专家集成系统在企业的应用研究

1 概述

专家系统是人工智能领域中研究的一个热门课题，专家系统中的知识来源可能来自于人类专家或来自书本、杂志和互联网。由于知识在专家系统的运作中起着关键的作用，他们也被称为以知识为基础的系统和以知识为基础的专家系统。专家的知识解决特定的问题被称为知识领域的专家。专家系统是一个具有智能的程序系统，其内部具有大量的专家水平的知识与经验；该系统能利用专家的知识与推理方法来解决专门领域的问题；它能对自身所得出的结论做出清楚、明晰、合理的解释。简单地说，能够向用户提供关于某一领域中专家水平的决策与解释的智能模拟系统，称为专家系统。1980年代后期开始，专家系统便能够逐渐脱离实验室的研究而广泛应用于各行业中。

2 专家集成系统的企业应用

由于知识在专家系统的运作中起着关键的作用，他们也被称为以知识为基础的系统和以知识为基础的专家系统。专家的知识解决特定的问题被称为知识领域的专家。专家系统的主要组成如下图1：

2.1 专家集成系统的介绍

IBM在对专家集成系统的定义中，关键是如何实现将专家的最佳实践经验集成至一个系统中，使得该系统具有专家级别的能力，能以简单快捷、最贴近业务需求和应用需求的方式交付给用户。所以，IBM定义的专家集成系统应该包括三大特性：

1）预先集成

专家集成系统首先要根据最佳实践经验预先将硬件和软件配置好，如在虚拟化平台中配置CPU核数内存合理的比例、存储阵列方式的选择等的合理配置，硬件采用冗余的设计和实现；然后将系统平台和软件平台进行组合优化，使得系统具有预先集成和简便管理的特点，也使得虚拟化过程更加简便，工作负载更平衡更为简易，云技术的使用更简化，从而提高整体灵活性和运营效率。

2）将“最佳实践与专家经验”集成到系统中

专家集成系统就必须具备“专家”级别的优化和能力。

IBM在过去几十年中与客户及合作伙伴的项目实践中，积累了大量实际经验并总结了最佳实践。如果能把这些“最佳实践经验”在实验室了转化并优化成可重复部署的模式，这比将能为用户带来巨大的技术价值和业务价值。

IBM PureAppication正是将“最佳实践经验”转换成可重复部署的模式-Pattern，将应用平台的部署、优化、管理集成到预定义的模式中，帮助用户快速搭建应用的运行平台。同时，PureAppication并对系统资源管理和优化、动态工作负载配置与平衡、应用故障自愈等功能集成到系统中，帮助用户更好的运维应用系统和PureAppication。在传统IT中，上述这些工作都是每个项目、每个应用单身完成，不但时间和经济成本高，而且因工作量和技术难度容易造成项目延期。PureAppication内置的专家经验模式无疑将“最佳实践经验”优化并集成到系统中，帮助用户快速得到“专家能力”。

3）一体化的系统，一体化的交付和运维

专家集成系统不但要求软硬件集成、专家经验模式集成，还要去在运维管理和服务支持上实现一体化。

作为一体化的专家集成系统，PureAppication具有统一资源管理，统一用户界面管理，统一监控，统一升级等功能。从专家集成系统的交付，到应用平台的资源分配及调整、已经后续持久的就运维都是一体化的。 2.2 专家集成系统的技术优势

1）专家经验模式（Pattern）

专家经验模式是IBM专家集成系统中的技术亮点之一，也是区别其他集成产品最重要的技术优势，专家经验模式可以自动平衡、管理和优化解决方案元素，从底层的基础架构和平台资源一直到应用程序。这些专家经验模式有助于交付和管理今天的现代业务流程、服务和应用程序。

专家经验模式将应用运行平台、管理和优化必需的元素，从底层硬件资源直到中间件和软件，参考最佳实践的经验，封装为可重复和可部署的形式。IBM经由数十年优化世界各地的数据中心、软件基础架构和应用程序的部署与管理获得的久经考验的最佳实践和专业技术，通过模式进行凝聚和交付。这些模式将最佳实践内置在专家集成系统中，可随时帮助客户实现蓝图。

2）灵活性与可伸缩性

PureAppication允许用户定义灵活SLA策略，实现资源按工作负载的需求动态调整。PureAppication的SLA策略可定义成垂直调整（VM内存的资源调整）、或水平调整（VM节点数的调整）、或两种结合。

3）内置软件硬件的高可用

PureAppication一体化系统中的组件，包括交换机、存储控制节点、计算节点、电源、PureAS云平台管理节点和虚拟化管理节点，在设计之初就考虑了高可用性和稳定性，采用了冗余设计，任何一个单点组件故障不会影响系统持续运行。

除了硬件级别的高可用性的考虑，PureAppication还从软件级别丰富了HA方案。例如采用虚拟化的VM自动迁移功能来保证业务不间断，采用HADR来实现数据库主备HA，采用集群和有策略的自动伸缩来保证中间件的HA，VIOS也是采用双活模式。

PureAppication集成的V7000存储在设计上就充分考虑了严格的高可用需求，从双VIOS分别有独立链接到V7000的双控制器的多个端口，每个盘柜到盘体均使用双通道设计，两套存储利用8个RAID阵列和4块热备盘作为磁盘冗余备份，实现了内置V7000存储的高可用性。

4）开放平台

PureAppication采用业界最成熟的AIX和Redhat Linux操作系统，保证了系统的开放性。它不但对IBM的WAS、DB2、BPM、ODM等软件平台进行了优化，而且全球一百多家应用开放商的解决方案也在该系统上优化并运行。用户亦能在该系统运行第三方的软件，这些都充分体现了系统的开放性。

5）一体化的管理和监控

PureAppication的资源管理、应用运行管理、升级维护管理都是一体化的，能极大地降低维护的工作量和成本。用户可以在多个系统中自动或手段管理资源，同事允许用户定义策略对应用环境进行自动化管理，这些管理包括资源自动调整、故障自动转移等功能。PureAppication的升级维护通过统一升级系统补丁（包含硬件、固件和PureSystems管理模板的补丁）和工作负载补丁（软件补丁）进行，升级过程中自动利用软硬件高可用特性和VM自动迁移能力，保障升级过程中服务不中断。

PureAppication集成ITM、ITCAM、OPM等组件，部署每个VM、WAS或DB2后，PureAppication自动将这些组件纳入的集中监控。管理员还能通过系统的硬件模式视图快速检查硬件状态。

6）开销即用

软硬件已预先集成和优化，并内置专家经验模式，用户只需一天就能将系统运行起来并开始部署应用。

2.3 企业的应用价值

1） 缩短业务的上线周期

对于快速增长的银行业务，越来越多的业务创新，及客户体验的新需求，企业对IT提出更多要求。在传统的IT架构已完全不能满足快速应用系统的开发、部署及上线的要求，而采用PureAppication，能在项目周期的各个环境缩短时间，从而加快业务上线并支撑业务在市场上取得先机。

2） 简化IT运维管理

PureAppication不但能加快应用上线的速度，而且能在上线后持续地帮助管理员简化IT的运维和管理。统一资源管理、工作负载自动平衡、统一监控、与现有的监控平台集成、统一升级、故障自动恢复等特性都在实际的工作中简化了运维，降低管理的难度和工作量，从而降低管理成本。

3） 进一步提高业务系统的可用性

系统宕机会造成业务中断并影响客户体验，改善客户服务质量要求尽可能减少系统宕机造成的业务中断。而PureAppication在设计之初就考虑了整个高可用性，包括采用冗余的硬件避免单点故障，集成化的软件保证业务服务的联系提高，故障自动恢复功能保障故障发生时系统能自动、快速的修复。这些特点提升了系统的高可用能力，减少业务中断带来的服务体验冲击。

4） 减少能源消耗与机房空间的占用

绿色环保、提升资源利用率、降低能耗和空间的占用，也是当前IT规划和建设中的重要指标。PureAppication通过多个系统之间充分共享并利用资源，提升整体资源的利用率，从而降低能耗。另外，作为高度集成的专家集成系统，PureAppication能在一个机架内集成服务器、网络设备、存储设备等硬件，一台96核的PureAppication既能运行几个甚至几十个的应用系统，生产环境虚拟机可以运行上百个，实际客户测试环境甚至几百个VM同时进行测试。这种方式极大地提升了机房空间利用率，降低空间占用成本。

3 结论

随着专家系统在各个领域的广泛应用，企业作为实体经济的原动力，专家系统和人工智能等高科技将更多的应用于企业的方方面面。然而完全实现新型专家系统这些特征并非一个短期任务，这就要求我们在现成果的基础上不断研究完善专家系统，使其在自我学习能力和处理复杂事件等方面有所突破，其应用前景必将十分广阔。