본고에서는 전력계통 운전에서 대단히 중요한 분야인 신뢰도 제어분야에 대한 전문가 시스템의 적용에 대하여 현재까지의 연구상황과 적용사례를 소개하고 당면 연구개발 과제와 장래 전망을 간단히 기술하였다. 전문가 시스템 연구는 일본과 구미각국에서 활발히 연구되고 있으며 매년 수십개씩의 특수전문가 시스템 개발용 쉘(Shell)이 상품화 되어 쏟아져 나오고 있으며 전문가 시스템 개발용 Tool도 컴퓨터 소프트웨어 관련 회사들이 경쟁적으로 개발 보급하고 있는 상황이므로 수년내에 전문가 시스템의 활용도가 기존 프로그램 활용도와 비슷한 수준으로 급속히 성장할 것으로 예상된다. 전문가 시스템의 응용은 모든 산업분야에 걸쳐 광범위하게 적용될 수 있을 뿐만 아니라 기술집약적 두뇌산업분야에 걸쳐 광범위하게 적용될 수 있을 뿐 만아니라 기술집약적 두뇌산업이므로 국가전략산업으로의 육성이 시스템 응용을 위한 한미 워크숍이 개최되어 양국의 활발한 기술교류가 이루어졌으며 국내외적으로 연구분위기가 성숙되어 있는 만큼 국내에서도 전력계통 신뢰도 제어분야에도 전문가 시스템 도입을 위한 연구가 활성화 될 수 있길 바라는 바이다.
사출 성형의 초보자도 이용할 수 있으며 사출 성형기의 이력 관리를 할 수 있는, 플라스틱 사출 성형의 진단과 불량대책을 위한 지식 기반 전문가 시스템을 ATR-IM 이라는 범용 전문가시스템 쉘을 이용하여 구현하였다. 지식베이스(knowledge base)는 수지 회사와 관련 서적, 전문가의 경험을 토대로 구축하였으며, 구현된 시스템은 크게 사출 공정 조건 설정 시스템, 사출기 ID에 따른 이력 관리 시스템, 사출성형 불량진단 시스템의 세부분으로 나누어 구성하였다. 본 연구를 통해 제안된 방법에 따라 업체별 사출기 성능에서 오는 공정 조건값의 차이를 사출공정 조건값의 저장에 의해 고려할 수 있으며, 불량 해결에 대한 전문가시스템이 추론 순서 결정을 경험적 확률에 따라 이루어지도록 함으로써 현장에서의 작업 환경을 고려한 전문가시스템이 되도록 하였다.
전문가시스템은 지식베이스를 이용하여 지식을 추론하는 추론엔진과 해당분야의 전문지식이 쌓여있는 지식베이스로 구성되어진다. 전문가시스템연구에 있어서 지식베이스에 저장되는 지식획득과정의 규명이 가장 핵심적인 연구분야라고 할 수 있다. 전문지식은 일반적으로 지식공학자들이 전문가로부터 전문지식을 획득하여 구현하는 것이 가장 일반적인 방법으로서 많은 전문가시스템 개발방법 이론들은 지식획득과정에서 지식공학자들의 역할을 필수적인 것으로 이해하고 있다. 그러나 지식획득에 관한 광범위한 해결책은 여전히 제시되고 있지 못하며, 이러한 문제점은 전문가시스템의 상용화에 가장 큰 어려움으로 지적되고 있다. 최근에는 이러한 지식획득병목현상을 해결하기 위하여 상황인식론과 같은 지식에 대한 새로운 해석을 기반으로한 지식획득 방법 이론들이 소개되고 있다. Multiple Classification Ripple Down Rules이론은 1995년 소개된 이론으로서 지식의 획득과정을 지식의 유지보수라는 소프트웨어 공학적 개념에서 접근하고 있다. 지식의 획득과정에서 완전무결한 지식의 모델 찾기를 지양하고 지식이란 단계적 확장개념에서 진화한다고 이해한다. 즉 지식베이스의 구축 단계를 개발과 완료가 불가능하다는 관점에서 지식베이스는 끊임없이 유지보수가 필요한 대상으로 이해하고 이러한 유지보수를 가능하게 하는 방법론을 제시한다 MCRDR에서 가장 핵심적인 부분은 지식공학자의 역할을 최소화하고 시스템 내부에서 지식의 관리와 획득을 수행하여 전문가로 하여금 직접적인 지식 입력이 가능하도록 하는 부분이다. MCRDR이론의 경우 여러가지 연구실험을 통하여 실용성이 입증되었고 의료분야에서 상용화 시스템 개발 툴로서 사용되어져 왔다. 그러나 MCRDR이론이 적용된 전문가시스템 들의 경우 MCRDR이론을 기본으로한 개발 툴로서 개발된 시스템들이 아니고 해당분야에서 MCRDR이론을 적용한 엔진을 직접 설계 구현하여 온 것이 사실이다. KEE(Knowledge Engineer for Experts) 시스템은 최근 개발된 MCRDR기반 전문가시스템 개발 툴로서 본 논문에서는 이러한 분야별 전문가시스템 개발을 지양하고 MCRDR이론을 기반으로 한 범용성 있는 전문가시스템 개발 툴의 개발에 관한 연구를 소개한다.
전문가시스템의 개발과정에서 가장 힘들고 많은 시간과 비용을 필요로 하는 단계는 전문가가 소유하고 있는 지식을 구조화하여 시스템에 이식하는 이른바 지식공학 과정이다.[1] 이러한 사정은 체력관리전문가시스템의 경우도 예외일 수 없다. 본 연구에서는 체력관리전문가시스템이 갖는 지식의 구조적인 특성을 파악한 후, 이 특성을 이용하여, 전문가시스템이나 지식공학에 관한 지식이나 경험이 없는 체력관리자들이 지식의 구축, 테스트, 수정을 어렵지 않게 수행할 수 있도록 하는 지식관리시스템을 개발하였다.
전문가시스템은 지식베이스를 이용하여 지식을 추론하는 추론엔진과 해당분야의 전문지식이 쌓여있는 지식베이스로 구성되어진다. 전문가시스템연구에 있어서 지식베이스에 저장되는 지식획득과 정의 규명이 가장 핵심적인 연구분야하고 할 수 있다. 전문지식은 일반적으로 지식공학자들이 전문가로부터 전문지식을 획득하여 구현하는 것이 가장 일반적인 방법으로서 많은 전문가시스템 개발방법 이론들은 지식획득과정에서 지식공학자들의 역할을 필수적인 것으로 이해하고 있다. 그러나 지식획득에 관한 광범위한 해결책은 여전히 제시되고 있지 못하며, 이러한 문제점은 전문가 시스템의 상용화에 가장 큰 어려움으로 지적되고 있다. 최근에는 이러한 지식획득병목현상을 해결하기 위하여 상황인식론과 같은 지식에 대한 새로운 해석을 기반으로한 지식획득 방법 이론들이 소개되고 있다. Multiple Classification Ripple Down Rules 이론은 1995년 소개된 이론으로서 지식의 획득과정을 지식의 유지보수라는 소프트웨어 공학적 개념에서 접근하고 있다. 지식의 획득과정에서 완전무결한 지식의 모델 찾기를 지양하고 지식이란 단계적 확장개념에서 진화한다고 이해한다. 즉 지식베이스의 구축 단계를 개발과 완료가 불가능하다는 관점에서 지식베이스 끊임없이 유지보수가 필요한 대상으로 이해하고 이러한 유지보수를 가능하게 하는 방법론을 제시한다. MCRDR에서 가장 핵심적인 부분은 지식공학자의 역할을 최소화하고 시스템 내부에서 지식의 관리와 획득을 수행하여 연구실험을 통하여 실용성이 입증되었고 의료분야에서 상용화 시스템 개발 툴로서 사용되어져 왔다. 그러나 MCRDR 이론이 적용된 전문가시스템들의 경우 MCRDR이론을 기본으로한 개발 툴로서 개발된 시스템들이 아니고 해당분야에서 MCRDR이론을 적용한 엔진을 직접 설계 구현하여 온 것이 사실이다. KEE(Knowledge Engineer for Experts) 시스템은 최근 개발된 MCRDR기반 전문가시스템 개발 툴로서 본 논문에서는 이러한 분야별 전문가시스템 개발을 지양하고 MCRDR 이론을 기반으로 한 범용성 있는 전문가시스템 개발 툴의 개발에 관한 연구를 소개한다.
현재 국내에서의 의료 부분의 전문가 시스템에 대한 개발이 시작 단계에 있다. 의료부문 전문가시스템 개발에 있어서 주요 촛점은 관련분야의 전문의들로부터 어떻게 시간적, 비용적 낭비없이 효과적으로 지식 획득(Knowledge acquisition)을 knowledge engineers가 하겠는가이며, 또한 어떠한 체계(Framework)로 전문가 시스템을 구성할 것인가이다. 본 발표에서는 현재 본 연구실에서 CASNET 및 INTERNET를 바탕으로 개발중인 산부인과의 불임 진료 및 내과의 갑상선 질환 진단, 치료에 관련된 전문가 시스템 개발의 초기단계를 보임으로써 의료 관련 전문가 시스템 개발의 일반적인 기본 방향을 제시하고자 한다.
인터넷이 대중화된 현대사회에서 프로그램이 좀더 나은 가용성을 띠기 위해선 웹 브라우저를 이용한 인터넷 프로그램이 당연시되어 가는 추세에 이르렀다. 이러한 시점에서 전문가시스템으로 개발되는 모든 시스템도 현 추세에 맞게 변화해가야 할 것으로 생각한다. 본 논문의 목적은 JESS를 이용 전문가 시스템을 제작하여 구축 된 웹서버와 데이터베이스와의 연동으로 보다 효과적인 방법으로 많은 대중에게 전문가시스템의 사용을 일반사용자들이 접할 수 있도록 하는 기회를 제공함으로서 전문가시스템의 현실화에 접근하는 것이다.
본 논문에서는 변전소의 변전설비에 대한 고장진단을 위한 전문가 시스템을 개발하였다. 제안된 전문가 시스템에서는 변전소의 구조적 특성을 효과적으로 이용하기 위하여 두 종류의 새로운 자료 구조를 제안하였다. 먼저 설비 연결자료로, 이는 변전소의 수전단에서 배전단으로 이어지는 계층적 구조를 이용하여 소내 설비들의 전기적 연결상태 인식을 효과적으로 수행할 수 있도록 한다. 다음으로, 각 보호 계전기의 보호 영역 자료를 제안하였는데, 이것은 전문가 시스템 가동시에 자동으로 구성되면, 보호계전기의 주보호 설비 뿐만 아니라 후비보호와 2차 후비보호 등의 설비들을 탐색하여 자료구조에 포함함으로써 추론의 효율을 높였다. 본 전문가 시스템에서는 2단계 추론을 수행하는데, 1단계에서는 설비 연결자료와 보호 영역 자료를 이용하여 고장 후보들을 선정하고 2단계에서는 보호기기 동작간의 인과관계를 이용하여 고장 위치를 파악하고 동작한 보호기기들에 대한 설명을 하도록 하였다. 제안한 전문가 시스템은 실제 154[kV]급 변전소 모형에 적용하여 도출된 결과의 타당성과 수행시간의 실효성을 보였다.
전문가 시스템은 진단, 교육, 해석, 계획, 예측, 처방, 제어 등 지식의 거의 모든 분야에 적용되어 오고 있으며, 의료 분야에서도 의사의 진단과 처방을 보조하기 위해서 의료 전문가 시스템이 다양한 질환에 대해서 개발되어 사용되고 있다. 그러나 인터넷에서 사용할 수 있는 전문가 시스템의 개발은 미흡하다. 웹 상에서의 의료 전문가 시스템은 의사가 없는 지역에서는 의사의 기능을 대신할 수 있으며 병원에서도 웹을 통하여 손쉽게 전문적인 의료정보에 접근한 수 있는 점에서 그 필요성이 절실하다. 본 논문에서는 Java로 개발된 전문가 시스템 쉘 JESS를 사용해 웹 상에 효과적으로 사용할 수 있는 소화기 질환의 의료 전문가시스템을 개발한다.
전문가 시스템이란 어떤 분야의 전문가가 가지고 있는 문제해결능력을 컴퓨터 프로그램화한 것이다. 수박에 관하여 풍부한 지식을 가지고 오랜 경험을 쌓은 전문가들은 수박병에 관해 신뢰성 있는 진단을 내리고 적절히 대응할 수 있다. 하지만 일반 농민들은 병해에 대하여 많은 지식을 가지고 있지 못할 뿐만 아니라 해당 지역에 잘 발생하지 않는 병이 발생했을 때 전문가의 도움을 필요로 하는 경우가 많을 것이다. 본 연구에서는 수박을 오랫동안 재배하여 경험과 지식이 풍부한 전문가로부터 수박병 진단을 위한 규칙을 알아내어 수박병 진단을 위한 전문가 시스템(그림 1)을 개발하였다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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