Modelado del conocimiento

El modelado del conocimiento es un proceso que consiste en crear un modelo de conocimiento o especificaciones estándar interpretables por computadora sobre un tipo de proceso, instalación o producto. El modelo de conocimiento resultante solo puede ser interpretado por computadora si se expresa en algún lenguaje de representación del conocimiento o estructura de datos que permita su interpretación por software y su almacenamiento en una base de datos o archivo de intercambio de datos .

La ingeniería basada en el conocimiento o el diseño asistido por el conocimiento es un proceso que utiliza modelos de conocimiento mediante asistencia informática para el diseño de productos, instalaciones o procesos. El diseño de productos o instalaciones emplea el modelo de conocimiento para guiar la creación del producto o la instalación que se desea diseñar. En otras palabras, se utiliza el conocimiento sobre un tipo de objeto para crear un modelo de producto de un objeto individual (imaginario).

De igual modo, el diseño de un proceso específico implica la creación de un modelo de proceso, cuya actividad de diseño puede guiarse por el conocimiento contenido en dicho modelo sobre ese tipo de proceso. El modelo de proceso, modelo de producto o modelo de instalación resultante también suele almacenarse en una base de datos.

Por lo general, el lenguaje de representación del conocimiento solo permite representar el conocimiento (sobre tipos de cosas), mientras que se requiere otro lenguaje o estructura de datos para representar y almacenar los modelos de información sobre cosas individuales. Si el lenguaje de representación del conocimiento permite expresar ambos, entonces el modelo de conocimiento y el modelo de información pueden expresarse en el mismo lenguaje (o estructura de datos).

Un ejemplo de un idioma que permite la expresión de conocimiento e información sobre cosas individuales es el inglés-gellish .

La base de un modelo de conocimiento de un objeto físico ensamblado es una estructura de descomposición que especifica los componentes del ensamblaje y, posiblemente, los subcomponentes de los componentes.

Por ejemplo, el conocimiento sobre un sistema de compresor incluye que dicho sistema consta de un compresor, un sistema de lubricación, etc., mientras que un sistema de lubricación consta de un sistema de bombeo, etc. Supongamos que este conocimiento se expresa en un lenguaje de representación del conocimiento que lo expresa como una colección de relaciones entre dos tipos de cosas, donde en ese lenguaje se define un tipo de relación llamado <tendrá como parte a>. Entonces, una parte de un modelo de conocimiento sobre un sistema de compresor consistirá en las siguientes expresiones de hechos de conocimiento:

• El sistema compresor deberá tener como parte un compresor
• El sistema compresor deberá tener como parte un sistema de lubricación.
• El sistema de lubricación deberá incluir como parte un sistema de bombeo.
• El sistema de bombeo deberá tener como parte una bomba.

Dicho modelo de conocimiento se ampliará aún más con información y especificaciones sobre las propiedades de los componentes, su fabricación y, posiblemente, los requisitos de prueba y mantenimiento.

De manera similar, un modelo de conocimiento de un proceso es básicamente una especificación de la secuencia de etapas del proceso. Esta secuencia está determinada por el hecho de que un tipo de flujo es la salida de un tipo de etapa del proceso, mientras que ese mismo tipo de flujo es la entrada en la siguiente etapa del proceso. Por lo tanto, los flujos definidos tienen funciones como entradas de las etapas del proceso, mientras que los mismos flujos son salidas de otras etapas del proceso. Por ejemplo:

• El agua se introducirá en una caldera.
• El vapor será la salida de una caldera.
• El vapor se introducirá en un calentador.
• El condensado será la salida de un calentador.
• etc.

El modelado del conocimiento incluye la explicitación del conocimiento y los requisitos disponibles en documentos como manuales de diseño, especificaciones estándar (internacionales) y hojas de datos estándar.

Para que dicho conocimiento sea interpretable por ordenador, es necesario expresarlo en un lenguaje formal de representación del conocimiento y, por lo tanto, transformarlo en un formato interpretable por ordenador.

Por ejemplo, en forma de expresiones en inglés. Esto permite relacionar el conocimiento y los requisitos con los objetos del modelo de conocimiento, mientras que el modelo completo se almacena en una base de datos. El conocimiento contenido en los documentos puede modelarse en distintos niveles de explicitación.

Un bajo nivel de explicitación mantiene gran parte de las especificaciones en forma de texto en lenguaje natural. Esto significa que el texto solo es interpretable por humanos, pero aun así está relacionado con los objetos del modelo de conocimiento.

De este modo, el software puede seguir presentando la información a los usuarios cuando se solicita conocimiento sobre dicho objeto. El otro extremo consiste en convertir el contenido de cada oración de un documento al lenguaje de representación formal del conocimiento, de manera que los objetos mencionados en esas oraciones se conviertan en parte integral del modelo de conocimiento interpretable por la computadora.

Por ejemplo, el conocimiento de que la norma API 617 contiene una especificación estándar para compresores puede vincularse al concepto de compresor en el modelo de conocimiento de un sistema de compresor.

Esto se puede expresar en un lenguaje de representación del conocimiento (usando el tipo de relación ⟨ se especifica en ⟩ de la siguiente manera:

• El compresor ⟨ se especifica en ⟩ API 617

Un mayor nivel de explicitación implica que los párrafos o frases en lenguaje natural se relacionan con componentes del modelo de conocimiento. Un modelo explícito completo significa que las frases en lenguaje natural se transforman completamente en datos dentro de una estructura de base de datos.

Por ejemplo, en el modelo de conocimiento se podría incluir la especificación de un diámetro mínimo del eje de la siguiente manera:

• El diámetro del eje ⟨ deberá tener en escala un valor superior a ⟩ 20 mm.

El proceso de explicitación descrito anteriormente da como resultado modelos de conocimiento y modelos de especificaciones estándar que permiten su uso para el diseño asistido por ordenador basado en el conocimiento, así como para la verificación automatizada de los diseños.

• Base de conocimientos
• Sistemas basados ​​en el conocimiento
• Representación del conocimiento y razonamiento