2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ .................................................. 6
1.1. Назначение, классификация, структура и основные принципы работы
экспертной системы ............................................................................................. 6
1.2. Основные этапы и технологии разработки экспертных систем ............ 12
1.3. Обзор существующих экспертных систем для автоматизации
деятельности предприятий ................................................................................ 18
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ АВТОМАТИЗАЦИИ
ФГУП ПОЧТА РОССИИ (ОПС 123) .................................................................. 24
2.1. Общая характеристика предприятия ......................................................... 24
2.2. Анализ предметной области, обоснование необходимости
автоматизации работы предприятия ................................................................ 30
2.3. Разработка технического задания на автоматизацию работы
предприятия ........................................................................................................ 36
ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ФГУП ПОЧТА
РОССИИ (ОПС 123) ЗА СЧЕТ ВНЕДРЕНИЯ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ .. 44
3.1. Обоснование выбора экспертной системы для автоматизации
деятельности предприятия ................................................................................ 44
3.2. Внедрение экспертной системы на предприятии .................................... 50
3.3. Оценка технико-экономической эффективности от внедрения
экспертной системы на предприятии ............................................................... 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................. 64
ПРИЛОЖЕНИЯ ..................................................................................................... 68
3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность выбранной темы исследования заключается в том, что
экспертные системы в отличие от обычного программного обеспечения в
своей основе имеют элементы искусственного интеллекта, позволяющие
обрабатывать слабо форматизированную информацию и представлять ее в
удобном для пользователя виде.
В настоящее время экспертные системы внедряются в практическую
деятельность предприятий различных сфер деятельности и позволяют на
наиболее сложных участках деятельности выступать в виде полноправного
эксперта [5, c.30].
В отличие от обычного программного обеспечения работа экспертных
систем основана на аналитической обработке данных, представление не
только статистических и графических результатов, но и формирование
прогнозируемого решения о дальнейшем развитии деятельности
предприятия.
Внедрение экспертной системы в деятельность предприятия позволяет
решить проблемы с нехваткой квалифицированных специалистов, повысить
качество обслуживания потребителей, ускорить процессы принятия
управленческих решений и своевременно внести изменения в деятельность
предприятия [1, c.55].
Следовательно, вопросы совершенствования деятельности
предприятий требуют всестороннего глубокого теоретического и
практического исследования, что далее будет выполнено в выпускной
квалификационной работе.
Объектом исследования являются «Экспертные системы».
Предметом исследования являются «Экспертная система
автоматизированного управления ФГУП почта России (ОПС 123)».
4
Цель работы: выполнить сравнительный анализ существующих
экспертных систем и внедрить экспертную систему для повышения
эффективности деятельности ФГУП почта России (ОПС 123).
Задачи работы:
- провести классификацию, изучить назначение, структуру и основные
принципы работы экспертной системы;
- выделить основные этапы и технологии разработки экспертных
систем;
- разработать техническое задание на автоматизацию работы
предприятия;
- внедрить экспертную систему на предприятии;
- выполнить расчет технико-экономического обоснования от внедрения
экспертной системы на предприятии.
Практическая значимость работы заключается в том, что предложенная
к внедрению CRM-системы Service enterprise позволит повысить качество
обслуживания потребителей услуг, улучшить внутренние коммуникации
предприятия и в целом повысить уровень автоматизации ФГУП почта России
(ОПС 123).
Вопросам повышения эффективности деятельности предприятия,
повышения уровня автоматизации за счет внедрения экспертных систем
достаточно много внимание уделяют отечественные и зарубежные авторы:
Балдина К.В. [1], Багриновский К.А. [2], Бенин Д.М. [3], Бескида П.П. [4],
Борисов К.Л. [5], Вдовин В. М. [6], Еременко С.Т. [7] и др.
Выпускная квалификационная работа состоит Введения, трех основных
глав, Заключения, Списка использованной литературы.
В первой главе работы рассмотрены назначение, классификация,
структура и основные принципы работы экспертной системы, приведена
характеристика основных этапов и технологий разработки экспертных
5
систем, выполнен обзор существующих экспертных систем для
автоматизации деятельности предприятий.
Во второй главе приведена общая характеристика предприятия,
выполнен анализ предметной области, обоснована необходимость
автоматизации работы предприятия и разработано техническое задание на
автоматизацию работы предприятия.
В третьей главе обоснован выбор экспертной системы для
автоматизации деятельности предприятия, приведена характеристика
основных этапов внедрения экспертной системы на предприятии и
выполнена оценка технико-экономической эффективности от внедрения
экспертной системы на предприятии.
6
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКСПЕРТНЫХ
СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ
1.1. Назначение, классификация, структура и основные принципы
работы экспертной системы
Экспертная система – это компьютерная система, способная частично
заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации.
Экспертные системы относятся к интеллектуальным прикладным
системам, применение которых в настоящее время развивается в
деятельности предприятий различной формы собственности.
Наиболее часто экспертные системы используют для того чтобы
решить сложные концептуальные задачи, сложность которых определяется
слабо формализованной областью как с точки зрения практики, так и теории.
Также экспертные системы автоматизированного управления можно
отнести к интеллектуальным системам, образованным на технологиях
искусственного интеллекта и образования самообучающихся систем [18, c.7].
Экспертные системы также можно отнести к классу систем, имеющих
архитектуру позволяющую выполнять прогнозы развития различных
ситуаций. Эти значения можно рассмотреть в виде сигналов, которые
передаются с одного слоя на другой, с ослаблением или усилением
зависимостей между числовыми значениями или весами, аналогично
нейронным связям.
Экспертная система представлена в виде сложного программного
комплекса, которым аккумулируются знания специалистов в определенных
областях и использует их для того чтобы выработать рекомендации для
решения различных проблем. В процессе работы экспертной системой могут
полностью выполняться все функции эксперта, а в некоторых случаях – она
выступает в виде консультанта помощника [7, c.29].
7
Структура экспертной системы автоматизированного управления
приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Структура экспертной системы автоматизированного
управления
Рассмотрим функции основных составляющих экспертной системы.
База знаний используется для реализаций функций представления
знаний в предметной области, а также для управления знаниями. В ней
происходит накопление информации, применяемой для обучения экспертной
системы. В состав знаний входят понятия, для каждого из которых
существует имя, структура, признаки. В базе знаний между понятиями
установлены связи.
В экспертной системе база знаний разделена на факты и правила.
Факты представлены в виде элементарных единиц знаний, а правила,
позволяют отразить связи между фактами и их комбинациями [32, c.77].
8
Механизм логических выводов применяется для выполнения
логических выводов, основанных на значениях из базы знаний. Для того
чтобы предоставить ответы пользователю в экспертной системе существует
пользовательский интерфейс [2, c.63].
Для того чтобы накапливать в экспертной системе знания эксперта,
поддерживать базу знаний, ее дополнять применяется модуль приобретения
знаний, а для формирования заключений и представления различных
комментариев в состав экспертной системы включен модуль ответов и
объяснений.
В отличие от других видов программного обеспечения экспертная
система позволяет [15, c.96]:
- выполнять моделирование не только физической природы
проблемной области, но и определять механизм решения этой задачи. Это
создает отличие экспертных систем от систем, позволяющих выполнять
математическое моделирование задачи или графического приложения,
используемого для интерпретации данных;
- экспертная система кроме обработки данных, также позволяет
сформировать рекомендации на основании, имеющейся в ее составе базы
знаний, что отличает ее от обычной автоматизированной информационной
системы;
- при решении задач, в качестве основных методов выступают методы
эвристики и методы приближенных вычислений, которые в сравнении с
алгоритмическими, не всегда могут выступать гарантией. Эвристики
выступают правилами влияния, представленные в виде машинного кода. Эти
методы относятся к приближенным, поскольку не предусматривают
исходной информации и для них используется определенная степень
уверенности.
9
В классификации экспертных систем выделяют такие признаки как
способы формирования решения, учета временного признака, вида
используемой информации, числа используемых источников [8, c.37].
В зависимости от способов формирования решения экспертные
системы разделяют на анализирующие и синтезирующие системы.
Анализирующие экспертные системы выполняют выбор решения из
множества существующих решений с помощью анализа знаний.
Синтезирующие системы в основе имеют отдельные фрагменты знаний.
В настоящее время экспертные системы получили широкое
применение для проведения компьютерной диагностики, выполнения
экспертной оценки выявления возможностей предприятия.
Также различают экспертные системы диагностики, планирования и
мониторинга [3, c.65].
Диагностические экспертные системы автоматизированного
управления (рисунок 2) используются для выявления угроз информационной
безопасности в компьютерной сети, оценки технического состояния
оборудования, тестирования нового программного обеспечения.
Рисунок 2 – Структурная схема диагностической экспертной
системы автоматизированного управления
10
Системы диагностики позволяют выявить неисправности или
нарушения в работе объекта наблюдения. В качестве примеров данного вида
экспертных систем выступают экспертные системы, определяющие причины
заболеваний по наблюдаемым симптомам, системы определения отказов в
работе электрической сети [10, c.108].
Диагностические экспертные системы автоматизированного
управления могут разрабатывать рекомендации по повышению
используемых в компьютерной сети ресурсов. Это позволяет сократить сроки
на получение информации о состоянии объекта исследования, своевременно
выявить причины нарушения работы сети [33, c.92].
Также существуют экспертные системы мониторинга, к основным
задачам которых относятся хранение, обработка и поиск необходимой
информации о текущем состоянии объекта исследования, прогнозирование.
Пример организации экспертной системы мониторинга приведен на
рисунке 3.
Рисунок 3 – Пример организации экспертной системы мониторинга
11
В системах мониторинга первый блок представлен в виде
автоматизированной информационно-поисковой системы, представленной в
виде базы данных, разработанной с применением персонального компьютера.
Экспертные системы планирования позволяют решить задачи,
связанные с составлением плана действий. В основе работы данных
экспертных систем находится разбиение более сложной задачи на подзадачи
или применение метода декомпозиции [24, c.15].
Экспертные системы мониторинга позволяют выполнить сравнение
наблюдений поведения системы с принятыми в организации стандартами
нормами. Эти системы позволяют выявить потенциальные недостатки в
деятельности предприятия. Современные экспертные системы мониторинга
работают в режиме реального времени.
В экспертных системах реального времени параллельные задачи
находятся полностью в памяти, что позволяет оперативно устранить
неопределенность и принять управленческое решение [6, c.40].
Экспертные системы реального времени, используются в задачах, где
существует совместный доступ к данным. В этих системах нарушение
времени выполнения задач влияет на качество и производительность
системы, однако система продолжает свою работу.
В зависимости от функциональных возможностей различают
полнофункциональные, информационно-справочные и специализированные
экспертные системы.
Следовательно, классификация экспертных систем на виды обоснована
многоаспектностью решаемых задач.
По способу учетного временного признака экспертные системы
бывают статическими (решение задач со знаниями, которые не изменяются в
процессе решения) и динамические экспертные системы (решения допускают
изменение начальных параметров) [35, c.64].