   предсказывают возможные результаты или события на основе данных о текущем состоянии объекта. Программная система "Завоевание Уолл - стрита" может проанализировать конъюнктуру рынка и с помощью статистических методов алгоритмов разработать для вас план капиталовложений на перспективу. Она не относится к числу систем, основанных на знаниях, поскольку использует процедуры и алгоритмы традиционного программирования. Хотя пока еще отсутствуют ЭС, которые способны за счет своей информации о конъюнктуре рынка помочь вам увеличить капитал, прогнозирующие системы уже сегодня могут предсказывать погоду, урожайность и поток пассажиров. Даже на персональном компьютере, установив простую систему, основанную на знаниях, вы можете получить местный прогноз погоды.

     в) Планирование. Планирующие системы предназначены для достижения конкретных целей при решении задач с большим числом переменных. Дамасская фирма Informat впервые в торговой практике предоставляет в распоряжении покупателей 13 рабочих станций, установленных в холле своего офиса, на которых проводятся бесплатные 15-минутные консультации с целью помочь покупателям выбрать компьютер, в наибольшей степени отвечающий их потребностям и бюджету. Кроме того, компания Воeing применяет ЭС для проектирования космических станций, а также для выявления причин отказов самолетных двигателей и ремонта вертолетов. Экспертная система ХСОN, созданная фирмой DEC, служит для определения или изменения конфигурации компьютерных систем типа VАХ и в соответствии с требованиями покупателя. Фирма DЕС разрабатывает более мощную систему ХSEL, включающую базу знаний системы ХСОN, с целью оказания помощи покупателям при выборе вычислительных систем с нужной конфигурацией. В отличие от ХСОN система ХSEL является интерактивной.

     г) Интерпретация. Интерпретирующие системы обладают способностью получать определенные заключения на основе результатов наблюдения. Система    РROSPECTOR,     одна    из    наиболее    известных    систем интерпретирующего типа, объединяет знания девяти экспертов. Используя сочетания девяти методов экспертизы, системе удалось обнаружить залежи руды стоимостью в миллион долларов, причем наличие этих залежей не предполагал ни один из девяти экспертов. Другая интерпретирующая система - НАSР/SIАР. Она определяет местоположение и типы судов в тихом океане по данным акустических систем слежения.

     д) Контроль и управление. Системы, основанные на знаниях, могут 
применятся в качестве интеллектуальных систем контроля и принимать решения, анализируя данные, поступающие от нескольких источников. Такие системы уже работают на атомных электростанциях, управляют воздушным движением и осуществляют медицинский контроль. Они могут быть также полезны  при  регулировании   финансовой  деятельности  предприятия   и оказывать помощь при выработке решений в критических ситуациях.

     е) Диагностика  неисправностей  в  механических  и  электрических 
устройствах. В этой сфере системы, основанные на знаниях, незаменимы как 
при ремонте механических и электрических машин (автомобилей, дизельных 
локомотивов и других), так и при устранении неисправностей и ошибок в аппаратном и программном обеспечении компьютеров.

     ж) Обучение. Системы, основанные на знаниях, могут входить составной частью в компьютерные системы обучения. Система получает информацию о деятельности некоторого объекта (например, студента) и анализирует его поведение. База знаний изменяется в соответствии с поведением объекта.

     Примером  этого обучения может служить  компьютерная игра, сложность которой увеличивается по мере возрастания степени квалификации играющего. Одной из наиболее интересных обучающих ЭС является разработанная Д.Ленатом система EURISСО, которая использует простые эвристики. Эта система была опробована в игре Т.Тревевеллера, имитирующая боевые действия. Суть игры состоит в том, чтобы определить состав флотилии, способной нанести поражение в условиях неизменяемого множества правил. 
Система EURISСО включила в состав флотилии небольшие, способные провести быструю атаку корабли и одно очень маленькое скоростное судно и 
постоянно выигрывала в течение трех лет, несмотря на то, что в стремлении 
воспрепятствовать этому правила игры меняли каждый год.

     Большинство ЭС включают знания, по содержанию которых  их можно отнести одновременно к  нескольким типам. Например, обучающая система может также обладать знаниями, позволяющими выполнять диагностику и планирование. Она определяет способности обучаемого по основным направлениям курса, а затем с учетом полученных данных составляет учебный план. Управляющая система может применяться для целей контроля, диагностики, прогнозирования и планирования. Система, обеспечивающая сохранность жилища, может следить за окружающей обстановкой, распознавать происходящие события (например, открылось окно), выдавать  прогноз (вор-взломщик намеревается проникнуть в дом) и составлять план действий (вызвать полицию).

     Примеры широко известных и эффективно используемых (или использовавшихся в свое время) экспертных систем и области их применения:

     DENDRAL - ЭС для распознавания структуры сложных органических молекул по результатам их спектрального анализа (считается первой в мире экспертной системой);

     МОLGEN - ЭС для выработке гипотез о структуре ДНК на основе экспериментов с ферментами;

     ХСОN - ЭС для конфигурирования (проектирования) вычислительных комплексов УАХ-11 в корпорации DЕС в соответствии с заказом покупателя;

МУСГМ - ЭС диагностики кишечных заболеваний;

РUFF - ЭС диагностики легочных заболеваний;

     МАCSYМА - ЭС для символьных преобразований алгебраических выражений;

     УЕS/МVS - ЭС для управления многозадачной операционной системой МVS больших ЭВМ корпорации IВМ;

DART - ЭС для диагностики больших НМД корпорации IВМ;

     PROSPEKTOR - ЭС для консультаций при поиске залежей полезных ископаемых;

РОММЕ - ЭС для  выдачи рекомендаций по уходу за яблоневым садом;

     ЭСПЛАН - ЭС для планирования производства на Бакинском нефтеперерабатывающем  заводе;

МОДИС - ЭС диагностики  различных форм гипертонии. 

    Заключение 

     Экспертные  системы возникли как значительный практический результат в применении и развитии методов искусственного интеллекта - совокупности научных дисциплин, изучающих методы решения задач интеллектуального (творческого) характера с использованием ЭВМ.

     Внедрение в управленческую деятельность исследовательского подхода базируется на применении современных достижений в области информационных технологий, обеспечивающих полноту, своевременность информационного отображения управляемых процессов, возможность их моделирования, анализа, прогнозирования. Исследовательский подход, лежащий в основе менеджмента, одинаково присущ как федеральным, региональным, местным органам управления, так и предприятиям, фирмам, корпорациям, которые проводят инжиниринговые исследования и реинжиниринг организационных структур, тесно увязывая их с проектируемыми бизнес-процессами и добиваясь при этом реального выигрыша во времени и экономического эффекта.

     Суммируя  все сказанное, отметим - экспертная система содержит знания в определенной предметной области, накопленные в  результате практической деятельности человека (или человечества), и использует их для решения проблем, специфичных для этой области. Этим экспертные системы отличаются от прочих, "традиционных" систем, в которых предпочтение отдается более общим и менее связанным с предметной областью теоретическим методам, чаще всего математическим.

     Экспертная  система позволяет решить проблему сохранения экспертных знаний, связанную  с утратой наиболее квалифицированных  экспертов в результате их продвижения  по службе, смерти, перехода на другую работу или выхода на пенсию, а также позволит сделать знания легко доступными для тех, кто займет места ушедших экспертов.

Список  литературы 

1. Вендров А.М. Проектирование программного обеспечения 
   экономических информационных систем. - М.: Финансы и статистика. 2000.
2. Евдокимов В.В. Экономическая информатика: Учебник для 
   вузов / Под ред. В.В. Евдокимова. - СПб., 1997.
3. Карминский А.М., Нестеров П.В. Информатизация бизнеса. - М.: Финансы и статистика, 1997.
4. Литвак Б.Г., Экспертные технологии в управлении, М., 
   «Дело», 2004 г., с. 67-68.
5. Междисциплинарный словарь по менеджменту / Под общей 
   редакцией: С.П. Мясоедова, М., «Дело», 2005 г., с. 248-249.
6. Мишинин А.И. Теория экономических информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1999.