Создание базы знаний экспертной системы

После того, как на основе когнитивного анализа выработаны предложения или приняты решения о выполнении определенного набора действий (операций), в базу данных экспертной системы (или нескольких экспертных систем) записываются условия, при которых могут быть выполнены эти действия и детали и выполнения в соответствии с создавшимися условиями. На основе этой информации, записанной в базе знаний, экспертная система соответствии с конкретной обстановкой, генерирует решение о порядке выполнения операций (действий).

3. Сценарий − последовательность действий, предпринимаемых для достижения цели

СППР рассматривая набор операций, полученный в результате когнитивного анализа или формированных в экспертной системе как исходные данные, система поддержки принятия решений формирует возможные сценарии − последовательности выполнения таких операций (действий). Сценарии могут различаться не только последовательностью действий, но и составом.

Сценарий может быть создан и без формального выполнения двух ранее указанных этапов.

При создании СППР для различных приложений могут быть использованы либо один из этапов генерации решений, либо их различные комбинации

Генерацию возможных альтернатив решений можно реализовать следующими формальными методами:

· используя экспертные системы;

· путем комбинации различных операций, задаваемых экспертами или взятых из базы данных.

Экспертная система использует эвристические знания, получаемые от специалистов в данной предметной области. Для всех наиболее успешных применений экспертных систем характерна, по крайней мере, одна общая черта − они работают в одной ограниченной предметной области знаний. Попытки расширить предметную область, даже в пределах одной области знаний (например, в медицине), в подавляющем большинстве случаев успеха не давали.

При возникновении нестандартной ситуации предлагается набор возможных действий (операций). Если такой набор не предусматривается заранее, он может быть создан экспертом. Лицо, принимающее решение, или эксперт должен указать возможную последовательность выполнения операций, а также отметить, какие операции могут выполняться параллельно. Эта информация хранится в базе данных вместе со списком операций. На основании этих данных, а также времени выполнения каждой операции могут порождаться возможные последовательности операций (варианты сценариев). Таким образом, порождаются все возможные сценарии, и в дальнейшем возникает задача выбора наилучшего.

Оценка возможных вариантов решений необходима для всех типов задач и типов систем. Она предшествует окончательному выбору решения. Для анализа альтернатив могут использоваться различные методы:

· традиционные (однокритериальные или балльные);

· многокритериальные;

· методы нечеткой логики.

3.2.4. Оценка вариантов решения по заданным критериям:

1. Традиционные методы оценки возможных решений. В некоторых случаях можно дать оценку каждого варианта решения, например, в баллах. Однако очень часто однозначно оценить предложенные варианты не удается.

2. Многокритериальные оценки. Оценка варианта решения (сценария, программы) по многим критериям означает, что имеется более чем один показатель качества принимаемого решения и невозможно свести эти показатели естественным образом к одному. В данном случае могут применяться методы, основанные на различных принципах, например:

1. Принцип свертки критериев. Применяется при "оптимизации" многих критериев одним координирующим центром (задача многокритериальной оптимизации). Для каждого из критериев (целевых функций) f₁ (x),..., f_n (x) экспертным путем назначаются "веса" (числа)

причем показывает "важность или значимость" критерия f_i. Далее решение х* из множества допустимых решений Х выбирается так, чтобы максимизировать (или минимизировать) свертку критериев:

2. Принцип минимакса. Применяется при столкновении интересов противоборствующих сторон (антагонистический конфликт). Каждое ЛПР сначала для каждой своей стратегии (альтернативы) вычисляет "гарантированный" результат, затем окончательно выбирает ту стратегию, для которой этот результат наибольший по сравнению с другими его стратегиями. Такое действие не дает ЛПР "максимального выигрыша", однако является единственно разумным принципом оптимальности в условиях антагонистического конфликта. В частности, исключен всякий риск.

3. Принцип равновесия по Нэшу. Это обобщение принципа минимакса, когда во взаимодействии участвуют много сторон, преследующий каждый свою цель (прямого противостояния нет). Пусть число ЛПР (участников неантагонистического конфликта) есть n. Набор выбранных стратегий (ситуация) (х₁*, х₂*,..., х_n*) называется равновесным, если одностороннее отклонение любого ЛПР от этой ситуации может привести разве лишь к уменьшению его же "выигрыша". В ситуации равновесия по Нэшу участники не получают максимального "выигрыша", но они вынуждены придерживаться ее.

4. Принцип оптимальности по Парето. Данный принцип предполагает в качестве оптимальных те ситуации (наборы стратегий (х₁*, х₂*,..., х_n*)), в которых улучшение "выигрыша" отдельного участника невозможно без ухудшения "выигрышей" остальных участников. Этот принцип предъявляет более слабые требования к понятию оптимальности, чем принцип равновесия по Нэшу. Поэтому Парето-оптимальные ситуации существуют почти всегда.

3.2.5. Использование нечеткой логики для оценки возможных решений. Необходимость применения нечеткой логики вызвана тем, что по мере роста сложности систем постоянно падает наша способность делать точные и в то же время значащие утверждения относительно их поведения, пока не будет достигнут порог, за которым точность и значимость становятся почти взаимоисключающими характеристиками.

После того как процедура оценки вариантов решений проведена, возможны три варианта:

· переход к согласованию критериев (если не удалось ранжировать варианты);

· переход к анализу последствий принятия решений (если предложенные варианты удовлетворяют экспертов или лиц, принимающих решения);

· если не найдено ни одного удовлетворительного решения, то производится уточнение постановки задачи, выявление дополнительных ресурсов, согласование целей с имеющимися ресурсами, ограничениями и т. д.