Состояние Современных ИТ в Логистике и за её Пределами - Часть 2

Мы уже писали об общей картине ИТ на сегодняшний день и предполагаемых трендах в ближайшее время. В этой статье продолжим рассматривать тенденции на конкретных примерах и различных сферах применения.


ВВЕДЕНИЕ

Информатизация общества в настоящее время представляет собой глобальный социальный процесс. Для данного процесса является характерным сбор, обработка, накопление и передача различной информации, что реализуется посредством использования современных средств вычислительной техники.


Информатизация общества предусматривает:

  • постоянное использование развивающегося информационного и интеллектуального потенциала общества, который выражается в виде современных программных средств, сайтов, электронных библиотек и систем хранения знаний;
  • внедрение современных информационных технологий в производственные отрасли деятельности, а также в науку, что значительно способствует развитию различных сфер общественного производства;
  • рост информационного обслуживания, что выражается в доступности источников различной информации к обычным пользователям персональных компьютеров, ноутбуков, смартфонов и других устройств, посредством которых обеспечивается визуализация представляемой информации (пример для сферы логистики).


Основываясь на проведенном в первой статье анализе целесообразным является выявление наиболее приоритетных и активно развивающихся направлений в современных информационных технологиях (ИТ).


2 СПЕЦИФИКА И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

В настоящее время информационные технологии развиваются стремительно в различных областях человеческой деятельности. Наиболее инновационными направлениями, с нашей точки зрения, являются развитие ИТ в областях искусственного интеллекта (ИИ), интернета вещей (IoT) и облачных технологий.


2.1 Искусственный интеллект

В рамка развития ИТ в ИИ существует большое разнообразие отраслей, в которых постоянно изобретаются новые и совершенствуются существующие методы и технологии. На рис.1 приведена общая структура сфер применения ИИ в ИТ.


Рисунок 1 – Сферы применения ИИ


Рассмотрим более подробно некоторые из них.

1. Распознавание образов

Распознавание образов (РО) заключается в формировании и выявлении принадлежности некоторого объекта к одному или нескольким выделенным заранее классам объектов. В последние годы намечается тенденция все более активного развития и применения данной ИТ. В частности, методы РО используются для распознавания человеческой речи, рукописного и напечатанного текста, различных изображений и фотографий, что способствует значительному упрощению взаимодействия пользователя с ПК. Благодаря широким возможностям, данная технология находит применение в различных предметных областях, от медицины (распознавание опухолей, потенциальных опасностей и сбоев работы органов человека на разных стадиях развития) до военного дела (системы наведения ракет, обнаружения движущихся целей и др.) и логистики (распознавание документов - транспортных, таможенных и автоматическая синхронизация с облачными серверами с последующей обработкой).

Способ отнесения элемента к отдельно выделенному образу называют решающим правилом. Метрикой принято называть способ определения расстояния между элементами универсального множества объектов. Чем меньше данное расстояние, тем большей схожестью обладают распознаваемые системой объекты. Элементы на практике задаются в виде набора чисел, а метрика задается в виде математической функции. Выбор типа представления образов во многом влияет на степень эффективности ИС распознавания, т.к. любые погрешности могут привести в существенным ошибкам.


2. Экспертные системы

Экспертные системы (ЭС), основаны на использовании методов и средств ИИ (пример в сфере логистики). ЭС предоставляют возможность специалисту получать консультации экспертов различных предметных областей по конкретным проблемам, о которых ЭС содержит определенные знания.

Назначение ЭС заключается в решении трудоемких задач на основе создания базы знаний (БЗ), которая отражает опыт работы ряда экспертов в соответствующей проблемной области.


Разработка ЭС включает 4 этапа:

  • определение предметной области, цели и задач использования ЭС;
  • поиск эксперта, способного предоставить адекватные и качественные знания по проблемной области;
  • определение математического и программного подходов по организации данных для решения поставленных задач;
  • анализ финансовых расходов и доходов от разработки проекта;
  • разработки плана и реализации ЭС.


Точный выбор и формулировка проблемы представляет самую критическую часть разработки ЭС. Это связано с тем, что если будет выбрана неподходящая проблема, высока вероятность получения недостоверных результатов. Такая проблема может привести к созданию нерентабельной и нецелесообразной ЭС.

В коллектив разработчиков ЭС входят следующие специалисты: эксперт (специалист в предметной области, который обладает уникальными знаниями и опытом), инженер по знаниям (специалист в области ИИ, который выполняет функции промежуточного буфера между БЗ и экспертом), программист и тестировщик (пользователь ЭС, являющийся специалистом в предметной области). Структурная схема состава ЭС приведена на рис.2.


Рисунок 2 – Структурная схема состава ЭС


Интерфейс пользователя представляет собой некий комплекс программ, которые организуют диалог пользователя с ЭС на всех стадиях ее функционирования.

Основу ЭС составляет БЗ, которая хранит совокупность знаний и набор правил, полученных от экспертов. БЗ содержит перечень фактов, которые описывают некоторую проблемную область (как например эту), а также структурную логическую взаимосвязь данных фактов между собой. Главным компонентов в БЗ являются правила, благодаря которым определяется необходимое действие для конкретного сценария. Правило состоит из двух частей: условия, которое выполняется или не выполняется, и соответствующее действие, которое необходимо произвести, в случае, когда условие выполняется.

Интерпретатор – это часть ЭС, производящая в заданном порядке обработку знаний в БЗ. Функционирование интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению имеющейся совокупности правил. В случае, когда условие, которое содержится в правиле, соблюдается, инициируется выполнение четкого заданного действия, после чего пользователю предоставляется возможный вариант или перечень вариантов решения задачи.


В настоящее время актуальность разработки ЭС обусловлена следующими особенностями:

  • нехватка квалифицированных специалистов в предметной области;
  • низкая производительность отдельных специалистов, т.к. ряд задач требует проведения системного и комплексного анализа сложного набора различных условий;
  • существенное расхождение между решениями различных исполнителей;
  • автоматизация процесса поиска принятия решения в проблемной ситуации.


2.2 Интернет вещей

В настоящее время активно развиваются ИТ в области интернета вещей. Идея данной технологии заключается в том, что различные технические устройства оснащаются специальными датчиками беспроводной связи, поддерживая технологии RFID, SIM, Wi-Fi и получают возможность обмена данными друг с другом и с управляющими серверами для выполнения необходимых задач (рис.3).