6.2. Технологія проектування і розробки
6.2.1. Проблеми розробки промислових ес
Розробка програмних комплексів експертних систем як в іноземних, так і в нашій країнах знаходиться швидше на рівні мистецтва, ніж науки. Це пов'язано з тим, що довгий час системи штучного інтелекту впроваджувалися в основному під час фази проектування, а найчастіше розроблялося декілька прототипних версій програм, і на їхній основі вже створювався кінцевий продукт. Такий підхід діє добре в дослідницьких умовах, однак у комерційних умовах він є занадто дорогим, щоб виправдати витрати на розробку.
Процес розробки промислової експертної системи, спираючись на традиційні технології [Ніколов і ін., 1990; Хейес-Рот і ін., 1987; Tuthill, 1994], практично для будь-якої предметної області можна розділити на шість більш-менш незалежних етапів (рис.6.2).
Рис. 6.2. Етапи розробки ЕС
Послідовність етапів дана тільки з метою одержання загального представлення про процес створення ідеального проекту. Звичайно, послідовність ця не цілком фіксована. У дійсності кожен наступний етап розробки може принести нові ідеї, що можуть вплинути на попередні рішення і навіть привести до їх переробки. Саме тому багато фахівців з інформатики дуже критично відносяться до методології експертних систем. Вони вважають, що витрати на розробку таких систем дуже великі, час розробки занадто великий, а отримані в результаті програми накладають велике навантаження на обчислювальні ресурси.
Вцілому за розробку експертних систем доцільно братися організаціям, де накопичений досвід по автоматизації рутинних процедур обробки інформації, таких як:
формування корпоративних інформаційних систем;
організація складних розрахунків;
робота з комп'ютерною графікою;
обробка текстів і автоматизований документообіг.
Рішення таких задач, по-перше, підготовлює висококваліфікованих фахівців з інформатики, необхідних для створення інтелектуальних систем, по-друге, дозволяє відокремити від експертних систем не експертні задачі.
6.2.2. Вибір придатної проблеми
Цей етап визначає діяльність, що передує рішенню почати розробляти конкретну ЕС. Він включає [Ніколов і ін., 1990]:
визначення проблемної області і задачі;
знаходження експерта, який бажає співпрацювати при вирішенні проблеми, і призначення колективу розробників;
визначення попереднього підходу до вирішення проблеми;
аналіз витрат і прибутків від розробки;
підготовку докладного плану розробки.
Правильний вибір проблеми представляє критичну частину розробки вцілому. Якщо вибрати невідповідну проблему, можна дуже швидко загрузнути в «болоті» проектування задач, яких ніхто не знає, як вирішити. Невідповідна проблема може також привести до створення експертної системи, що коштує набагато більше, ніж виділено. Може бути ще гірший випадок, якщо розробити систему, що працює, але неприйнятна для користувачів. Навіть якщо розробка виконується організацією для власних цілей, ця фаза є добрим моментом для одержання рекомендацій ззовні, щоб гарантувати вдало обраний і здійсненний з технічної точки зору первісний проект.
При виборі області застосування варто враховувати, що якщо знання, які необхідні для вирішення задач, постійні, і зв'язані з обчислювальною обробкою, то, цілком ймовірно, звичайні алгоритмічні програми будуть найкращим способом вирішення проблем у цій області.
Експертна система ні в якому разі не усуне потребу в реляційних базах даних, статистичному програмному забезпеченні, електронних таблицях і системах текстової обробки. Але якщо результативність задачі залежить від знання, яке є суб'єктивним, що змінюється, символьним чи частково виходячими з висновків здорового глузду, тоді область може обґрунтовано виступати претендентом на експертну систему. Звичайно експертні системи розробляються шляхом одержання специфічних знань від експерта і введення їх у систему. Деякі системи можуть містити стратегії одного індивіда. Отже, знайти придатного експерта — це ключовий крок у створенні експертних систем. У процесі розробки і наступного розширення системи, інженер по знаннях і експерт звичайно працюють разом. Інженер по знаннях допомагає експерту структурувати знання, визначати і формалізувати поняття і правила, необхідні для рішення проблеми.
Під час попередніх бесід вони повинні вирішити, чи буде їхнє співробітництво успішним. Це досить важливе, оскільки обидві сторони будуть працювати спільно, щонайменше протягом одного року. Крім них у колектив розробників доцільно включити потенційних користувачів і професійних програмістів. Докладно функції кожного члена колективу описані в наступному параграфі.
Попередній підхід до програмної реалізації задачі визначається, виходячи з характеристик задачі і ресурсів виділених на її рішення. Інженер по знаннях висуває звичайно кілька варіантів, зв'язаних з використанням наявних на ринку програмних засобів. Остаточний вибір можливий лише на етапі розробки прототипу.
Після того як задача визначена, необхідно підрахувати витрати і прибуток від розробки експертної системи. У витрати включаються витрати на оплату праці колективу розроблювачів. У додаткові витрати буде включена вартість програмного інструментарію, що використовується, за допомогою якого буде розроблена експертна система.
Прибуток може бути отриманий за рахунок зниження ціни продукції, підвищення продуктивності праці, розширення номенклатури продукції чи послуг, навіть розробки нових видів продукції чи послуг в області, в якій буде використовуватися ЕС. Відповідні витрати і прибуток від системи визначаються щодо часу, протягом якого повертаються засоби, вкладені в розробку. На сучасному етапі велика частина фірм, що розвивають великі експертні системи, переважно розробляють дорогі проекти, що приносять значний прибуток.
Можна чекати розвитку тенденцій розробки менш дорогих систем, хоча і з більш тривалим терміном окупності вкладених у них засобів, тому що програмні засоби розробки експертних систем безупинно удосконалюються. Після того як інженер по знаннях переконався, що:
дана задача може бути вирішена за допомогою експертної системи;
експертну систему можна створити запропонованими на ринку засобами;
є придатний експерт;
запропоновані критерії продуктивності є розумними;
витрати і термін їхньої окупності прийнятні для замовника,
тоді він складає план розробки. План визначає кроки процесу розробки і необхідних витрат, а також очікувані результати.