Файл: Теоретические аспекты экспертных систем.pdf

ВВЕДЕНИЕ

Современные информационные технологии постепенно проникают во все сферы человеческой жизни. Экономика, финансы, наука, бизнес, политика, повседневная жизнь общества - все эти сферы используют информационные технологии. Управление предприятием и его функционирование также постепенно внедряет передовые технологии.

Актуальность данного исследования обусловлена тем, что человеческая деятельность в любой сфере постепенно автоматизируется. Внедрение IT-технологий в управление рабочими процессами позволяет предприятиям экономить на штате, а также достигать постоянного уровня качества работы. Разработка экспертных систем является очередным шагом по данному пути. Роботизация и автоматизация - это шаг в сторону будущего. Однако при всех достоинствах компьютерного контроля за деятельностью предприятия у такой системы есть и свои недостатки. Любая, даже самая проверенная система может дать сбой или подвергнуться нападению со стороны так называемых хакеров, что может привести к краху всей системы и негативным последствиям в работе предприятия.

Цель данного исследования - изучить использование экспертных систем в процессе функционирования предприятий и организаций.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

-рассмотреть главное достоинство и назначение экспертных систем;

- рассмотреть области применения экспертных систем;

- определить применение экспертных систем.

Объект исследования - информационные технологии в работе предприятия ОАО «Белшина».

Предмет исследования - применение экспертных методов в деятельности организаций и предприятий.

Практическая значимость исследования заключается в том, что в работе

представлены вариант использования экспертной системы в практической деятельности предприятия.

Глава 1. Теоретические аспекты экспертных систем

1.1 Главное достоинство и назначение экспертных систем

Экспертные системы на сегодняшний день являются одними из наиболее успешных систем искусственного интеллекта. В современном обществе неструктурированные и слабоструктурированные задачи управления и контроля сложных производственных процессов и объектов часто встречаются в таких областях, как авиация, энергетика, машиностроение, медицина, микроэлектроника и др. Поэтому появление экспертных систем, позволяющих быстро и эффективно решать подобные проблемы, считается большим научным достижением. Кроме того, экспертные системы предлагают ряд качеств, которые доказывают их успешность и полезность. Преимущество экспертных систем перед человеком-экспертом неоспоримо. Например, передача знаний от одного человека другому – долгий и дорогой процесс. Передача искусственной информации – это простой процесс копирования программы или файла данных. Экспертные системы устойчивы к «помехам», в отличии от человека, который легко поддается влиянию внешних факторов, непосредственно не связанных с решаемой задачей. Эксперт-человек может принимать в тождественных ситуациях разные решения из-за эмоциональных факторов. Результаты экспертной системы – стабильны. Эксперты, особенно высококвалифицированные обходятся очень дорого. Экспертные системы, наоборот, сравнительно недороги. Их разработка дорога, но они дёшевы в эксплуатации.
Экспертная система - это набор программ, выполняющий функции эксперта при решении задач из некоторой предметной области.

---

Главным достоинством экспертных систем является возможность накопления знаний и сохранение их длительное время. В отличие от человека, к любой информации экспертные системы подходят объективно, что улучшает качество проводимой экспертизы. При решении задач, требующих обработки большого объема знаний, возможность возникновения ошибки при переборе очень мала.

При создании экспертных систем возникает ряд затруднений. Это прежде всего связано с тем, что заказчик не всегда может точно сформулировать свои требования

к разрабатываемой системе. Также возможно возникновение трудностей чисто психологического порядка: при создании базы знаний системы эксперт может препятствовать передаче своих знаний, опасаясь, что впоследствии его заменят “машиной”. Но эти страхи не обоснованы, т. к. экспертные системы не способны обучаться, они не обладают здравым смыслом, интуицией. Но в настоящее время ведутся разработки экспертных систем, реализующих идею самообучения. Также экспертные системы неприменимы в больших предметных областях и в тех областях, где отсутствуют эксперты.

Экспертная система состоит из базы знаний (части системы, в которой содержатся факты), подсистемы вывода (множества правил, по которым осуществляется решение задачи), системы пользовательского интерфейса.

Экспертные системы (ЭС) возникли как значительный практический результат в применении и развитии методов искусственного интеллекта (ИИ)- совокупности научных дисциплин, изучающих методы решения задач интеллектуального (творческого) характера с использованием ЭВМ.

Область ИИ имеет более чем сорокалетнюю историю развития. С самого начала в ней рассматривался ряд весьма сложных задач, которые, наряду с другими, и до сих пор являются предметом исследований: автоматические доказательства теорем, машинный перевод (автоматический перевод с одного естественного языка на другой), распознавание изображений и анализ сцен, планирование действий роботов, алгоритмы и стратегии игр.

ЭС- это набор программ, выполняющий функции эксперта при решении задач из некоторой предметной области. ЭС выдают советы, проводят анализ, дают консультации, ставят диагноз. Практическое применение ЭС на предприятиях способствует эффективности работы и повышению квалификации специалистов.

При построении подсистем вывода используют методы решения задач искусственного интеллекта.

---

1.2 Интегрированные информационные системы управления предприятием

Бурный прогресс современных информационных технологий, повсеместное проникновение Internet, широкое использование Web-решений начинают серьезно затрагивать промышленную сферу, имея в виду все уровни производственного цикла в целом, включая и системы управления производством.

Глобальное наступление Internet-технологий начинает врываться и в область промышленной автоматизации. Настало время объединения достижений современных информационных технологий с возможностями традиционных программно-технических решений АСУТП и повышения на этой основе эффективности управления промышленными предприятиями в целом.

Ведущие производители средств промышленной автоматизации, принимавшие участие в реализации проектов комплексной автоматизации крупных предприятий и корпораций, отреагировали на это, и осознав необходимость тесной интеграции систем верхнего (бизнес-приложений) и нижнего (технологического) уровней, заявили о выпуске новых видов программно-технических средств для АСУТП, основанных на использовании современных информационных технологий.

Активное внедрение вышеупомянутых стандартов в АСУТП не является просто данью моде или стремлением таким образом дифференцироваться от конкурентов. Эти технологии явились инструментом для построения новой стратегии глобальной инфраструктуры предприятия и фактом повышения роли информационных технологий в области промышленной автоматизации.

Дело в том, что до последнего времени основные подсистемы автоматизации промышленных предприятий: АСУП, включающая систему автоматизации управленческой, финансово-хозяйственной деятельности и планирования ресурсов предприятия и АСУТП (система автоматизации технологических и производственных процессов) развивались обособленно и независимо друг от друга.

Поэтому исторически сложилось так, что каналы обмена информацией, особенно оперативной, между подсистемами оказались достаточно слабыми. Возможно, так и продолжалось бы дальше, но необходимость передачи технологических данных на уровень бизнес-приложений, в том числе и оперативных, стала очевидной. До сих пор, в большей части, управленческие решения на предприятиях строятся на интуиции и опыте. Однако заметное присутствие субъективного фактора на процесс принятия решения не гарантирует всегда

взвешенного, проверенного решения.

Можно назвать целый ряд объективных показателей процесса производства, требующих все более тесную интеграцию систем, представляющих различные уровни управления предприятием. Среди них можно выделить следующие Экспертные системы:

---

Определения и классификация.

· руководство предприятий становится все более заинтересованным в получении оперативной и объективной информации о текущих и имевших место ранее параметрах технологических и производственных процессов.

· на крупных предприятиях возрастает необходимость оперативного управления территориально-распределенными структурами и ресурсами не только на уровне бизнес-приложений, но и на уровне производства.

· новое поколение бизнес-приложений требует повышения объема и оперативности поступления информации с уровня.

· на многих предприятиях уже создана достаточная сетевая инфраструктура. Существуют сети АСУП, объединенные по Ethernet. Имеется выход в Internet и создание внутренней Intranet-сети составит незначительные капитальные вложения.

· интеграция система АСУП и АСУТП позволяет проводить текущее и оперативное планирование затрат и себестоимости. Обеспечивать их учет в темпе с процессом производства, мгновенное реагирование на отклонения от требуемого уровня.

На основе текущей информации из АСУТП возможно осуществление целевого управления производством по следующим показателям Экспертные системы: -качеству продукции;

- энергосбережению и экономии ресурсов;

- заданной производительности;

- по воспроизводимости требуемых потребительских свойств продукции и др.

Таким образом, формируется реальная экономическая основа интеграции - появление требований не просто обмена информацией между подсистемами, а требование оперативного сбора информации. Не в конце года, месяца или рабочего дня, а непосредственно в момент возникновения. В единой, взаимосвязанной системе управления наряду с информацией о стоимости сырья и рабочей силы, надо знать - сколько воды, пара, электричества, горючего ушло на изготовление каждой отдельной детали. Это в первую очередь, важно в тех технологических процессах, где высока вероятность отклонения от нормы. Например, сколько стоит расплавление одного и того же сырья от того или иного поставщика руды. Только по реальному расходу энергии можно понять это.

Не только предприятие в целом, но и различные внутренние службы управления заинтересованы в получении объективных технологических данных. Объем и степень доступа к технологической информации зависят и от типа программного обеспечения, используемого в управленческих структурах предприятия, и от категории сотрудников-потребителей данной информации. Какие проблемы обычно решаются «управленцами»?

---

Одной из основных проблем создания интегрированных систем управления в рамках предприятия является проблема сопряжения и совместного функционирования программного обеспечения, традиционно используемого в системах разного уровня. Поэтому вопросы интеграции рассматриваются сейчас разработчиками ПО как уровня АСУП, так и уровня АСУТП.

Рассматриваемые в исследовании пути создания и развития интегрированных систем управления предприятием позволяют отметить следующие тенденции:

Все более популярным сетевым решением для систем промышленной автоматики, интегрированных с сетями офисных приложений, становится Ethernet.

Простой и легкий доступ к получению данных в масштабах всего предприятия, от датчиков/исполнительных механизмов и до уровня планирования и управления предприятием, наиболее оптимальным способом реализуется при наличии интегрированной сети. Такой сетью становится корпоративная сеть предприятия Intranet, построенная по принципу клиент/сервер и обеспечивающая единое информационное пространство.

Перспективные системы будут использовать стандартные и максимально открытые, объектно-ориентированные средства управления и доступа к информации. В качестве таких основных средств становятся встроенные Web-серверы и интерфейс ОРС.

Традиционные АСУП-системы имеют тенденцию превращаться из систем управления сетевыми и системными ресурсами в интеллектуальную платформу управления предприятием в целом. И в этих условиях объективная информация, поступающая с технологического уровня, позволит принимать более качественные управленческие решения.

Создание и внедрение интегрированных систем позволяет предприятию получить ряд серьезных преимуществ, отметим только некоторые из них Экспертные системы:

- интеграция подсистем АСУП и АСУТП позволяет обеспечить автоматизированный мониторинг затрат непосредственно в процессе производства, например, с целью определения текущей себестоимости продукции с учетом состояния рынка сырья, темпов инфляции и потерь, связанных с плохой организацией производства;

- появляется возможность значительной экономии средств за счет коллективного использования общей для АСУТП и АСУП сетевой инфраструктуры, включающей в себя кабельные коммуникации, активное сетевое и коммуникационное оборудование, компьютерное оснащение;

- для крупных предприятий, имеющих подразделения и филиалы, расположенные в различных регионах открывается возможность оперативного доступа руководителей высшего звена к технологическим данным c любого уровня системы и географической точки предприятия;

---