Экспертные системы. Типы экспертных систем. Виды знаний

Экспертные системы — это вычислительные системы, способные в определённой предметной области принимать решения, схожие с решениями экспертов-людей.
Выглядит это примерно так: система задаёт ряд вопросов, причём последующие вопросы зависят от полученных ответов. Затем система делает вывод и показывает всю цепочку рассуждений, которая к нему привела. То есть знания и опыт эксперта тиражируются, а что не менее важно — тиражируется сам ход его рассуждений.
Кроме того, можно применить несколько интересных особенностей. Например, система может сделать не один вывод, а перечислить варианты с разной степенью вероятности. Можно учитывать различные виды нечётких данных — если пользователь не знает ответы на некоторые вопросы или что-то предполагает. Вместо пользователя система может опрашивать датчики или брать информацию из разных источников. Продвинутые системы могут самообучаться, то есть выявлять закономерности во время сеансов работы и генерировать новые знания.
Вышеизложенное обусловило актуальность выбранной темы.
Целью данной работы является изучение экспертных систем, их типов, видов знаний.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить ряд задач, таких как:
 рассмотреть экспертные системы и методы;
 охарактеризовать типы экспертных систем;
 описать виды знаний.


1 Экспертные методы и системы

В современном мире нельзя представить свою жизнь без информации и информационных технологий. Автоматизируются многие процессы, происходящие в жизни людей, а также их деятельность. Сравнительно недавно ученые начали заниматься разработкой интеллектуальных компьютерных систем для понимания человеческого интеллекта, искусственного интеллекта. В начале 80-х годов образовалось отдельное от искусственного интеллекта (ИИ) направление «экспертные системы» (ЭС). Они способны частично заменить специалиста, предназначены для решения сложных задач, которые считаются непосильными для эксперта-человека. ЭС анализирует ситуацию и дает рекомендации по разрешению проблемы.
Экспертная система представляет собой ограниченную определенной предметной областью, умеющую принимать решения при неточности или недостаточности данных и объяснять свои действия компьютерную систему, которая содержит в себе опыт эксперта в какой-либо области. Главным ее достоинством является способность накапливать знания, хранить их на протяжении долгого времени и постоянно обновлять их.
Экспертные системы имеют большое распространение, их применяют в медицине, экономике, управленческой деятельности, юриспруденции, страховании, кредитном обслуживании, для финансового планирования, оценки рисков и многих других областях, с целью улучшить качество принимаемых решений с помощью накопленного опыта экспертов, которые заполняют БЗ данными, и правил, которые представляют собой набор инструкций.
Экспертными называют методы, получаемые посредством выяснения мнений специалистов. Можно выделить такие экспертно-аналитические методы, как индивидуальные и коллективные.
Индивидуальные методы основываются на применении мнений экспертов - специалистов. Среди них можно выделить такие, как:
- метод интервью - беседа прогнозиста с экспертом по схеме «вопрос – ответ» насчет перспектив развития прогнозируемого объекта. Преимущество рассматриваемого метода состоит в том, что непосредственный контакт интервьюера и эксперта дает возможность направить беседу в требуемом направлении. Однако данный метод не лишен и недостатков, среди которых воздействие на прогнозные оценки субъективных факторов (к примеру, психологическое давление интервьюера на эксперта), кроме того, отнюдь не любой эксперт способен делать экспромтом грамотные и хорошие заключения;
- метод анкетного опроса. Чтобы получить необходимые данные, эксперту предлагается заполнить анкету, в которой содержится набор вопросов, каждый из которых связан логически с центральной задачей исследования. Анкета экспертами заполняется самостоятельно, вследствие чего каждый вопрос должен быть сформулирован предельно однозначно и ясно. В зависимости от целей исследования при составлении анкет могут применяться вопросы двух видов: закрытые и открытые. Формулировка закрытых вопросов должна содержать возможные варианты ответов. На свободные (открытые) вопросы эксперт может давать ответы в любой форме;
- аналитический метод предполагает самостоятельную работу эксперта над анализом развития прогнозируемого объекта. Эксперт оформляет собственные выводы в форме докладной записки Преимуществом метода выступает возможность максимально использовать индивидуальные способности эксперта, однако указанный метод пригоден мало для прогнозирования сложных систем;
- метод написания сценариев бывает индивидуальным и коллективным. Данный метод основывается на определении логики процесса во времени при разных условиях. Прогнозным сценарием определяется стратегия развития объекта. Данный метод должен отражать последовательное решение задачи и вероятные препятствия.
Таким образом, индивидуальные экспертно-аналитические методы основываются на возможности максимального применения индивидуальных способностей экспертов и минимального психологического давления, которое может основываться на отдельных сотрудников .
Коллективные экспертно-аналитические методы предусматривают согласованность мнений экспертов по направлениям развития объекта, среди которых могут быть выделены такие, как:
- метод коллективной генерации идей (мозговой атаки). Первоначально происходит формирование группы экспертов, включающей в себя10-15 человек, после чего осуществляется формулировка основной проблемы, на следующем этапе генерируются непосредственно идеи, в данное время критика не допускается, после этого осуществляется критика идей, идеи подвергаются оценке и выделяются реализуемые на практике идеи. Можно выделить следующие основные правила проведения «мозговой атаки»: запрещена всякая какого-либо рода критика предлагаемых идей на начальных этапах, ограниченное время выступления (не более 1-2 минут), допускаются многократные выступления одним и тем же участником, приоритетом выступления обладает эксперт, который развивает мысль предыдущего высказавшегося, все высказанные идеи обязательно фиксируются, оценке подвергаются идеи, выраженные на предыдущих этапах;
- метод «635» - 6 участников должны записать по 3 идеи на протяжении 5 минут. В течение получаса каждый должен записать по 18 идей, в общем 108. Структура идей должна отчетливо определяться;
- метод Дельфи – осуществляется индивидуальный опрос экспертов в форме анкет, после чего результаты проходят электронную обработку в специализированных программах и формируется коллективное мнение группы. Данный метод находит широкое применение при прогнозировании инвестиций, развития техники и науки и т.д.;
- метод «дерево целей»- дерево, которое выражает отношение между вершинами-этапами или проблемами достижения целей. Дерево целей предусматривает выделение нескольких структурных уровней. Каждая вершина является целью для всех исходящих ветвей;