INTRODUCCION A LOS SISTEMAS EXPERTOS

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Automatización y Robótica Industrial
INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DE CONTROL EXPERTOS
Expositor: Lic. Richard Rios
Gerente Técnico INMOTION SAC

INTELIGENCIA HUMANA Capacidad de adquirir y comprender los conocimientos necesarios para resolver problemas
encontrando relaciones entre ellos mediante el razonamiento.
Visión humana Redes neuronales Razonamiento lógico humano Resolución del problema por un experto humano
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Capacidad de una maquina para adquirir y comprender los conocimientos necesarios para
resolver problemas encontrando relaciones entre ellos mediante el uso de programas complejos desarrollados por el
hombre
Visión artificial Redes neuronales Reglas de las redes neuronales Lógica difusa Sistema Experto
Resolución
del Problema

CAMPOS DE ESTUDIO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL:
Sistemas de Visión: Hardware y Software que les permite a las computadoras capturar, almacenar y manipular imágenes
visuales y fotografías
Procesamiento de Lenguaje natural: Se enfoca en el diseño y desarrollo de programas capaces de interpretar y ejecutar
instrucciones dadas por los usuarios en su lenguaje nativo
Sistemas de Aprendizaje: Combinación de hardware y software que le permite a la computadora cambiar su modo de
funcionar o reaccionar a determinadas situaciones, basado en la retroalimentación que recibe
Redes Neuronales: Desarrollo de sistemas de computación que puede actuar de la misma forma que funcionan las
neuronas del cerebro humano.
Lógica Difusa: Estudio y aplicación de la forma ambigua como suelen pensar las personas, siempre basándose en
términos relativos y no absolutos.
Logaritmos Genéticos: Desarrollo de funciones matemáticas que usan los principios de Charles Darwin para mejorar una
aplicación. Un algoritmo genético es un método de búsqueda dirigida basada en Probabilidad

CAMPOS DE ESTUDIO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL:
Agentes Inteligentes: Desarrollo de programas de computadora para revisar de forma automática enormes cantidades de
datos y seleccionando y entregando la información más adecuada para el usuario, de acuerdo con sus requisitos
específicos.
Robótica: Desarrollo de dispositivos mecánicos o de computación que tengan la capacidad de realizar funciones y/o
tareas que requieran de un alto grado de precisión, tediosas o impliquen riesgo de peligro para los seres humanos
Sistemas Expertos: Estudio y desarrollo de programas de computadora, que usan el conocimiento y los procedimientos
de Inferencia humana (sentido común) para resolver problemas muy complejos que requieren la experiencia humana
para su solución. Hace un amplio uso del conocimiento especializado, como lo hace un experto humano

COMPONENTES DE UN SISTEMA EXPERTO:
Interfaz Hombre-Maquina
Mecanismo de
explicación
Mecanismo de
Inferencia
Adquisición de
conocimiento
Base del Conocimiento
Hechos y Reglas
Componente que almacena todos los hechos, reglas, datos, casos y relaciones que
utiliza el Sistema Experto. Cada aplicación tiene que desarrollar una base de
conocimientos especifica.
Revisa Proceso Permite secuencialmente de explicar crear y el actualizar proceso en la de la base razonamiento Base de Datos del Conocimiento, del utilizado Sistema Experto
para intentando tomar una asociar decisión,
el
conocimiento respondiendo el almacenado ¿Cómo? o en el ¿Por forma qué? de Cuando hechos ha el inferido antecedente una conclusión.
de una regla o
condición. Si el antecedente de la regla es satisfecho entonces se ejecuta la acción
de la conclusión.

TIPOS DE SISTEMAS EXPERTOS: Hay muchos puntos de vistas desde los cuales se pueden clasificar los Sistemas
Expertos. Algunos de ellos son:
Por la forma de almacenar conocimientos:
Sistemas basados en Reglas: el conocimiento se almacena en forma de hechos y reglas. Su motor de Inferencia opera
mediante encadenamientos de estas reglas.
Sistemas basados en Probabilidad: la base de conocimientos esta constituida por hechos y sus dependencias
probabilísticas. Su motor de inferencia opera mediante la evaluación de probabilidades condicionales.
Por la interacción del Usuario:
Apoyo: El Sistema aconseja al usuario, el cual mantiene la capacidad de una ultima decisión.
Control: El Sistema actúa directamente sin intervención humana.
Critica: El Sistema analiza y criticar las decisiones tomadas por el usuario.

TIPOS DE SISTEMAS EXPERTOS: Hay muchos puntos de vistas desde los cuales se pueden clasificar los Sistemas
Expertos. Algunos de ellos son:
Por la variabilidad temporal del conocimiento:
Estáticos: la base del conocimiento no se altera durante el proceso de decisión
Dinámicos: ocurren cambios en la base del conocimiento durante el proceso de decisión. Estos cambios pueden añadir
Información o pueden modificar la ya existente.
Por la limitación de tiempo para tomar decisiones:
Tiempo ilimitado: El Sistema utiliza conocimiento casual, busca orígenes de un problema que ha ocurrido y la obtención
de conclusiones no necesita ser de inmediato.
Tiempo limitado o de tiempo real: el Sistema necesita tomar decisiones inmediatas frente a los problemas que surjan

COMPARACION ENTRE UN SISTEMA CLASICO Y UN SISTEMA EXPERTO:
SISTEMA CLASICO SISTEMA EXPERTO
Conocimiento y procesamiento combinado en un programa Base del conocimiento separada del procesamiento
No contiene errores Puede contener errores
No da explicaciones, los datos se leen o se escriben Posee un modulo de explicación
Los cambios son tediosos Los cambios en las reglas son fáciles
El sistema solo opera completo El sistema puede operar con pocas reglas
Se ejecuta paso a paso La ejecución utiliza heurísticas y lógica
Necesita información completa para operar Puede operar con información incompleta

APLICACION DE UN SISTEMA EXPERTO PARA EL CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES :
El Sistema experto se integra en el sistema de control de una planta industrial asistiendo al operador humano en la
detección de fallos y en la solución de los casos en que el proceso sale de control.
Las aplicaciones funcionales del Sistema experto en el control de procesos industriales utilizan Estaciones de Trabajo
con programas realizados en LISP o en PROLOG complementadas con herramientas de calculo numérico que utilicen
Lenguaje Pascal o C en su desarrollo.
En general un Sistema de Control experto aplicado al control de procesos industriales dispone de:
1. Un motor inferencial que controla y usa las bases del conocimiento del proceso para deducir conclusiones
2. Un sistema para manejar en tiempo real una gran cantidad de datos del proceso
3. El encadenamiento hacia adelante y hacia atrás de los diferentes arboles de decisión, proporcionando por
diagnostico y predicción conclusiones con un determinado nivel de certeza.

APLICACION DE UN SISTEMA EXPERTO PARA EL CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES :
4. La simulación y el ensayo de la base de conocimiento antes de su real en el proceso.
5. Explicación del razonamiento empleado para información y uso del operador en la comprobación o ampliación
del sistema

ETAPAS TIPICAS CON QUE ACTUA UN SISTEMA EXPERTO EN EL CONTROL DE UN PROCESO :
a. Reconocimiento de las situaciones anómalas
b. Comparación con los datos provenientes del conocimiento del sistema experto
c. Diagnostico
d. Corrección del problema

APLICACIONES COMUNES DE LOS SISTEMAS EXPERTOS EN EL CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES:
I. Conexión a un Sistema de Control Distribuido para monitorizar las variables del proceso y las alarmas
II. Combinación con controladores individuales
III. Supervisión de fabricas de cemento y papel
IV. El control de nivel del fondo y la optimización del rendimiento en destilado de las columnas de destilación

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