1.5. Структура экспертной системы

Структура ЭС представлена на рис.5. Центральная компонента – это ядро, обеспечивающее принятие решений и накопление новых знаний, которые формируются машиной логического вывода и поступают из вне от экспертов. Машина логического вывода формирует решения поступающих на вход задач на основе целей, данных, правил, фактов, механизма вывода и упрощений.

Определение 6: цель - это конечный результат, на который направлен процесс решения задачи.

Цель может быть разбита на подцели. Например, пусть поставлена цель: «определить целесообразность заказа на изготовление изделия на конкретном предприятии». Эта цель обычно разбивается на подцели:

• по каким технологическим процессам может быть изготовлено изделие на этом предприятии;

• какие технологические процессы обеспечат изготовление изделия в заданные сроки;

• какие технологические процессы позволят изготовить изделие с допустимыми затратами.

Данные необходимы для достижения цели. Данные можно разделить на две группы: постоянные и оперативные. Постоянные данные описывают объекты и процессы и используются при решении многих проблемных задач. Оперативные данные получаются в процессе решения конкретной задачи и могут после завершения либо уничтожаться, либо включаться в группу постоянных данных. Пример постоянных данных:

ДАННЫЕ: токарный патронный станок модели КТ-141 с ЧПУ имеет следующие технические характеристики:

число позиций револьверной головки ..................………………………………..	12
количество кодируемых инструментов .................……………………………….	99
частота вращения шпинделя, об/мин ..................………………………………....	56…900 160…2500

Модель усвоения знаний

Обучение машины (стратегии индукции)

Ядро

экспертной

системы

Представление знаний

Машина логического вывода

Методы

правдоподобного вывода

Интерфейс, связанный с объяснениями

“Окно в мир человека”

Пользователь

Рис.5. Типовая схема экспертной системы

наибольший ход суппорта, мм поперечный ..........................................................…………………………….. продольный ..........................................................…………………………….		125 250
Дискретность перемещения суппорта, мм поперечного ....................................................………………………………... продольного .......................................................………………………………		0,005 0,01
Подача суппорта (бесступенчатое регулирование), мм/мин поперечная ..........................................................……….…………………….. продольная .......................................................….…….……………………...		0….1200
скорость быстрого хода суппорта, мм/мин поперечного ..........................................................……………………. продольного ........................................................................…………..	2,4 4,8
мощность главного привода, кВт ......…..................………………………	15
длина х ширина х высота станка с электро-гидрооборудованием, мм ....	2165х5050х1870
масса, кг .....................................................................……………………….	5350
наибольший диам. х длина обрабатываемого изделия ……......................	200х100
шаг нарезаемой резьбы, мм .................................…………………….........	0,05….40

Оперативные данные – это данные об изделии и состоянии производственной среды, вводимые технологом, а также ответы, получаемые при проверке фактов.

Данные хранятся в соответствующих базах данных, которые включены в банк данных (Бн Данных).

ФАКТ: токарный патронный станок модели КТ-141 с ЧПУ предназначен для токарной обработки деталей сложной формы диаметром до 200 мм и длиной до 100 мм в патроне или на оправке в условиях мелкосерийного и серийного производства. Автоматический поиск запрограммированного инструмента позволяет устанавливать инструменты в произвольной последовательности. Свободное пространство в зоне резания способствует беспрепятственному сходу стружки.

ПРАВИЛО: если штучная заготовка имеет предельные размеры по D<=125мм, по L<=100мм, по массе <=10кг, то для ее обработки могут использоваться следующие модели токарных патронных и патронно-центровых станков: 11Б40ПФ4, КТ-141, ИРТ180ПМФ4, 1П717Ф3, 1В340030, 1П420ПФ40.

Факты (аксиомы) и правила составляют знания ЭС и хранятся в банке знаний (Бн Знаний).

В ЭС знания организованы так, что знания о предметной области отделены от других типов знаний системы, например, от знаний «как решать задачи» или знаний «как взаимодействовать с пользователем» (например, как печатать текст на терминале или как изменить текст в соответствии с командами пользователя). Знания о предметной области хранятся в базе знаний, а общие знания о нахождении решений задач включаются в механизм вывода и представляются либо процедурно, либо декларативно и хранятся в Бн Знаний.

Механизм вывода содержит интерпретатор, определяющий, каким образом применять правила для вывода новых знаний, и диспетчер, устанавливающий порядок применения этих правил. Схема взаимодействия базы знаний и механизма вывода показана на рис.6.

Определение 7: правила - это способ применения фактов.

Определение 8: факты - это аксиомы, которые получены опытным путем или с помощью рассуждений (выводов).

Но для построения системы ИИ этого мало, так как необходимы упрощения и механизм вывода (получения новых знаний).

Упрощения - это выбор тех фактов, которые необходимы для достижения цели. Механизм упрощения направляет процесс принятия решений в нужное русло, без чего нельзя было бы организовать решение поставленной задачи.