Файл: Вдовин Суркова Валентинов Теория систем и системный анализ.pdf

285

ЭВМ при принятии решения с использованием экспертных 

систем применяется в диалоговом режиме. При этом система, 
как правило, формирует систему вопросов, на которые должен 
ответить специалист, осуществляющий выработку решения. 
Структура этих вопросов позволяет:

•сформировать дерево целей;

•определить перечень частных задач, которые необходимо 

выполнить для достижения целей;

•определить условия и элементы варианта деятельности, 

оказывающих влияние на возможности по достижению частных 
целей.

Далее последовательно относительно частной цели са-

мого низкого уровня осуществляется ввод условий и факто-
ров, оказывающих влияние на возможности по ее достиже-
нию. В свою очередь, система выдает наилучший вариант 
деятельности(параметры варианта).

В результате всех операций формируется вариант деятель-

ности в

целом, который будет положен в основу решения.

Основы построения и использования экспертных систем 
Экспертные системы тесно связаны с исследованиями в об-

ласти искусственного интеллекта. Экспертные системы созданы 
и работают в управленческих сферах. Любая экспертная система 
основана на знаниях, имеющих место в той или иной области 
деятельности человека. С помощью экспертной системы можно 
принять то или иное решение.

Любая экспертная система имеет характерные черты:

•ограничена определенной сферой экспертиз, т. е. нельзя 

создать экспертной системы, которая может использоваться в 
разных отраслях наук;

•способна рассуждать при сомнительных данных;

• способна разъяснять цепочку рассуждений понятным 

способом;

•строится так, чтобы иметь возможность постоянного ее 

наращивания;

•строится на основе использования правил.
На выходе экспертная система выдает совет, что необходимо 

предпринять в данных условиях.

286

Формирование знаний в экспертных системах
Знания — это правила, которыми должны руководствовать-

ся в данной ситуации. В любой момент времени в экспертной 
системе может содержаться три типа знаний:

1) структурированные знания — статистические знания о 

предметной области (после выявления они не изменяются);

2) структурированные динамические знания — изменяемые 

знания в предметной области (они меняются по мере выявления 
новой информации);

3) рабочие знания, применяемые для решения конкретной 

задачи. Они, как правило, динамические.

Все перечисленные типы хранятся в базе знаний (БЗ), для 

построения которой производится опрос специалистов (экспер-
тов) в конкретной области.

Существуют следующие основные формы представления 

знаний: в виде семантической цепи; средствами логики первого 
порядка (предикаты); в виде демонстрационной базы знаний.

Семантические цепи (сети.). Это наиболее общий способ. 

Отображает совокупность объектов в предметной области и от-
ношения между ними. Объект — это вершина сети. Отношения 
между объектами — дуги сети. Наиболее общие типы отношений: 
быть элементом класса; иметь или позволять задавать свойства 
объекта; являться следствием; иметь значения (задавать значе-
ния свойства объекта).

Логика предикатов. В основе логики первого порядка лежит 

логика предикатов — т. е. функций, принимающих только два 
значения “истина” и “ложь” для выражения свойств объектов 
и связей между ними. Отдельные высказывания объединяются 
связками: OR, NOT, AND — булевые связки.

Формирование БЗ по примерам. Сущность данного способа 

состоит в том, что пользователь задает несколько примеров задач 
вместе с решениями. На их основе система самостоятельно стро-
ит БЗ для решения других задач. Знания в ней могут находиться 
в виде правил (для пользователя — в виде матриц).

Построение демонстрационной БЗ. Сущность БЗ состоит в 

том, что система задает серию вопросов и по ответам на них дает 

287

советы. Вопросы, задаваемые пользователю, зависят от имею-
щихся фактов или полученных признаков. Ответы запоминаются 
в рабочей памяти и используются при выводе заключений. Для 
получения заключений применяется обратный метод вывода 
(вначале выводятся более общие, а затем частные).

Методы поиска ситуации в экспертных системах 
Для распознавания ситуации в экспертных системах ис-

пользуется два основных метода: бейесовский и кластерный 
методы.

Бейесовский метод. Метод используется в качестве норма-

тивной модели того, как следует себя вести, и в качестве описа-
тельной модели того, что происходит в модели. 

Сущность: имеется полная группа несовместных гипотез 

Н

1

, Н

2

, ..., Н

n

. Вероятности этих гипотез известны и до опыта 

равны P (H

1

), P (H

2

), ..., P (H

n

). Произведен опыт, в результате 

которого появилось событие А. Спрашивается, как следует 
изменить вероятности гипотез в связи с появлением этого со-
бытия.

Из теории вероятности известно:

P H A

P H

P A H

P H

P A H

i

i

i

i

i

i

n

/

/

/

˜

˜

¦

1

 .

Кластерный метод. Сущность состоит в группировании усло-

вий в кластере (группе). Мерой сходства элементов может быть 
евклидово расстояние, величина которого определяется:

d X Y

X

Y

i

i

i

n

,

/

ª
¬

«

º
¼

»

¦

2

1

1 2

,

где 

Y

 — вектор, характеризующий фактические условия;

X

 — вектор, характеризующий область знаний;

Х

i

 — i-й параметр, характеризующий фактические усло-

вия;

Y

i

 — i-й параметр, характеризующий область знаний.

288

9.4.5. Выработка и принятие решения по аналогии

Выработка и принятие решения по аналогии осуществляет-

ся на основе существования в памяти среди ряда ранее успешно 
решенных задач и ситуаций приближенного аналога возникшей 
на момент получения намерений проекта (плана) ситуации.

Очень интересен тот факт, что очень многие открытия в на-

уке, технике и других областях человеческой деятельности были 
сделаны по аналогии. Философы пытались раскрыть структуру 
рассуждения по аналогии и дали прекрасные образцы аналогий. 
Однако, как утверждают некоторые авторы, почти никто из них 
не дал идей о структуре этого процесса. 

Выработка и принятие решения этим методом позволяет 

избежать грубых ошибок, не требует большого расхода времени, 
придает уверенность в достижении успеха, но не учитывает, что 
конкурент в аналогичной ситуации использует неблагоприятный 
для себя опыт и может действовать так, что качество решения 
будет сведено на нет. 

Тем не менее достаточно опытные аналитики считают, что 

побудительным импульсом всего процесса выработки и приня-
тия любых решений является поиск и нахождение аналогичной 
ситуации из совокупности (множества) возможных ситуаций 
(задач, обстановки, результатов). 

Все возможные ситуации могут храниться в базах дан-

ных, сформированных на самых различных носителях инфор-
мации. 

Методология принятия решения по аналогии это достаточно 

сложная не только практическая и теоретическая, но и фило-
софская проблема. Мы здесь рассмотрим только основные ее 
практические аспекты.

Алгоритм выработки решения при применении этого метода 

следующий:

•изучение и уяснение намерений проекта (плана);

• оценка обстановки и поиск аналогичной ситуации;

•выбор варианта деятельности;

•принятие решения.

289

Все элементы данного алгоритма, за исключением поиска 

аналогичной ситуации, являются общими для всех методов. 
Поэтому рассмотрим суть именно этого элемента.

Задача поиска аналогичной ситуации формулируется сле-

дующим образом.

Известно:
1. Ретроспективная и учебная (познавательная) информация 

об условиях и результатах деятельности:

•база выполненных или зафиксированных абстрактно за-

дач, характеризующих деятельность Б

зад

(Р

1

,Р

2

,Р

3

…Р

n

), 

где Р

1,

Р

2

,Р

3

…Р

n

 — совокупность параметров, признаков и усло-

вий, характеризующих вариант деятельности (выполненных 
задач);

•база возможных ситуаций Б

сит

;

•база вариантов и результатов деятельности Б

вд

, Б

рд

.

2. Управляющая информация, являющаяся побудительным 

мотивом для выработки и принятия решения:

•задача Б

зад

* 

(Р

1

*

,Р

2

*

,Р

3

*

…Р

*

n

),

где Р

1

*

,Р

2

*

,Р

3

*

…Р

n

*

 — совокупность параметров, признаков и 

условий, характеризующих цель деятельности и задачу;

•условия обстановки (ситуации) U

обст

 (U

кj

; U

свj 

; U

услj

)

U

к

 (U

к1

; U

к2

; U

к3

;…. U

кn

) — совокупность параметров, харак-

теризующих объекты, вариант деятельностии возможности 
конкурента;

U

св

 (U

св1

; U

св2

; U

св3

;…. U

свn

) — совокупность параметров, 

характеризующих объекты, вариант деятельности и свои воз-
можности;

U

усл

 (U

усл1

; U

усл2

; U

усл3

;…. U

услn

) — совокупность параметров, 

характеризующих условия деятельности.

Требуется определить аналогичную ситуацию и вариант 

деятельности.

Решение задачи поиска
1. Фиксируется цель предстоящих деятельности, задача и 

условия ее выполненияи.

2. В базе выполненных деятельности и задач отыскиваются 

анологичные предстоящим действиям.