Intellektual tizim

Tushunchalar: aqlli tizim (IntS), aqlli boshqaruv tizimi (IntSU)


“Intellektual tizim” tushunchasi turli tadqiqotchilar tomonidan turlicha talqin qilinadi. Keling, qo'shimcha tushuntirishlarni o'z ichiga olgan holda asosiylarini ko'rib chiqaylik. Intellektual tizim operator (qaror qabul qiluvchi - qaror qabul qiluvchi) ishtirokisiz muammolarni hal qilishda intellektual yordamga ega axborot hisoblash tizimidir. Intellektual tizim operator - qaror qabul qiluvchi ishtirokida muammolarni hal qilishda intellektual yordamga ega bo'lgan axborot hisoblash tizimi. Boshqaruv tizimlarini yaratishda asosiy intellektual texnologiyalar, jumladan, sun’iy neyron tarmoqlar (ANN), genetik algoritmlar, loyqa mantiqdan samarali foydalanish mumkin. Shu bilan birga, ulardan foydalanishning maqsadga muvofiqligi hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun taqsimlangan sxemalarni amalga oshirish qobiliyati bilan belgilanadi, bu esa kerakli hisob-kitoblarning murakkabligini sezilarli darajada oshirmasdan qidiruv maydonini kengaytirish imkonini beradi; boshqaruv jarayonlarini tabiiy tilga yaqin "oddiy" til orqali tasvirlash qobiliyati; nochiziqli boshqaruv ob'ektlarini analitik bo'lmagan tasvirlash va noaniqlik va ko'p sonli maxsus vaziyatlar bilan tavsiflangan jarayonlarni tavsiflash imkoniyati; noto'g'ri rasmiylashtirilgan muammolarni hal qilish uchun makonda tezda izlash qobiliyati.


Intellektual tizimlar ular bilimga asoslangan tizimlardir. Kompyuterda qayta ishlansa, bilim xuddi ma'lumotlarga o'xshash tarzda o'zgaradi: 1) tafakkur natijasida inson xotirasidagi bilim. 2) bilimlarning moddiy tashuvchilari (darsliklar, o'quv qurollari). 3) Bilim sohasi - predmet sohasining asosiy ob'ektlari, ularni bir-biriga bog'lovchi sifatlari va qonuniyatlarining shartli tavsifi. 4) Har qanday model (ishlab chiqarish, semantik, ramka yoki boshqa) asosida bilimlarni ifodalash. Ishlab chiqarish yoki qoidaga asoslangan model bilimlarni jumlalar shaklida ifodalash imkonini beradi "Agar, keyin". Semantik tarmoq yo'naltirilgan grafik bo'lib, uning uchlari tushunchalar, yoylar esa ular orasidagi munosabatlardir. Ramka - bu qandaydir kontseptual ob'ektni ifodalash uchun ma'lumotlar strukturasi. 5) Mashinani saqlash vositalari bo'yicha bilimlar bazasi. Ishlab chiqarish modelidan foydalanishda bilimlar bazasi qoidalar to'plamidan iborat. Qoidalarning sanab chiqilishini boshqaruvchi dastur xulosa chiqarish mexanizmi (mulohaza yuritish mexanizmi, xulosa chiqarish mexanizmi, deduktiv vosita, tarjimon, qoidalar tarjimoni, hal qiluvchi) deb ataladi. Chiqib ketish mashinasi tsiklik ishlaydi. Har bir tsiklda u ishchi xotiradan (ma'lumotlar bazasi) mavjud faktlarni va bilimlar bazasidagi qoidalarni ko'rib chiqadi va keyin ularni moslashtiradi. Tanlangan qoidalar to'plami konflikt deb ataladigan to'plamni tashkil qiladi (ya'ni, ma'lum bir vaziyatda bir vaqtning o'zida bir nechta qoidalar qo'llanilishi mumkin). Mojaroni hal qilish uchun xulosa chiqarish mexanizmi bitta qoidani tanlaydigan mezonga ega, shundan so'ng u ishga tushiriladi. Bu ish xotirasiga qoida xulosasini tashkil etuvchi faktlarni (tavsiya etilgan harakatlar) kiritishda yoki ziddiyatli qoidalarni tanlash mezonini o'zgartirishda ifodalanadi. Agar qoida harakat nomi bilan tugasa, u ishga tushiriladi. Xulosa qilish mashinasi modus ponens tamoyiliga asoslanadi, u quyidagicha talqin qilinadi: “Agar A mulohazasi to‘g‘ri ekanligi ma’lum bo‘lsa va shakl qoidasi mavjud bo‘lsa”, agar A bo‘lsa, B bo‘lsa, “B mulohazasi to‘g‘ri bo‘ladi”.


Ostida aqlli tizimlar maqsadli xulq-atvorni amalga oshirish qobiliyatini ko'rsatadigan har qanday biologik, sun'iy yoki rasmiy tizimlarni tushunish. Ikkinchisi aloqa, bilimlarni to'plash, qaror qabul qilish, o'rganish, moslashish xususiyatlarini (namoyishlarini) o'z ichiga oladi. Sohada tadqiqot sun'iy intellekt bilimli yondashuv yotadi. Bilimga tayanish sun'iy intellektning asosiy paradigmasi hisoblanadi. Ishda bilimlarni talqin qilish to'rt guruhga (yoki darajalarga) birlashtirilgan: psixologik, intellektual, formal-mantiqiy va axborot-texnologik. Bilimlarning psixologik talqini - aqliy tasvirlar, aqliy modellar. Bilimlarning intellektual talqini - ma'lum bir predmet sohasi to'g'risidagi ma'lumotlar to'plami, shu jumladan ma'lum bir predmet sohasi ob'ektlari to'g'risidagi faktlar, ushbu ob'ektlarning xususiyatlari va ularni bog'laydigan munosabatlar, ushbu fan sohasida sodir bo'layotgan jarayonlarning tavsifi, shuningdek ma'lumotlar. qanday hal qilish kerak tipik vazifalar... Formal-mantiqiy talqin - ma'lum bir mavzu bo'yicha rasmiylashtirilgan ma'lumotlar, maxsus protseduralar yordamida ushbu fan sohasi bo'yicha yangi bilimlarni olish (chiqarish) uchun ishlatiladi. Axborot texnologiyalari talqini - kompyuter xotirasida saqlanadigan va intellektual dasturlarning ishlashida foydalaniladigan tizimli axborot.


D.A. asarlarida. Pospelova va uning hamkasblari quyidagilarni ta'rifladilar bilimning kontseptual xususiyatlari: ichki izohlash, har bir ma'lumot elementini aniqlaydigan noyob nomlarning mavjudligi tushuniladi; tuzilganlik, alohida axborot birliklarini bir-biriga rekursiv joylashtirish imkoniyatini nazarda tutadi; tashqi ulanish, axborot birliklari o'rtasida funktsional, tasodifiy va boshqa turdagi munosabatlarni o'rnatish imkoniyatini belgilash; miqyoslilik, axborot birliklarining miqdoriy, tartibli va boshqa nisbatlarini belgilash uchun turli ko'rsatkichlarni joriy etish imkoniyatini tavsiflash; faoliyat, yangi ma'lumotlar paydo bo'lganda ba'zi oqilona harakatlarni amalga oshirishni boshlash qobiliyatini aks ettiradi.


Intellektual Axborot tizimi (yoki bilimga asoslangan tizim) foydalanuvchilarning o'ziga xos axborot ehtiyojlariga qarab turli sinflarning amaliy muammolarini hal qilish variantlarini yaratish uchun bilimlar bazasidan foydalanish kontseptsiyasiga asoslanadi. Bunday tizimlarni qurishdan asosiy maqsad amaliyotda yuzaga keladigan murakkab muammolarni hal qilish uchun yuqori malakali mutaxassislarning bilimlarini aniqlash, tadqiq qilish va qo'llashdan iborat. Bilimga asoslangan tizimlarni qurishda mutaxassislar tomonidan muayyan muammolarni hal qilish uchun maxsus qoidalar shaklida to'plangan bilimlardan foydalaniladi. Ushbu yo'nalish insonning tuzilmagan va yarim tizimli muammolarni tahlil qilish san'atiga taqlid qilishga qaratilgan.


Intellektual tizimlarning amaliy nazariyasida (IntS) boshqaruv tizimi faqat atrofdagi tashqi dunyo bilan yaqin o'zaro ta'sirda ko'rib chiqiladi va aqlli tizim situatsiya tomonidan yaratilgan faol sub'ektlar va qarama-qarshi ob'ektlar (sub'ektlar) to'plami sifatida talqin etiladi. sub'ektning faol mavjud bo'lish imkoniyati yoki biron bir tizimli yoki tizimsiz sub'ektning maqsadli vazifasi bilan va intellektual tizimni tashkil etuvchi har qanday tabiatning barcha elementlari ular uchun umumiy tashqi dunyo ta'sirida bo'ladi.


A.V ishida. Timofeeva va R.M. Yusupovning taʼkidlashicha, IntDU sunʼiy intellekt elementlarini oʻz ichiga oladi, ular tushunchalarni shakllantirish va bilimlarni toʻplash, xatti-harakatlarni rejalashtirish va noaniq sharoitlarda qaror qabul qilish, tasvirlarni tan olish va atrof-muhit modelini shakllantirish imkonini beradi. Avtomatik boshqaruv tizimlariga (ACS) razvedka elementlarini kiritish ularning funksional imkoniyatlarini sezilarli darajada kengaytiradi moslashuvchan ACS bilan solishtirganda. Intellektualizatsiya natijasida o'ziyurar qurollar odatda odamga yuklangan ba'zi intellektual vazifalarni hal qilish qobiliyatiga ega bo'ladi. Shu sababli, IntSU'lar vaziyat inson operatorining boshqaruv jarayonida bevosita ishtirok etishiga imkon bermaydigan (oqlamagan) hollarda yoki boshqaruv ob'ekti normal rejimlarda ishlayotganida operatorning mehnat zichligini kamaytirish zarur bo'lganda tobora ko'proq foydalanilmoqda.


ACSni intellektuallashtirish zarurati odatda boshqaruv ob'ektlari murakkab bo'lgan (masalan, noaniqlik sharoitida ishlaydigan chiziqli dinamikaga ega ob'ektlar) va ularning tavsifi va atrof-muhit bilan o'zaro ta'sirini tuzilishi va rasmiylashtirish qiyin bo'lgan hollarda paydo bo'ladi. Ta'rifning to'liq emasligi ob'ekt va atrof-muhit modelining apriori noaniqligida ham, boshqaruv maqsadlarining noaniqligi va xilma-xilligida ham namoyon bo'ladi. Ko'pincha, bunday ob'ektlarning xatti-harakatlarining tavsifi noaniq va sifatli ma'lumotlarni o'z ichiga oladi (ekspert baholashlari, ishonchli xulosalar, a'zolik funktsiyalari). Bunday sharoitda boshqarish muammolarini hal qilish sun'iy intellekt usullarini jalb qilmasdan, ya'ni ACSni intellektualizatsiya qilmasdan mumkin emas.


Shunday qilib, ACSni intellektuallashtirish zaruriy o'qitish va moslashtirish vositalaridan foydalangan holda atrof-muhit, ob'ekt va boshqaruv tizimi haqidagi bilimlarni taqdim etish va qayta ishlashga qisqartiriladi. Ushbu bilim va vositalar boshqaruv ob'ekti va atrof-muhit modelini takomillashtirish va ACSga inson operatori yoki mutaxassisning intellektual qobiliyatlariga o'xshash printsipial jihatdan yangi xususiyatlarni berish imkonini beradi. Xarakterli xususiyatlar IntSU - bu ularning bilimlarni shakllantirish orqali o'rganish va o'z-o'zini o'rganish qobiliyati, xulq-atvor namunalarini sintez qilish va aniqlash, vaziyatlarni tan olish va tahlil qilish, o'zini o'zi tashkil qilish va turli omillarga moslashish. Ushbu qobiliyatlar ACSning ishlashi paytida yuzaga keladigan turli xil ichki va tashqi noaniqlik omillarini qoplash va shu bilan nazorat sifatini yaxshilash yoki optimallashtirish imkonini beradi.


IntDU shunday tizimni chaqiradiki, unda boshqaruv ob'ekti va atrof-muhitning noma'lum xususiyatlari to'g'risidagi bilimlar o'rganish va moslashish jarayonida shakllanadi va olingan ma'lumotlar avtomatik boshqaruv qarorlarini qabul qilish jarayonida foydalaniladi, shunda sifatni ta'minlaydi. nazorati yaxshilanadi. E'tibor bering, o'rganish va moslashish jarayonlari boshqaruv jarayonidan ajratilgan holda (masalan, odatda inson operatori yoki ekspert bo'lgan o'qituvchi bilan mashg'ulot rejimida) yoki to'g'ridan-to'g'ri real vaqt rejimida avtomatik boshqarish jarayonida sodir bo'lishi mumkin.


Xususiyatlarni ko'rib chiqing funktsional tuzilma aqlli boshqaruv tizimlari sinfining tipik vakillari, ularni texnologik boshqaruv ob'ektlari (agregatlar, mashinalar, mashina komplekslari) bilan bog'liq holda sharhlash.


Ushbu vaziyatdan chiqish yo'llaridan biri aqlli boshqaruv usullaridan foydalanish bo'lib, bu rad etishni nazarda tutadi:


• ob'ektning aniq matematik modelini olish zarurati;


• boshqaruv harakatlarini shakllantirish uchun "qattiq" (qoida tariqasida, chiziqli) algoritmlardan foydalanishga yo'naltirish;


• ishlab chiquvchiga ma'lum bo'lgan, ilgari boshqa, oddiyroq ob'ektlar sinflari uchun o'zini ijobiy isbotlagan sintez usullaridan har qanday holatda foydalanishga intilish.


Aqlli boshqaruvga o'tishdan oldin, mahalliy ishlab chiqaruvchilar tomonidan ishlab chiqilgan dastgoh asboblarini boshqarishning dunyoda tan olingan va klassik tendentsiyalarini e'tiborga olish mumkin emas. ilmiy maktablar... Bular Balakshin B.S., Bazrov B.M., Bjozovskiy B.M., Gornev V.F., Morozov V.P., Kolosov V.G., Ratmirov V.A., Solomentsev Yu.M., Pushha V.E., Sosonkina V.L., Timiryazeva V.L., Tu. Zakovski, V.K. Tugolning asarlari. va boshq. Xususan, ishlar mahsulot ishlab chiqarish sifati nuqtai nazaridan dastgoh asboblarini moslashuvchan boshqarish tizimlarini yaratishga bag'ishlangan. Moslashuvchan avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish (HAP), xarajatlarni kamaytirish, ishonchlilik va ishlashning moslashuvchanligini (qayta sozlash) oshirishga imkon beradi. tez-tez o'zgarish nazorat dasturlari ishlarda batafsil yoritilgan. Integratsiyalashgan avtomatlashtirilgan ishlab chiqarishning bir qismi sifatida CNC dasturlarini yaratish va ularni amalga oshirish xususiyatlari ko'rib chiqiladi.


Batafsil tahlil zamonaviy usullar boshqaruv texnologik jarayonlar va yutuqlarni ko'rsatadigan ishda jihozlar berilgan zamonaviy nazariya nazorat qilish, xususan, regulyatorlarni analitik loyihalash usullaridan foydalanish (Letov A.M. va boshqalar), modal boshqarish (Pospelov G.S. va boshqalar), dinamikaning teskari masalalari (Krutko P.D. va boshqalar), o'zgarmas boshqaruv (Shchipanov G.V., Kulebakin VS.) , Petrov BN va boshqalar), adaptiv boshqaruv (Tsipkin Ya.D. va boshqalar) va boshqalar qayd etilishicha, boshqaruv tizimlarini sintez qilishda vakilliklarning yuqori qismini analitik dizayn regulyatorlari tashkil etadi. Sinergetik boshqaruv nazariyasiga asoslangan boshqaruv tizimlarini qurishning tubdan farqli usuli maqolada tasvirlangan. Sinergetik yondashuvga asoslangan evolyutsion transformatsiya va o'zini o'zi tashkil etish tamoyillari nazorat qilish tizimi davlat koordinatalari ommaviy axborot vositalari bilan o'zaro bog'liqligi maqolalarda tasvirlangan. Boshqaruv tizimlarini sintez qilishning ushbu yondashuvlari va printsiplarining barchasi o'zlarining afzalliklari va kamchiliklariga ega, ammo ularning barchasida umumiy xususiyat shundaki, ular u yoki bu tarzda olingan boshqaruv ob'ektining matematik modeliga tayanadi va matematik model differensial tizimdir. yoki jarayonlar yoki ob'ektlarning fizik mohiyatini tavsiflovchi farq tenglamalari. Boshqaruvning tubdan boshqacha yondashuvi boshqariladigan ob'ekt haqidagi bilimlarning matematik modellaridan foydalanishdan iborat, ya'ni. aqlli boshqarish usullaridan foydalanish. TO ga kelsak, ushbu tadqiqot yo'nalishi ishlarda keltirilgan.


Intellektual nazorat o'zgaruvchan murakkablik va noaniqlik modellaridan foydalanishga asoslangan, qaror qabul qilish, xulq-atvorni rejalashtirish, o'rganish va o'z-o'zini o'rganish kabi insonga xos intellektual funktsiyalarni amalga oshirish asosida yuqori darajada tashkil etilgan ACSni qurish g'oyasiga asoslanadi. o'zgaruvchan muhit. O'rganish deganda tizimning o'tmishda olingan eksperimental ma'lumotlarga ta'sir qilish bilan o'zaro ta'sir qilish natijalariga asoslanib, kelajakda o'z xatti-harakatlarini yaxshilash qobiliyati (TO ga nisbatan - qayta ishlash sifatini yaxshilash) tushunilishi kerak. omillar. O'z-o'zini mashq qilish - bu tashqi sozlashsiz, ya'ni "o'qituvchi" - operatorning ko'rsatmalarisiz mashq qilish.


Intellektual boshqaruv tizimi (IMS) - bu boshqaruv ob'ekti va atrof-muhitning noma'lum xususiyatlari to'g'risidagi bilimlar o'rganish va moslashish jarayonida shakllanadigan va olingan ma'lumotlar avtomatik ravishda qaror qabul qilish jarayonida foydalaniladigan tizimdir. nazorat sifati yaxshilanadi.


IMS ning zaruriy xususiyati - ma'lumotlar (faktlar), modellar va qoidalarni o'z ichiga olgan bilimlar bazasining mavjudligi, bu boshqaruv muammosini aniqlashtirish va uni hal qilishning oqilona usulini tanlash imkonini beradi. Intellektual tizimlar ko'pincha bilimga asoslangan tizimlar deb ataladi. Amalga oshirilgan intellektual funktsiyalarning tabiatiga, ya'ni intellektuallik darajasiga qarab, ISU intellektual "katta" va "kichikda" ajralib turadi.