Експертні системи. Визначення економічної ефективності АРМ менеджера

Експертні системи (ЕС) виникли як значний практичний результат у застосуванні і розвитку методів штучного інтелекту (ШІ)- сукупності наукових дисциплін, що вивчають методи вирішення задач інтелектуального (творчого) характеру з використанням ЕОМ.

Область ШІ має більш ніж сорокалітню історію розвитку. Із самого початку в ній розглядалася низка дуже складних задач, що, поряд з іншими, і дотепер є предметом досліджень: автоматичні докази теорем, машинний переклад (автоматичний переклад з однієї природної мови на іншу), розпізнавання зображень і аналіз сцен, планування дій роботів, алгоритми і стратегії ігор.

Експертні системи (ЕС) - це яскравий і швидко прогресуючий напрямок в області штучного інтелекту(ШІ). Причиною підвищеного інтересу, що ЕС викликають до себе протягом усього свого існування є можливість їхнього застосування до вирішення задач із всіляких областей людської діяльності. Мабуть, не знайдеться такої проблемної області, у якій не було б створене жодної ЕС чи принаймні, такі спроби не починалися б.

ЕС - це набір програм чи програмне забезпечення, що виконує функції експерта при вирішенні якої-небудь задачі в області його компетенції. ЕС, як і експерт-людина, у процесі своєї роботи оперує зі знаннями. Знання про предметну область, необхідні для роботи ЕС, певним чином формалізовані і представлені в пам'яті ЕОМ у вигляді бази знань, що може змінюватися і доповнюватися в процесі розвитку системи.

ЕС видають поради, проводять аналіз, виконують класифікацію, дають консультації і ставлять діагноз. Вони орієнтовані на вирішення задач, звичайно потребуючі проведення експертизи людиною-фахівцем. На відміну від машинних програм, що використовують процедурний аналіз, ЕС вирішують задачі у вузькій предметній області (конкретної області експертизи) на основі дедуктивних міркувань. Такі системи часто виявляються здатними знайти вирішення задач, що неструктуровані і погано визначені. Вони справляються з відсутністю структурованості шляхом залучення евристик, тобто правил, узятих “зі стелі”, що може бути корисним у тих системах, коли брак необхідних знань чи часу виключає можливість проведення повного аналізу.

Основними відмінностями ЕС від інших програмних продуктів є використання не тільки даних, але і знань, а також спеціального механізму отримання рішень і нових знань на основі наявних. Знання в ЕС представляються в такій формі, що може бути легко оброблена на ЕОМ. У ЕС відомий алгоритм обробки знань, а не алгоритм вирішення задачі. Тому застосування алгоритму обробки знань може привести до одержання такого результату при вирішенні конкретної задачі, що не була передбачена. Більш того, алгоритм обробки знань заздалегідь невідомий і будується по ходу вишення задачі на підставі евристичних правил. Вирішення задачі в ЕС супроводжується зрозумілими користувачу поясненнями, якість одержуваних рішень звичайно не гірша, а іноді і краще ніж у фахівців. У системах, заснованих на знаннях, правила (чи евристиці), за якими зважуються проблеми в конкретній предметній області, зберігаються в базі знань. Проблеми ставляться перед системою у вигляді сукупності чинників, що описують деяку ситуацію, і система за допомогою бази знань намагається отримати висновок з цих чинників (див. рис.1).

Рис.1

Якість ЕС визначається розміром і якістю бази знань (правил чи евристики). Система функціонує в наступному циклічному режимі: вибір (запит) даних чи результатів аналізів, спостереження, інтерпретація результатів, засвоєння нової інформації, висування за допомогою правил тимчасових гіпотез і потім вибір наступної порції даних чи результатів аналізів (рис.2). Такий процес продовжується доти, поки не надійде інформація, достатня для остаточного висновку.

У будь-який момент часу в системі існують три типи знань:

- Структуровані знання - статичні знання про предметну область. Після того як ці знання виявлені, вони вже не змінюються.

- Структуровані динамічні знання - змінювані знання про предметну область. Вони обновляються в міру виявлення нової інформації.

- Робочі знання - знання, застосовувані для вирішення конкретної задачі чи проведення консультації.

Усі перераховані вище знання зберігаються в базі знань. Для її побудови потрібно провести опитування фахівців, що є експертами в конкретній предметній області, а потім систематизувати, організувати і позначити ці знання покажчиками, щоб згодом їх можна було легко витягти з бази знань.

Рис.2 Схема роботи ЕС.

Області застосування експертних систем.

Області застосування систем, заснованих на знаннях, можуть бути згруповані в кілька основних класів: медична діагностика, контроль і керування, діагностика несправностей у механічних і електричних пристроях, навчання.

а) Медична діагностика.

Діагностичні системи використовуються для встановлення зв'язку між порушеннями діяльності організму і їхніх можливих причин. Найбільш відома діагностична система MYCIN, що призначена для діагностики і спостереження за станом хворого при менінгіті і бактеріальних інфекціях.

б) Прогнозування.

Прогнозуючі системи пророкують можливі результати чи події на основі даних про поточний стан об'єкта. Програмна система “Завоювання Уолл-стріт” може проаналізувати кон'юнктуру ринку і за допомогою статистичних методів алгоритмів розробити для вас план капіталовкладень на перспективу.

в) Планування.

Планувальні системи призначені для досягнення конкретних цілей при вирішенні задач з великим числом змінних. Дамаська фірма Informat вперше в торговій практиці надає в розпорядженні покупців 13 робочих станцій, встановлених у холі свого офісу, на яких проводяться безкоштовні 15-хвилинні консультації з метою допомогти покупцям вибрати комп'ютер, що найбільшою мірою відповідає їх потребам і бюджету.

г) Інтерпретація.

Інтерпретуючі системи мають здатність одержувати визначені висновки на основі результатів спостереження. Система PROSPECTOR, одна з найбільш відомих систем інтерпретуючого типу, поєднує знання дев'яти експертів. Використовуючи сполучення дев'яти методів експертизи, системі вдалося знайти покладу руди вартістю в мільйон доларів, причому наявність цих покладів не припускав жоден з