5.5. Доработка до промышленной экспертной системы

После всестороннего анализа прототип откладывается в сторону и начинается разработка рабочей версии программы, которая должна решать весь комплекс задач, определенных в спецификации проекта. Процесс разработки экспертной системы, как правило, состоит из последовательности отдельных этапов, на которых наращиваются возможности системы, причем каждый из этапов подразделяется на фазы проектирования, реализации, компоновки и тестирования. В результате после каждого этапа наращивания возможностей в распоряжении пользователя имеется система, которая способна справляться со всеми более сложными вариантами проблемы.

Такая методика проектирования несколько отличается от методики разработки программ других видов. При создании большинства программных продуктов чаще используется другая модель процесса- сначала разрабатывается спецификация продукта, затем выполняется планирование, проектирование компонентов, их реализация, компоновка комплекса и тестирование конечного варианта. Тот факт, что при разработке экспертных систем есть возможность сначала построить и всесторонне испытать прототип, позволяет избежать множества переделок в процессе создания рабочей версии системы. Но технология последовательного наращивания функциональных возможностей таит в себе и проблему интеграции новых функций с реализованными в предыдущих вариантах. Инструментальные средства разработки экспертных систем и создавались, в первую очередь, с целью преодоления возникающих при этом сложностей на основе модульного представления знаний [3].

При неудовлетворительном функционировании прототипа эксперт и инженер по знаниям имеют возможность оценить, что именно будет включено в разработку окончательного варианта системы. Если первоначально выбранные объекты или свойства оказываются неподходя­щими, их необходимо изменить. Можно сделать оценку общего числа эвристи­ческих правил, необходимых для создания окончательного варианта экспертной системы. Иногда при разработке промышленной и/или коммерческой системы выделяют дополнительные этапы для следующего перехода [1].

1. Демонстрационный прототип.

2. Исследовательский прототип.

3. Действующий этап (этап опытной эксплуатации).

4. Промышленный прототип.

5. Коммерческая система.

Демонстрационный прототип представляет собой небольшую программу, решающую только некоторую часть поставленной задачи. Этот этап необходим для оценки общей концепции экспертной системы и привлечения средств кредиторов на разработку экспертной системы. На разработку демонстрационного прототипа требуется от 1 до 3 месяцев. База знаний может содержать 50-100 правил или понятий.

Исследовательский прототип представляет собой программу среднего размера, которая дает правильный ответ в ряде пробных случаев, но неустойчива в работе из-за неполного тестирования. Они могут ошибаться даже в пределах области компетенции. На разработку исследовательского прототипа требуется от 1 года до 2-х лет. База знаний может содержать порядка 200-500 правил или понятий.

Действующий прототип (этап/уровень опытной эксплуатации) – программа среднего или большого размера, которая подвергалась пересмотру после тестирования пользователями. Они имеют удобный интерфейс и ориентированы на нужды конечного пользователя. Требуют на разработку от 2-х до 3-х лет и содержат от 500 до 1000 правил.

Промышленный прототип – большая программа, подвергнутая интенсивной проверке и оптимизированная по скорости решения задач и требованиям к ресурсам. Он обеспечивает точное, быстрое и эффективное решение, требует на разработку от 2-х до 4-х лет и содержит от 1,5 до 2 тысяч правил.

Коммерческая система – промышленная система, эксплуатируемая на регулярной коммерческой основе, она хорошо документирована и снабжена сервисом. Содержит более 3-х тыс. правил. Вероятность правильных решений 80-95 %, требуется около 5 лет на разработку.

Однако чаще реализуется плавный переход от демонстрационного прототипа к промышленной системе, при этом, если программный инструментарий был выбран удачно, не обязательно даже переписывать окончательный вариант другими программными средствами.

Понятие же коммерческой системы в нашей стране входит в понятие «промышленный программный продукт» или «промышленная экспертная система».

Основная работа на данном этапе заключается в существенном расширении базы знаний, то есть в добавлении большого числа дополнительных правил, фреймов, узлов семантической сети или других элементов знаний. Эти элементы знаний обычно увеличивают глубину системы, обеспечивая большее число правил для трудно уловимых аспектов отдельных случаев. В то же время эксперт и инженер по знаниям могут увеличить базу знаний системы, включая правила, управляю­щие дополнительными подзадачами или дополнительными аспектами эксперт­ной задачи (метазнания).

После установления основной структуры экспертной системы знаний инженер по знаниям приступает к разработке и адаптации интерфейсов, с помощью которых система бу­дет общаться с пользователем и экспертом. Необходимо обратить особое внима­ние на языковые возможности интерфейсов, их простоту и удобство для управ­ления работой экспертной системы. Система должна обеспечивать пользователю возможность лег­ким и естественным образом уточнять непонятные моменты, приостанавливать работу и т. д. В частности, могут оказаться полезными графические представле­ния.

На этом этапе разработки большинство экспертов узнают достаточно о вводе пра­вил и могут сами вводить в систему новые правила. Таким образом, начинается процесс, во время которого инженер по знаниям передает право собственности и контроля за системой эксперту для уточнения, детальной разработки и обслужи­вания.