Изучение принципов построения экспертных систем на основе представления нечетких знаний (метод Криса Нейлора)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Проектирование экспертной системы на основе представления нечетких знаний (метод Криса Нейлора)

тема

Преподаватель __________ Т. Г. Пенькова

подпись, дата инициалы, фамилия

Студент КИ12-18Б 031201695 ________ И. И. Судаков

номер группы номер зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

Красноярск 2016

Реферат

В данном курсовом проекте была спроектирована экспертная система «Консультант по выбору грузовой машины» на основе представления нечетких знаний (метод Криса Нейлора).

ЭС «Консультант по выбору грузовой машины»:

Данная экспертная система помогает определить грузовую машину для транспортировочных работ и помогает определиться в нужде заказа грузчиков к машине.

В дальнейшем, это система будет разработана на языке PHP, с использованием запросов на языке SQL для доступа к таблицам базы данных.

Оглавление

Реферат. 2

Цель работы.. 4

Основные задачи. 4

Введение. 5

1. Изучение принципов построения экспертных систем на основе представления нечетких знаний (метод Криса Нейлора). 7

2. Анализ существующих экспертных систем, построенных на основе представления нечетких знаний (метод Криса Нейлора). 9

3. Обоснование применимости технологии инженерии знаний для выбранной предметной области (решаемой задачи). 11

4. Разработка проекта экспертной системы «Консультант по выбору грузовой машины». 12

4.1. Проектирование базы знаний на основе метода Криса Нейлора. 14

4.2. Построение стратегии логического вывода (блок-схема алгоритма формирования базы исходных фактов, сопоставление данных и знаний, разрешения конфликтов, принятия решения). 15

Заключение. 17

Список использованных источников. 18

Цель работы

Проектирование интеллектуальной системы на основе применения технологии инженерии знаний для решения задачи, имеющей важное прикладное значение.

Основные задачи

1. Изучение принципов построения экспертных систем на основе представления нечетких знаний (метод Криса Нейлора).

2. Анализ существующих экспертных систем, построенных на основе представления нечетких знаний (метод Криса Нейлора).

3. Обоснование применимости технологии инженерии знаний для выбранной предметной области (решаемой задачи).

4. Разработка проекта экспертной системы «Консультант по выбору грузовой машины».

4.1. Проектирование базы знаний на основе представления нечетких знаний (метод Криса Нейлора) (извлечение, структурирование и формализация знаний).

4.2. Построение стратегии логического вывода (блок-схема алгоритма формирования базы исходных фактов, сопоставление данных и знаний, разрешения конфликтов, принятия решения).

Введение

Экспертная система, прежде всего, является программным продуктом, и ее назначение – автоматизация деятельности человека. Однако принципиальным отличием ЭС от других программ является то, что она выступает не в роли «ассистента», выполняющего за человека часть работы, а в роли «компетентного партнера» – эксперта-консультанта в какой-либо конкретной предметной области. ЭС аккумулируют в себе и тиражируют опыт и знания высококвалифицированных специалистов, позволяют пользоваться этими знаниями пользователям «неспециалистам» в данной предметной области. То есть, ЭС не призваны заменить собою эксперта в его непосредственной деятельности, а, напротив, расширяют возможную сферу применения знаний авторитетных специалистов. Кроме того, способности ЭС решать поставленные перед ними задачи не ослабевают со временем и не забываются при отсутствии практики, легко распространяются, так как являются компьютерной программой, прекрасно документированы, а значит и аргументированы, при многократном решении одной и той же задачи ЭС выдают одно и тоже решение в отличие от человека, который подвержен эмоциональным факторам. Плюс ко всему эксплуатация ЭС значительно дешевле, чем оплата труда человека-эксперта.

Хотя указанные преимущества и очевидны, следует отметить, что ЭС не обладают интуицией и общими знаниями о мире, их ход и метод решения проблемы не может выйти за рамки тех знаний, что в них заложены. ЭС также будут бессильны при решении проблемы в изменяющихся условиях, например, при смене методики решения или появлении нового оборудования. Эксперты могут непосредственно воспринимать весь комплекс входной сенсорной информации, будь то визуальная, звуковая, осязательная или обонятельная. ЭС воспринимает только символы, которыми представлены знания. Поэтому сенсорную информацию необходимо проанализировать и преобразовать в символьную форму, пригодную для машинной обработки. При преобразовании человеком сенсорной информации неизбежно возникают искажения и потери, но классифицировать весь поток информации на значимое и второстепенное или абсурдное способен только человек. Так, например, любой человек сразу же выразит свое недоумение, если его попросят найти номер телефона Аристотеля, но едва ли найдется программа, которая скажет, что древнегреческие философы не пользовались телефонами.

Таким образом, назначением экспертных систем является консультирование по узкоспециальным вопросам при принятии решений человеком. То есть ЭС используются для усиления и расширения профессиональных возможностей их пользователей.

Изучение принципов построения экспертных систем на основе представления нечетких знаний (метод Криса Нейлора)

Нечеткие (в широком смысле) знания могут обладать следующими признаками:

1. Неполнота;

2. Многозначность интерпретации;

3. Ненадежность;

4. Нечеткость (в узком смысле) – размытость;

5. Недетерминированность.

Ненадежность знаний

Ненадежность как свойство информации обычно делят на объективную и субъективную.

Объективная ненадежность представляет собой такое свойство информации, когда те или иные знания не всегда применимы, а те или иные данные не всегда наблюдаются по объективным причинам. Она может быть представлена с применением вероятностного подхода. Например, при одних и тех же клинических данных диагноз может быть разным.

Субъективная ненадежность представляет собой такое свойство информации, когда имеет смысл говорить о достоверности знаний или данных с субъективной точки зрения. Например, один и тот же врач, следуя своему опыту, ставит один диагноз, а другой врач, также следуя своему опыту, ставит другой диагноз. Субъективная ненадежность представляется по-разному: как с помощью вероятностного подхода, так и с помощью невероятностных коэффициентов, которые позволяют оценивать достоверность информации.

Метод Криса Нейлора

Данный метод применяется для представления как объективной, так и субъективной ненадежности знаний. Модель знаний Криса Нейлора: знания представляются как совокупность гипотез и характеризующих из признаков.

1-ая часть (гипотезы) – кортежи вида: ,

где H – название гипотезы;

– априорная вероятность наступления H;

j – номер признака;

– вероятность наступления события j при наступлении H;

– вероятность наступления события j в случае если H не наблюдается;

2-ая часть (характеризующие признаки):

(j; название признака; вопрос, который система задаст пользователю по поводу j-ого признака)

Пример:

1-ая часть:

(Грипп; 0,01; 4; (1; 0,7; 0,01); (2; 0,5; 0,02); (3; 0,8; 0,05); (5; 0,7; 0,03));

(Ангина; 0,001; 3; (1; 0,9; 0,01); (4; 0,9; 0,06); (5; 0,6; 0,04))

2-ая часть:

(1; Температура; «У Вас повышенная температура?»);

(2; Кашель; «У Вас есть кашель?»);

(3; Насморк; «У Вас есть насморк?»);

(4; Боль в горле; «Испытываете ли Вы боль в горле?»);

(5; Головная боль; «Испытываете ли Вы головную боль?»);

Идея логического вывода: на каждом шаге логического вывода рассматривается какой-либо признак из тех, которые еще не рассмотрены. Пользователю задается вопрос по поводу этого признака и, в зависимости от ответа, пересчитываются текущие вероятности гипотез по следующим правилам:

Если получен ответ «да»:

Если получен ответ «нет»: