System ekspercki

System ekspercki (ES) jest zbiorem programów komputerowych wykorzystujących bazy wiedzy, modele wiedzy i procedury (reguły) wnioskowania w celu rozwiązywania problemów. Wiedza jest w nich zapisana w postaci faktów i reguł wnioskowania. System ekspertowy odzwierciedla procesy podejmowania decyzji przez człowieka - eksperta.

Zakłada on wspomaganie rozwiązywania problemów, które funkcjonują w danej dziedzinie, na zasadzie podobnej do działania ludzkiego mózgu [Kiełtyka L. 2013].

Do rozwiązań proceduralnych, które wykorzystują systemy eksperckie, należą [Kiełtyka L. 2013]:

• "systemy agentowe;
• agenty programowe;
• formy eksploracji danych;
• programy wspomagające twórcze myślenie;
• ontologie używane do systematyzowania wiedzy".

TL;DR

System ekspercki to zbiór programów komputerowych wykorzystujących bazę wiedzy, modele i procedury wnioskowania w celu rozwiązywania problemów. Wyróżniają się trzy cechy charakterystyczne: baza wiedzy, procedury wnioskujące i zdolność do poszerzania wiedzy. Systemy eksperckie mają specjalistyczną budowę i znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak medycyna, inżynieria czy zarządzanie. Mają wiele zalet, takich jak praca bez zakłóceń, dostępność 24/7, możliwość uzyskania wielu rozwiązań jednocześnie czy redukcja kosztów.

Cechy charakterystyczne

Wskazuje się trzy podstawowe cechy, które charakteryzują systemy eksperckie [Trajer J., Paszek A., Iwan S. 2012]:

• bazy wiedzy, które pozyskuje się od ekspertów lub zespołów eksperckich za pomocą metod, a także narzędzi obejmujących zakres inżynierii wiedzy;
• procedury wnioskujące, które najczęściej działają na bazie wnioskowania symbolicznego - odzwierciedlają one sposób, w jaki wnioskuje człowiek;
• zdolność do poszerzania wiedzy, którą wcześniej otrzymano od ekspertów, "w wyniku analizy efektów decyzji podejmowanych przez system w przyszłości i wprowadzania ich do odpowiedniego miejsca w bazie wiedzy".

Struktura

W strukturze systemów eksperckich możemy wyróżnić sześć podstawowych elementów [Grzelańczyk P. 2012]:

• "baza wiedzy (np. zbiór reguł);
• baza danych (np. dane o obiekcie, wyniki pomiarów, hipotez);
• procedury wnioskowania - maszyna wnioskująca;
• procedury objaśniania - objaśniają strategię wnioskowania;
• procedury sterowania dialogiem - procedury wejścia/wyjścia umożliwiają formułowanie zadań przez program;
• procedury umożliwiające rozszerzenie oraz modyfikację wiedzy - pozyskiwanie wiedzy".

Systemy zawierające bazy danych, które nie są połączone z innymi modułami, nazywamy "systemami opartymi na bazie wiedzy". Wykorzystuje się je do wspomagania procesu podejmowania decyzji. Choć systemy eksperckie wykorzystują bazy wiedzy to należy pamiętać, że nie każdy system z osobną bazą można nazwać systemem eksperckim, np. gry [Grzelańczyk P. 2012].

Funkcje

Tworzenie systemu ekspertowego wymaga współpracy informatyków i ekspertów w danej dziedzinie. Do podstawowych funkcji systemów ekspertowych należą: interpretacja danych, przewidywanie konsekwencji decyzji, diagnostyka, zalecenie działań naprawczych, projektowanie rozwiązań, monitoring, sterowanie zachowaniem systemu, uczenie - przechowywanie i wykorzystywanie nabywanej wiedzy.

Aby zrealizować te funkcje, systemy eksperckie muszą posiadać specjalistyczną budowę. To właśnie ona znacząco wyróżnia je od systemów konwencjonalnych. Takimi wyróżnikami są: "sposoby reprezentacji wiedzy, zastosowanie odmiennych metod rozwiązywania problemów (...), oddzielenie w systemie podsystemów wiedzy do wnioskowania i kontroli" [Grzelańczyk P. 2012].

Ograniczenia

Zastosowania systemów ekspertowych ograniczają się jednak do specyficznego zestawu problemów i uwarunkowane jest następującymi ograniczeniami [J. Kisielnicki, H. Sroka 1999]:

• decyzja musi zależeć od dobrze zdefiniowanego zbioru zmiennych;
• wartości, jakie przyjmują te zmienne muszą być znane;
• musi być znana zależność, jaką wywierają poszczególne zmienne na decyzję;
• problem musi mieć rozwiązania, które można zdefiniować na początku;
• logika wnioskowania jest z góry określona;
• ekspert jest w stanie wyartykułować sposób rozwiązania problemu.

Zastosowania

Systemy eksperckie stosowane są w wielu dziedzinach życia: od medycyny, inżynierii materiałowej po zastosowania wojskowe i wywiadowcze. W zarządzaniu systemy ekspertowe znalazły zastosowanie przede wszystkim w obszarze bankowości i ubezpieczeń, ale powoli wkraczają również w inne branże i obszary zastosowań. Wybrane możliwe zastosowania systemów eksperckich to:

• analiza wniosków kredytowych w bankach;
• analiza ryzyka ubezpieczeniowego i kredytowego;
• zabezpieczenie kredytów i nadzór nad procesami windykacji;
• analiza profilu klienta;
• identyfikacja klientów o wysokim potencjale rentowności;
• wyszukiwanie docelowych obszarów działalności;
• optymalizacja planów produkcji;
• kontrolowanie procesów i procedur produkcyjnych;
• klasyfikacja informacji;
• harmonogramowanie, planowanie przeglądów, itp.

Zalety

Do zalet systemów eksperckich należą [Grzelańczyk P. 2012]:

• praca bez zakłóceń nawet w kryzysowych sytuacjach, które mogłyby negatywnie wpływać na pracę eksperta;
• może być dostępny 24h/dobę na wielu komputerach;
• pozwala na uzyskanie kilku alternatywnych rozwiązań w tym samym czasie;
• udostępnia wyjaśnienia zrozumiałe dla użytkownika;
• pozwala na zredukowanie kosztów, ponieważ koszt porady udzielonej przez system ekspercki jest znacznie niższy niż koszt porady udzielonej przez eksperta;
• system udziela odpowiedzi na pytanie szybciej niż ekspert;
• system może być używany nawet w miejscu, które jest niebezpieczne dla człowieka;
• umożliwia modyfikację bazy wiedzy;
• pozwala na konstruowanie systemów bez wiedzy dziedziczonej;
• istnieje możliwość umieszczenia w jednym systemie wiedzy, która pochodzi od wielu osób;
• umożliwia otrzymanie ogólnej ekspertyzy;
• zmniejsza ryzyko popełnienia błędu;
• umożliwia analizę dużej ilości danych;
• pozwala na tworzenie, a także archiwizowanie raportów.

System ekspercki — artykuły polecane

Systemy wspomagania decyzji — Cykl życia systemu informatycznego — Systemy ekspertowe — Analiza danych — System zarządzania przebiegiem procesów — Aktualizacja oprogramowania — Big data — Inżynieria oprogramowania — Modele procesów decyzyjnych

Bibliografia

• Charchalis A. (2012). Zastosowanie systemu eksperckiego do diagnozy wysokoprężnych silników okrętowych, "Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej", nr 1, s. 49-56
• Grzelańczyk P. (2012). Systemy eksperckie w diagnostyce środków transportu, "Logistyka", nr 3, s. 661-668
• Kiełtyka L. (2013), Wykorzystanie systemów eksperckich w zarządzaniu wiedzą, Organizacja i Zarządzanie, nr 53
• Kisielnicki J., Sroka H. (1999), Systemy informacyjne biznesu, Placet, Warszawa
• Trajer J., Paszek A., Iwan S. (2012), Zarządzanie wiedzą, Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa
• Woźniak K. (2005), System informacji menedżerskiej jako instrument zarządzania strategicznego w firmie, praca doktorska, Akademia Ekonomiczna w Krakowie, Kraków

Autor: Krzysztof Woźniak, Kinga Kosecka