Проектирование и разработка экспертной системы для международной компании "Philips"

Федеральное государственное автономное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский  федеральный университет 

имени первого  Президента России Б.Н. Ельцина» 

Факультет информационно-математических технологий и экономического моделирования

Кафедра анализа систем и принятия решений

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине: «Разработка и стандартизация программного обеспечения»

на тему: «Проектирование и разработка экспертной системы для международной компании «Philips»

Руководитель: Фомина А. И.

Нормоконтролёр: Медведева М. А.

Студент гр. ИМ-47012: Мартьянов К.В. 

Оценка

Дата защиты

Члены комиссии 
 
 
 

Екатеринбург

2010

 

     СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

    Экспертные  системы (ЭС) - это яркое и быстро прогрессирующее направление в  области искусственного интеллекта (ИИ). Причиной повышенного интереса, который ЭС вызывают к себе на протяжении всего своего существования, является возможность их применения к решению задач из самых различных областей человеческой деятельности. Пожалуй, не найдется такой проблемной области, в которой не было бы создано ни одной ЭС или, по крайней мере, такие попытки не предпринимались бы.

    ЭС - это набор программ или программное  обеспечение, которое выполняет  функции эксперта при решении  какой-либо задачи в области его  компетенции. ЭС, как и эксперт-человек, в процессе своей работы оперирует со знаниями. Знания о предметной области, необходимые для работы ЭС, определенным образом формализованы и представлены в памяти ЭВМ в виде базы знаний, которая может изменяться и дополняться в процессе развития системы.

    ЭС  выдают советы, проводят анализ, выполняют  классификацию, дают консультации и  ставят диагноз. Они ориентированы  на решение задач, обычно требующих  проведения экспертизы человеком-специалистом. В отличие от машинных программ, использующий процедурный анализ, ЭС решают задачи в узкой предметной области (конкретной области экспертизы) на основе дедуктивных рассуждений. Такие системы часто оказываются способными найти решение задач, которые неструктурированны и плохо определены. Они справляются с отсутствием структурированности путем привлечения эвристик, т. е. правил, взятых “с потолка”, что может быть полезным в тех системах, когда недостаток необходимых знаний или времени исключает возможность проведения полного анализа.

    Главное достоинство ЭС - возможность накапливать знания, сохранять их длительное время, обновлять и тем самым обеспечивать относительную независимость конкретной организации от наличия в ней квалифицированных специалистов. Накопление знаний позволяет повышать квалификацию специалистов, работающих на предприятии, используя наилучшие, проверенные решения.

    Практическое  применение искусственного интеллекта на машиностроительных предприятиях и  в экономике основано на ЭС, позволяющих  повысить качество и сохранить время  принятия решений, а также способствующих росту эффективности работы и повышению квалификации специалистов. Большинство характеристик программного продукта - качество, стоимость, сроки создания, актуальность - непосредственно определяются технологией разработки и точностью ее соблюдения.

    Типичная  статическая ЭС состоит из основных компонентов:

    - решателя (интерпретатора);

    - рабочей памяти (РП), называемой также  базой данных (БД);

    - базы знаний (БЗ);

    - компонентов приобретения знаний;

    - объяснительного компонента;

    - диалогового компонента.

    База  данных (рабочая память) предназначена  для хранения исходных и промежуточных  данных решаемой в текущий момент задачи. Этот термин совпадает по названию, но не по смыслу с термином, используемым в информационно-поисковых системах (ИПС) и системах управления базами данных (СУБД) для обозначения всех данных (в первую очередь долгосрочных), хранимых в системе.

    База  знаний (БЗ) в ЭС предназначена для  хранения долгосрочных данных, описывающих  рассматриваемую область (а не текущих  данных), и правил, описывающих целесообразные преобразования данных этой области.

    Решатель, используя исходные данные из рабочей  памяти и знания из БЗ, формирует  такую последовательность правил, которые, будучи примененными, к исходным данным, приводят к решению задачи.

    Компонент приобретения знаний автоматизирует процесс  наполнения ЭС знаниями, осуществляемый пользователем-экспертом.

    Объяснительный  компонент объясняет, как система  получила решение задачи (или почему она не получила решение) и какие  знания она при этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату.

    Диалоговый  компонент ориентирован на организацию  дружественного общения с пользователем, как в ходе решения задач, так  и в процессе приобретения знаний и объяснения результатов работы.

    Фирма занимающаяся производством ПО, может  преуспевать только в том случае, если выпускаемая ей продукция всегда отличается высоким качеством и разработана в соответствии с потребностями пользователя.

    Данная курсовая работа описывает процесс создания автоматизированной системы транснациональной промышленной корпорации «Philips».

    Philips Group производитель высокотехнологичных компонентов, телекоммуникационного оборудования, бытовой техники, аудио- и видео устройств. В таблице 1 содержится описание проблемы, решение которой является задачей, поставленной перед разработчиками ЭС.

    Таблица 1

    Описание  проблемы

    Система в режиме диалога должна предложить пользователю не менее 4 способов решения проблемы.

    Цель  работы: разработка ПО, позволяющего принимать  управленческие решения для вывода компании «Philips» из кризиса.

    Процесс создания АС представляет собой совокупность упорядоченных во времени, взаимосвязанных, объединенных в стадии и этапы работ, выполнение которых необходимо и достаточно для создания АС, соответствующей заданным требованиям.

    Стадии  и этапы создания автоматизированной системы выделяются как части  процесса создания по соображениям рационального  планирования и организации работ, заканчивающихся заданным результатом.

    Работы  по развитию автоматизированной системы  осуществляют по стадиям и этапам, применяемым для создания автоматизированной системы.

    В разработке программы принимают участие: алгоритмизатор, программист-системщик, эксперт в экономической области, заказчик.

    В обязанности алгоритмизатор входит: постановка задачи, разработка алгоритма решения задачи, описание системы и ее функций, алгоритма решения задачи, тестирование системы.

    Программист системщик; разработка структуры программы написание и отладка программы, написание пояснительной записки к программе.

    Эксперт в экономической области: наполнение базы знаний, тестирование по ходу разработки, а так же описание базы знаний, обоснование используемых в ней данных.

    Заказчик: составление требований к системе, программе; разработка приемосдаточных  тестов для системы; составление  инструкции для пользователя, описание и обоснование использованных при приемке тестов.

 

РАЗДЕЛ 1. Теоретическая  часть. Необходимые требования к системе

    1.1. Цели и назначение ПП

    Назначение: Создаваемый программный продукт  является экспертной системой в области  принятия решений.

    Данный  проект ориентирован на помощь предприятию - заказчику в выборе стратегии  развития в условиях кризиса.

    Объектами автоматизации будут выступать: данные из финансовой и управленческой отчетности предприятия, а так же знания экспертов в области антикризисного управления.

    Цели:

1. Учет, анализ, контроль информации из финансовой и управленческой отчетности предприятия.
2. Определение эффективных мер по выводу предприятия из кризиса.
3. Сокращение времени принятия решения.
4. Повышение коэффициентов деловой активности и рентабельности предприятия по результатам выбранной стратегии развития.
5. Увеличение прибыли предприятия после введения предложенных программой мер.

    Критериями  оценки достижения заданных целей будет  служить коэффициент общей оборачиваемости, рассчитанный за месяц работы предприятия, а так же увеличение прибыли предприятия. 

    1.2. Характеристики объекта автоматизации

    Объектом автоматизации выступает транснациональная корпорация «Philips», стоимость акций которой на международном фондовом рынке упала на 20%. Стоимость компании и прибыли так же упала.

    Условия эксплуатации программы: доступ к программе открыт отдельным группам специалистов предприятия.  

• перечень  и критерии отказов для каждой функции, по которой задаются требования по надежности.

 
 

    1.3. Состав и содержание работ по созданию (развитию) системы

    Этапы работ:

    1.Формирование требований к АС.

    1.1.Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС.

    1.2.Формирование требований пользователя к АС.

    13.Оформление отчёта о выполненной работе заявки на разработку АС.

    2. Разработка концепции АС.

    2.1.Изучение  объекта.

    2.2.Проведение необходимых научно-исследовательских работ.

2.3.Разработка вариантов концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователя.

    2.4.Оформление отчета о выполненной работе.

    3.Техническое задание.

    3.1.Разработка и утверждение технического задания на создание АС.

    4.Эскизный проект.

    4.1.Разработка предварительных проектных решений по системе.

    4.2.Разработка документации на АС и её части.

    5.Технический проект.

    5.1.Разработка проектных решений по системе и её частям.

    5.2.Разработка документации на АС и её части.

    5.3.Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АС и технических требований (ТЗ) на их разработку.

    5.4.Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекте объекта автоматизации.

    6. Рабочая документации.

    6.1.Разработка рабочей документации на систему и ее части

    6.2.Разработка или адаптация программ