Глава 13Продукционная модель представления знаний

Основным отличительным признаком систем искусственного интеллекта является работа со знаниями. Представление знаний выливается в существенную проблему, связанную со многими вопросами – как получать, формализовать, моделировать знания, как их хранить и пополнять в системе, как их использовать?

Продукционная модель чаще всего применяется в экспертных системах металлургии, поэтому кратко остановимся на ней.. Она привлекает разработчиков своей наглядностью, высокой модульностью, легкостью внесения дополнений и изменений и простотой механизма логического вывода.

Продукционная модель (модель представления знаний с использованием правил) позволяет представить знания в виде приложений типа

Если (условие), то (действие).

Под условием понимается некоторое предложение-образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний, а под действием – действия, выполняемые при успешном исходе поиска. Иными словами, в ЭС, основанных на правилах, предметные знания представляются набором правил, которые проверяются на группе фактов или знаний о текущей ситуации. Когда часть правила Если удовлетворяется фактом, то действие, указанное в части то, выполняется. Когда это происходит, то говорят, что правило выполнено.

Например

Если верхний перепад давления в доменной печи растет, то возрастает газодинамическое сопротивление слоя в верхней части шахты.

Если температура плавления вещества меньше текущей температуры этого вещества, то фазовое состояние вещества – жидкость.

Действия правила могут состоять в модификации набора фактов в базе знаний.

Приведем небольшой пример из технологии доменной плавки.

Если диаграмма, фиксирующая расход дутья, подаваемого в доменную печь, представляет собой ровную линию с небольшими «пиками» в сторону увеличения расхода в момент перевода воздухонагревателей в различные режимы работы, и если диаграммы, фиксирующие давление горячего и холодного дутья, имеют вид ровных маломеняющихся линий (с пульсациями около среднего значения в пределах 5 кПа) с периодическими «пиками» в сторону снижения давлений в момент перевода воздухонагревателей, и если давление колошникового газа имеет также вид маломеняющейся линии с небольшими и ровными по величине «пиками» в сторону снижения давления, согласующимися с опусканием очередной подачи в печь, и если диаграмма температуры колошникового газа по отдельным газоотводам имеет вид ленты с шириной 50–60 °С, а абсолютное среднее значение при выплавке передельного чугуна при загрузке в печь холодных железорудных материалов составляет 250–310 °С, и если на диаграмме температур периферийных газов ширина ленты разброса показаний отдельных термопар составляет 100–150 °С при среднем значении температуры газов 700–850 °С, и если содержание диоксида углерода по диаметру колошника отвечает оптимальному, и если содержание кремния и серы отвечает нормам ГОСТа и техническим условиям, и если различие в массе чугуна в соседних выпусках составляет 20–30 тонн (для печей среднего и большого объема), и если на зондовых (шомпольных) диаграммах отсутствуют горизонтальные площадки и обрывы шихты, то наблюдается нормальная работа доменной печи.

Программа, управляющая перебором правил, как раз и находится в подсистеме логического вывода (машине вывода).