System ekspercki

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

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.

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, s. 119-130
• 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