Методология разработки ЭС

По опыту известно, что большая часть знаний в конкретной предметной области остается личной собственностью эксперта. И наибольшую проблему при разработке экспертной системы пред­ставляет процедура получения знаний у эксперта и занесения их в базу знаний, называемая извлечением знаний. Это происходит не потому, что он не хочет разглашать своих секретов, а потому, что он не в состоянии сделать этого: ведь эксперт знает гораздо боль­ше, чем сам осознает. Кроме того, обладая большими знаниями и опытом в своей предметной области, эксперт может не быть спе­циалистом в области

компьютеров и интеллектуальных систем. Поэтому для выявления знаний эксперта и их формализации на протяжении всего периода разработки системы с ним взаимодей­ствует инженер по знаниям.

В целом процесс разработки экспертной системы носит эволю­ционный характер. Можно выделить следующие основных этапы эволюции экспертной системы:

• определение характеристик задачи (этап идентификации);

• поиск понятий для представления знаний (этап концептуали­зации);

• разработка структур для организации знаний (этап формали­зации);

• формулировка правил, воплощающих знания (этап реализа­ции);

• оценка правил, в которых воплощено знание (этап испыта­ний).

На этапе идентификации инженер по знаниям и эксперт опре­деляют цели и задачи построения ЭС, ее предметную область, необходимые для нее ресурсы (время, вычислительные средства). Они также указывают участников процесса создания системы (на­пример, дополнительных экспертов).

В ходе этапа концептуализации эксперт и инженер по знаниям выявляют основные понятия, отношения и характер информационных потоков, необходимые для описания процесса решения задач в данной предметной области.

На этапе формализации инженер по знаниям производит вы­бор инструментального средства разработки ЭС и при помощи эксперта представляет основные понятия и отношения в рамках некоторого формализма, задаваемого выбранным средством раз­работки.

В ходе этапа реализации эксперт осуществляет наполнение базы знаний, а инженер по знаниям комбинирует и реорганизует фор­мализованное знание. Результатом этого этапа является програм­ма-прототип, которую можно выполнять и подвергать конт­рольным испытаниям.

Наконец, в ходе испытания проводится оценка работы про­граммы-прототипа. Как правило, эксперт дает оценку работы про­граммы и помогает инженеру по знаниям в последующих ее мо­дификациях.

Иногда к рассмотренным пяти этапам добавляют шестой: этап опытной эксплуатации, в ходе которого проверяется пригодность экспертной системы для конечных пользователей.

Перечисленные этапы создания экспертной системы не явля­ются четко очерченными, детально определенными или даже не­зависимыми друг от друга. В лучшем случае они грубо описывают сложный процесс извлечения знаний. На каждом из них возмо­жен откат на несколько этапов назад. Таким образом, экспертная система эволюционирует, постепенно усложняя организацию и представление знаний. Время от времени, когда появляется необ­ходимость в новых свойствах, которых нельзя достичь, исходя из возможностей существующей системы, происходит существенная реорганизация и перестройка всей ее архитектуры.