ПРОГРАММНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ

 

Памфилов Е.А., Евельсон Л.И., Симин А.П.

(БГИТА, г.Брянск, РФ)

 

Актуальной задачей современного машиноведения является создание САПР узлов трения машин. Для этого целесообразно использовать интеллектуальные информационные системы, строящиеся на основе баз данных (БД) и экспертных систем (ЭС). В России такой подход был предложен С.М. Захаровым /1/. Под экспертной системой здесь понимается прикладная система искусственного интеллекта, включающая базу знаний (БЗ), формализующую опыт специалистов в данной области и механизм вывода, позволяющий на основании правил и предоставляемых пользователем фактов определить ситуацию и дать рекомендации по выбору действий. Создание ЭС представляет довольно сложную задачу. Этот процесс существенно упрощается при использовании специальных программных средств, так называемых «оболочек». Имеются различные зарубежные и отечественные оболочки, отличающиеся типами задач, на решение которых ориентированы создаваемые с их помощью ЭС, степенью универсальности и т.д. При этом готовые оболочки, присутствующие на рынке программного обеспечения обладают определенными недостатками уже в силу самой своей завершенности: ограничения для пользователя, связанные с необходимостью адаптации системы к условиям конкретной задачи; закрытость системы, не позволяющая расширять её и модифицировать форму обработки, влиять на архитектуру данных. В настоящей работе предлагается оболочка, которая построена по стандартной схеме и содержит все возможности для создания ЭС с необходимыми функциями: алгоритм решения не известен заранее, строится самой ЭС с помощью эвристических приемов; ясность полученных решений (т.е. способность анализа и объяснения своих действий и знаний в терминах, понятных пользователю); способность приобретения новых знаний от пользователя-эксперта, не знающего программирования, и изменения в соответствии с ними своего поведения; обеспечение "дружественного"  интерфейса с пользователем. Кроме того, могут присутствовать также расчетные блоки и блок обработки результатов эксперимента, которые находятся в тесной связи с системой представления знаний ЭС. Наименьшей порцией информации является факт, который может быть количественным или качественным. Из фактов строятся правила, составленные в виде: "Если <список значений фактов...>  То <список значений фактов...". Чтобы предусмотреть неточность значений фактов и уверенность в правилах, существует возможность задать коэффициент уверенности в значении правила и предельное отклонение значения факта. Для представления значений фактов использовались элементы теории нечетких множеств. Для каждого значения строится функция принадлежности :

если , то ;

если , то ;

если , то ;

где: - функция принадлежности нечеткому интервалу (),

 - функции принадлежности нечетким множествам чисел, приближенно равных соответственно и 

При построении функции принадлежности чисел, приблизительно равных некоторому числу К, используется функция :

где: а - зависит от требуемой степени нечеткости и определяется из выражения : , где b - расстояние между точками перехода для , т.е. точками в которых функция принимает значения 0.5 /2/. При представлении значений качественных фактов предусмотрены две возможности: ранжирование по близости лингвистических значений и простое списочное представление данных. При определении эквивалентности двух множеств применяется специальный метод, который основан на поиске относительного коэффициента перекрытия площадей под функциями принадлежности сравниваемых фактов. При выборе продукции вычисляется коэффициент совпадения правил : где: -коэффициент эквивалентности значений фактов;

-весовой коэффициент факта; если >1, то . Достоверность правила вычисляется по формуле: ,  где: q_i-весовой коэффициент i - го факта. В заключении достоверность суждения вычисляется по формуле: , где: КУ - коэффициента уверенности правила; - достоверность предыдущего суждения. Результатом работы экспертной системы является дерево суждений, для каждой ветви суждения вырабатывается количественная оценка его достоверности. Программа реализована с использованием визуальной среды разработки Borland Builder C++ 3.0 для операционной системы Windows 9x с использованием возможностей объектно-ориентированного программирования. Для применения созданной программы к решению реальных задач трибологии требуется проработать большой объем информационных источников, заполнить базы данных, собрать и систематизировать экспертные знания по решаемой задаче.

 

Литература

1.	С.М.Захаров "Компьютерная трибология", Трение и износ, №1, 1993г.
2.	А.Н.Борисов, О.А. Крумберг, И.П. Федоров "Принятие решений на основе нечетких моделей", Примеры использования. - Рига: Зинатне, 1990г.