Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
16
Добавлен:
08.01.2014
Размер:
755.71 Кб
Скачать

Лекция 11 Экспертные системы в химической технологии

Экспертные системы с сер.1980-х гг. стали широко разрабатываться практически использоваться для решения неформализованных задач в различных сферах творческой деятельности человека. Экспертные системы (ЭС) являются наиболее значительным результатом практической реализации теории искусственного интеллекта (ИИ), зародившейся в сер.1950-х гг. Интерес к теории ИИ и к созданию ЭС во всем мире существенно возрос после того, как Япония объявила в 1979г. о проекте создания ЭВМ пятого поколения, обладающих возможностью интеллектуального диалога с непрограммирующими пользователями.

В настоящее время ИИ –одна из бурно развив. Областей науки, которая разрабатывает методы и специальные программно-технические средства поиска решений интеллектуальных, творческих или математически неформализованных задач. К указанному классу НФЗ-ХТ относятся:

  • определение структуры молекул химических соединений по экспериментальным данным;

  • выбор оптимального химического способа производства требуемых продуктов;

  • разработка новых материалов с заданными свойствам

Предметная область (ПО)-некоторая специальная и описанная

область деятельности человека в науке, технологии, технике в промышленном производстве, в искусстве.

Разработка методов автоматизированного поиска оптимальных решений НФЗ-ХТ базируется на использовании теории ИИ, фундаментальными направлениями которой являются методы моделирования знаний и создания баз данных; методы имитации на ЭВМ отдельных видов интеллектуальной творческой деятельности человека при поиске решений НФЗ и др.

Развитие указанных фундаментальных направлений теории ИИ позволило создавать интеллектуальные системы поиска оптимальных решений НФЗ, важнейшими из которых являются ЭС.

Экспертные системы- это такие системы, которые способны в интеллект. диалоге с непрограммирующим пользователем- лицом, принимающим решение (ЛПР) на основе накопления и переработки спец. Знаний и правил принятия решений проводить экспертизу, консультировать и давать рекомендации по выбору действий (операций),распознавать ситуации, ставить диагноз и обосновывать заключения при поиске решений НФЗ некоторой ПО.

Информационная технология- совокупность способов и средств представления, сбора, обработки и передачи с помощью ЭВМ различной информации.

Традиционная информационная технология- объективно предусматривала при использовании ЭВМ непрограммирующим ЛПР либо непосредственное участие математиков, программистов, либо требовала от ЛПР обучения принципиально новым знаниям в области математики и ЭВМ.

Глава 1.1: Современные направления научных исследований в области искусственного интеллекта.

Новая информационная технология, научной основой, которой является теория ИИ, позволяет ЛПР - непрограммирующему конечному пользователю ЭВМ – непосредственно (без промеж. помощников и без спец. знаний в области математики, ЭВМ) обращаться с ЭВМ на ОЕЯ, как при формулировании, так и при поиске решений НФЗ, ЭВМ превращается в удобного партнера для непрограммирующего конечного пользователя при поиске решений НФЗ, которые возникают в его профессиональной творческой деятельности.

Методы искусственного интеллекта и принципы создания экспертных систем в химической технологии. Современные направления научных исследований в области искусственного интеллекта.

Данные исследований проводятся по следующим направлениям:

  1. Разработка моделей представления знаний (МПЗ) в различных ПО.

  2. Создание методов и процедур имитации на ЭВМ человеческих рассуждений при поиске смысловых решений НФЗ на основе переработки знаний.

  3. Разработка методов понимания ЭВМ естественного языка , процедур диалогового общения человека с ЭВМ на естественном языке, а также методов автоматизированного перевода иностр. Текстов.

  4. Разработка автоматизированных процедур доказательства теорем в различных разделах математики.

  5. Создание методов: распознавания зрительных образов, сцен и звуковых сигналов; выделение полезных сигналов в условиях помех.

  6. Разработка методов автоматизированного программирования и проверки правильности написания программ для ЭВМ .

  7. Разработка методов планирования и составления расписания для сложных организационно-производственных процессов и технологических операций, в т.ч. процедур управления очувствленными интегральными роботами.

  8. Создание моделей и процедур поиска решений для различных головоломок и игр, процедур компьютерной имитации художественного творчества.

  9. Создание спец. языков программирования ИИ и языков программирования «инженерии знаний», или языков представления знаний.

Языки программирования ИИ разделяются на два класса:

  • Языки функционального программирования, процедурно-ориентированные («СИ», «ЛИСП»)

  • объектно-ориентированные («ROSS»,SMALLTALK», «LOOPS»).

Языки программирования инженерии знаний (языки ПЗ) разделяют на два вида:

  • универсальные: на основе логики («ПРОЛОГ», на основе фреймов (FRL, КЕЕ), на основе ПП (ALIX, EXPЕRT);

  • скелетные инструментальные (KRL, OPS – 5, ROSIE)

  1. создание принципов построения интеллектуальных диалоговых систем (ИДС) и автоматизированных систем, ориентированных на переработку знаний для поиска решений НФЗ в различных ПО.

Интеллектуальные информационно-поисковые системы – диалоговые вопросно-ответные системы, обеспечивающие в процессе диалога взаимодействие ЛПР с большими БД на профессиональных ОЕЯ.

Выделяют ИПС двух видов: документо-графические или документальные (ДИПС) и фактографические (ФИБС).

ДИПС-это системы, непосредственно не отвечающие на вопросы, содержащиеся в информационном запросе, а лишь выдающие наименование или основное содержание части введенных в ИПС исходных документов (статьи, патенты).

ФИПС- системы, выдающие непосредственно запрашиваемую абонентом информацию о фактах определенного рода, выбираемых из исходных документов специалистами-экспертами.

ДИПС заменяют работу квалифицированных. библиографов, ФИПС выполняют роль эрудированных консультантов.

Диалоговые расчетно-логические системы позволят конечным непрограммирующим пользователям решать в процессе диалога сложные формализуемые или вычислительные задачи ПО, например задачи анализа и оптимизации сложных ХТС.

Системы ситуационного управления - интеллектуальные автоматические системы, вырабатывающие в режиме диалога с ЛПР управляющие решения на основе накопления и переработки знаний о структуре, свойствах и характеристиках функционирования сложных объектов, для которых в настоящее время частично или полностью не существует полных математических моделей. Эти системы используются для управления сложными промышленными комплексами в условиях неполной информации для планирования работы в сложных ситуациях.

Экспертные системы – интеллектуальные системы, способные в диалоге с ЛПР на ОЕЯ на основе использования специальных правил проведения рассуждений выполнять экспертизу, давать консультации, генерировать и обосновывать рациональные смысловые решения по каким либо НФЗ в некоторой ПО.

С середины 1960-х годов теорию ИИ использовали для поиска решений всевозможных НФЗ в химии и ХТ: оптимальное размещение оборудования ХТС; выбор способов, обеспечивающих надежность ХТС.