фессионалов-разработчиков.
В обычных «интегрированных» программных продуктах или несколько отдельных программ помещены в операционную среду, или несколько второстепенных компонентов вкладываются в главный компонент (как, например, программа обработки электронных ведомостей или текстовый редактор). Трудности, с которыми сталкиваются при таких стилях «интеграции», хорошо известны. Первая трудность заключается в том, что пользователь вынужден переходить назад и вперед по отдельным программам и передавать данные между ними. Метод вложений заставляет пользователя выполнить всю обработку в пределах главного компонента, в результате получаются относительно слабые вторичные компоненты.
Метод интеграции, используемый в системе GURU, совершенно отличается от вышеупомянутых. Он основывается на принципе синергизма. При этом под «синергизмом» здесь понимается следующее. В системе GURU все средства всегда доступны. Многочисленные компоненты можно соединять по желанию в пределах одной операции, а это характеризует систему как гибкую и удобную в использовании. Например:
–в посылке любого правила ЭС можно делать прямые ссылки на поля базы данных, на ячейки электронных ведомостей, на статические переменные, на программные переменные и массивы;
–вывод любого правила ЭС может включать в себя операции управления базой данных, запросы на языке SQL (языке структурированных запросов), операции обработки электронных ведомостей, генерацию статистических данных, дистанционную передачу данных, выполнение процедур, генерацию деловой графики;
–поскольку ЭС обосновывает задачу, она может брать консультации у других ЭС, выполнять процедурные модели, просматривать базы данных, составлять электронные ведомости или проводить статистический анализ;
–любую ячейку электронной ведомости можно определить в терминах поиска в базе данных, или в терминах всей программы, или в терминах консультации с ЭС.
Взаимодействовать с системой можно любым из четырех различных способов: с помощью меню, на ограниченном естественном языке, в режиме команд или через специально разработанные интерфейсы. Каждый тип интерфейса системы GURU предназначен для удовлетворения потребностей и вкусов различных классов пользователей.
71
Всеми четырьмя интерфейсами можно пользоваться во время одного и того же сеанса взаимодействия с системой GURU.
Как и в большинстве оболочек, в GURU используется продукционная модель представления знаний в виде совокупности «If-then» правил с обратной стратегией вывода в качестве основной, имеется возможность моделирования нечетких и неточных рассуждений. Кроме посылок и заключения в правила можно включать команды, которые будут выполняться перед проверкой условия, а также пояснительный текст для генерации объяснений. Правила также включают необязательные параметры цены и приоритета, позволяющие управлять процессом выбора из совокупности готовых к выполнению правил – очередного правила. С каждым правилом можно также связать число, определяющее, сколько раз это правило может выполняться в процессе консультации.
Правила, относящиеся к решению некоторой общей задачи, образуют базу знаний или набор правил. В этот набор кроме собственно правил включаются две специальные процедуры: инициализация и завершение, которые должны выполняться до и после выполнения правил. В набор правил также включаются описания переменных, участвующих в правилах, содержащие спецификации типа, точности и т. п.
По умолчанию в GURU принята стратегия обратного вывода, однако можно использовать прямой вывод, а также комбинировать его с обратным в рамках одного набора правил. Как стратегиями вывода, так и целевыми переменными можно управлять динамически в процессе консультации.
GURU обеспечивает мощные средства управления обработкой факторов уверенности, отражающих степень неточности и нечеткости выраженных в правилах эвристических знаний. Для предоставления такой нечеткости в GURU с каждым значением переменной может быть связан числовой коэффициент от 0 до 100. Система предоставляет разработчику выбор более чем из 30 различных формул, позволяющих управлять обработкой факторов уверенности во время вывода.
Полезными являются такие дополнительные средства управления логическим выводом, как установка степени «точности» вывода значения для некоторой переменной, изменение принятого по умолчанию порядка просмотра правил.
Эффективность машины логического вывода во многом зависит
72
от того, как она осуществляет поиск в наборе правил, когда ищет правила, которые можно выполнять. В отличие от традиционного программного обеспечения, использующего принципы искусственного интеллекта, система GURU предоставляет расширенные средства управления настройкой, в частности поддерживает до 50 различных стратегий поиска. Эффективность также зависит от количества и состава правил в наборе правил. Поскольку система GURU предоставляет разнообразные возможности создания наборов правил, то можно значительно сократить количество правил, необходимых для охвата всех знаний и опыта в конкретной проблемной области. Это приводит к ускорению процесса получения логических выводов, а также к упрощению управления этими правилами.
1.5.7. Интегрированная инструментальная среда G2 для создания интеллектуальных систем реального времени
В 1986 г. фирма Gensym вышла на рынок с инструментальным средством G2, версия 1.0. В настоящее время функционирует уже версия 5.2. Основное предназначение программных продуктов фирмы Gensym (США) – помочь предприятиям сохранять и использовать знания и опыт наиболее квалифицированных сотрудников в интеллектуальных системах реального времени, повышающих качество продукции, надежность и безопасность производства и снижающих производственные издержки.
Классы задач, для которых предназначена G2 и подобные ей системы:
-мониторинг в реальном масштабе времени;
-системы управления верхнего уровня;
-системы обнаружения неисправностей;
-диагностика;
-составление расписаний;
-планирование;
-оптимизация;
-системы - советчики оператора;
-системы проектирования.
Инструментальный комплекс G2 является эволюционным шагом в развитии традиционных экспертных систем от статических предметных областей к динамическим.
Основные принципы, которые заложены в G2:
73
-проблемно/предметная ориентация;
-следование стандартам;
-независимость от вычислительной платформы;
-универсальные возможности, не зависимые от решаемой задачи;
-обеспечение технологической основы для прикладных систем;
-комфортная среда разработки;
-распределенная архитектура «клиент-сервер»;
-высокая производительность.
Основным достоинством оболочки экспертных систем G2 является возможность применять ее как интегрирующий компонент, позволяющий за счет открытости интерфейсов и поддержки широкого спектра вычислительных платформ объединить уже существующие средства автоматизации в единую комплексную систему управления, охватывающую все аспекты производственной деятельности – от формирования портфеля заказов до управления технологическим процессом и отгрузки готовой продукции.
На основе базового средства G2 фирма Gensym разработала комплекс проблемно/предметно-ориентированных расширений для быстрой реализации сложных динамических систем на основе специализированных графических языков, включающих параметризуемые операторные блоки для представления элементов технологического процесса и типовых задач обработки информации. Набор инструментальных сред, сгруппированный по проблемной ориентации, охватывает все стадии производственного процесса и выглядит следующим образом:
интеллектуальное управление производством – G2 Diagnostic Assistant (GDA), Statistical Process Control (SPC);
оперативное планирование – G2 Scheduling Toolkit (GST), Dynamic Scheduling Packadge (DSP);
разработка и моделирование производственных процес-
сов – G2, ReThink;
управление операциями и корпоративными сетями – Fault Ex-
pert.
G2 – динамическая система в полном смысле этого слова. Это объектно-ориентированная интегрированная среда для разработки и сопровождения приложений реального времени, использующих базы
74
знаний. G2 функционирует на большинстве существующих плат-
форм: Solaris 1 and 2, Unix, OpenVMS, Windows NT / 2000 Professional / XP. База знаний G2 сохраняется в обычном ASCII-файле, который однозначно интерпретируется на любой из поддерживаемых платформ. Перенос приложения не требует его перекомпиляции и заключается в простом переписывании файлов. Функциональные возможности и внешний вид приложения не претерпевают при этом никаких изменений.
G2 – среда для разработки и развертывания интеллектуальных динамических систем управления. Прикладные программы, написанные в среде G2, могут существенно повысить эффективность выполнения операций, благодаря следующим факторам:
-непрерывный контроль над потенциальными проблемами прежде, чем они проявят неблагоприятное воздействие;
-принятие комплексных оперативных решений на основе информации, полученной посредством рассуждений и анализа данных,
содержащихся в интеллектуальной модели процесса;
-диагностирование основных случаев возникновения проблем, критичных ко времени выполнения и выработки последовательности правильных действий;
-поддержание оптимальных рабочих условий;
-координирование действий и информации в выполнении сложных оперативных процессов.
В G2 можно эффективно создавать и применять общие знания, создавая универсальные правила, процедуры, формулы и зависимости, которые являются применимыми для полных классов объектов. В результате сокращается время на разработку и увеличивается эффективность приложений.
Для представления знаний используется структурный естественный язык, что позволяет облегчить чтение, редактирование и поддержку баз знаний. Это облегчает использование и редактирование приложений пользователем непрограммистом. Для создания и редактирования баз знаний используется Редактор баз знаний.
Для представления знаний эксперта о проблемной области используются правила. Правила могут быть как общими, то есть относящимися ко всему классу, так и специфическими, относящимися к конкретным экземплярам класса. Правила возбуждаются
75