Інтегровані (гібридні) експертні системи являють собою програмний комплекс, в якому мають місце засоби маніпуляції знаннями, а також стандартні пакети прикладних програм.

Системи інтелектуальної підтримки прийняття рішень

Інтелектуальна підтримка прийняття рішень – це сукупність процедур, які забезпечують особу, що приймає рішення (ОПР) рекомендаціями, що полегшують прийняття рішень і дозволяють спеціалістам вибрати чи сформувати необхідну альтернативу серед множини варіантів при прийнятті відповідальних рішень.

Розглянемо узагальнену структуру підсистеми інтелектуальної підтримки прийняття рішеньсистеми управління складним об¢єктом.

Як видно, структурна схема підсистеми інтелектуальної підтримки прийняття рішеньсистеми управління складним об¢єктом має деякі компонентні властивості для експертних систем. Основною відмінністю підсистеми інтелектуальної підтримки прийняття рішеньсистеми управління складним об¢єктом є її здатність обновлювати свої знання, обгрунтовувати рішення, прогнозувати розвиток ситуацій шляхом активної взаємодії її із системою управління і можливість прийняття інформації різного характеру.

Інтерфейс користувача забезпечує зв´язок на обмеженій природній мові, візуальне представлення результатів, а також можливість втручання ОПР в роботу системи управління

Взаємодія підсистеми інтелектуальної підтримки прийняття рішеньсистеми управління складним об¢єктом з прикладним програмним забезпеченням здійснюється при виконанні спеціальних обчислень, коли виникає необхідність у виконанні стандартних операцій по обробці даних. Зв´язок з розподіленою БД використовують підсистеми інтелектуальної підтримки прийняття рішеньсистеми управління складним об¢єктом для отримання даних та знань розподілених на різних рівнях ієрархії управління.

Рис.2.2. Узагальнена структура підсистеми інтелектуальної підтримки прийняття рішеньсистеми управління складним об¢єктом.

Блок прогнозування здійснюєоцінку ситуації, що склалася як в об´єкті управління, так і передбачену оцінку ситуації – розвитку в майбутньому. Він також може здійснювати оцінку можливих наслідків прийняття того чи іншого альтернативного рішення по управлінню.

Підсистема інтелектуальної підтримки прийняття рішеньсистеми управління складним об¢єктом реалізує механізм логічного виведення, який в основному базується на еврістиках. Еврістики визиваються метаправилами, які основані на контекстах чи ситуаціях.

Нечіткі регулятори

В багатьох об´єктах управління (зокрема в харчовій промисловості), присутня невизначеність, яка проявляється навіть на локальному рівні, тому в цьому разі ефективне управління можливе за рахунок застосування інтелектуальних алгоритмів. Інтелектуальні механізми на локальному рівні управління реалізовані у вигляді нечітких регуляторів. Ці регулятори розглянемо на прикладі нечіткого локального регулятора рН 2-гої сатурації:

Рис. 2.3. Структурна схема нечіткого регулятора рН 2-ої сатурації.

Сигнал розузгодження ΔрН і швидкість змінювання ΔрН' поступають на фазифікатор, де перетворюється у відповідну нечітку змінну лінгвістичних змінних ΔрН і ΔрН'; на основі нечітких значень лінгвістичних змінних ΔрН і ΔрН' блоком вибору правил знаходиться із бази знань (таблиця лінгвістичних правил) нечітке значення лінгвістичної змінної – регулююча дія – подача сатураційного газу. Це значення за допомогою дефазифікатора перетворюється в чітке кількісне значення положення визначеного механізму.

Лінгвістична змінна ΔрН другої сатурації має таку терм-множину:

ЗМ – значно менше;

МЕ – менше;

НО – норма;

БІ – більше;

ЗБ – значно більше.

Лінгвістична змінна швидкості змінювання ΔрН' має таку терм-множину:

ВВ – від´ємно велика;

ВС – від´ємно середня;

ВМ – від´ємно мале;

НУ – нуль;

ДМ – додатньо мале;

ДС – додатньо середнє;

ДВ – додатньо велике.

Розглянемо терм-множину витрати сатураційного газу:

НВ – негативно велике;

НС – негативно середнє;

НМ – негативно мале;

НУ – нуль;

ПМ – позитивно мале;

ПС – позитивно середнє

ПВ – позитивно велике.

Для каналу витрати сатураційного газу і рН 2-гої сатурації база знань має такий вигляд:

	DрН	DрН	DрН	DрН	DрН	DрН
Dр¢Н		ЗМ	МЕ	НО	БІ	ЗБ
Dр¢Н	ВВ	ПВ	ПС	ПС	НУ	НМ
Dр¢Н	ВС	ПВ	ПС	ПС	НУ	НС
Dр¢Н	ВМ	ПВ	ПМ	ПМ	НМ	НС
Dр¢Н	НУ	ПС	ПМ	НУ	НМ	НС
Dр¢Н	ДМ	ПС	ПМ	НМ	НМ	НВ
Dр¢Н	ДС	ПС	НУ	НС	НС	НВ
Dр¢Н	ДВ	ПМ	НУ	НС	НС	НВ

[2,c.99-108; 4,c.39-58; 5,с.55-77]

Контрольні питання

1. Які є типи інтелектуальних систем?

2. Із яких компонент складається експертна система?

3. Що таке інтелектуальна система підтримки прийняття рішень?

4. Які є блоки в підсистемі підтримки прийняття рішень?

5. Чим визначається структурна схема нечіткого регулятора?

6. Класифікація експертних систем.

7. Яким чином функціонує експертна система?

Тема 3. Основні функції інтелектуальних систем управління.

Характеристика процесів оперативного мислення при виникненні та усуненні проблемних ситуацій

Оперативне управління складними об¢єктами передбачає участь оперативно-диспетчерського персоналу, тобто системи управління є ергатичними системами (людино-машинні системи).Участь оператора у системі управління є особливо актуальною у випадку виникнення проблемних ситуацій.

Проблемна ситуація – це ситуація, в якій виникає різке протиріччя між запланованим та реальним функціонуванням об¢єкта управління, а у оператора відсутня інформація про те, що потрібно зробити для ліквідації протиріччя.

Під ситуацією ми розуміємо передісторію розвитку об¢єкта, його поточний стан (обстановка) й прогноз про майбутню поведінку об¢єкта.

У випадку проблемної ситуації можливі 2 варіанти:

1). Операторові взагалі невідомо, який спосіб дій вибирати, оскільки дана ситуація не зустрічалася в його досвіді й не передбачалася виробничими інструкціями. В цьому випадку оператор діє на основі аналогій. Аналогія – це судження про часткову схожість подій та об¢єктів.

2). В розпорядженні оператора є можливість використання певних засобів втручання в процес управління, комбінації яких дають можливість в певній мірі вирішити задачі, що виникли. В таких ситуаціях процес мислення оператора призводить до успішного вирішення задачі чи відкриття нового способу дій, чи до створення комбінацій відомих прийомів, які не використовувались раніше. Ця цілеспрямована діяльність оператора з метою усунення проблемних ситуацій може бути представлена у вигляді множини етапів та фаз управління, в результаті яких здійснюється досягнення загальної цілі управління шляхом забезпечення досягнення окремих підцілей.

Процес вирішення задач оператором при оперативному диспетчерському управлінні називають – оперативним мисленням, яке є основним ланцюгом в контурі переробки інформації в системі управління.

В процесі оперативного управління використовують такі функції:

1. Планування

2. Контроль

3. Діагностика

4. Розробка заходів по усуненню проблемних ситуацій.

Планування – це діяльність по створенню плану функціонування об¢єкта управління на певний відрізок часу.

Основою цієї діяльності оператора є загальний план, який складається на початку зміни на основі знань режиму роботи об¢єкта і врахування тих змінювань в об¢єкті, які повідомляються йому на початку зміни. Впродовж зміни оператор планує свою діяльність на 2-3 години на основі оцінки динамічного стану об¢єкта і співвідношення результатів цієї оцінки з інформацією про реальний хід процесу.

Контроль – це спеціальна діяльність оператора, яка направлена на забезпечення виконання виробничого плану із спостереженням за всією сукупністю параметрів, що характеризують функціонування об¢єкта управління.

Змістом контролю є відображення в пам¢яті людини різних динамічних характеристик об¢єкта управління, виявлення можливих проблемних ситуацій і встановлення успішності виконання плану.

Діагностика – процес визначення проблемної ситуації, виявлення причин її виникнення та прогнозування її наслідків, які можуть виникнути при відповідній ситуації.

Модель мислення при оперативному управлінні

Діяльність людини-оператора в системах управління орієнтована такими типами функцій:

1. Інтелектуальні.

2. Вольові.

3.Ефекторні.

В інтелектуальних функціях виділяють:

- Інстинктивні функції (засновані на генетичному несвідомому досвіді);

- Інтуїтивні функції (на основі особистого неусвідомленого досвіду);

- Свідомі функції (на основі соціального досвіду);

- Еврістичні функції (на основі творчого досвіду).

У вольових функціях виділяють:

- емоційновольові (імпульсні) функції;

- стереотипновольові (звичайні) функції;

- усвідомлювальновольові (на основі соціального критерію) функції.

В ефекторних функціях виділяють:

- командні функції;

- операційні (використання маніпуляторів);

- силові функції (виконання фізичної дії).

Інтелектуальні функції оператора базуються на його оперативному мисленні, тобто на його здатності відобразити, встановити шляхом мислення проблемну ситуацію. Потрібно представити її у вигляді певних елементів, привести в дію образи цих елементів та на їх основі створити план майбутніх дій по управлінню.

Якщо ж дії по управлінню однозначно витікають із ситуації і необхідність таких дій жорстко визначена програмою незалежно від складності дій таку діяльність оператора відносять до реактивної.

Різниця між реакціями і інтелектуальними процесами полягає у якості прийнятих рішень й основою прийнятих рішень в інтелектуальних діях оператора є його модель мислення.

Модель мислення має всю інформацію про дані, що характеризують ОУ, про функції, за допомогою яких перетворюються ці дані, а також інформацію про логічну послідовність здійснення процесів управління. Для цілеспрямованої обробки такої інформації модель мислення використовує індуктивні та дедуктивні механізми.

Індуктивні механізми мислення - це процеси навчання та адаптації. Інформацією для цих механізмів є знання про об¢єкт та область управління, які зафіксовані документально і можуть передаватися від людини до людини при навчанні.

Дедуктивні механізми мислення – це процеси аналізу та класифікації ситуацій, планування вибору та прийняття рішень, діагностика, тощо.

Інформацією для дедуктивного механізму мислення є відомості про стан об¢єкта управління, які отримує оператор від засобів представлення інформації.

Як оперативне управління не може існувати без об¢єкта і системи управління, так і оперативне мислення не може існувати без організації моторних дій шляхом реалізації ефекторних функцій на об¢єкті управління.

В даному випадку виникає замкнутий контур у якому один з основних ланцюгів є модель мислення оператора. Цей контур реалізовано за такою схемою.

	Сенсорне сприйняття		Модель мислення		Моторна реакція		Об¢єкт управління

Рис.3.1. Інтелектуальна діяльність оператора в управлінні складним об¢єктом.

Структура процесів оперативного мислення:

1. Логіко-часова послідовність регулюючих заходів.

2. Перелік поточних регулюючих заходів.

3. Способи усунення різних відхилень.

4. Перелік моторних реакцій.

5. Інформація про можливі в об¢єкті відмови.

6. Процес планування.

7. Процес вибору запасних варіантів заходів по усуненню проблемних ситуацій.

8. Процес рішення задач по усуненню відхилень.

9. Процес діагностики.

10. Процес реалізації моторних реакцій.

Рис.3.2. Структура процесів оперативного мислення.

Дата добавления: 2015-07-20