Modelado del conocimiento

El modelado del conocimiento es un proceso de creación de un modelo de conocimiento interpretable por computadora o especificaciones estándar sobre un tipo de proceso y/o sobre un tipo de instalación o producto. El modelo de conocimiento resultante solo puede ser interpretable por computadora cuando se expresa en algún lenguaje de representación del conocimiento o estructura de datos que permita que el conocimiento sea interpretado por software y almacenado en una base de datos o archivo de intercambio de datos .

La ingeniería basada en el conocimiento o el diseño asistido por conocimiento es un proceso de uso asistido por ordenador de dichos modelos de conocimiento para el diseño de productos, instalaciones o procesos. El diseño de productos o instalaciones utiliza entonces el modelo de conocimiento para guiar la creación de la instalación o el producto que se necesita 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 manera similar, el diseño de un proceso particular implica la creación de un modelo de proceso, cuya actividad de diseño puede guiarse por el conocimiento que contiene un modelo de conocimiento sobre ese tipo de proceso. El modelo de proceso, modelo de producto o modelo de instalación resultante normalmente también se almacena en una base de datos.

Por lo general, el lenguaje de representación del conocimiento solo permite representar 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 lenguaje que permite la expresión de conocimientos así como información sobre cosas individuales es el inglés Gellish .

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

Por ejemplo, el conocimiento sobre un sistema compresor incluye que un sistema compresor 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 de conocimiento que expresa el conocimiento como una colección de relaciones entre dos tipos de cosas, mientras que en ese lenguaje se define un tipo de relación que se llama <shall have as part a>. Entonces, una parte de un modelo de conocimiento sobre un sistema compresor constará de 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 tener como parte un sistema de bomba
El sistema de bombeo deberá tener como parte una bomba.

Este modelo de conocimiento se ampliará aún más con conocimientos y especificaciones sobre las propiedades de los componentes, su fabricación y posiblemente los requisitos de pruebas 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 el resultado 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 para 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 saldrá de una caldera.
Se introducirá vapor en un calentador.
El condensado saldrá de un calentador.
etc.

Explicación del contenido del documento

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

Para que dicho conocimiento sea interpretable por computadora, es necesario expresarlo en un lenguaje de representación de conocimiento formal y, por lo tanto, transformarlo en una forma interpretable por computadora.

Por ejemplo, en forma de expresiones en inglés Gellish. Esto permite que el conocimiento y los requisitos se relacionen con los objetos en el modelo de conocimiento, mientras que el modelo completo se almacena nuevamente en una base de datos.
El conocimiento que se encuentra en los documentos se puede modelar en varios niveles de explicitación.

Un nivel bajo 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 esta manera, el software puede seguir presentando la información a los usuarios cuando se les solicita información sobre ese objeto. El otro extremo es que el contenido de cada oración de un documento se convierte en el lenguaje de representación formal del conocimiento y, por lo tanto, los objetos que se mencionan en esas oraciones se convierten en parte integral del modelo de conocimiento interpretable por computadora.

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

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

El compresor ⟨está especificado en⟩ API 617

Un nivel más alto de explicitación significa que los párrafos o las oraciones en lenguaje natural están relacionados con los componentes del modelo de conocimiento. Un modelo totalmente explícito significa que las oraciones en lenguaje natural se transforman completamente en datos en una estructura de base de datos.

Por ejemplo, una especificación de un diámetro mínimo de eje podría incluirse en el modelo de conocimiento de la siguiente manera:

El diámetro del eje ⟨tendrá en la escala un valor mayor que⟩ 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 conocimiento con apoyo de computadora, así como para la verificación automatizada de diseños.

Véase también