Формирование и обновление базы знаний на основе концепции программно-возмущенного движения

В ИнтСУ база знаний, являющаяся ее ядром, представляет собой совокупность формализованных знаний, введенных в систему инженером по знаниям через интеллектуальный интерфейс. Для заполнения базы знаний, то есть для обучения ИнтСУ, знания извлекаются из трудов по управлению, технологических инструкций и опыта работы экспертов (операторов-технологов, операторов- контролеров), а также из предыстории работы самой системы. Для извлечения обычно используются различные методы системного анализа: анализ текстов, диалоги, экспертные игры, лекции, дискуссии, интервью и другие. После извлечения знаний необходимо их структурировать, то есть выполнить их неформальное описание в виде графа, таблицы, диаграммы или текста, которое отражает поле знаний, включающее терминологию, список основных понятий и атрибутов, отношения между входной и выходной информацией, стратегии принятия решений, а также ограничения стратегий.

После извлечения и структурирования знаний выполняется этап их формализации. Наибольшее распространение в системах управления сложными технологическими объектами для формализации знаний получила продукционная модель, или модель, основанная на правилах. Правила позволяют представлять знания в виде предложений типа «Если <условие>, то <действие>». Под условием понимается некоторое предложение-образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний, а под действием - событие, выполняемое при успешном исходе поиска (оно может быть промежуточным, выступающим далее как условия, и терминальным, завершающим работу системы). Если содержимое базы знаний в процессе функционирования ИнтСУ не изменяется, то она называется статической. Логический вывод в такой базе обладает свойством монотонности, то есть ранее выведенные утверждения остаются верными на весь цикл функционирования. В противном случае база знаний является динамической.

На основе концепции программно-возмущенного движения [61], выбора и конкретизации типопредставительных реализаций входных и выходных переменных ТОУ [75], а также опыта управленческого персонала предлагается следующий подход к построению базы знаний, предназначенной для хранения и модификации программ управления. База знаний ИнтСУ продукционного динамического типа должна содержать упорядоченное множество типовых программных траекторий n(t), U_n(t)> и условий, когда целесообразно их использовать. Типовое продукционное правило в базе знаний выглядит следующим образом: «Если [«Ситуация в системе» = «№ 1»], то [«Программа управления n(t), U_n(t)>» = «№ 1»]». Формализация знаний осуществляется в явном виде с помощью продукционного способа путем решения задачи оптимизации траектории движения системы следующим образом:

• 1) распознается ситуация на объекте по информативным признакам, в соответствие которой ставится множество ретроспективно фиксированных рациональных структурно близких траекторий, обеспечивающих соблюдение технологических, экономических и экологических требований, контролируемых переменных ;
• 2) из полученного множества реализаций процесса выбирается одна типопредставительная (Т) реализация T(t), U^T(t)>, соответствующая максимальной близости к многомерной

расчетной медиане, что обеспечивает ослабление влияния неконтролируемых возмущений в натурной типопредставительной реализации;

3) в отобранной реализации T(t), U^T(t)> выделяется низкочастотная составляющая. Полученный результат рассматривается в качестве программного движения объекта n(t), U_n(t)>, рационального в условиях рассматриваемой ситуации, если оно удовлетворяет эксперта.