Экспертные системы

Примеры Экспертных систем

В настоящее время экспертные системы используются для решения различных типов задач в самых разнообразных проблемных областях, таких, как финансы, нефтяная и газовая промышленность, энергетика, транспорт, фармацевтическое производство, космос, химия, образование, телекоммуникации и связь и др. Далее будут рассмотрены наиболее яркие примеры экспертных систем.
Пример психолингвистической экспертной системы
Ваал(R) (http://www.vaal.ru/) позволяет прогнозировать эффект неосознаваемого воздействия текстов на массовую аудиторию, анализировать тексты с точки зрения такого воздействия, составлять тексты с заданным вектором воздействия, выявлять личностно-психологические качества авторов текста, проводить углубленный контент-анализ текстов и делать многое другое. Система разрабатывается с 1992 г.
Более подробно см. Психолингвистическая экспертная система Ваал(R)

Примеры экспертной системы в экономике
S&PCBRS Разработчиком данной экспертной системы является Chase Manatten Bank, Standart & Poor's Corp.
S&PCBRS была разработана для решения следующих задач: оценка рейтинга ценных бумаг по данным о фирмах эмитентах; формирование корректной рейтинговой шкалы.
Экспертная система имеет следующие характеристики: представление задачи оценки рейтинга как задачи классификации; отбор данных о фирмах эмитентах и формирование обучающего материала; выбор нейроклассификатора, его обучение и тестирование; сравнение с оценками экспертов; использование нейросетевой парадигмы Couter-Propagation.
Вероятность правильного предсказания рейтинга экспертной системы S&PCBRS составляет 84%.

Nereid Разработчиком данной экспертной системы является NTT Data, The Tokai Bank, Science Univercity of Tokyo.
Данная система была разработана для поддержки принятия решений для оптимизации работы с валютными опционами.
Система облегчает дилерскую поддержку для оптимального ответа из возможных представленных вариантов. Nereid более практична и дает лучшие решения, чем обычные системы принятия решений.Данная система разработана с использованием фреймовой системы CLP, которая легко интегрирует финансовую область в приложение ИИ. Предложен смешанный тип оптимизации, сочетающий эвристические знания с техникой линейного программирования.
http://www.tora-centre.ru/library/razn/finan.htm

Пример экспертной системы в торговле

РЕМОРАМА ЭС создана ООО "Медиасофт" и реализована как коммерческий продукт (уже не поддерживается). РЕМОРАМА подбирает стройматериалы под заданные пользователем параметры и производит расчёт их стоимости. Предполагается использование обычными людьми, не прошедшими специального обучения. ЭС устанавливается на сенсорные киоски в торговых залах строительных гипермаркетов. Итогом решения ЭС становится чек с перечнем, количеством и стоимостью материалов, которые удовлетворяют условиям задачи. С помощью этого чека покупатель осуществляет набор материалов и оплачивает их на кассе (одно сканирование для покупки комплекта материалов). Программа предлагает как основные, так и сопутствующие товары для решения задачи.
Оболочка имеет дружественный интерфейс, позволяет сравнивать цены различных комбинаций и выбирать производителя и марку для любого компонента. Для каждого вопроса существуют подсказки. Некоторые вопросы снабжены поясняющими иллюстрациями. Ответ осуществляется выбором варианта из предложенных, либо введением числового параметра. Подсчитанную смету как итоговый результат можно распечатать на принтере.

Пример экспертной системы в БД

OpenCyc (open source version of the Cyc technology) OpenCyc является сокращенным открытый вариантом базы знаний Cyc. Может использоваться для создания экспертных систем. В БД OpenCyc содержится 47000 понятий и 300000 фактов.
Система несомненно будет уместна, вместе с появлением в сети Интернет семантического уровня (обработки запросов, системы взаимосвязи контента и т.д.) В 2008 интерес к данной экспертной системе был проявлен фирмой Google. Применение OpenCyc многообразно: создание обучающих игр, создание БЗ в wikipedia, подключение в качестве модуля к другим экспертным системам и т.д.
http://www.opencyc.org/

Пример экспертной системы в электронике

CLIPS Суть технологии CLIPS заключается в том, что язык и среда CLIPS предоставляют пользователям возможность быстро создавать эффективные, компактные и легко управ¬ляемые экспертные системы. При этом пользователь применяет множество уже готовых инструментов (встроенный механизм управления базой знаний, механизм логического вывода, менеджеры различных объектов CLIPS и т. д.) и конструкций (упорядоченные факты, шаблоны, правила, функции, родовые функции, классы, модули, ограничения, встроенный язык COOL и т. д.). Так же CLIPS предоставляет возможность разбиения базы данных и решения задачи на отдельные независимые модули. Экспертная система CLIPS применяется как в системах, ориентированных на различные игры, так и в нечётких системах для формализации знаний.

Пример экспертных систем в военном деле

HASP/SIAP SIAP обнаруживает и идентифицирует различные типы океанских судов, используя преобразованные в цифровую форму данные от сетей гидрофонов. Данные имеют вид сонограмм, являющихся аналоговыми записями спектров принятой датчиками звуковой энергии. Для их интерпретации система применяет знания о характерных особенностях сонограмм различных типов кораблей. SIAP пытается идентифицировать суда и сгруппировать их в более крупные единицы, например флоты. Система обеспечивает анализ в режиме реального времени и корректировку ситуации с учетом непрерывно поступающих данных. Знания представлены в виде правил в рамках архитектуры доски объявлений с применением иерархически организованной схемы управления. На этапе предварительного изучения система называлась HASP [или SU/X]; и на ее основе была разработана система SIAP. Она реализована на языке INTERLISP и создана совместными усилиями Станфордского университета и компании Systems Control Technology. Она доведена до уровня исследовательского прототипа. (Surveillance Integration Automation Project)

Примеры экспертных систем в сфере управления процессами

FALCON. Экспертная система определяет вероятные причины отклонений параметров процесса от нормы на химическом заводе, интерпретируя данные, состоящие из числовых значений показаний приборов, положения переключателей и состояния аварийных датчиков. Система интерпретирует данные, используя знания о последствиях нарушения нормального режима работы данного аппарата или агрегата и о том, как нарушения на входе этого аппарата приводят к нарушениям на выходе. Знания представляются двумя способами: в виде набора правил, применение которых контролируется прямой цепочкой рассуждений, и в виде сети, воплощающей причинно-следственную модель процесса. Система реализована на языке Лисп и была разработана в Университете штата Делавэр. Она доведена до уровня демонстрационного прототипа.

Пример экспертной системы в информатике

CODES. Экспертная система помогает разработчику базы данных, желающему использовать подход IDEF1 для определения концептуальной схемы базы данных. Хотя в качестве подхода IDEF1 полезна, сложность ее правил часто сдерживает ее применение. Разработчик описывает, какие свойства и взаимосвязи желательны в базе данных, под руководством системы CODES, осуществляемым в форме диалога. Затем система применяет свои знания в виде правил и эвристик IDEF1 для построения концептуальной схемы разрабатываемой базы данных. Знания в CODES представлены в виде правил с применением обратной цепочки рассуждений в качестве стратегии управления. CODES реализована на языке UCI LISP. Она была разработана в Университете штата Южная Калифорния и доведена до уровня демонстрационного прототипа.

Пример экспертной системы в компьютерных системах

MIXER. Экспертная система оказывает помощь программистам в написании микропрограмм для разработанной Texas Instruments СБИС TI990. По заданному описанию микропрограммы система получает оптимизированные микропрограммы для TI990. MIXER содержит знания по микропрограммированию для TI990, взятые из руководства и из анализа микропрограммы управляющего ПЗУ TI990. Сюда относятся знания о том, как преобразовывать введенные описания в наборы промежуточных операций, как выделить соответствующие регистры под переменные и как преобразовать промежуточные операции в наборы микроопераций. MIXER использует эти знания, чтобы определить, какие микрооперации являются лучшими для реализации микропрограммы. Система представляет знания в виде правил и данных, обладает унификацией, управляемой механизмом вывода, и динамическим возвратом. MIXER реализована на языке Пролог. Она была разработана в Токийском университете и доведена до уровня демонстрационного прототипа.

ExpSystem PC 1.4.2 - Эта экспертная система поможет людям не столь хорошо разбирающихся в комплектующих для персонального компьютера подобрать себе приемлемую конфигурацию будущего компьютера. В программу вводятся данные о требовании к системе и максимальной сумме денег, предполагаемой для покупки. Так же данная экспертная система пригодится для менеджеров компьютерных салонов что бы автоматизировать свою работу и сделать автоматизированное рабочее место для своих покупателей. Для подбора комплектующих используется два алгоритма расчета: для "богатого" и "бедного" покупателя.Данная ЭС была разработанна в декабре 2006 года

ACE - Экспертная система ACE определяет неисправности в телефонной сети и дает рекомендации по необходимому ремонту и восстановительным мероприятиям. Система работает без человеческого вмешательства, анализируя сводки-отчеты о состоянии, получаемые ежедневно с помощью программы, следящей за ходом ремонтных работ в кабельной сети. ACE обнаруживает неисправные телефонные кабели и затем решает, нуждаются ли они в планово-предупредительном ремонте и выбирает, какой тип ремонтных работ вероятнее всего будет эффективным. Затем ACE запоминает свои рекомендации в специальной базе данных, к которой у пользователя есть доступ. Система принимает решения, применяя знания относительно телефонных станций, сообщения системы и стратегии анализа сетей. Представление знаний в системе основано на правилах; используется схема управления посредством прямой цепочки рассуждений. Она разработана в Bell Laboratories. ACE прошла опытную эксплуатацию и доведена до уровня коммерческой экспертной системы.

Пример экспертной системы в химии

DENDRAL - это старейшая, самая разработанная экспертная система, определяющая строение органических молекул по химическим формулам и спектрографическим данным о химических связях в молекулах.
Была создана в Стэнфорде в конце 1960-х г.г. (Э. А. Фейенбаум и Дж Ледерберг)
В ней реализован следующий подход:
1. Вывод ограничений из данных.
2. Генерация возможных структур.
3. Предсказание спектрограмм для структур-кандидатов.
4. Сравнение полученных результатов с фактическими данными.
Пример:
Химик, приготавливая вещество, часто хочет знать, какова его химическая структура. Для этого существуют различные способы:
Во-первых, специалист может сделать определенные умозаключения на основе собственного опыта.
Во-вторых, он может исследовать это вещество на спектрометре и, изучая структуру спектральных линий, уточнить свои первоначальные догадки.
Во многих случаях это даст ему возможность точно определить структуру вещества.
Проблема состоит в том, что все это требует времени и значительной экспертизы со стороны научного сообщества. Здесь-то и оказывается очень полезной система DENDRAL, автоматизирующая процесс определения химической структуры вещества.
В самых общих чертах процесс принятия решения следующий:
Пользователь дает системе DENDRAL некоторую информацию о веществе, а также данные спектрометрии (инфракрасной, ядерного магнитного резонанса и масс-спектрометрии), и та в свою очередь выдает диагноз в виде соответствующей химической структуры.
Эта продукционная система, в которой используется прямой логический вывод, иллюстрирует довольно распространенный в ИИ подход к решению проблем - <порождение и проверку ги¬потез>. Система Dendral использовалась в качестве консуль¬танта химиками-органиками более 15 лет. Она и сегодня считается <экспертом> в масс-спектрографическом анализе.
Источники:
http://www.ruslion.ru/psyhology/psychology76.html
http://www.aiportal.ru/articles/expert-systems/expert-systems.html
http://www.cross-apk.ru/stydenty1/doc/lit/PO/2/Gl2_9.htm

Пример экспертной системы в рекламной деятельности и PR

"EXPO: 1001 Рекламоноситель" - В 2000-м году консалтинговой фирмой "ТРИЗ-ШАНС" (Санкт-Петербург) была начата работа над компьютерной программой-консультантом, которая позволила бы специалисту по рекламе:
- за ограниченное время получить гамму решений задач,
- отобрать лучшие решения для дальнейшего доработки,
- выяснить адреса поставщиков рекламоносителей

Данная экспертная система помогает при:
разработке PR- и промо-акций, рекламных кампаний;
поиске новых идей для продвижения продукции;
поиске новых, нестандартных рекламоносителей и их поставщиков;
поиске идей для выставочных стендов;
анализе полученной системы решений.

Преимущества экспертной системы "EXPO: 1001 Рекламоноситель":

развернутая система Help, содержащая, в том числе, словарь терминов;
компактный Учебник выставочного дела, содержащий разделы: "Как выбрать выставку", "Цели участия в выставке", "Как уменьшить плату за выставку" и многие другие;
адреса интернет-ресурсов выставочной тематики;
более 350 способов "Отстройки от Конкурента";
более 2200 эффективных решений в области маркетинга, рекламы, PR и выставочной деятельности;
база данных поставщиков рекламоносителей.

База данных программы построена на основе анализа нескольких сотен книг по PR, рекламе и выставочной деятельности. А также нескольких сотен публикаций на эту же тему, собранных за последние 5 лет.
Если программой пользуется новичок, то без чтения массы книг, посещения платных многомесячных курсов и т.п., он за несколько минут получит возможные варианты решения своей задачи, из которых - на основании здравого смысла и отпущенного бюджета - уже сможет отобрать наиболее подходящие. Начальное освоение программы занимает 1-2 часа.
Если же пользователем является специалист, у которого с годами выработался "свой стиль" (а порой и "штампы"), то программа позволит ему взглянуть на свою работу с новой точки зрения.
Естественно, некоторые решения, выдаваемые программой, специалисту известны. Однако программа выдает целые подборки решений и позволяет ему сосредоточиться не на воспоминаниях, а на отборе лучших вариантов.

Пример экспертной системы в медицине:

Домашний доктор - простая медицинская экспертная система. Она определяет характер заболевания, основываясь на ответах пользователя, полученных в результате диалога. База знаний включает порядка 100 распространенных заболеваний
К сожалению полноценный эксперимент провести не смог, так как не болею. Программа для определения диагноза задаёт вопросы где ответами могут быть: <нет> , < не совсем> , <не знаю> , <наверное да> и <да> . В зависимости от вариантов ответа программа ставит вам диагноз. Так же после получения варианта вашего заболевания можно просмотреть информацию о нём прямо в тут же - в этой программе!
Скачать программу можно по ссылке: http://www.aiportal.ru/downloads/expert-systems/home_doctor_2_2.html

Экспертная система Кардиолог - определяет диагноз больного по введенным симптомам, назначает курс лечения и профилактики.

См. также: Экспертные системы в медицине

RUBRIC

Экспертная система помогает пользователю получить доступ к базам данных, содержащим неформатированные тексты.
Пример: когда пользователь называет какую-нибудь тему, RUBRIC автоматически разыскивает все документы, содержащие тексты, связанные с этой темой.
В системе RUBRIC взаимоотношения между темами, подтемами и фразами, содержащими ключевые слова, выражены в виде правил. Правила также определяют другие варианты терминов, выражений и способов написания одной и той же темы или понятия. В ходе поиска RUBRIC предоставляет пользователю документы, которые лежат в кластере, содержащем по крайней мере один документ с весом выше заданного пользователем порога. Это предотвращает ситуацию, в которой произвольно выбранный порог мог бы разделить близкие по рангу документы.
Язык системы: FRANZ LISP
Компания: .
http://www.aiportal.ru/articles/expert-systems/examples-expsys.html

APM WinMachine

Инструментально-экспертная cистема APM WinMachine представляет собой энциклопедию по машиностроению, включающую инструменты и программы для автоматизированного расчета ипроектирования деталей машин, механизмов, элементов конструкций и узлов. Кроме этого, она имеет современные графические средства, встроенные базы данных, необходимую информационную базу знаний, разветвленную систему подсказок и фундаментальный электронный учебник по основам проектирования машин.

APM WinMachine содержит современные, эффективные и надежные программы для расчета:
- энергетических и кинематических параметров;
- прочности, жесткости и устойчивости;
- выносливости при переменных режимах нагружения;
- вероятности, надежности и износостойкости;
- динамических характеристик.

Кроме того, в APM WinMachine имеется набор инструментальных средств расчета и анализа. Эти средства, а также проектируемые детали, в зависимости от назначения разделены на подсистемы (модули), которые могут функционировать как в составе системы, так и самостоятельно:
1. APM Graph - плоский чертежно-графический редактор с инструментом расчета размерных цепей
2. APM Studio - модуль твердотельного и поверхностного моделирования
3. APM Mechanical Data - модуль хранения стандартных деталей и узлов, расчетных данных по машиностроению
4. APM Material Data - модуль хранения и редактирования параметров материалов
5. APM Construction Data - модуль хранения графической информации по стандартным деталям и элементам строительных конструкций
6. APM Drive - модуль автоматизированного проектирования привода вращательного движения произвольной структуры
7. APM Trans - модуль проектирования механических передач вращения
8. APM Shaft - модуль проектирования валов и осей
9. APM Bear - модуль проектирования подшипниковых узлов качения с учетом их класса точности
10. APM Joint - модуль проектирования соединений элементов машин
11. APM Spring - модуль проектирования упругих элементов машин
12. APM Cam - модуль проектирования кулачковых механизмов
13. APM Slider - модуль проектирования плоских механизмов произвольной структуры
14. APM Plain - модуль расчета подшипников скольжения
15. APM Screw - модуль расчета неидеальных винтовых передач (скольжения, шарико- и планетарно-винтовых)
16. APM Structure3D - модуль расчета напряженно-деформированного состояния, устойчивости, собственных и вынужденных колебаний деталей и конструкций с использованием метода конечных элементов
17. APM Beam - модуль расчета балочных элементов конструкций
18. APM FEM2D - модуль конечно-элементного анализа плоских деталей
19. APM Truss - модуль расчета ферменных конструкций
20. MDM (Основы проектирования машин) - электронный учебник

Каждый модуль предоставляет пользователю интегрированную среду,которая в общем случае включает в себя:
- специализированный графический редактор;
- встроенные базы данных;
- полный цикл вычислений;
- разнообразные средства представления результатов расчета.

Официальный сайт, информация о компании и продукции: http://www.apm.ru/rus/

Источники

Сайт Создание робототехники: раздел "Экспертные системы" --homerobotics.ru
Блог посвящённый проблемам и путям развития OpenCYC --blogspot.com
Сайт Тора- Центр: "Экспертные системы в финансовой и экономической деятельности" --tora-centre.ru
Сайт проекта ВААЛ
Сайт ЭС "EXPO: 1001 Рекламоноситель" - http://www.triz-chance.ru/demo.html
Сайт Home&Pro Robotics - http://www.homerobotics.ru/soft_3.asp?name=FALCON

Дополнительный материал

Научная работа: Разработка экспертных систем. Среда CLIPS. А.П. Частиков, Т.А. Гаврилова, Д.Л.Белов, -2003г. --aiportal.ru
Кафедра информатики ЮУрГУ: "Коммерческие оболочки экспертных систем" --inf.susu.ac.ru
Экспертная система для финансового управления предприятием --lerc.ru

Эксп.системы ОСП ООП ОКМ 3GL 4GL 5GL ТП

Знаете ли Вы, что локальность - означает, что реализация одной абстракции может быть создана и рассмотрена без необходимости анализа реализации какой-либо другой абстракции. Принцип локальности позволяет составлять программу из абстракций, создаваемых людьми, работающими независимо друг от друга. Один человек может создать абстракцию, которая использует абстракцию, созданную кем-то другим.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира