Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)
specjalność: Systemy sterowania procesami przemysłowymi
Sylabus przedmiotu Systemy ekspertowe w automatyce:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Automatyka i robotyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Systemy ekspertowe w automatyce | ||
Specjalność | Systemy sterowania procesami przemysłowymi | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Sterowania i Pomiarów | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Bogdan Grzywacz <Bogdan.Grzywacz@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | |||
ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Podstawowa wiadomosci o metodach reprezentacji wiedzy. |
W-2 | Znajomość technik wnioskowań. |
W-3 | Rozumienie paradygmatu "system ekspertowy" i znajomość struktury funkcjonalnej systemów ekspertowych. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Rozszerzenie wiedzy o systemach ekspertowych. |
C-2 | Zapoznanie się ze specyfiką problemów związanych z implementacją systemów ekspertowych w automatyce. |
C-3 | Opanowanie wybranych technik eksploracji danych. |
C-4 | Doskonalenie umiejętności projektowania systemów ekspertowych i obsługi programów typu "shell". |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
projekty | ||
T-P-1 | Opracowanie procedury indukcji reguł klasyfikacji z tablic decyzyjnych o wielkich wymiarach z uzyciem programu RSES (Rough Sets Exploration System). Wygenerowanie reguł klasyfikacji, ocena dokładnosci reguł klasyfikujacych. | 10 |
T-P-2 | Opracowanie programu według paradygmatu "system ekspertowy" przeznaczonego do rozwiazania zadania zwiazanego z automatyką. | 5 |
15 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Zadania realizowane przez systemy ekspertowe w sterowaniu procesami. Specyfika systemów ekspertowych do sterowania kompleksowego (large scale control). Specjalizowane systemy ekspertowe do zadań pomocniczych w obszarze automatyki. Korzyści i koszty. | 2 |
T-W-2 | Przegląd metod reprezentacji wiedzy i technik wnioskowania w systemach ekspertowych (wnioskowanie 'w przód", "wstecz", sprzeczności i nadmiarowosci w bazach reguł). | 2 |
T-W-3 | Parametryzacja cech (atrybutów) umożliwiająca rozpoznawanie obrazów i ksztaltów do celów diagnostycznych i kontroli produkcji. | 2 |
T-W-4 | Pozyskiwanie wiedzy z tablic decyzyjnych o wielkch wymiarach w oparciu o teorię zbiorów przybliżonych (rough sets) - definicje, przyblizenie górne zbioru, przyblizenie dolne zbioru, dyskretyzacja atrybutów, relacja nierozróżnialności. | 2 |
T-W-5 | Pozyskiwanie wiedzy z tablic decyzyjnych - część 2 (tablice odróznialności, funkcje odróżnialnosci, wyznaczanie jadra i reduktów, tworzenie reguł decyzyjnych / klasyfikujacych, rozwiazywanie problemu niespójnosci, macierz spójności, cross-walidacja). | 2 |
T-W-6 | Indukcja reguł z przykładów (optymalizacja drzew decyzyjnych w oparciu o entropię informacyjną, metoda "pokryć"). | 2 |
T-W-7 | Baza sprzętowa dla systemów ekspertowych stosowanych w automatyce (inteligentny "hardware"- inteligentne czujniki pomiarowe, inteligentne człony wykonawcze, interfejsy, przepływ informacji w systemach hierarchicznych). | 2 |
T-W-8 | Generowanie danych procesowych(zmienne, stany, fakty). Semantyczna wartość informacji w sterowaniu procesami. | 2 |
T-W-9 | Ekstrakcja wiedzy deterministycznej i stochastycznej zwiazanej ze sterowaniem procesami. Automatyczne pozyskiwanie wiedzy. | 2 |
T-W-10 | Rola i zadania systemów ekspertowych w aspekcie interakcji operator-proces. | 2 |
T-W-11 | "Idiomatyczna" metoda analizy i projektowania systemów automatyki jako punkt wyjścia do tworzenia baz wiedzy dla systemów ekspertowych zwiazanych ze sterowaniem. System P/I. | 2 |
T-W-12 | Metody pozyskiwania wiedzy diagnostycznej. | 2 |
T-W-13 | Metody inżynierii wiedzy w diagnostyce systemów. | 2 |
T-W-14 | Przykłady stosowania systemów ekspertowych w automatyce. Przegląd profesjonalnych systemów ekspertowych do zastosowań w automatyce. | 2 |
T-W-15 | Podsumowanie i zaliczenie wykładu. | 2 |
30 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
projekty | ||
A-P-1 | Uczestnictwo w zajeciach i referowanie postepu prac | 15 |
A-P-2 | Opracowanie teoretyczne i praktyczne projektów, wykonanie dokumentacji | 15 |
30 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach | 30 |
A-W-2 | Samodzielne uzupełnienie treści związanych z wykładem | 30 |
60 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjny |
M-2 | Objaśnianie |
M-3 | Metoda projektów |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: Ocena stanu zaawansowania projektu |
S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena raportu, dokumentacji i finalnej prezentacji projektu |
S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne obejmujące materiał prezentowany na wykladzie |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
AR_2A_C17_W01 Student posiada wiedzę o obszarach zastosowań systemów ekspertowych w automatyce, o korzyściach i kosztach zwiazanych z implementacją systemów ekspertowych do zadań realizowanych w automatyce. Student posiada wiedzę o technikach akwizycji wiedzy do budowy baz wiedzy dla systemów ekspertowych w automatyce. Student posiada wiedzę o sposobach reprezentacji wiedzy dla potrzeb automatyki. Student posiada wiedzę o technikach ekstrakcji wiedzy z danych "uczących" charakteryzujacych procesy i zjawiska. | AR_2A_W12 | T2A_W04 | — | C-1, C-3, C-2 | T-W-1, T-W-3, T-W-8, T-W-15, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-13, T-W-12, T-W-14, T-W-2 | M-1, M-2 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
AR_2A_C17_U01 Student potrafi wydobyć wiedzę regułową z danych charakteryzujących własności obiektów, systemów, procesów, w tym z tablic decyzyjnych o wielkich wymiarach. Student umie wybrać właściwy sposób reprezentacji wiedzy dla zadań realizowanych w automatyce. Student posiada wystarczajace umiejętności, by posługiwać się programami typu "shell" w celu uczynienia ich przydatnymi do zastosowań w automatyce. Student umie wybrać właściwy dla zadania sposób wnioskowania. Student potrafi wybrać własciwy sposób reprezentacji wiedzy dla zadań realizowanych w automatyce. Student umie napisac programy według paradygmatu "system ekspertowy" dostosowane do potrzeb sterowania procesami i obiektami. | AR_2A_U11 | T2A_U12, T2A_U16, T2A_U17, T2A_U18 | — | C-3, C-4 | T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-14, T-W-2, T-P-1, T-P-2 | M-2, M-3 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_2A_C17_W01 Student posiada wiedzę o obszarach zastosowań systemów ekspertowych w automatyce, o korzyściach i kosztach zwiazanych z implementacją systemów ekspertowych do zadań realizowanych w automatyce. Student posiada wiedzę o technikach akwizycji wiedzy do budowy baz wiedzy dla systemów ekspertowych w automatyce. Student posiada wiedzę o sposobach reprezentacji wiedzy dla potrzeb automatyki. Student posiada wiedzę o technikach ekstrakcji wiedzy z danych "uczących" charakteryzujacych procesy i zjawiska. | 2,0 | |
3,0 | Student posiada wiedzę o obszarach zastosowań systemów ekspertowych w automatyce, o korzyściach i kosztach związanych z implementacją systemów ekspertowych do zadań realizowanych w automatyce. Posiada wiedzę o technikach akwizycji wiedzy do budowy baz wiedzy dla systemów ekspertowych w automatyce. Student posiada wiedzę o sposobach reprezentacji wiedzy dla potrzeb automatyki. Student posiada wiedzę o technikach ekstrakcji wiedzy z danych "uczących" charakteryzujących procesy i zjawiska. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_2A_C17_U01 Student potrafi wydobyć wiedzę regułową z danych charakteryzujących własności obiektów, systemów, procesów, w tym z tablic decyzyjnych o wielkich wymiarach. Student umie wybrać właściwy sposób reprezentacji wiedzy dla zadań realizowanych w automatyce. Student posiada wystarczajace umiejętności, by posługiwać się programami typu "shell" w celu uczynienia ich przydatnymi do zastosowań w automatyce. Student umie wybrać właściwy dla zadania sposób wnioskowania. Student potrafi wybrać własciwy sposób reprezentacji wiedzy dla zadań realizowanych w automatyce. Student umie napisac programy według paradygmatu "system ekspertowy" dostosowane do potrzeb sterowania procesami i obiektami. | 2,0 | |
3,0 | Student potrafi wydobyć wiedzę regułową z danych charakteryzujących własnosci obiektów, systemów, procesów, w tym z tablic decyzyjnych o wielkich wymiarach. Student umie wybrac własciwy sposób reprezentacji wiedzy dla zadań realizowanych w automatyce. Student posiada wystarczajace umiejetności, by posługiwac się programami typu "shell" w celu uczynienia ich przydatnymi do zastosowań w automatyce. Student umie wybrać właściwy dla zadania sposób wnioskowania. Student potrafi wybrać właściwy sposób reprezentacji wiedzy dla zadań realizowanych w automatyce. Student potrafi napisać programy według paradygmatu "system ekspertowy" dostosowane do potrzeb sterowania procesami i obiektami. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 |
Literatura podstawowa
- Niederliński Antoni, Regułowe systemy ekspertowe RMSE, Wydawnictwo Jacka Skalmierskiego, Gliwice, 2006
- Mulawka J., Systemy ekspertowe, WNT, Warszawa, 1996
- Rutkowski L., Metody i techniki sztucznej inteligencji, PWN, Warszawa, 2006
- Korbicz J., Kościelny J.,Kowalczuk Z., Cholewa W., Diagnostyka procesów, WNT, 2002
- Jovic F., Expert systems in process control, Chapman @ Hall, London-Glasgow-New York=Tokyo, 1992
- Mrózek A., Płobnka L., Analiza danych metodą zbiorów przybliżonych. Zastosowania w ekonomii, medycynie i sterowaniu, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa, 2000
Literatura dodatkowa
- www.logic.mimuw.edu.pl/rses/, 2011, program rses dostępny bez licencji
- Harmelen F.,Lifschitz V.,Porter B. (editors), Handbook of knowledge representation, Elsvier, 2008
- Russel S., Norvig P., Attificial Inteligence - a Modern Approach, Pearson, Boston, Amsterdam,...,Tokyo, 2010