Информационная технология экспертных систем и ее применение в экономике и управлении.

 Наибольший интерес среди компьютерных ИС представляют основанные на последних разработках в области искусственного интеллекта экспертные системы (ЭС). ЭС состоят из четырех частей: интерфейса пользователя, базы знаний, интерпретатора и модуля создания системы. База знаний, используя правила, отражает логику проблемы, которую ЭС призвана решить. Интерпретатор использует мышление (в большой степени подобное человеческому) для обработки содержимого базы знаний. Модуль создания системы может включать в себя либо специальный алгоритмический язык, либо предварительно созданный интерпретатор, называемый оболочкой ЭС. Использование ЭС как одного из видов компьютерных информационных систем, используемых для поддержки принятия решений, имеет свои преимущества и ограничения.

Искусственный интеллект. Под искусственным интеллектом (ИИ) обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Чаще всего здесь имеются в виду способности, связанные с человеческим мышлением.

Приложения ИИ. Главным приложением ИИ в экономической сфере являются ЭС, представляющие собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил (эвристик). Эвристики не гарантируют получения оптимального результата с такой же уверенностью, как обычные алгоритмы, используемые для решения задач в рамках СППР. Однако часто они дают в достаточной степени приемлемые решения для их практического использования. Все это делает возможным использовать ЭС в качестве советующих систем.

Работы в области ИИ не ограничиваются ЭС. Они также включают в себя создание роботов, систем, моделирующих нервную систему человека, его слух, зрение, обоняние, способность к обучению.

Цель создания ЭС. Решение специальных задач требует специальных знаний. Однако не каждый менеджер может себе позволить держать в штате своей компании экспертов по всем встречающимся ему проблемам или даже приглашать их каждый раз, когда проблема возникла. Главная идея использования ЭС заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость.

Чем ЭС отличаются от СППР? ЭС и СППР сходны в том смысле, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако они имеют два существенных различия.

Первое из них связано с тем, что решение проблемы в рамках СППР отражает уровень ее понимания менеджером и его возможности получить и осмыслить решение. ЭС, наоборот, предлагает менеджеру принять решение, превосходящее его возможности.

Второе отличие ЭС от СППР выражается в способности ЭС пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение.

Структура ЭС. На рис. 4.9 мы видим структуру ЭС, включающую в себя четыре основные элемента. Интерфейс пользователя обеспечивает пользователю возможность вести диалог с системой. База знаний накапливает знания о проблеме, которую предполагается решить. Интерпретатор предназначен для обработки знаний, содержащихся в базе знаний. Эксперт и системный аналитик используют модуль создания системы для разработки системы.

Рис. структура экспертной системы

Интерфейс пользователя. Интерфейс пользователя используется менеджером для ввода информации и инструкций в ЭС и получения выходной информации из неё. Инструкции включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.

Вход ЭС. Менеджер может использовать четыре метода ввода: меню, команды, естественный язык и собственный интерфейс.

Выход ЭС. Особенностью ЭС является возможность получить не только решение, но и необходимые объяснения. Различают два вида объяснений:

объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в любой момент может потребовать от ЭС объяснения своих действий;

объяснения решения проблемы. После получения результата решения пользователь может потребовать объяснений того, как оно было получено. Система должна пояснить каждый шаг своих рассуждений, ведущих к решению задачи.

Хотя работа с ЭС не является простым делом, пользовательский интерфейс этих систем является дружественным и обычно не вызывает трудностей при ведении диалога.

База знаний. База знаний содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов.

Наиболее популярным способом представления знаний является использование правил. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется. Приведем пример правила.

Если объем продаж сократился более чем на 40 %, следует прекратить производство.

Все используемые в ЭС правила образуют систему правил, которая даже для сравнительно простой системы может составлять несколько тысяч правил.

Интерпретатор. Интерпретатором называется часть ЭС, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. В процессе работы интерпретатор последовательно рассматривает правило за правилом. Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие.

Модуль создания системы. Четвертым компонентом ЭС является модуль создания системы, используемый для ее разработки. Этот компонент особенно важен для создания набора (иерархии) правил. Существуют два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования и использование так называемых оболочек ЭС.

Языки программирования. Для создания ЭС вы можете использовать многие из алгоритмических языков, однако два из них специально разработаны для символического представления базы знаний. Это Lisp и Prolog.

Оболочки ЭС. Оболочка ЭС представляет собой готовый процессор, который может быть приспособлен к решению определенной проблемы за счет добавления к нему соответствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позволяет создавать ЭС быстрее и легче, чем при использовании программирования. В настоящее время большинство предложений по использованию ЭС в экономике и бизнесе связано с использованием оболочек.

Роль системного аналитика. Термин «инженер по знаниям» обычно используется для обозначения лица, который вместе с экспертом по данной предметной области участвует в разработке ЭС. На многих фирмах при проектировании ЭС функции инженера по знаниям выполняют системные аналитики. Помимо знания обычных компьютерных приложений, системный аналитик должен:

понимать, как эксперт формирует знания о «своей» проблеме;

быть в состоянии провести описание знаний, получаемых от эксперта, для их ввода в ЭС.