Назначения и основные свойства экспертных систем

В начале 80-х годов в исследованиях по искусственному интеллекту сформировалось самостоятельное направление, получившее название «экспертные системы» (ЭС). Основным назначением ЭС является разработка программных средств, которые при решении задач, трудных для человека, получают результаты, не уступающие по качеству и эффективности решения, решениям, полученным человеком-экспертом. ЭС используется для решения так называемых неформализованных задач, общим для которых является то, что:

o
задачи не могут быть заданы в числовой форме;

o
цели нельзя выразить в терминах точно определенной целевой функции;

o
не существует алгоритмического решения задачи;

o
если алгоритмическое решение есть, то его нельзя использовать из-за ограниченности ресурсов (время, память);

Кроме того, неформализованные задачи обладаю ошибочностью, неполнотой, неоднозначностью и противоречивостью как исходных данных, так и знаний о решаемой задаче.

Экспертная система – это программное средство, использующее экспертные знания для обеспечения высокоэффективного решения неформализованных задач в узкой предметной области. Основу ЭС составляет база знаний (БЗ) о предметной области, которая накапливается в процессе построения и эксплуатации ЭС. На рисунке 1.1 показаны основные свойства ЭС.

Рис. 1.1 – Основные свойства ЭС

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

1. 
   Примечание для решения проблем высококачественного опята, который представляет уровень мышления наиболее квалифицированных экспертов в данной области, что ведет к решениям творческим, точным и эффективным.
2. 
   Наличие прогностических возможностей, при которых ЭС выдает 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 счет 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 становиться сводом квалифицированных мнений и постоянно обновляемым справочником наилучших стратегий и методов, используемых персоналом.
4. 
   Возможность использования ЭС для обучения и тренировки руководящих работников, обеспечивая новых служащих.

Для формирования полноценной экспертной системы необходимо, как правило, реализовать в ней следующие функции.

• 
  функции решения задач, позволяющие использовать специальные знания в проблемной области (при этом может потребоваться обеспечить работу в условиях неопределенности).
• 
  функции взаимодействия с пользователем, которые, в частности, позволяют объяснить намерения и выводы системы в процессе решения задачи и по завершении этого процесса.

Каждая из этих функций может оказаться очень сложной, а способ их реализации может зависеть от проблемной области и практических требований. К тому же разработка и реализация проекта такой системы часто требует решения разнообразных и сложных проблем. К ним относится выбор способа представления знаний и соответствующих средств проведения рассуждений. В данной главе рассматриваются наиболее важные понятия в этой области, которые могут стать основой для дальнейшего усовершенствования.