Modelowanie systemów - wiedza ekspercka (kreowanie systemów)

1. Modelowanie systemów - wiedza ekspercka (kreowanie systemów)

2. Plan prezentacji • Wprowadzenie • Kreowanie systemu - zasady ogólne: • Burza mózgów • Lista kandydatów • Wstępny ranking ekspertów • Selekcja wielkości wejściowych • Ustalenie zakresów wielkości wejściowych • Ostateczny ranking ekspertów • Sformułowanie modelu liniowego • Przykłady: • Zadowolenie klienta z zakupu mp3 • Systemy eksperckie • Podsumowanie

3. Kreowanie systemu • Kreowania systemu we-wy /przyczynowo-skutkowy/ poprzez ustalenie wielkości wejściowych mających istotny wpływ na zdefiniowaną wielkość wyjściową (satysfakcję, jakość) • Kreowanie podzielone na 7 zależnych, następujących po sobie etapów ? ? WY (zdefiniowane) ? ? . . . ?

4. Etap pierwszy: Burza mózgów • Wypisanie wszystkich potencjalnych czynnikówmających wpływ na zdefiniowaną wielkość wyjściową • Czynniki jako wielkości wejściowe: u – wejścia sterowalne (decyzyjne) w – wejścia obserwowalne (mierzalne) z – wielkości losowe (zakłócenia)- możliwe do oszacowania • Wstępne określenie wielkości wejściowych systemu.

5. Etap drugi: lista kandydatów • Doprecyzowanie nazw czynników - mogą być wieloznaczne i mogą prowadzić do niespójności w kreowaniu systemu – wiedza ekspercka może być źle zinterpretowana • Opracowanie wstępnej listy czynników • Opracowanie ankiet dla ekspertów, ze szczególnym uwzględnieniem jednolitego sposobu priorytetowania (ocena ważności) przez ekspertów (wypełniających ankietę)

6. Etap trzeci: wstępny ranking ekspertów • Dobór ekspertów oceniających czynniki i ewentualnie ustalenie „wag” ekspertów. • Eksperci wypełniają przygotowane ankiety • Możliwe zastosowanie różnych metod rankingu ekspertów, np. • wybór 50% istotnych czynników • przyporządkowanie każdemu czynnikowi wartości 1 (mało istotny), 2 (istotny), 3 (bardzo istotny)

7. Etap czwarty: Selekcja wielkości wejściowych Wyselekcjonowanie wielkości wejściowych, które mają „odczuwalny” wpływ na działanie systemu. Selekcja przeprowadzona na podstawie histogramu, na którym każdemu czynnikowi przyporządkowano sumaryczną liczbę punktów. Selekcja wg. jednej z metod: • arbitralnie ustalona ilość czynników najwyżej punktowanych, • wybór czynników, dla których suma punktów równa 70% wszystkich punktów itp., • wybór czynników o sumie punktów większej niż przyjęty próg punktowy.

8. Etap piąty: ustalenie zakresów wielkości wejściowych • Ustalenie zakresów ustalonych wielkości wejściowych i ewentualnie dokładna ich definicja przy wielkościach nie będących liczbami • {b. dużo, dużo, średnio, mało, b. mało} • {wygodny, mało wygodny …} Konsekwentnie dla wielkości nie liczbowych należy precyzyjnie zdefiniować sposób ich kodowania oraz odpowiadający mu znormalizowany zakres wartości liczbowych (np. {od 1 do 5}) lub od 0% do 100%

9. Etap szósty: Ostateczny ranking ekspertów • Na podstawie informacji zebranych w poprzednich etapach następuje ostateczny wybór czynników i wielkości wejściowych (x1,x2,…) systemu • Ustalenie wag poszczególnych czynników (wielkości wejściowych) poprzez kolejną ocenę ekspertów. Ekspert otrzymuje spis ustalonych czynników i przyporządkowuje każdemu wagi np. dla 7 czynników są to liczby od 1 do 7. Dla najbardziej istotnego jego zdaniem będzie 7 a 1 dla najmniej istotnego. Waga danego czynnika jest następnie wyliczana jako procentowy udział sumy uzyskanych przez dany czynnik punktowy w stosunku do sumarycznej liczby punktów dla wszystkich czynników

10. Etap siódmy: sformułowanie modelu matematycznego Sformułowanie modelu matematycznego z wielkościami wejściowymi np. NORM - współczynnik normalizujący, aby Y = <0,100>(ew. bardziej skomplikowane modele nie tylko liniowe)

11. Etap siódmy: sformułowanie modelu matematycznego • Przedstawienie schematu blokowego modelu systemu wejściowo-wyjściowego, przykładowo dla modelu liniowego: • Modele matematyczne mogą być różne dla różnych podgrup ekspertów, jeśli takie podgrupy wyróżniono U1 S1 + U2 . . . . . S2 . . . . . + Y + UN SN

12. PRZYKŁAD: Zadowolenie klienta z kupna mp3Etap 1: Burza mózgów Wypisanie czynników mających wpływ na system Np.: • cena • okres gwarancji • funkcjonalność • czas pracy na baterii • obsługiwane formaty plików • wygląd • wielkość odtwarzacza • jakość serwisu • dane techniczne • wyniki testów z prasy

13. Zadowolenie klienta z kupna mp3 Etap 2: Lista kandydatów • Opracowanie listy najważniejszych czynników

14. Zadowolenie klienta z kupna mp3Etap 3: Wstępny ranking ekspertów • Podczas przygotowywania ankiet należy precyzyjnie nazwać wszystkie czynniki. Np.: Słowo funkcjonalność, można zdefiniować jako – „ zdolność do dobrego spełniania swojej funkcji” • Bardzo ważny jest trafny dobór ekspertów Można stwierdzić, że najbardziej liczną grupą, która może się wypowiedzieć na temat kupionego odtwarzacza mp3 jest młodzież. Jako ekspertów uznać więc można np.: studentów i wśród nich przeprowadzić ankietę.

15. Zadowolenie klienta z kupna mp3Etap 4: Selekcja wielkości wejściowych • Przeprowadzenie ankiety wśród ekspertów i-ty czynnik ma Ni punktów priorytetowych • Analizując wyniki ankiety ustalono próg 100pkt i uzyskano 7 najważniejszych czynników.

16. Zadowolenie klienta z kupna mp3Etap 4: Selekcja wielkości wejściowych Najważniejszym czynnikom przypisano konkretne wagi s1 = 15,8% - pojemność karty pamięci (136pkt) s2 = 15,2% - cena (128pkt) s3 = 15,0% - czas pracy na baterii (125pkt) s4 = 13,7% - dostępność (105pkt) s5 = 13,5% - okres gwarancji (102pkt) s6 = 13,4% - funkcjonalność (101pkt) s7 = 13,4% - firma (marka) (100pkt)

17. Zadowolenie klienta z kupna mp3Etap 4: Selekcja wielkości wejściowych • Wejścia obserwowalne (mierzalne) u1 – pojemność karty pamięci u2 – cena u3 – okres gwarancji u4 – firma (marka) • Wejścia sterowalne (decyzyjne) w1 – czas pracy na baterii w2 – funkcjonalność • Wejścia losowe (szacowalne) z1 – dostępność

18. Zadowolenie klienta z kupna mp3Etap 5: Zakres wielkości wejściowych u1 – Pojemność karty pamięci Jeśli wartość u1 jest większa lub równa wartości pożądanej przez nabywcę (u1’) wyjście wynosi u1*100% w przeciwnym wypadku u2 – Cena Jeśli wartość jest mniejsza lub równa wartości pożądanej (u2’) wyjście wynosi u2*100% w przeciwnym wypadku u3 – Okres gwarancji Analogicznie do u1

19. Zadowolenie klienta z kupna mp3Etap 5: Zakres wielkości wejściowych u4 – Firma (marka) Stworzono 2 grupy producentów. 1 grupa najbardziej znani z dobrej jakości 2 pozostali. Jeśli u4=1, wyjście wynosi u4*100% w przeciwnym wypadku % w1 – Czas pracy na baterii Analogicznie do u1 w2 – Funkcjonalność Analogicznie do u1 z1 – Dostępność Wielkość podawana w procentach

20. Zadowolenie klienta z kupna mp3Etap 6: Ostateczny ranking ekspertów w1*s3 - czas pracy na baterii w2*s6 - funkcjonalność z1*s4 - dostępność Wejścia i przypisane im wagi u1*s1 - pojemność karty pamięci u2*s2 - cena u3*s5 - okres gwarancji u4*s7 - firma Model matematyczny systemu Y = f(u,w,z)

21. Zadowolenie klienta z kupna mp3 Etap 7: Schemat blokowy systemu

22. Zadowolenie klienta z kupna mp3Przykład użycia modelu Satysfakcja z zakupionego mp3 playera wynosi Y=72,83%

23. Systemy eksperckie • Programy modelujące wiedzę człowieka – eksperta w pewnej ograniczonej i dobrze zdefiniowanej dziedzinie • Budowa systemu ekspertowego

24. Systemy eksperckie • Szkielet systemu składający się z: • Interfejsu użytkownika - komunikacja użytkownika z systemem. Zadawanie pytań, udzielanie informacji systemowi, oraz odbieranie od systemu odpowiedzi i wyjaśnień • Edytora bazy wiedzy - modyfikacja wiedzy zawartej w systemie • Mechanizmu wnioskowania - wyciąganie wniosków z pytań wprowadzanych przez użytkownika i generowanie odpowiedzi • Mechanizmu wyjaśniającego - umożliwia wyjaśnienie dlaczego system udzielił takiej, a nie innej odpowiedzi, albo dlaczego system zadał użytkownikowi określone pytanie

25. Systemy eksperckie • Baza wiedzy • wiedza dotycząca określonej dziedziny zdobyta od ludzkich ekspertów • zapisana za pomocą wybranego sposobu np.: za pomocą reguł • Baza danych zmiennych • pomocnicza baza danych • przechowywane są w niej wnioski uzyskane przez system podczas jego działania • umożliwia odtworzenie sposobu wnioskowania systemu i przedstawienie go użytkownikowi za pomocą mechanizmu wyjaśniającego

26. Systemy eksperckie Przykłady systemów: • DENDRAL - ustalanie struktury molekularnej nieznanych związków chemicznych • MYCIN - pomaga w wyborze terapii przeciwbakteryjnej dla pacjentów z chorobami infekcyjnymi krwi (identyfikacja drobnoustrojów, wybór leku i dawkowania) • PROSPECTOR - interpretacja danych geologicznych przy poszukiwaniu złóż minerałów • MACSYMA - rozwiązywanie problemów matematycznych (algebra i rachunek całkowy) • LENDING ADVISOR - pomoc w podejmowaniu decyzji kredytowych

27. Podsumowanie • Kreowanie systemu : • Burza mózgów – wypisanie wszystkich czynników • Lista kandydatów – opracowanie ankiet • Wstępny ranking ekspertów –wypełnienie ankiet przez ekspertów • Selekcja wielkości wejściowych - wyselekcjonować czynniki i wielkości wejściowe • Ustalenie zakresów wielkości wejściowych • Ostateczny ranking ekspertów - ostateczny wybór czynników i wielkości wejściowych (x1,x2,…) systemu oraz ostatecznie wybór wag • Sformułowanie modelu liniowego

28. Bibliografia • Zdzisław Bubnicki – „Wstęp do systemów ekspertowych” • Bogdan Stefanowicz - „Sztuczna inteligencja i systemy eksperckie„ • Joanna Chromiec, Edyta Strzemieczna – „Sztuczna inteligencja: Metody konstrukcji i analizy systemów eksperckich”