1tom082

4. INFORMATYKA 166

Rys. 4.11. Ogólna struktura systemu ekspertowego

operacyjnej systemu. Może być reprezentowany za pomocą innych struktur niż składniki bazy wiedzy.

Projektowanie i realizacja systemów ekspertowych stanowi podstawowy przedmiot badań inżynierii wiedzy. Ponieważ jest to dziedzina młoda i znajduje się na razie w fazie rozwoju, więc nie doczekała się jeszcze metod formalnych. Na ogół uważa się, żc jest ona w dużym stopniu sztuką opartą na intuicji i doświadczeniu autorów, i nie zawiera zalgorytmizowanych procedur postępowania.

Najczęściej stosowaną (bo stosunkowo uniwersalną) metodą reprezentacji wiedzy są reguły produkcji. Nie tylko umożliwiają przejrzyste wnioskowanie, ale i zrozumiałe wyjaśnienie go przez podanie łańcucha reguł użytych do wprowadzenia wyniku. Ponadto łatwo modyfikować bazę wiedzy, gdyż reguły te są niezależne — każdą z nich można dodać, usunąć lub przekształcić, bez wpływu na pozostałe reguły i program sterujący.

Systemy oparte na regułach typu Jeżeli ..., to ...” mogą stosować różne strategie wnioskowania:

—    wnioskowanie sterowane hipotezami (zwane potocznie wnioskowaniem „w tył”) (ang.

goal directed)',

—    wnioskowanie sterowane danymi (zwane wnioskowaniem „w przód”) (ang. data

driuen).

Pierwszy sposób jest dużo częściej stosowany niż. drugi. Polega on na rckursywnym przeglądaniu reguł (począwszy od tych, które zawierają końcowe konkluzje) i sprawdzaniu prawdziwości ich warunków. Opowiada to stawianiu hipotez i szukaniu ich uzasadnienia. Warunki reguł badanych w poprzednim kroku itcracyjnego algorytmu przeglądania stanowią hipotezy w następnym. Program działający w ten sposób wymaga od użytkownika jedynie takich informacji, jakich sam nic może wyprowadzić z bazy wiedzy. Systemy, w których jest stosowane wnioskowanie sterowane danymi (np. systemy monitorowania pacjentów czy wykrywania uszkodzeń sprzętu — gdzie dane są zbierane z czujników), startują ze zbiorem znanych faktów i sprawdzają, czy regułę można zastosować. W zależności od konstrukcji systemu mogą być zadawane dodatkowe pytania uzupełniające. W pewnych rozwiązaniach stosuje się wnioskowanie mieszane: system startuje od wnioskowania sterowanego danymi i wyprowadza zbiór prawdopodobnych diagnoz, po czym uzupełnia objawy brakujące do postawienia kompetentnej diagnozy, stosując wnioskowanie „w tył”.

Dużą popularność zyskują obecnie systemy — narzędzia do budowania systemów ekspertowych. Składają się one z programu, który operuje na strukturach danych i przeprowadza proces wnioskowania na ich podstawie, a także programu, który służy do zbudowania bazy wiedzy w sposób umożliwiający jej efektywne wykorzystanie zgodnie _; przeznaczeniem. Zadaniem twórcy systemu ekspertowego (inżyniera wiedzy) jest wtedy jedynie zbudowanie odpowiedniej bazy wiedzy, która w połączeniu z gotowym programem sterującym stanowi pełny system ekspertowy.

45.11. Komputerowe sterowanie procesów

Zastosowanie komputerów w automatyzacji procesów produkcyjnych jest zazwyczaj kojarzone z analizami ekonomicznymi, mającymi wykazać, że komputer umożliwia maksymalizowanie zysku osiąganego z instalacji technologicznej lub przynosi inne ważne pożytki. O wartości zysku rozumianego jako różnica między przychodami a wydatkami decyduje bowiem wiele jego składników; jednym z nich, często najefektywniejszym jest sprawność sterowania instalacji technologicznej. Automatyzacja produkcji przemysłowej ujawnia się przede wszystkim w dwóch zasadniczych aspektach systemu sterowania, które można umownie określić jako aspekty ilościowe i jakościowe. Aspekt ilościowy dotyczy potrzeby obsługiwania coraz większej liczby punktów pomiarowych i nastawczych używanych do sterowania procesów technologicznych, przy jednoczesnym wzroście częstości obsługiwania tych punktów.

Aspekt jakościowy dotyczy potrzeby coraz precyzyjniejszego sterowania, zazwyczaj coraz trudniejszych do sterowania procesów. Wynika to z rosnących wymagań technologicznych, ze wzrostu skali instalacji oraz zc względów bezpieczeństwa.

Trzecią, bardzo ważną kwestią jest uruchomienie oraz zatrzymywanie (zwłaszcza awaryjne) instalacji technologicznych. Przy uruchamianiu idzie o to, aby możliwie szybko, a przy tym bezpiecznie, osiągnąć pełną sprawność instalacji. Przy zatrzymywaniu awaryjnym jest istotne, aby stopień unieruchomienia instalacji był wystarczający do usunięcia awarii, lecz jednocześnie na tyle ograniczony, by można było szybko doprowadzić instalację do stanu normalnej pracy.

	System sterowania	Wielkość sterowania
Sygnał zadany	(zawiera proces sterowany	procesu
	oraz przyrządy pomiarowe	>■
	i regulacyjne)

Rys. 4.12. Postać ogólna systemu sterowania procesu

System sterowania procesu jest to zestaw elementów (takich jak wzmacniacze, przetworniki, regulatory, operatory systemu itp.) wzajemnie ze sobą połączonych w sposób umożliwiający zamierzone oddziaływanie na wybrane wielkości fizyczne lub stany procesu, przy czym sam proces wchodzi w skład systemu sterowania. W uproszczeniu system sterowania procesu można ogólnie traktować jako blok o jednym wejściu

¹    jednym wyjściu, przy czym sygnałem wejściowym jest sygnał zadany, a sygnałem wyjściowym — wielkość sterowania procesu (rys. 4.12).

Projektowanie i wdrażanie systemu. Ogólnie mówiąc istnieją dwie możliwości wykonana prac projektowych i wdrażania systemu sterowania procesem w przedsiębiorstwie: powołanie własnego zespołu,

2    zlecenie wykonania prac wyspecjalizowanemu przedsiębiorstwu doradczemu, mącznic tańsze i bardziej efektywne jest zlecenie wykonania prac projektowo — wdroże-staw'^^C'^{1 w}^^asnemu zespołowi. Podział kompetencji i odpowiedzialności zespołu przed-

tecłT^rZf^{V w}P^rowa(lzaniu komputerowego systemu sterowania do istniejącej instalacji _w "⁰ °=^icznej może się okazać, iż dokonanie niezbędnych modyfikacji jej oprzyrządo-Prod _t^wy.^ma8^a zatrzymania pracy instalacji, co musi być uzgodnione z programem pom- ^Cyjnym- ^ przypadku nowo budowanej instalacji zakładanie oprzyrządowania _Ob_uj^aro.^w?'^reo^ulacyjneg⁰ musi być ściśle skoordynowane z innymi pracami przy Procer|^{Wle mstalac}j'- Wskazuje to na potrzebę dysponowania odpowiednio sprawdzoną Purą planowania prac. Możliwe jest tu stosowanie analizy sieciowej. W celu