Методология построения экспертных систем

Проектирование экспертных систем существенно отличается от разработки обычного программного продукта. Особенностью является то, что неформализованность задач, решаемых экспертной системой, отсутствие ясной методологии их разработки приводит к необходимости постоянной модификации принципов и способов построения экспертных систем в ходе непосредственной разработки и накопления знаний о предметной области. Наиболее общими подходами и этапами разработки экспертных систем являются: идентификация, концептуализация, формализация, выполнение, тестирование и опытная эксплуатация.

На этапе идентификации определяются задачи, подлежащие решению, выявляются цели разработки, ресурсы, эксперты и категории пользователей.

На этапе концептуализации проводится содержательный анализ проблемной области, выявляются используемые понятия и их взаимосвязи, определяются методы решения задач.

На этапе формализации определяются способы представления всех видов знаний, формализуются основные понятия, определяются способы интерпретации знаний, моделируется работа системы, оценивается адекватность целям системы зафиксированных понятий, методов решения, средств представления и манипулирования знаниями.

На этапе выполнения осуществляется наполнение экспертом базы знаний системы. Процесс приобретения знаний разделяют на получение знаний от эксперта, организацию знаний, обеспечивающую эффективную работу системы, и представление знаний в виде, понятном экспертной системе. Эвристический характер знаний приводит к тому, что процесс их приобретения является весьма трудоемким. На данном этапе создаются прототипы экспертной системы, которые решают задачи предметной области. Затем по результатам этапов тестирования и опытной эксплуатации создается конечный продукт, пригодный для промышленного использования. Разработка прототипа состоит в программировании его компонентов или выборе их из имеющихся интеллектуальных систем и наполнении базой знаний.

На этапе тестирования эксперт в интерактивном режиме, используя диалоговые средства, проверяет адекватность экспертной системы. Процесс тестирования продолжается до тех пор, пока эксперт не даст окончательной оценки о готовности системы к эксплуатации.

На этапе опытной эксплуатации проверяется пригодность экспертной системы для конечных пользователей.

Отличительной чертой компьютерных программ, разрабатываемых для создания экспертных систем, является их способность накапливать знания и опыт квалифицированных специалистов (экспертов) в какой-либо узкой предметной области. Такой эффект достигается благодаря тому, что экспертная система в процессе функционирования моделирует ту же схему рассуждений, которую использует эксперт при анализе проблемы.

К инструментальным средствам построения экспертных систем можно отнести пакеты Exsys Professional for Windows, Exsys Developer, представляющие собой экспертные оболочки и предназначенные для создания прикладных экспертных систем в разных предметных областях. Система построена на использовании правил вида «если-то-иначе». Для выбора стратегии получения заключения в системе по умолчанию используется обратная цепочка вывода.

Системы поддержки принятия решений предполагают использование пакетов программ, реализующих методы имитационного моделирования, факторного и корреляционного анализа, других экономико-математических и статистических методов.

Рассмотрим характеристику экспертных систем и систем поддержки принятия решений, используемых для поддержки управленческих решений в экономике и бизнесе.

Банковская деятельность. В данной области повышение эффективности работы за счет использования ЭС и СППР могут достигаться, в частности, за счет мониторинга различных аспектов деятельности, таких, как обслуживание кредитных карт, займов, инвестиций, что позволяет значительно повысить эффективность работы. СППР применяются для выявления потенциальных мошенников, оценки риска кредитования, прогнозирования состава клиентов и их группировки.

Страховая деятельность. В этой области применение СППР сводится практически к тому же самому «набору» — выявлению потенциальных случаев мошенничества, анализу рисков и классификации клиентов.

Розничная торговля. Торговые компании могут использовать технологии СППР для планирования закупок и хранения, анализа совместных покупок, поиска шаблонов поведения покупателей. Проанализировав информацию о количестве покупок и наличии товара на складе в течение некоторого периода времени, менеджер может планировать закупку товаров, например, с учетом сезонных колебаний спроса на товар.

Сфера телекоммуникаций. Телекоммуникационные компании используют СППР для подготовки и принятия комплекса решений, направленных на сохранение клиентов и минимизацию их оттока в другие компании. СППР позволяет более результативно проводить маркетинговые программы, вести более привлекательную тарификацию услуг.