Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı

Transkript

1 Taşıt Teknolojileri Elektronik Dergisi (TATED) 2009 (3) Electronic Journal of Vehicle Technologies (EJVT) 2009 (3) TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR e-issn: X Makale (Article) Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı Tuncer KORUVATAN *, Arzu KORUVATAN *, Emrah KOÇ * * Kara Harp Okulu Dekanlığı, Bakanlıklar, Çankaya, Ankara/TÜRKİYE koruvatan@gmail.com Özet Son zamanlarda oldukça yoğun bir ilgi odağı haline gelen Yapay Zekâ çalışmaları bilgisayar biliminde yeni bir araştırma alanı olmaya başlamıştır. Bilgisayar bilimine ve programcılığa yeni bir boyut getiren Yapay Zekâ çalışmalarının temel amacı insan gibi düşünüp, yorum yapabilen ve karar verebilen bilgisayar programları oluşturabilmektir. Yapay Zekâ alanındaki bu çalışmalar yardımıyla birçok alanda sağlıklı kararlar verebilmek, doğru yorumlar yapabilmek ve bir insana göre çok daha fazla sayıda değişkeni çok daha kısa zamanda inceleyip sonuca varmak mümkün olabilecektir. Yapay Zekâ alanında ilgilerin yoğunlaştığı bir diğer çalışma alanı da Uzman Sistemler dir. Uzman Sistemler herhangi bir alanda uzman bir kişinin uzmanlığını, bilgisini, tecrübesini, yorumunu, düşüncesini ve açıklamalarını aynen yansıtabilen, olaylara uzman kişiler gibi çözümler ve öneriler getirebilen bilgisayar programlarıdır. Bu çalışmada; Uzman Sistemler in karar verme yönünün ele alınmasıyla elde edilen, bilgisayar destekli bir Uzman Sistem programından bahsedilmektedir. Program; sürücüye, seyahat esnasında veya seyir halinde iken doğabilecek, arızalanma veya yolda kalma gibi durumlarda muhtemel arıza veya arızaları tahmin etme ve bunları giderebilme imkânı tanımaktadır. Anahtar Kelimeler: Uzman Sistem, Yapay Zeka, Otomobil Arızacılığı, Arızacılık. Expert System Approach In Diagnosing Motor Vehicle Breakdowns Abstract An Artificial Intelligence study which has recently become the center of attention has started to grow into a new field of research in computer sciences. The main purpose of Artificial Intelligence studies that has brought a new dimension to computer sciences and programming is to generate computer programs that can think, make interpretations and decisions like a human. Thanks to the studies in the field of Artificial Intelligence, making reliable decisions, making accurate comments, and analyzing a great deal of variables in a shorter period than many people in many fields will be possible. Another field that the attention is focused on in Artificial Intelligence is Experts Systems. Expert Systems are computer programs that can exactly reflect the expertise, knowledge, experience, comment, thought and explanations of an expert person and that can figure out solutions and make suggestions like they would do. This study mentions a computer-assisted Expert Systems program that has been obtained through discussing the decision making aspect of Expert Systems. The program allows for the driver to anticipate probable breakdowns that may occur during cruise and the chance to overcome these breakdowns. Keywords : Expert System, Artificial Intelligence,Trouble-shooting of Automotive, Trouble-shooting. Bu makaleye atıf yapmak için Koruvatan T, Koruvatan A, Koç E., Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı Taşıt Teknolojileri Elektronik Dergisi 2009, (3) How to cite this article Koruvatan T., Koruvatan A, Koç E., Expert System Approach In Diagnosing Motor Vehicle Breakdowns Electronic Journal of Vehicle Technologies, 2009, (3) 11-24

2 Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı 1. GİRİŞ US ler, Uzman kişilere göre birtakım avantajlara sahiptir. US lerin çoğaltılabilmeleri ve yüksek performansta kullanılabilmeleri belirgin avantajlarındandır. US uygulamalarının uygunluğu geniş kapsamlı olması ve tutarlı sonuçlar sunması, aktiviteler ve problem çözümü için gerekli zamanın azaltılması ile sağlanmaktadır. US lerin kullanıcılara sağlamış oldukları diğer temel yararlar aşağıda maddeler halinde yazılmıştır; 1. US. her an kullanıma hazırdır, 2. Bir çok durumda, ihtiyaç duyulduğunda konu ile ilgili uzman bir kişi bulmak güçtür. Fakat bir çok US oluşturulabilir, 3. US ler uzman kişiler gibi ölüp bilgilerini sona erdirmezler. US deki bilgiler saklanabilir, kopya edilebilir, 4. US ler uzman kişiler gibi yorulmazlar. Bu nedenle performansları sabittir, daha hızlı çalışır ve güvenilirdir, 5. Uzman kişiler zaman içerisinde bilgilerini unutabilirler, bilgilerinin kaybolma riski vardır, 6. Çoğunlukla uzman kişilerin maliyeti, US lere göre daha yüksektir, 7. US ler yoğun öneriler sağlayarak ve hata oranlarını düşürerek kaliteyi yükseltebilirler, 8. US ler hizmet sunumunda ve ürün yapımında esnek hale getirilerek geliştirilebilirler, 9. Uzman kişiler gibi işten ayrılma, emekli olma sorunları yoktur, 10. Geniş hacimli verilerin incelenmesi gerektiği zaman, uzman kişilerden daha hızlı cevap verebilirler, 11. Kişilerin tehlikeli ortamlarda çalışmasını gerektiren görevler vardır. US ler, kişinin bu tehlikeli ortamın dışında kalmasını sağlar, 12. US ler, insan yeteneğini aşan komplekslikteki problemleri çözmek için kullanılabilir [1]. Bu çalışmada öncelikle; Yapay Zekâ (YZ) ve Uzman Sistem (US) kavramları hakkında genel bir bilgi verilmiştir. Daha sonra US lerin yapısı ve uygulama alanları üzerinde durulmuş ve prototip haldeki US ler incelenmiştir. Çalışmanın ilerleyen bölümlerinde ise arıza teşhisi yapan bir US incelenerek, çalışma sonuçlandırılmıştır [2]. 2. YAPAY ZEKÂ 2.1. Literatürde Yapay Zekâ ile İlgili Kullanılan Tanımlar YZ, 1950'lerden bu yana araştırmacılar tarafından sürekli olarak geliştirilmektedir. David W. Rolston a göre; genel bir ifade ile YZ, insan fikirleri ve kararları ile ilişkili proseslerin uygulamaları içinde yer alan karmaşık problemlerin bilgisayar destekli çözümlenmesi. olarak tanımlanmaktadır [3]. YZ için genel bir tanım bulmak oldukça güçtür. Literatürde birçok YZ tanımı bulunmaktadır. Bunların bazıları aşağıda verilmiştir. Winston a göre YZ; "insan zekâsını görüntüleyen kullanışlı bilgisayarlar düşüncesinin araştırılması" olarak ifade edilmiştir [2]. Charniak ve Mc Dermott diğerlerine göre daha genel bir tanım elde etmişlerdir. YZ, hesaplanabilir modellerin kullanımı yardımı ile zihni yeteneğin ifade edilmesidir" [2]. Rich'e göre önerilen diğer tanım ise "insanlardan daha hızlı, daha iyi bilgisayarların nasıl ortaya çıkartılacağına dair incelemelerdir" [4]. 12

3 Koruvatan T., Koruvatan A., Koç E. Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) D,G. Dologite'e göre YZ; "Fonksiyonlarda, görevlerde insanlar gibi zekice davranış gösteren bilgisayar gibi aygıtların kapasitesidir" [5] Yapay Zekâ ve Tarihsel Gelişimi YZ, fizik gibi aynı anlamda bir akademik araştırma programıdır. YZ ile ilgilenen birçok bilgisayar ile ilgili bilim adamı bilgisayarlarla neler yapabileceklerini tanımlamaya çalışmışlardır. Bazı YZ araştırmacıları insan zekâsının doğası içinde bir keşifmiş gibi düşünmüşler, ancak çoğu bilgisayarların özel problemleri nasıl çözebilecekleri üzerinde durmuşlardır. Bazı YZ araştırmacıları ise insan sesini kabul eden programlanabilir bilgisayarlar ve yazıları bir dilden diğerine çeviren bilgisayarlar ile ilgilenmişlerdir. Diğerleri ise gelişen teknoloji ile cisimleri teşhis eden ve çeşitli etkilerin sonuçları hakkında sebep bulan robotlarla ilgilenmişlerdir [6]. Bilgisayar sistemlerini tasarlayarak ve geliştirerek problemleri çözmek, deneyimleri kullanmak, insan zekâsını taklit etmek YZ dır. 1950'li yıllardan bu yana YZ (Artificial Intelligence-AI), araştırmacıları tarafından gelişimi sürdürülen YZ nın önemli bir uygulaması ise US ler dir. US ler, uzman insanların hareketlerinin, bilgilerinin biriktirildiği, onların yaptığı işleri yapabilen programlardır. YZ nın tarihsel gelişimi Tablo 1. de görülmektedir. Tablo 1. YZ nın Tarihsel Gelişimi İçinde Anahtar Olaylar [7]. DÖNEM ANAHTAR OLAYLAR 1. Dünya Savaşı 2. Yarısı Resmi mantık Savaş sonrası yıllar. İlk YZ YZ araştırmaların başlangıcı YZ gelişim yılları. Genel problem çözücüler için araştırmalar Başarı ve özelleşme yılları. Bilgi tabanlı sistemlerin keşfi Uygulamaların artışı. Uluslar arası rekabet ve ticari risk. Bilgisayarların gelişimi. N.Wiener, sibernetik (ayarlama, yönleme bilgisi). A.M. Turing, hesap yapan makineler ve zekâ Macy konferansı, sibernetik konulu. Bilgisayarların gelişimi. Bilgi bileşimli diller (IPL-I). YZ üzerine The Dartmouth yaz semineri, Genel problem çözücü (GPS). A. Newell ve H. Simon, İnsan problem çözücü. LISP HEURİSTİC (Sezgisel) Robotlar Satranç programı. DENDRAL (Stanford) MYCIN (Stanford) HEARSAY 2 (Carnegie Mellons) Macsyma (MIT) Bilgi Mühendisliği. EMYCIN (Stanford) GUIDON (Stanford) PROLOG Herbert Simon, Nobel Ödülü. Prospector (SRI). Japonların 5. Jenerasyon Projesi. U.S. s Microelectronics & Computer Tech. Corp. Anonim şirketleri ve kişisel YZ şirketleri. 13

4 Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı US lerin çalışma sistemini ve yapısını daha iyi anlayabilmek açısından ilk önce YZ mantığından söz etmek gerekmektedir. Çünkü US ler, bir YZ tekniğidir. Şu an göz önünde bulundurulacak olan soru YZ ın ne olduğudur. Genel olarak YZ, insanın zekâ gerektiren davranışlarının özelliklerini taklit etmek, zeki bilgisayar sistemleri tasarlamak ve geliştirmekle uğraşan bilgisayar ilminin bir branşıdır [8]. YZ araştırmacılarının son yıllardaki ticari ürünleri; Doğal Dil, Robotlar, İnsan Destekli Bağlantılar, Eğitim İçin Yapılan Programlama ve US üzerine yoğunlaşmıştır [6]. Bazı YZ araştırmacıları bilgisayar ekipmanlarının ve doğal dil içinde insanlar ile ilişki kurabilen programlar içeren bilgisayarların gelişimine çalışmaktadırlar. Şu anki ticari çalışmalar, var olan veri tabanları ile bağlantı kurabilen gelişen doğal diller üzerindedir. Bu gerçekleştiği takdirde, bazı özel bilgilerle ve zaman harcamadan bilgisayarlarda istenilen işlemler yaptırılabilecektir [6]. Robotların üretilmesi YZ araştırmacıları için ilgilendikleri zor bir alandır. YZ araştırmacıları problemlerin analizi ve çözümü ile programlı, bilgisayar destekli robotlarla ilgilenirler. Örneğin, zeki robotlar "intelligent robots" YZ tekniğini görmek ve cisimleri elle kontrol etmek için kullanırlar. Bu robotlar zekice işlemleri yaparlar. Çünkü karşılaşılan çeşitli etkilere karşı cevapları analiz edip, nesneleri tanıması bilgisayar yardımıyla desteklenmektedir [6]. Bilgisayarlar arasındaki bağlantının gelişimini ve dizayn bilgilerini içeren normal bilgisayar uygulamalarını desteklemek için bu alandan YZ mantığı içerisinde yararlanılır. Psikoloji uygulamaları ve programlama teknikleri YZ laboratuarlarında geliştirilir. Bilgisayarlar Macintosh'daki gibi bağlantılarla geliştirilmektedir. Bilgisayarlar ve bilgisayar dilleri iş istasyonlarında ve kişisel bilgisayarlarda (PC) bulunmaktadır [6]. Eğitim için yapılan programlama bize YZ mantığının uygulamalarını ve gelişen geniş uygulamaların tekniklerini sunar. Aynı teknikler geniş uygulamaların çabuk gelişimi için programcılarına yardımcı olur. Yeni programlama dilleri modülleri içerir. Normal programcıların uygulamaları, şimdiki düzenlemeleri ile normal programların çalışması içindeki bu tekniklerin artışı olmaktadır. Hatta hiçbir YZ çalışması bunu tamamlayamamaktadır [6]. 3. UZMAN SİSTEM YZ nın önemli uygulamalarından biri olan US lerde, bugüne kadar çok başarılı sonuçlar veren uygulamalar yapılmıştır. Uzman insanların yaptığı işlemleri yapabilen, US lerin kullanım alanları gittikçe genişlemektedir Uzman Sistem Nedir? US, uzman bir insanın davranışlarını taklit etmeye çalışan bir programdır. Özel bir alan ile ilgili bilgileri kullanmaya ve zeki kararlar almaya yeteneklidir. Bir US, belli bir alana ait uzmanlık bilgilerini bilgisayar ortamında temsil eder ve bu bilgileri problemleri çözmek için kullanır. Günümüzde birçok US uygulaması geliştirilmekte ve başarı ile kullanılmaktadır. Bu sistemler, arıza bulma, tasarım, analiz, değerlendirme, planlama, üretim, finansman, savunma, bilgisayar, mühendislik, sağlık gibi alanlarda hizmet edebilmektedir [8]. Son yıllarda araştırmacılar var olan programlardaki temel bir öğenin eksikliğinin farkına varmışlardır. Bu da birtakım konularda derinlemesine bir bilginin eksikliğidir. Biriken bu veriler, çeşitli alanlardaki birbirine benzerlik gösteren, birbiriyle ilişkili anlamlı bilgilerden meydana gelir. 14

5 Koruvatan T., Koruvatan A., Koç E. Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Bilgilere, oluşturulan bilgi bankalarından çağırarak basit bir şekilde ulaşılabilir. US birtakım özel alanlardaki uzman kişilerin hareketlerinin, bilgilerinin biriktirilmesidir. US ler, YZ ya iki şekilde yaklaşır. Bunlardan biri bilgilerin sunumu, diğeri ise otomatik ispattır (gösteridir). Bu formdaki iki bağımsız sistem; Bilgi temeli ve Teoremlerin ispatı (sonuç çıkarma) olarak tanımlanabilir [9]. Bilgi temeli, bilinen alanlarda, modüler formda uzman bilgilere çevrilir. Kullanıcı soruların cevabı ve problemlerin çözümü için anlamlı bilgilere sahiptir. US komplike problemleri çözen, uzman insanların tecrübeye dayalı, bilgiye dayalı, birikimleri ile bilgisayar uygulamalarıdır. US aşağıdaki özelliklerde olmalıdır: a. Araştırma sonucu ortaya çıkmış tekniklerin uygulamaları olmalıdır. b. Tarihsel analiz ile destek bulmalıdır. c. Kendi karar mekanizması bulunmalıdır. d. Var olan bilgiler yeni bilgiler ile güncelleştirilebilmeli ve US gelişimi sağlanabilmelidir. e. Sembolik ifadelerle ifade edilebilmelidir [3] Literatürde Kullanılan Uzman Sistem Tanımları Yüksek performans elde etmek için uzman bilgileri kullanan bir bilgisayar programıdır. Programlar bilgiyi sembolik olarak sunarlar, örnek verirler, metotları anlatırlar, eğitim ve özel uzmanlık alanlarında kullanılırlar. Peter S. Sell'e göre US, Bir bilgi temelinden, bir veri bankasından, bir sonuç çıkarma sisteminden ve desteklenmiş programlardan meydana gelmektedir [10]. D.G. Dologite'e göre US, İnsanlar gibi performans gösterebilen, bir insan tarafından icra edilebilen bir bilgisayar sistemidir [5]. B. Kumar'a göre US, Geçmişten gelen göz önüne alınabilir kural, karar ve deneyimlerden yararlanarak uygun şekilde problem çözümlerini sağlayan bilgisayar programlarıdır [4]. James Martin ve Steven Oxmon'a göre US, Problemleri çözmek için, bilgiyi kullanan, uzman insanlar gibi performans gösterebilen bilgisayar tabanlı sistemlerdir [11]. Beynon - Davies'e göre US, "Uzman kişiler gibi performans gösterebilen bilgisayar sistemidir" olarak tanımlanır [2] Uzman Sistem'in Tarihçesi Üretim yöntemlerinin formu içinde bilginin ifade edilmesi dünden eski değildir. Bilginin planlı bir şekle sokulması, yapılanması üretim yöntemlerini kullanan, yazan insanlardan günümüze kadar sürmüştür. Edwin Smith'e göre ilk tıbbi doküman 17. yüzyılda bulunan, çime benzeyen bir bitki üzerine 3000 li yıllarda, eski Mısır imparatorluğuna ait bir kopyadır. Bu meşhur metin parçasında 48 adet cerrahi inceleme yer alıp, baş yaralanmaları ve tedavileri hakkında bilgiler yer almaktadır. Bu tıbbi el yazmasına yakın diğer eski bir literatürde bir yapıya sahip numaralandırılmış bilgi temelleri bulunmuştur. Bunlar bir takım reçeteler veya rüyaların yorumlarıdır. Örneğin; 9. Yüzyıldaki kitap Duke of Tcheou' un rüyaları hakkındadır ve aşağıdaki gibi 300'den fazla formda ifade edilmektedir. a. Rüyada bulutlara kadar yükselmek; para, parıltı ve tantanayı ifade eder. b. Rüyada su içine düşmek; karınızdan ve vergi memurlarından endişe duymak anlamındadır. c. Rüyada tuvalete düşmek, ciddi boyutlarda hasta olmak anlamındadır. 15

6 Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı d. Rüyada karınızın masaj yapması, boşanmanız anlamındadır [12]. YZ nın 1950'lerden başlayan gelişimi ile ilk US olan DENDRAL 1965 yılında Stanford Üniversitesi nde geliştirildi. DENDRAL, organik kimyasal bileşiklerin moleküler yapılarını belirlemek için organik kimyasal bileşiklerin analiz edilmelerine yardımcı olan bir US dir. Aynı yıl içerisinde Massachusettes Institute of Technology tarafından kompleks matematiksel analizler yapabilen MACSYMA geliştirildi. Bu US leri daha sonraki yıllarda Mycin, Teiresias, Prospector, Age, Rosie gibi US ler izledi. DENDRAL'in geliştirilmesinden sonra 1970'li yıllara kadar bilgisayar oyunlarına ve akademik konulara dayalı US ler geliştirilmiştir [3]. 1980'li yıllarda US projesinde artışlar görüldü. Bu yıla kadar tıp ve mühendislik alanında geliştirilen US lere ek olarak; finanse, imalat, bilgisayar ve askeri alanlarda birçok US geliştirildi ve US geliştirme programları ile tanışıldı. Taxadvisor, Illions Üniversitesi nde vergi planlaması yapması için geliştirildi. Yine aynı amaçla Expert Corptax (Columbia Üniv.), Dscas (Colarada Üniv.) geliştirilen US lerdir. 1950'lerde YZ nın gelişimi ile 1965 yılında ilk US olarak bilinen DENDRAL, Stanford Üniversitesi nde geliştirilmiştir. l980'li yıllardan sonra dünyada kullanılan US uygulamalarının sayısı da hızla artmıştır. US uygulamalarını aşağıdaki gibi sınıflandırabilinir; 1. Teşhis amaçlı kullanılan US ler, 2. Tasarım ve üretim amaçlı kullanılan US ler, 3. Öğretici US ler, 4. Problem çözümü için kullanılan US ler, 5. Bilgilerin, tanımlanması ve ifade edilmesi için kullanılan US ler, 6. Robotların çalışması ve kullanılması için US ler, 7. Oyunlar için kullanılan US ler, 8. Teoremlerin otomatik olarak ispatı için kullanılan US ler [12]. Özellikle tıbbi alanlarda kullanılan klasik bir sistemdir. Aşağıda birtakım uygulamalar örnek olarak verilmiştir. a. MYCIN (Shortliffle); Bakteri yel kan enfeksiyonlarının teşhisinde kullanılır. BAOBAB (Bonnet) ve TEISERIAS (Davis) uygulamaları bu gurubu tamamlar, b. CASNET (Weiss ve arkadaşları); Bir göz hastalığı olan ve görmeyi tehdit eden Glaucoma'nın tanısında kullanılır, c. INTERNIST (Pople ve arkadaşları); İç hastalıkları teşhisinde kullanılır, d. PUFF (Feigenbaum); Akciğer enfeksiyonları teşhisi amacı ile kullanılır, e. HEADMED (Rychemer); Psikiyatri de farmalojik tedavilerde kullanılır, f. ONCOCIN (Shortliffe et. YZ); Kanser tedavisi için yazılmış bir sistemdir, g. VM (Feigenbaum); Tekrar hayata döndürülen hastalar için çeşitli klinik alıcılardan alınan sinyallerle kullanılır, h. SAM (Gascuel); Beyin kanaması ve kan basınçlarında kullanılır, i. ACE; Otomatik kablo uzmanlığı için bilgi tabanlı bir sistem olup, doğrudan telefon kablo bakımı için kullanılır, j. DART; Arıza teşhisi için yardım referans aleti anlamında olup IBM saha personeline bilgisayar arızalarının teşhisinde kullanılır, k. FIS; Arıza izolasyon sistemi demek olup, elektronik cihazların arıza bulma işlemlerinde kullanılır, l. LES (Lockheed); Gerçekte arıza teşhisi yapan bir US değildir. Fakat Emcyin e benzer kurallarda olduğu gibi US lerin inşâsıda kullanılır, m. İLAVE SİSTEMLER; Zeki Arıza Teşhis Aleti (IDT), Dijital Ekipman Şirketi tarafından PDP 11/03 bilgisayarlarında arızaya neden olabilen değişebilir ünitelerin yerleşiminde kullanılır. FOREST; Elektronik ekipmanda arızaları teşhis ve izole etmek için kullanılır, mevcut otomatik 16

7 Koruvatan T., Koruvatan A., Koç E. Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) test ekipmanı (ATE) teşhis yazılımının izolasyon kabiliyetlerine ve arıza kontrollerine ilaveler yapar [13]. Özellikle tasarım, plan ve yapılanma alanlarında kullanılan US lerdir. Operatörler için çözümlerde CAD/CAM'den ileri gideceği ümit edilmektedir. Bu alan içinde yer alan bazı uygulamalar aşağıda belirtilmektedir. a. SACON (Bennett ve arkadaşları); Stratejik noktalardaki yapısal analizin kontrolünü yapan bir US dir, b. TROPIC (Latcompe); Elektrik trafoları ve mimarlık alanındaki tasarımlarda kullanılan genel bir US dir, c. GARI (Descottes); Proje aşamasında uzmanlar tarafından bir çok açıklama içeren US dir, d. EL (Sussman) ve NASL (McDemott); Elektrik devrelerinin tasarımında kullanılan bir US dir, e. MUDGE (Goldstein ve Roberts); Özellikle tam olarak hazırlanmayan problemlerin çözüm aşamalarının zaman çizelgelerinin hazırlanmasında kullanılan bir US dir, f. R1 (McDermolt, 1981); Bilgisayarın konfigürasyonunu okumaya yarayan bir US dir [12]. Öğretici Uzman Sistemler; US için dar bir alandır, kapalı bir sistemdir. Öğrencilerin sorularına tam olarak cevap veremez. Fakat adım adım sonuca götürür. Öğrencinin datasını anlayabilir ve onlara rehber olur. a. LOGO (Papert); Çocukların beyinlerindeki fikirleri pratiğe dökmeye yarayan bir US dir, b. SSHOLAR (Carbonell); Güney Amerika nın coğrafyasını öğretmek için bir takım objeler hakkında kesin bilgileri içeren ilk US dir, c. SOPEILE (Brown ve Burton); Bilgisayar devrelerindeki bozuklukları bulmak için hazırlanmış öğretici bir US'dir, d. GUDON (Clancey); MYCIN'in kuralları üzerine bir temel oluşturulmuş ve tıp öğrencileri için tasarlanmış bir US dir [12]. Tablo 2 de ilk US uygulamaları yer almaktadır. Tablo 2. İlk US Uygulamaları [3]. US GELİŞTİRME TARİHİ GELİŞTİREN KONU Dendral 1965 Stanford Kimya alanında bilgiler sunar. Macsyma 1965 MIT Komplks mat. analizler yapar. Age 1973 Stanford US geliştirme programı. Mycin 1972 Stanford Kan hastalıkları teşhisi yapar. Teiresias 1972 Stanford Bilgi transferi Programı. Prospector 1972 Stanford Minerallerin bulunmasında kullanılır. Rosie 1978 Rand US geliştirme programı. OPS Carnegie Mellon US geliştirme programı. R Carnegie Mellon DEC bilgisayarın konfigüre elemanı. Caduceus 1975 Univ. of Pittsburg İç hastalıkları teşhisinde kullanılır Uzman Sistemler in Yapısı US ler özel yapılarını kullanırlar. Çünkü bir yapı diğerlerinden daha kullanışlı olabilmektedir. US yapıları birbirlerine göre farklılıklar gösterseler bile genel olarak US yapısını oluşturan bileşenler Şekil 1 deki gibidir. 17

8 Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı KULLANICI KULLANICI ARA BİRİMİ BİLGİ EDİNME BİRİMİ AÇIKLAMA DÜZENİ BİLGİ TABANI DEĞERLENDİRME BİRİMİ Şekil 1. Tipik bir US yapısı [3] Kullanıcı Bir US i kullanan kişiye, kullanıcı denilir. Bu kişi son kullanıcı, uzman kişi, bilgi mühendisi, araç yapımcısı, personel, eğitimci, öğrenci veya müşteri olabilir. Kullanıcı, US karşısında dört farklı pozisyonda hareket eder. Bunlar ise eğitici, öğrenci, test edici ve müşteri pozisyonlarıdır. a. Eğitici, kullanıcının sisteme bilgi takviyesi ile US in etkinliğini arttırır, b. Öğrenci, US'de organize bilgiyi kullanır ve kendi uzmanlık alanında gelişimini sağlar, c. Test edici, US'in doğruluğunu araştıran bir sınayıcıdır, d. Müşteri, US i özel problemlere uygular cevap arar [3] Kullanıcı Ara Birimi Kullanıcı ara birimi sistem kullanıcısı ile US arasındaki diyalogu sağlar. Kullanıcı arabirimi kullanıcının bilgisini girmesi ile bu bilgiyi sistemin anlayacağı dile çevirerek kullanıcı isteğine göre cevaplar temin eder. Menüler, kullanıcı arabirimine örnek olarak verilebilir. Kullanıcı menülerden yürüteceği işlemi seçer. Kullanıcı arabiriminin performansı US in performansını yansıtır. Bilgi tabanı çok iyi hazırlanmış, çıkarım mekanizması etkin olan bir US de kullanıcının US ile iletişimi yetersiz ise US'in performansından iyi yönde bahsetmek imkânsızdır [3] Açıklama Düzeni Açıklama düzeni, uzman bir kişinin belirli bir alandaki problemi çözerken çözüme nasıl ulaştığını açıklayabilmesi yeteneğini US'in de gösterebilmesidir. Açıklama düzeninde, kullanıcı sisteme müdahale ederek ne yapıldığını, nasıl yapıldığını, niçin yapıldığını bilgisayarla iletişim sırasında sorabilmektedir. Sistem bilginin nasıl kullanıldığını da sorabilmektedir. Geleneksel bilgisayar programlarında da böyle bir yetenek yoktur. US lerden kendilerini üç ana başlık altında açıklamaları beklenir. Bunlar aşağıda açıklanmıştır. a. US den verilen olgulardan sonuçlara nasıl ulaştığını açıklaması beklenir. 18

9 Koruvatan T., Koruvatan A., Koç E. Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) b. US problem çözümüne ulaşmak için kullanıcıdan istemiş olduğu bilgileri niçin talep ettiğini belirtebilmelidir. c. US özel bir sonuca ulaşamıyor ise bunun sebebini açıklayabilmelidir. US kendini açıklayabilirse kullanıcının kendi yargısını düzeltmesine yardımcı olur. Kullanıcı her bilgi talebinde bilginin elde edilmesinde oluşacak maliyeti düşünerek karar verebilir, kullanıcı sonuçla uyuşamadığı noktaları değerlendirebilir [3] Bilgi Toplama Birimi Bilgi toplama, US in inşâsı için gereken bilgiyi bilgi kaynaklarından elde edip, bu bilgiyi bilgi tabanında temsil etme işlemidir. Bu süreç çoğunlukla bilgi mühendisleri tarafından gerçekleştirilmektedir. US in bakımı ve sürekliliğinin sağlanması sistemin inşâsı kadar önemlidir. Saha bilgisinin değiştiği ortamlarda yeni bilgilerin bilgi tabanına eklenmesi gerekir. Aksi takdirde US güvenilir cevaplar vermeyecektir. Bilgi toplama birimi bilgi mühendisinin bilgi tabanını değiştirmesine, US e yeni bilgi takviyesine, bilgi iptalinin gerçekleştirilmesini sağlayarak yapılan değişikliklerin bilgi tabanına yansıtılmasına olanak sağlar. [3] Bilgi Tabanı Bilgi Tabanı US için özel bir anlam taşıyan temsili bilgilerden oluşur. Bu bilgiler, US deki problem alanındaki gerçekleri, ilişkileri, problemi tanımlayan verileri, kuralları ve problem çözümü için gerekli metotları, fikirleri içerir. Burada veriler pasif rol oynamakla birlikte diğerleri karışıktır. US'in uzman bir kişi gibi hareket edebilme yeteneği bilginin iyi temsili ile doğru orantılı olarak artacaktır [14] Değerlendirme Birimi Değerlendirme birimi, bilginin aktif olarak nasıl kullanılacağının bilinmesidir. US'in iş yapan kısmıdır ve US i çalıştıran birimdir. Problem çözümünde kullanıcı ile US arasındaki bağlantıyı kurar. Bilgi tabanındaki hangi kuralın kullanılacağını belirler, bu kurala ulaşmayı sağlar ve uygun bir çözümün bulunduğu zamanı belirler. Değerlendirme birimi bu işlemleri yaparken arama teknikleri olan derinlik-ilk, genişlik-ilk, en iyi-ilk olarak üç bölümde; kontrol stratejileri olan geri zincirleme ve ileri zincirleme olarak iki bölümde kullanır [3]. İleriye zincirleme, eldeki bilgi ile başlar ve kendisine uyan bir kural bulunca bu kuralın mevcut şartlarını tatmin etmeye çalışır. Belirtilen şartların tatmin edilmesi ile problem çözümüne ulaşılır [8]. 4. ARIZA TEŞHİSİ YAPAN UZMAN SİSTEM İN İNŞASI VE TANITIMI Bilgi tabanlı US in inşa edilmesi, bazı adımlara bağlı olarak yapılabilir. Bunlar; problem seçimi, tanımlama ve modelleme, biçimlendirme, gerçekleştirme, test ve değerlendirme, bakım ve güncelleştirme adımlarıdır. İlk önce US in hangi amaç için geliştirileceği, ana fonksiyonlarının neler olabileceği hakkında genel bir çerçeve oluşturulmuştur. Bu çerçeveye göre, US arıza teşhisi yapacak ve koruyucu (periyodik) bakım konusunda son kullanıcılara yardımcı olacaktır. Arıza teşhisinin mantığı şu şekilde konuldu; US kullanıcıya, belirlenen bilgi tabanları ile ilgili temel şikâyetleri sunacak, kullanıcı bu şikâyetlerden herhangi birini seçecektir. US programı, seçilen bu şikâyete bağlı olarak, kullanıcıya detaylı bilgi verecek 19

10 Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı ve program arızayı teşhis edecektir. Arıza teşhisi için, program bilgi tabanlarındaki bilgilerin çok özlü bilgiler olması şarttır Bilgi Tabanının Hazırlanması US arıza teşhis programında, Dizel motorlu ve Benzin motorlu araçlar için bilgi tabanı dosyaları açılmıştır. Bu dosyalara girilen bilgilerin hazırlanması, aşağıdaki adımlar ile gerçekleştirilmiştir [2]. Geliştirilecek bilgi tabanı, arıza teşhisi yapacak US de kullanılacağı için, bilgi kaynağı olarak, uzmanlar tarafından hazırlanmış yayınlar ve servis hizmeti veren otomobil firmaları kullanılmıştır. Araç bakım ve arızacılığı (bakım ve onarım) yapan servislerde görevli, uzmanlaşmış mühendis ve teknik elemanlardan bilgi toplanıp, değerlendirilmiştir. ARAÇ ARAÇ MOTOR TİPİ ARIZA MUHTEMEL SEBEPLER GİDERİLMESİ Şekil 2. Veri Tabanı İlişki Diyagramı (US Arıza Bulma Mantığı) [15]. Şekil 2 de görüldüğü gibi İlk olarak US in çalışma mantığı kurulmuştur. Bu mantık araç motor tipinden (dizel veya benzinli) yola çıkarak, kullanıcıya arızalar sunacak ve kullanıcının bu arızalardan birini seçmesiyle muhtemel sebebe doğru yönelecektir. Muhtemel sebep bulunduktan sonra, kullanıcıya arızanın giderilmesi hakkında bilgi verilecektir. Arızaların bu mantığa göre araç, araç motor tipi, arıza, muhtemel sebepler ve giderilmesi şeklinde sınıflandırılması gerekmektedir Motorlu Araç Arızaları Araçlarda arızanın aranması ve yerinin tespit edilmesi çok önemlidir. Bir doktorun hastasının hastalığını teşhis etmesi anlamını taşıyan bu işlem, bir bakıma hastalık teşhisinden daha güç olabilir. Arızayı tespit edecek teknisyenin işi bazen çok güç olabilir. Bu sebeple aramayı ve muayeneyi yapacak teknisyenin hem çok tecrübeli ve bilgili olması, hem de çok dikkatli hareket etmesi gerekmektedir. Arıza analizinde ilk adım problemin mantıksal tarzda belirlenmesidir. Bakım teknisyenleri problemi doğru olarak tespit edebilmeleri mutlak bir zorunluluktur. Araç bakım kartları ve çalışma performansı, arıza teşhisi için çok faydalıdır. Operatör; anormal çalışma durumları ve problemler gibi gözlemlerini de not etmelidir. Kart; değiştirilen parçaları yapılan servisleri çalışma ve güvenlik kontrollerinin kapatma değerlerini dahi listelemelidir. Ayrıca, araç çalışma sesinin dinlenmesi ve durumunun gözlenmesi dahi, arıza teşhisine yardımcı olabilir. Anormal gürültü ve çalışma durumları herhangi bir arıza için ipuçları verebilir. 20

11 Koruvatan T., Koruvatan A., Koç E. Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Arıza teşhisi yapan US geliştirilebilmesi için, belirli arıza durumlarının tespitinde o arıza durumlarına uyan belirtilerin çıkarılması gerekmektedir. İşte bu belirtiler yukarıda vurgulanan hususlar göz önüne alınmak suretiyle hazırlanmalı, dolayısı ile kullanıcının en kısa zamanda arızanın sebebini bulabilmesi sağlanabilmelidir. Arıza teşhisi ve analizi için birçok arıza listeleri mevcuttur. Listelerin detaylı ve yeterli olması, uygulamalara bağlıdır. Listeler araçlar için oldukça kapsamlı seçilmelidir. Arıza teşhis listelerinde, arızaların listelenmesi genellikle şu şekilde yapılmaktadır: Arızalar, muhtemel sebepleri ve giderilmesidir UZMAN SİSTEM İLE GELİŞTİRİLEN PROGRAMIN TANITIMI Program yapılırken; kullanışlı olmasına dikkat edilmiş ve Visual Basic Programlama dili ile yapılan programa; deneme aşaması için otomobil arızaları ve bu arızaların giderilmesi kaydedilmiştir [2] Programın Çalışması Ana Menü I Bu menünün konular bölümünde, motor arızaları ve bu arızaların giderilmesinin anlatıldığı database, belli başlıklar ve numaralar altında gösterilmektedir. Menünün sol tarafında görülen pencere, içinde bulundurduğu ana başlıklar ve müteakip alt başlıkları çift tıklama yapmak suretiyle istenilen konuya ulaşılmasına imkân tanımaktadır [2]. Aranılan motor arızası ilgili konu başlığı tıklatıldığı taktirde sağ taraftaki pencere içinde görülecektir. Bakınız Şekil 3 [2]. Şekil 3. Ana Menü I [2]. 21

12 Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı Ana Menü II Bu menü, Şekil 4 te gösterilen pencereden aranılan konu bulunamadığı taktirde, yardımcı olacak menüdür. Eğer aranılan konu bulunamıyorsa anahtar kelime girmek suretiyle ilgili konuyu gösterme imkânı tanımaktadır [2] Alt Konu Başlığı Yardımcı Formu Şekil 4. Ana Menü II [2]. Konu bulunduğunda göster butonuna basmak veya konu başlığı üzerine çift tıklamak gerekmektedir. Bu form, konu başlığının alt başlıkları olduğu taktirde seçilen konunun diğer ilgili konularının da ekrana geldiği formdur. Konu, eğer kapsamlı ise, bu form aradığımız başlığa ulaşmada yardımcı olacaktır. Bakınız şekil 5 [2]. Şekil 5. Alt Konu Başlığı Yardımcı Formu [2]. 22

13 Koruvatan T., Koruvatan A., Koç E. Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Açıklama Formu Bu menü aranılan konuya ulaşıldığında konunu görüntülenmesini sağlamaktadır. Bakınız şekil 6 [2]. Şekil 6. Açıklama Formu [2]. 5. SONUÇ Yapılan bu çalışma, US lerin Karar Verme yönünün ele alınmasıyla hazırlanmıştır. Günümüzde otomobillerde yer edinmeye başlayan, ancak henüz dışarıdan müdahaleye izin vermeyen seyahat bilgisayarlarının, içeriklerine dahil edilmek sureti ile, sürücünün ihtiyaç duyduğunda ihtiyacına cevap verebileceği düşünülerek oluşturulmuştur. Aynı zamanda seyahat bilgisayarlarının zamanla gelişerek, PC statüsünde çalışan mini bir bilgisayar şeklini alıp, sürücü tarafından, kumanda edilebilecek hale gelmesi ise, çalışmanın bu durum için de uyumlu olup, problem teşkil etmeyecek olması, çalışmanın bir başka özelliğidir. Programın; sürücü kursu düzenleyen kuruluşlara, teknik eğitim ve mesleki eğitimde motor eğitimi alan öğrencilerin derslerine, çıraklık eğitimine, özel servislere ve bakım merkezlerine fayda sağlayacağı ve bu kişilerce ilgi göreceği düşünülmektedir. Bu çalışmanın, ileriye yönelik Karar Verme adına otomotiv alanında bir ilk adım teşkil edeceği ümit edilmektedir. Çalışmanın, uygulanacak olan benzeri bir tasarıma ışık tutabileceği düşünülmektedir [2]. 6. KAYNAKLAR 1. Yapıcıoğlu, N, 1991, Uzman Sistemler ve Uygulamaları, İ.T.Ü. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. 2. Koruvatan, A., 1999, Uzman Sistem Yardımı İle Araç Arızalarının Belirlenmesi M.Ü. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, İstanbul. 3. Rolston, W. D, 1985, Principles of Artificial Intelligence and Expert Systems Development. 4. Kumar, B., 1995, Knowledge Processing for Structural Desing Topics in Engineering Vol

14 Teknolojik Araştırmalar: TATED 2009 (3) Motorlu Taşıt Arızalarının Belirlenmesinde Uzman Sistem Yaklaşımı 5. Dologite, D., G., 1993, Developing Knowledge Based Systems Using VP-Expert, Newyork. 6. Horman, P. and Morrissey, W., Maus R., 1988, Expert Systems Tool & Applications. 7. Horman, P. and King, D., 1988, Artificial Intelligence in Business Expert Systems. 8. Gülesin, M. ve Dilipak, H., 1997, (Makine Mühendisliği Kongresi) MAMKON 97, İ.T.Ü. Makine Fakültesi 1. Makine Mühendisliği Kongresi. 9. Condran, M., 1986, An Introduction to Expert Systems. 10. Sell, S. P., 1989, Expert Systems-A Practical Introduction, London. 11. Martin, J and Oxman, S., 1988, Building Expert Systems, New Jersey. 12. HILL, Mcgraw, Introduction to Expert Systems, England. 13. Gilmore, J., F. and Gingher, K., 1987, Diagnotic Expert Systems, Georgia Institute of Technology, U.S.A., Third International Expert System Conference, London. 14. Staudt, W., 1995, Motorlu Taşıt Tekniği, Ajans-Türk Matbaacılık Sanayi A.Ş. ANKARA. 15. Kardemir, U., 1997, Doğal gazlı Sistemlerde Arıza Tespiti ve Giderilmesi İçin Uzman Sistem Geliştirilmesi, M.Ü. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, İSTANBUL. 24