Технология разработки эс

Целью создания ЭС является приобретение знаний от экспертов. Решить такую задачу за один проход невозможно. Пополнение знаний в базе знаний и построение системы тесно взаимосвязаны. Вначале определяют, какие знания необходимо приобретать в первую очередь и как их организовать. Со временем БЗ расширяется, и появляются дополнительные возможности, которые плохо укладываются в исходную БЗ. Поэтому процесс конструирования ЭС требует нескольких итераций проектирования.

Знания о предметной области разнообразны. Если эти знания прочны, постоянны и формализованы, то более подходящими являются алгоритмические вычислительные программы. Если же знания субъективны, слабо структурированы и носят оценочный характер, то более подходящими являются эвристические программы. В последнем случае процесс извлечения знаний эксперта называется приобретением знаний. Он включает в себя формулировку, практическую реализацию и доводку, а также представление фактов и связей, полученных от эксперта.

Отличительным свойством ЭС является свойство прозрачности, что означает, что система понятна как разработчику, так и пользователю. Часто для повышения прозрачности предметно-ориентированные знания отделяются от знаний, обеспечивающих получение решения. Прозрачность усиливается, если ЭС используются профессиональные термины эксперта.

Другой чертой ЭС является качество работы. Оно зависит от объема и ценности знаний, заложенных в БЗ. Поэтому ЭС должна накапливать предельно детализированные и выверенные предметно-ориентированные знания.

В процессе приобретения знаний используются знания эксперта, специальная литература, базы данных и личный опыт. Знания представляют собой набор специальных фактов, процедур, оценок и правил принятия решения в определенной узкой предметной области, для автоматизации процессов передачи и приобретения знаний программой требуется посредник между экспертом и программой, называемый аналитиком или инженером знаний.

Приобретение знаний – узкое место в конструировании ЭС. Инженер знаний (ИЗ) имеет гораздо меньше знаний о предметной области, чем эксперт. Словарь, которым пользуется эксперт, неадекватен представлению знаний в программе и пониманию ИЗ. Поэтому первоначально ИЗ и эксперт должны поработать совместно, чтобы выработать словарь общения, структуризовать предметные знания, определить и формализовать предметные концепции. Возможны варианты передачи знаний и преобразований:

1. Эксперт работает с ИЗ, который записывает экспертные знания в машинном формате. Программно предметные знания отделяются от механизма логического вывода, представляются в виде концептуально простых структур данных и размещаются в БЗ;

2. Эксперт, знакомый с вычислительной техникой, взаимодействует с ЭС посредством интеллектуального редактора. Редактор должен обладать развитыми возможностями для ведения диалога и существенными знаниями о структуре БЗ;

3. Эксперт строит БЗ, опираясь частично на прошлый опыт и примеры из литературы. Посредником между ним и ЭС выступает программа индуктивного вывода, строящая БЗ и отделяющая механизм логического вывода. Заметим, что в этом случае требуется разработка обучающихся программ;

4. БЗ строится программой, понимающей текстовую информацию.

Процесс приобретения знаний имеет следующий сценарий. Перед ИЗ ставится задача разработки ЭС. Он находит эксперта, совместно с ним изучает проблему. Выявляет типы обобщенных логических задач, которые скорее всего будет решать ЭС. После того как ИЗ достаточно хорошо разобрался в существе проблемы, вместе с экспертом они определяют проблему и ее неформальное описание. Задача при этом сужается до разумных пределов. После этого ИЗ начинает определять основные понятия предметной области, которые требуются для решения выделенных логических задач. На этой стадии выявляются основные понятия, простейшие связи и определения, необходимые для беседы о проблеме и ее решении.

Определяется, какие понятия являются важными. Раскрывается смысл умозаключений, используемых при различных типах логических задач. Отмечаются организационные механизмы, которые использует эксперт при решении задачи. Группируются логические задачи и типы умозаключений, что позволяет определить виды заключений. Идентификация терминов и описание дополнительных организационных механизмов составляют структурную часть знания о предметной области.

Второй тип знаний, который стремится получить ИЗ, представляет основные стратегии, используемые экспертом при решении проблемы. Какие факты пытается установить эксперт в первую очередь? Какие вопросы задает? Делает ли он начальные предположения, основываясь на опытных данных? Как в дальнейшем эксперт определяет, какие вопросы задавать, чтобы уточнить предположения? В каком порядке эксперт решает каждую из этих важных подзадач, и изменяется ли этот порядок в зависимости от ситуации?

Объединение этих двух форм знаний образует структуру логического вывода. Структурные знания указывают, какие задачи и условия должен определять консультант. Стратегические знания указывают, как и когда ЭС должна их установить.

Дополнительно ИЗ стремится усвоить объяснение и обоснование связей, условий и стратегических методов, которыми пользуется эксперт при решении задач. Их важно регистрировать для понимания инженером знаний, создания системной документации, обеспечения точных объяснений системы. Эти типы знаний облегчают задачу проектирования, построения и модификации ЭС. ИЗ фиксирует комментарии эксперта, задает дополнительные вопросы, чтобы объяснить и пояснить те основные понятия, на которых основаны объяснения. Результатом оказывается набор понятий, часть из которых являются основными, а часть – нет, но которые, по мнению ИЗ, имеют непосредственное отношение к объяснению.

На этапе концептуализации проблемы ИЗ пытается формализовать получаемые знания, т.е. организовать их в БЗ. Идет разработка инструментальных средств или программного обеспечения ЭС. Если в результате бесед эксперта с ИЗ данные хорошо структурированы и достаточно надежны, то это позволяет ИЗ разработать язык правил, строится дерево решений. Все эти знания позволяют выбрать подходящую ЭС для решения поставленной задачи. Если подходящая система найдена, производится ее опробование. Когда система запущена, ее показывают эксперту, который формулирует возможное дополнение, приводящее к изменению БЗ, уточнению правил, видоизменению концепции предметной области. ИЗ вносит изменения. Такая работа длится до тех пор пока она не удовлетворит заказчика, либо ИЗ не придет к мысли о создании новой ЭС.

Таким образом, создание ЭС состоит из двух фаз. Первая фаза предусматривает идентификацию и концептуализацию проблемы. Идентификация включает отыскание эксперта, источников знаний, ясную формулировку проблемы Вторая фаза представляет собой формализацию, практическую реализацию, тестирование подходящей архитектуры системы, а также постоячное переформулирование понятий, изменение форм представления и доведение до совершенства релизованной системы.

29. понятие эксперт. Свойства экспертных систем

Знания являются явными и доступными, что отличает ЭС от традиционных программ, и определяет их основные свойства, такие, как:

1) Применение для решения проблем высококачественного опыта, который представляет уровень мышления наиболее квалифицированных экспертов в данной области, что ведёт к решениям творческим, точным и эффективным.

2) Наличие прогностических возможностей, при которых ЭС выдаёт ответы не только для конкретной ситуации, но и показывает, как изменяются эти ответы в новых ситуациях, с возможностью подробного объяснения каким образом новая ситуация привела к изменениям.

3) Обеспечение такого нового качества, как институциональная память, за счёт входящей в состав ЭС базы знаний, которая разработана в ходе взаимодействий со специалистами организации, и представляет собой текущую политику этой группы людей. Этот набор знаний становится сводом квалифицированных мнений и постоянно обновляемым справочником наилучших стратегий и методов, используемых персоналом. Ведущие специалисты уходят, но их опыт остаётся.

4) Возможность использования ЭС для обучения и тренировки руководящих работников, обеспечивая новых служащих обширным багажом опыта и стратегий, по которым можно изучать рекомендуемую политику и методы.

Экспе́рт(отлат.expertus— опытный) —специалист, приглашаемый или нанимаемый завознаграждение, для выдачи квалифицированного заключения или суждения по вопросу, рассматриваемому или решаемому другими людьми, менее компетентными в этой области.