Введение к работе
Актуальность^
Существует обширный їласс объектов и систем, представлящих собой сложные технические устройства, оснащенные подсистемой измерений, позволяющей производить съем. регистрацию и предварительную обработку множества значений физических параметров объектов.
В процессе функционирования таких объектов и систем существует необходимость оперативной оценки их текущего состояния с целью выработки адекватных управлящих воздействий - возникает задача диагностирования сложных объектов и систем.
Процесс диагностики технического состояния рассматриваемых объектов характеризуется необходимостью целенаправленной интерпретации измерительной информации, т.е. анализа данных с целью определения их омысла. При этом возникает требование полноты систем анализа измерительной информации, т.е. чтобы рассматривались все возможные интерпретации, с отбрасыванием неудовлетворительных вариантов при наличии достаточных для этого оснований. Одно из основных затруднений при этом состоит в том, что данные часто оказываются зашумлеиными и могут содержать ошибки.
Специалистами по диагностированию отмечается,что решение задач диагностирования слокных систем и поиска дефектов, наруианщих исправность или работоспособное^, с использованием встроенных аппаратных средств тестового контроля, как правило, невыгодно с технико-экономической точки зрения.
Для решения диагностических задач рассмотренного класса целесообразно использование автоматизированных систем оперативного диагностирования, имеющих в своем составе ЭВМ с соответствующим программным обеспечением.
Реальный процесс диагностирования является прерогативой специалистов - экспертов, обладающих высокой ' степенью компетентности в соответствующей узкоспециальной области.
Возникающая задача разработки средств представления экспертных знаний и манипулирования ими может быть решена с использованием методологии построения экспертных систем (ЭС).
Многочисленные попытки применения экспертных систем пока-
- л -зывают прямую зависимость успешного решения задач от качества используемых экспертных знаний. Причем, даже такая значимая для успеха всей разработки проблема как ЕЫбор формально-логической модели представления знаний становится второстепенной, если знания в вкспертной системе не являются в необходимой степени адекватными, полными и непротиворечивыми.
Учитывая, что получение от экспертов идеальных по качеству знаний является практически недостижимой целью, тем не менее особую актуальность в настоящее время приобретают методы сопровождения, т.е. совершенствования или отладки знаний для приведения их к требуемому практическому уровню. В настоящей работе, в частности, предлагается метод обеспечения полноты базы знаний (БЗ) диагностической экспертной системы.
Кроме того, не теряет своей актуальности и развитие ставших стандартными методов и средств взаимодействия экспертов с БЗ -здесь исследования направлены на разработку и реализацию различного вида графических систем, редакторов идеографических языков, графических библиотек образов и понятий.
Разработка методов и алгоритмов обеспечения полноты базы знаний для реализации инструментальной системы конструирования диагностических экспертных систем.
М^1оды_исследований^
Приведенные в диссертационной работе теоретические исследования основаны на методологии системного анализа, использовании теории вычислений, а также различных разделов математики - математической логики, теорий множеств, графов и ясіоі.гі'іического доказательства теорем.
і[аучная_новизна работы заключается в следующем:
Разработана формализация рассматриваемой предметной <"'5л.-!<чц с. учетом особенностей поставленной задачи.
Впервые разработан метод обеспечения полноты диагностических експертних знчний с реализацией технологии соответствующе п" > интерактивного итерационного процесса, разработаны явристи-'-ские алгоритмы анализа диагностических знаний на полноту.
Разработан оригинальный логико-графический язык ПРЕДЛОГ гін к-аимодейстьи* эксперта с базой знаний, основанный на идео-
- 5 -графическом подходе и ориентированный на непрограммирующего эксперта.
Практическая ценность работы.
Получен новый практический результат - решена поставленная задача диагностирования путем разработки оригинальной инструментальной диагностической системы ИДЭКС для конструирования диагностических экспертных систем, основанных на анализе измерений с использованием методологии построения экспертных систем и реализацией стратегии управления процессом поиска решения в иерархической структуре знаний.
Реализованы программные средства выявления неполноты диагностической БЗ для пропозициональной и табличной форм представления диагностических правил.
Реализован экранный графический редактор диагностических экспертных знаний, использующий разработанный автором проблемно-ориентированный логико-графический язык ПРЕДЛОГ.
Апробация^
Результаты работы имеют практические внедрения. Поставленная задача диагностирования решена путем внедрения диагностической инструментальной системы ИДЭКС в Военном инженерно-космическом институте имени А.Ф.Можайского и в научно-производственном объединении "Красная звезда".
Метод обеспечения полноты базн знаний диагностической экспертной системы апробирован в результате его применения для экспертной системы ИДЭКС по месту ее внедрения (ь НПО "Красная звезда"). В результате применения процедуры определения неполноты были сформулированы дополнительные экспертные правила, paw-отсутствовавшие во внедренной, версии БЗ.
Внедрение перечисленных разработок на практики подтверждается соответствующими актами.
Результаты диссертационной работы докладывались на Т-й отраслевой научно-технической конференции молодых специалистов и ученых Министерства общего машиностроения ( г.* Харьков, сентябрь 1^8? г.), на научно-технических конференциях молодых специалистщ< в КБ "Арсенал" им. М.В.Фрунзе (".С-Петербург, 'июль 1987 г., апрель I988 г.), на научных семинарах в Военном инженерно-космическом институте имени А.Ф.Можайского ( г. П-Петербург,
- 6 -январь 1992 г.) и в Санкт-Петербургском институте информатики и автоматизации РАН (г. С-ПетерОург, апрель 199Z г.'.
Щбликауии.
По теме диссертационной работы опубликовано 4 печатных труда, в которых представлены основные результаты диссертации. Кроме того, выпущены 3 рукописных работы по соответствующей производственной тематике .
Сгруктща_и_объем_Л21Ссе^тационндй_работыЛ
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объем диссертационной работы: 170 страниц, 16 рисунков и 1-4 таблиц.
8е_ЩЇЇ_М5223ї2 следующие положения:
- Разработанный метод, использующий эвристические процедуры
определения областей неполноты БЗ обеспечивает автоматизированное
доведение БЗ до состояния полноты и, тем самым, обеспечивает
ускоренное совершенствование характеристик диагностической
экспертной системы.
Разработанный логико-графический язык ПРЕДЛОГ является эффективным средством взаимодействия эксперта с базой знаний в экспертных системах, решающих задачи диагностики, основанные на анализе измерений.
Редактор диагностических экспертных знаний, реализующий логико-графический язык ПРЕДЛОГ, является основой для инструментального средства построения диагностических экспертных систем рассматриваемого класса.
Реализованный прототип - инструментальная система ИДЭКС -решает поставленную задачу диагностирования.
Система реализации стратегии управления процессом поиска решения в иерархической структуре знаний обеспечивает получение решения при удовлетворительных временных затратах.
