Realizarea unui sistem expert

Realizarea unui sistem expert.

Procesul de realizare a unui sistem expert poate fi sintetizat in parcurgerea urmatoarelor trei faze: Dezvoltarea, consultarea si imbunatatirea sistemului expert.

Faza de dezvoltare a sistemului expert consta in realizarea partilor componente ale sistemului expert (baza cunostintelor, motor de interfete, modul explicativ, modul de achizitionare a cunoasterii si interfetele de dialog utilizator) de catre analisti programatori, cat si in achizitionarea cunoasteri de la experti in domeniu sau din alte surse si implementarea acestora in baza de cunostinte de catre cognitician.

Acest proces este cea mai grea si complexa activitate, care se desfasoara pe o perioada lunga de timp si la care participa expertul, cogniticianul, analistul programator si utilizatorul final.

Expertul in domeniu este caracterizat printr-un nivel superior de cunostinte si aptitudini care ii permite rezolvarea calitativ superioara, in raport cu ceilalti, a problemelor specifice domeniului aprobat. In plus, ca actor implicat in constituirea unui sistem expert, el trebuie sa dispuna de capacitatile necesare de comunicare, in sensul transmiterii cunostintelor sale relevante, precum si disponibilitati, ca timp si vointa, de a face accesibila expertiza pe care o detine.

Inginerul de cunostinte (cogniticianul) este factorul central, care cumuleaza activitatile de proiectare, elaborare, exprimare si implementare a sistemului expert. Denumirea atribuita acestuia evidentiaza focalizarea activitatii sale pe cunostintele aferente problemei abordate. Principalele atributii ale inginerului de cunostinte sunt: evaluarea problemei, intervievarea expertilor, identificarea metodelor de rezolvare a problemelor, alegerea solutiei software, scrierea in cod, testarea sistemului, revizuirea sistemului, integrarea sistemului in contextul de lucru, intretinerea sistemului. Ponderea principala revine atributiilor referitoare la achizitia, modelarea si organizarea cunostintelor.

Analistul programator este persoana care desfasoara activitatea de programare a sistemului expert realizand partile componente ale acestuia (baza de cunostinte, motorul de interfete, modulul de achizitionare a cunostintelor, modulul explicativ, interfata utilizator).

La realizarea sistemului expert se folosesc generatoare de sistem expert care pot fi setate in functie de domeniul utilizat la parametri optim de utilizare. Acestea asigura functionarea sistemului avand structurate din punct de vedere fizic partile componente ale unui sistem expert, ramanand in seama cogniticianului activitatea de achizitionare si implementare a cunostintelor.

Utilizatorul final are, in cazul sistemelor expert, un rol mai putin pregnant in raport cu cel care ii revine in alte actiuni de informatizare; astfel el poate contribui la procesul de achizitie a cunostintelor si de definitivare a aplicatiilor oferite de sistem. In analiza rezultatelor furnizate de sistemul expert, utilizatorul final promoveaza criterii dependente de nivelul sau de participare la actualizarea bazei de cunostinte a sistemului:

>     cei cu nivel inalt de participare sunt sensibili la ambiguitatea formularii deciziilor;

>     pentru ceilalti utilizatori, acceptarea recomandarilor sistemului, in special a celor care amendeaza propriul punct de vedere, depinde de autoritatea si credibilitatea celor care au constituit sistemul.

Principalele probleme ce intervin in colectarea tuturor cunostintelor necesare constituirii modelelor conceptuale si a bazei de cunostinte sunt:

>     lipsa de sintetizare initiala, consecinta a faptului ca in exercitarea activitatii sale expertul nu are nevoie sa-si exteriorizeze cunostintele;

>     tendinta fireasca de omitere a cunostintelor generale care apartine fondului comun al profesiei sau domeniului respectiv (cunostinte de bun simt) si care pentru expertul uman sunt subintelese;

>     existenta mai multor surse de cunostinte;

>     dificultatea de a indentifica, din masa de cunostinte, pe cele necesare sau relevante;

>     necesitatea de a colecta un numar mai mare de exceptii si de cazuri nespecifice pentru a putea conferi suficienta flexibilitate viitorului sistem; nu trebuie uitat ca, spre deosebire de aplicatiile informatice de gestiune traditionala, un sistem expert isi propune, prin definitie, sa rezolve probleme nestructurate sau slab structurate in care exceptiile sunt frecvente.

Colectarea cunostintelor se poate realiza pe cale manuala sau automata. Principalul procedeu de culegere este interviul, folosit frecvent si in crearea aplicatiilor informatice conventionale.

>     automatizarea achizitionarii cunostintelor presupune definirea unor instrumente informatice care sa asigure urmatoarele servicii:

>     asistarea expertului in transmiterea directa a cunostintelor sale, fara a mai fi necesara participarea altei persoane (in speta, a cogniticianului);

>     sprijinirea cogniticianului in culegerea mai eficienta a cunostintelor, in special in cazul problemelor de mari dimensiuni sau complexitate ridicata; inductia automata, adica generarea automata de reguli de productie pe baza unui set de exemple sau cazuri formulate de expert sau chiar a continutului unei baze de date nespecifice.

Achizitionarea si descrierea cunostintelor este o activitate complexa ce consta in:

> identificarea obiectelor, conceptelor sau notiunilor folosite; aceasta identificare nu trebuie inteleasa aici numai ca o enumerare ci ca un proces de atribuire de identificatori unici si de rezolvare a problemelor legate de eventualele ambiguitati, de sinonimii si omonimii;

>     descrierea obiectelor, conceptelor sau notiunilor folosite, prin precizarea atributelor si a valorilor relevante ale acestora, care imbraca de foarte multe ori o exprimare pronuntat calitativa, de genul 'bun', 'excelent', 'mediocru', 'opus', 'contrariu', relevanta, la randul ei, este apreciata prin prisma perceptiei persoanei sau persoanelor a caror expertiza urmeaza a fi captata si este, in consecinta, supusa subiectivismului;

>     organizarea cunostintelor, care consta in identificarea si prezicerea retelelor ierarhice sau de clasificare ale obiectivelor, conceptelor sau notiunilor folosite de catre experti; cu acest prilej pot fi stabilite care sunt conceptele primare si cele derivate precum si relatiile de transfer succesoral dintre ele.

Cunostintele colectate in cadrul acestei etape nu sunt direct utilizate: ele urmeaza a fi structurate si exprimate in forma adecvata metodei de reprezentare a cunostintelor si a particularitatilor motorului de inferente.

Faza de consultare cuprinde activitatea pe care o desfasoara utilizatorul sistemului expert in procesul de exploatare al acestuia dupa ce a fost dezvoltat si validat de catre comisia de omologare.

Consultarea sistemului expert se face de catre utilizator prin adresarea de intrebari specifice domeniului de activitate. Sistemul accepta intrebarile oferind raspunsuri sub forma de explicatii, sugestii, sfaturi, concluzii, etc.

Raspunsurile pe care le da sistemul expert sunt determinate de baza de cunostinte de care acesta dispune, capacitatea motorului de interfete pe care o are de a cauta in baza de cunostinte si euristicele folosite de acesta pentru selectarea raspunsului adecvat situatiei impuse.

Faza de imbunatatire, a sistemului expert, consta in activitatea ce se desfasoara pe timpul exploatarii pentru actualizarea bazei de cunostinte cu informatiile si datele noi aparute in domeniu, precum si cea de imbunatatire a motorului de interfete cu noi metode si principii de luare a deciziei.

Aceasta activitate este desfasurata de persoana care se ocupa cu intretinerea si exploatarea sistemelor expert.

Inteligenta artificiala si sistemele expert fac parte, ca origine, din marea familie a informaticii. Pentru generarea si dezvoltarea acestora, la fel ca software-ul clasic, sunt folosite limbaje de programare si generatoare de sisteme expert.

Diferenta dintre un limbaj de programare (Pascal, Prolog, LISP) si un generator de sisteme expert consta in capacitatea generatoarelor de a dezvolta un sistem expert pe baza unui dialog interactiv cu programatorul, simplificand foarte mult munca de programare a principalelor elemente componente ale sistemului expert. Generatoarele de sisteme expert includ limbaje de programare pentru inteligenta artificiala de nivel mai inalt decat limbajele de programare a sistemelor expert. Natura specializata a acestor medii de dezvoltare le recomanda pentru construirea sistemelor expert, dar nu si pentru o programare cu scop general, universal. Din aceasta cauza sunt dese situatiile in care anumite functii trebuie elaborate in limbaje de programare procedurale.

Principalul element distinctiv, functional, al unui mediu de dezvoltare a sistemelor expert fata de un limbaj de programare procedurala consta in focalizarea reprezentarii astfel¹⁵:

>     limbajul de programare se concentreaza pe tehnicile mai flexibile si mai robuste de reprezentare a datelor si de manipulare a acestora;

>     prin contrast, mediile de dezvoltare a sistemelor expert se focalizeaza pe cele mai flexibile si mai robuste metode de reprezentare a cunoasterii;

>     paradigma programarii procedurale ofera un singur nivel de abstractie implementat prin metoda ca: operatori, structuri de control etc, in care datele si metodele sunt interconditionate;

>     paradigma sistemelor expert ofera doua niveluri de abstractizare: abstractia datelor si abstractia cunoasterii.

Mediile de dezvoltare a sistemelor expert separa datele sau cunostintele de metodele lor de manipulare. De exemplu, intr-un sistem expert bazat pe reguli, faptele sunt abstractii ale datelor, iar regulile sunt abstractii ale cunoasterii.

In prezent, cercetarile in problematica mediilor de dezvoltare a sistemelor expert sunt orientate in patru mari directii¹⁶:

>        limbaje de programare si instrumente pentru ajutor in programare;

>        medii si instrumente generale pentru sisteme expert;

>        medii si instrumente specifice problemei;

>        medii si instrumente specifice domeniului.

In principiu, orice mediu de dezvoltare a sistemelor expert trebuie sa intruneasca urmatoarele trasaturi¹⁷:

>        sa fie puternic, mentenabil si sa dispuna de limbaje standardizate;

>        sa posede biblioteci bine dotate cu cod sursa, cod obiect si cunostinte in domeniu;

>        sa utilizeze statii de lucru si platforme cu caracteristici grafice de inalta rezolutie, color, cu ferestre multiple si actualizare rapida;

>        sa dispuna de instrumente software pentru utilizare usoara;

>        sa utilizeze cele mai bune echipamente de intrare;

>        comunicarea intre procese sa fie standardizata si flexibila;

>        interfata de dialog sa fie prietenoasa si uniforma;

>        sa dispuna de editoare capabile sa trateze module de program cu structura individuala;

>        dupa dezvoltare pe cele mai bune medii de programare, sistemul sa poata fi translatat in limbaje si masini mai potrivite ca viteza si memorie de lucru.

Experienta informatica actuala¹⁸ sugereaza ca este preferata utilizarea unui produs program comercializat in scopul rezolvarii unor probleme, decat sa se construiasca un nou produs program. Astfel, orientarea generala in selectarea unei paradigme consta in a considera mai intai paradigmele procesurale, datorita faptului ca s-a acumulat o mare experienta in acest domeniu si, numai daca, efectiv, problema nu se poate solutiona cu programe procedurale, sa treaca la paradigme neprocedurale, cum este si aceea a inteligentei artificiale.

Sistemele expert, fiind un subdomeniu al inteligentei artificiale, s-au creat medii si instrumente specializate pentru dezvoltarea lor, precum si limbaje de inteligenta artificiala.

In prezent, pe piata internationala software se gasesc foarte multe limbaje de programare si generatoare de sisteme expert. Oferta acestora se gaseste pe Internet in site-urile de prezentare ale firmelor producatoare.

Pentru achizitionarea unui generator de sisteme expert trebuie avut in vedere urmatoarele caracteristici:

>        domeniul de activitate in care acesta poate fi folosit;

>        sistemul de operare sub care lucreaza;

>        caracteristicile ce trebuie sa le indeplineasca computerul pe care trebuie sa ruleze sistemul expert;

>        modul de achizitie si implementare al cunostintelor;

>        metodele de cautare in baza de cunostinte;

>        tipul de proceduri folosite;

>        numarul de reguli pe care acesta le accepta;

>        pretul de achizitie.

5 Aria de cuprindere a sistemelor expert

Asa dupa cum am subliniat anterior, aplicatiile sistemelor expert sunt din cele mai variate, gasindu-si rolul si locul intr-o multitudine de domenii. Promptitudinea si rapiditatea de rezolvare a problemelor aparute in activitatea cotidiana desfasurata, usurinta de utilizare si consultare de catre manageri in actiunile pentru luarea deciziei optime duc practic la indispensabilitatea acestora si in domeniul economico-financiar.

Aria de cuprindere in care se utilizeaza acestea este determinata in principal de functiile pe care le indeplinesc sistemele expert.

>     Functia de    control si monitorizare - controlul inteligent al sistemelor;

>     Functia de depanare si reparare - recomanda corectii ale deficientelor functionarii sistemelor;

>     Functia de proiectare - proiectarea produselor si sistemelor;

>     Functia de diagnostic si intretinere - localizeaza erorile de functionare si recomanda corectiile necesare;

>     Functia de instruire - imbunatateste performantele celor care invata folosind strategiile CAI (Computer Asisted Instruction);

>     Functia de    interpretare - clarificarea unor situatii, inferarea situatiilor noi pe baza semnalelor de la senzori;

>     Functia de planificare - dezvolta scheme de activitate orientate spre scop (obiective);

>     Functia de predictie - inferarea unor situatii probabile pe baza informatiilor deja cunoscute;

>     Functia de simulare - deducerea consecintelor actiunilor sau a evenimentelor declansate de catre sistemul insusi;

>     Functia de clasificare (taxonomie) - organizarea entitatilor (obiectivelor) pe clase/categorii;

>     Functia de selectie - Identificarea celei mai bune alternative dintr-o lista de posibilitati.

Domeniile de activitate in care sistemele expert isi gasesc pregnant utilitatea sunt:

>     Medicina si biologie - se folosesc cu precadere functiile de diagnostic si intretinere;

>     Geologie si geologie;

>     Agricultura si agronomie;

>     Tehnica si sisteme tehnice - se folosesc functiile de diagnostic, intretinere, depanare, reparare, control si monitorizare;

>     Domeniul economic si financiar-contabil - se folosesc functiile de planificare, predictie, simulare, selectie, diagnostic.

>     Chimie, biochimie, militar, etc. - se folosesc functii de planificare si interpretare;

>     Informatica si inginerie - se folosesc functiile de control si monitorizarea sistemelor complexe;

Revenind la domeniul economic si financiar-contabil putem spune ca au fost realizate numeroase sisteme expert acoperind si usurand munca desfasurata cu precadere acelora din domeniul asigurarilor si al bancilor.

Activitatile mai importante unde sistemele expert isi gasesc aplicabilitate in domeniul economic si financiar contabil sunt:

> In productie, sistemele expert fiind folosite pentru:

conducerea robotilor industriali si atelierelor flexibile de productie;

CAM, CIM (Computer Aided Manufacturing/Computer Integrated Manufactaring)

diagnosticul si intretinerea sistemelor;

controlul calitatii;

controlul proceselor in timp real;

> In domeniul finantelor, sistemele expert sunt folosite pentru:

consiliere plasamentele financiare;

gestiunea impozitelor;

marketing financiar;

diagnostic financiar;

acordare de credite;

planificare financiara;

gestiune portofolii, etc.

> Pentru gestiunea resurselor, sistemele expert isi gasesc aplicatia in:

evaluarea functiilor;

stabilirea baremurilor;

selectia personalului;

determinarea profitului;

pensionare;

instruire, etc.

> In marketing, sistemele expert se folosesc pentru:

evaluarea potentialului pietei;

analiza fortei si slabiciunilor concurentei;

gestiunea retelelor de distributie;

alegerea mediilor publicitare, etc;

> In domeniul asigurarilor, sistemele expert sunt utilizate pentru:

garantii;

vanzari;

planificare financiara;

rezolvare reclamatii;

analize actuariale;

plasamente investitionale; . gestiune portofolii.

> In activitatea bancara, sistemele expert ocupa primul loc pentru:

confruntare clienti-produse;

evaluare riscuri;

acordarea de credite comerciale;

gestiune portofolii;

audit colateral;

evaluarea creditelor;

tranzactii bancare;

planificare financiara;

prezentare incasari din vanzari;

declaratii bancare;

gestiune datorii;

schimburi cu strainatatea;

gestiune acreditive, etc.

> In activitatea de brokeraj, sistemele expert isi aduc o importanta contributie la:

analize investitii;

prelucrare tranzactii;

sprijin comercial;

gestiune risc;

vanzari;

oportunitate arbitraj;

monitorizare pret-actiune;

schimburi cu strainatatea;

gestiunea ratei dobanzii.

> In    domeniul financiar contabil, sistemele expert se folosesc pentru:

auditing;

planificarea impozitelor intreprinderii;

determinarea impozitului pe profit;

planificare financiara;

contabilitate financiara si contabilitate de gestiune.