Диссертация (1152160), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Исследованы и разработаны с использованием интеллектуальных технологий схемы автоматизации основных стадий ТП производства ПГК: подготовки сырья к производству; приготовления сахарного сиропа; приготовленияпомадного сиропа; сбивания помадных масс; приготовления конфетной массы;формования корпусов конфет; глазирования корпусов конфет; завертки и упаковки ПК. Разработана функциональная схема автоматизации поточной линиипроизводства отливных ПГК с внесением новых решений по автоматизацииконтроля органолептических показателей качества сырья, полуфабрикатов иготовой продукции с использованием интеллектуальных технологий.3.
Исследована и модернизирована функциональная схема автоматизациилинии производства муки с внесением новых решений по автоматизации контроля органолептических показателей качества муки с использованием интеллектуальных технологий.4. Исследована и модернизирована функциональная схема автоматизациилинии производства сливочного масла с внесением новых решений по автоматизации контроля органолептических показателей качества сливочного масла сиспользованием интеллектуальных технологий.5.
Исследована и модернизирована функциональная схема автоматизациипоточной линии производства хлебного кваса с внесением новых решений поавтоматизации контроля органолептических показателей качества кваса с использованием интеллектуальных технологий.6. Внесение новых решений по автоматизации контроля органолептических показателей качества пищевых продуктов с использованием интеллектуальных технологий повлечѐт за собой исключение возможных ошибок, минимизацию брака, расходов и трудозатрат, а также повышение качества производимых продуктов.291ГЛАВА 6. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ИЭСКОНТРОЛЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ ВПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА6.1. Классификация существующих экспертных системИмеется множество ЭС, которые можно разделить на несколько групп(рисунок 6.1) согласно разным критериям [4, 19, 26, 64, 103, 107].На многофункциональность в решении поставленных задач претендуютсистемы общего назначения, а также специализированные, которые решаютконкретную проблему, либо направленные на определенную предметную область (такую как INTERNIST-1, ДИАГЕН, MACSYVA, МОДИС).Рисунок 6.1 Классификация существующих экспертных систем.По критерию взаимодействия с внешней средой можно выделить такиесистемы, как статические, у которых имеется исключительно интерфейс пользователя, но нет взаимодействия с внешним миром, и динамические, при помощи которых встроены интерфейсы, получающие данные с устройств и внешних датчиков.
Квазидинамические ЭС получают при помощи заданного интер-292вала времени (больше нескольких секунд) данные об изменении условий вовнешней среде. Существуют различные ЭС, разрабатывающиеся с целью использования разных ЭВМ согласно аппаратно- программной платформе. Разрабатываются и эксплуатируются ЭС на разных машинах, таких как: символьные(Picon), персональные (PROSPECTOR), мини- (СПЭИС) и суперкомпьютеры(ЭКСПЕРТИЗА).ЭС по степени интеграции бывают автономными программными комплексами, работающие самостоятельно или как часть общей системы в цепочкепроектов, обрабатывающих информацию управления предприятием.В связи с объемом базы знаний выделяют ЭС простые – использующие дотысячи простых правил (GUIDON, Плотина), средние – от тысячи до десятитысяч структурированных правил (XCON, GOSSEYN, ДИАГЕН) и сложные –десятки тысяч структурированных правил.ЭС различаются по стадии существования.
Исследовательский образецотносится к начальной стадии разработки. Он проектируется от 3-х до 6-ти месяцев, база знаний минимальная (SYSTEM-D). Следующая стадия – это демонстрационный образец. Он проектируется от 6-ти до 12-ти месяцев (THYROIDMODEL). Промышленный образец относится к третьей стадии и разрабатывается от 1-го до 1,5 лет.
Содержит полную базу знаний (PUFF). Конечная стадия– это коммерческий образец. Он проектируется 1,5 – 3 года, содержит полнуюбазу знаний (KNEECAP).6.2. Этапы разработки ИЭС и решаемые ими задачиСуществует общая структура разработки ЭС, состоящая из шести основных этапов, представленных на рисунке 6.2. Это: идентификация, концептуализация, формализация, выполнение, тестирование и опытная эксплуатация [19,26, 64, 103, 107].Участие в ходе построения ЭС принимают следующие специалисты:1.
Эксперт в той предметной сфере, вопросы которой будет решать ЭС.2. Инженер по знаниям – специалист по проектированию ЭС.2933. Программист, осуществляет общую модификацию и согласование инструментальных средств.Рисунок 6.2. Этапы разработки ЭСОтсутствие того или иного специалиста может затруднить процессы построения ЭС.1. Этап идентификацииНа данном этапе назначаются участники процесса, и расставляются ихроли; исследуется заданная проблема проекта; определяются затраты и задачи.При разработке ЭС типичными ресурсами являются: источники знаний; промежуток времени, требуемый для разработки; средства вычисления; средствафинансирования.Формулирование цели создания ЭС в явном виде является задачей идентификации.
При этом принципиально различать задачи, на которых основывается система от целей, которые она должна решать.2. Этап концептуализацииНа этом этапе специалисты (инженер и эксперт) по знаниям вносят ключевые понятия, необходимые для характеристики проблемы и описания ее решения.2943. Этап формализацииВсе основные понятия и отношения, используемые на этапе концептуализации, показаны на определенном формальном языке, представленным инженером (специалистом) по знаниям. Для решения рассматриваемой проблемы инженер должен определить соответствие инструментальных средств, либо применить оригинальные разработки. Описание процесса решения рассматриваемой проблемы, которая предложена на формальном языке, является выходомэтапа формализации, то есть исследуются способы и состав представления знаний системы.4.
Этап выполненияСоздаются прототипы (ЭС-1, ЭС-2), с целью решения данных задач. После этого по результатам исследования и эмпирической работы создается конечный продукт на этапе выполнения, в дальнейшем используемый в промышленности. Проектирование прототипа состоит в разработке программного продукта и наполнение его базы знаний.
После разработки 1- го прототипа требуется расширение области задач, решаемых программой, чтобы исследовать информацию для дальнейшего использования в очередной версии – ЭС-2. Чтобыполучить данную информацию, требуется развитие ЭС-1 путем добавления внее функций для сбора замечаний пользователей, а также средства хранения задач.5. Этап тестированияНа этом этапе осуществляется оценка всей системы в целом и способпредставления знаний.
Цель специалиста (инженера) по знаниям состоит в подборе образцов, которые обеспечивают разностороннее тестирование ЭС. В основномприменяютследующиеисточникиотказовработысистемы:ввод/вывод, основы вывода, стратегии, прототипы.6. Этап опытной эксплуатацииНа этом этапе идет проверка годности ЭС, для итогового пользователя.На данный этап следует переходить тогда, когда система по мнению специали-295ста (эксперта), будет правильно решать требуемые задачи, чтобы ошибки в решении не вызвали у пользователей системы отрицательное представление. Врезультате проделанной работы могут потребоваться модификации не толькопрограммного обеспечения и данных, но и изменение объектов ввода/выводаиз-за неприемлемости пользователями.Основное отличие ЭС от простого программного обеспечения, способного использовать экспертное решение, состоит в разделение декларативных знаний с процедурной компонентой, которая ими манипулирует.
Структура интеллектуальных ЭС содержит: основную базу знаний; проектировщик; пользовательский интерфейс; память рабочей области; редактор базы знаний (интеллектуальный).На рисунке 6.3 приведена схема взаимодействия основных блоков ЭС.Рисунок 6.3. Схема взаимодействия основных блоков ЭС296В структуре рассматривается последовательность взаимодействия отдельных блоков ЭС друг с другом, а также их функции. Поэтому следует учестьнекоторый круг задач, решаемых с помощью ЭС [4, 8, 19]:1. Интерпретация – это заключение описаний ситуаций из наблюдаемых данных, получаемых от датчиков.2.
Прогнозирование – заключение возможных следствий из заданных ситуаций.3. Диагностирование – выявление причин нарушений в эксплуатации технической системы или организма человека, основываясь на наблюдениях.4. Мониторинг – сравнение итогов наблюдения с ожидаемыми результатами.5. Проектирование – создание конфигурации объектов, которая удовлетворяетустановленным лимитам.6. Планирование – проектирование плана действий с целью достижения установленной цели.7. Сводное планирование – определение последовательности действий.8.
Контроль – предупреждение о нештатных ситуациях, и каких либо «опасностях».9. Отладка – формирование и выдача рекомендаций по ликвидации неправильного функционирования системы.10. Ремонт – осуществление плана устранения определенного выявленного дефекта.11.
Обучение – диагностика и исправление поведения обучаемого.12. Управление – адаптивное регулирование поведением некоторой системыкак целого.Любая из данных задач содержит собственную специфику в решении, однако их всех связывает фундамент, на котором они осуществляют собственноерешение. И данная основа есть база знаний, являющаяся одной из основныхэлементов ЭС.Для разработки интеллектуальной ЭС в определенной проблемной сференеобходимо, в первую очередь всесторонне исследовать объекты, их свойства,297существующие взаимосвязи между объектами.
Описание – позволяет отобразить конкретные объекты исследования [4, 19].6.3. Средства разработки различных экспертных системИмеющиеся средства исследования и разработки ЭС делятся на три группы (рисунок 6.4). Классические языки программирования , такие как С++, Java,Delphi , дают возможность создать ЭС «с нуля» для определенной предметнойобласти . Такие ЭС гарантируют высокие показатели качества, а также требуемую работоспособность системы, но требуются значительные временные и финансовые затраты.
Таким образом, формируют ЭС любой стадии существования [19].Рисунок 6.4. Классификация инструментальных средств разработки ЭС.Языки программирования ИИ (такие как LISP, PROLOG, Рефал), изобретены с целью представления знаний. Манипулирование экспертными знаниямиоблегчается построением ЭС с их помощью, но ограничивает метод понятияязыка. При использовании языков ИИ формируются экспериментальные и демонстрационные образцы.Специальной программный инструментарий (следующий класс построения ЭС) – ориентирован только на разработку ИЭС и разделяется на две группы: среды разработки ИС и оболочки.Программными комплексами являются среды разработки, которые позволяют строить различные системы из готовых блоков.
На их основе создаютсякак демонстрационные, так и промышленные образцы.2986.4. Оболочки экспертных системОболочка ЭС – проектируемое инструментальное средство, используемоес целью создания ЭС. В структуру оболочки ЭС входят средства разработки базы знаний с разными конфигурациями представления знаний и выбора режимаработы решателя задач. В данной предметной области специалист по знаниямисследует нужное представление знаний и решение задач, после чего создаетнеобходимую ЭС.Исследовательскую, демонстрационную или промышленную ЭСвоз-можно создать довольно быстро и с минимальными затратами, благодаря применению оболочки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
