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Vorgehensmodelle zur Erstellung Wissensbasierter Systeme eine Vertiefungsarbeit von Christian Schulz.

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Präsentation zum Thema: "Vorgehensmodelle zur Erstellung Wissensbasierter Systeme eine Vertiefungsarbeit von Christian Schulz."—  Präsentation transkript:

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2 Vorgehensmodelle zur Erstellung Wissensbasierter Systeme eine Vertiefungsarbeit von Christian Schulz

3 Knowledge Engineering ist die Kunst ein komplexes Computerprogramm zu entwickeln, das Weltwissen repräsentiert und Schlüsse daraus zieht [E.A. Feigenbaum 1977]

4 Agenda 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht

5 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Was sind Wissensbasierte Systeme ? ExpertenwissenProblemlösungswissen Trennung der Wissenskategorien Expertenwissen & Problemlösungswissen

6 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Was sind Wissensbasierte Systeme ? Fachwissen über das Anwendungsgebiet S C H N I T T S T E L L E N K O P O N E N T E (I/O- und interaktive Benutzerschnittstelle) Wissen über Lösungsstrategien P R O B L E M L Ö S U N G S K O M P O N E N T E Inferenzmechanismus W I S S E N S B A S I S Regelbasis Datenbasis

7 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Was sind Wissensbasierte Systeme ? Vorteile der Trennung von Wissenskategorien: - Lokalisierung des Wissens im Programm - Prüfung auf Vollständigkeit und Konsistenz - Addition von Wissen

8 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Was sind Expertensysteme ? - können Schlussfolgerungen und Lösungen erklären - können mit neuem Wissen ergänzt werden - lösen Probleme wie ein Experte

9 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Was sind Expertensysteme ? Expertensysteme sind Programme, die in einem eng abgegrenzten Anwendungsbereich die spezifischen Problemlösungsfähigkeiten eines menschlichen Experten erreichen oder übertreffen. (K. Kurbel)

10 Sich mit Anstand zurückziehen 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Was ist Expertise ? Probleme lösen Ergebnisse / Lösungen erklären Kontinuierlich hinzulernen Wissen reorganisieren Regeln übertreten Sich mit Anstand zurückziehen Eigene Kompetenz beurteilen

11 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Expertensysteme vs. Experte Sich mit Anstand zurückziehen Probleme lösen Ergebnisse / Lösungen erklären Kontinuierlich hinzulernen Wissen reorganisieren Regeln übertreten Sich mit Anstand zurückziehen Eigene Kompetenz beurteilen übertrifft die Fähigkeiten von Experten Vorhanden, meist mäßige Qualität Nicht Autonom nur sehr eingeschränkt möglich Aufgabe des Anwenders !!Fehlentscheidungen!!

12 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Warum Expertensysteme ? Experten können teuer sein schwierig erreichbar sein aufgrund von Gefahren nicht einsetzbar sein Das Problem kann zu komplex sein Bedarf das Expertenwissen zu konservieren

13 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Prototyping Probleme der Spezifikation Vielzahl von Entwicklungstools Prototyping

14 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Die Stufen des Prototyping Die Identifikationsstufe Die Konzeptualisierungsstufe Die Formalisierungsstufe Die Implementierungsstufe Die Teststufe

15 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Die Stufen des Prototyping Die Identifikationsstufe - Festlegung der teilnehmenden Mitarbeiter - Festlegung der Aufgabenbereiche der Mitarbeiter - Beschreibung des relevanten Wissens - Schlüsselelemente der Problemstellung werden identifiziert - Externe Randbedingungen identifizieren - Ziel & Nutzen des Systems definieren

16 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Die Stufen des Prototyping Die Identifikationsstufe Die Konzeptualisierungsstufe - Strukturierung der Schlüsselkonzepte (evtl. graphisch) besonders wichtig, schwierig und zeitaufwendig

17 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Die Stufen des Prototyping - Formalisierung der Schlüsselkonzepte - Die Struktur des Lösungsraums - Das zugrunde liegende Prozessmodell - Charakteristika der Daten Die FormalisierungsstufeDie Konzeptualisierungsstufe Das Ergebnis dieser Stufe sollte eine Beschreibung sein, wie das Problem in einem gewählten Werkzeug am besten repräsentiert werden kann.

18 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Die Stufen des Prototyping - Erstellung des Prototyps auf der Basis des formalisierten Wissens Die Formalisierungsstufe Diese Stufe wird insbesondere dazu herangezogen, die Angemessenheit der Formalisierung und der darauf basierenden grundlegenden Ideen zu überprüfen. Die Implementierungsstufe

19 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Die Stufen des Prototyping - Verschiedene Testfälle werden durchgeführt Die TeststufeDie Implementierungsstufe - Rückkehr auf frühere Stufen des Entwicklungsprozesses - Refinement - Redesign - Reformulierung

20 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Die Stufen des Prototyping Identifiziere Problemcharakteristika Anforderungen Finde Konzepte, um Wissen zu repräsentieren Konzepte Strukturiere, um Wissen zu organisieren Strukturen Formuliere Regeln, um Wissen darzustellen Regeln Bewerte Regeln, die das Wissen darstellen Refinement Testen Implementierung Redesign Formalisierung Reformulierung Konzeptualisierung Identifikation

21 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Beurteilung des Prototyping P R OK O N T R A Schnelle Kontrolle Integration des Experten Überzeugungsarbeit Nachweis der Machbarkeit Unstrukturiertes ReEngineering Keine Meilensteine Hoher Wartungsaufwand Kein Zwang zur Dokumentation

22 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Role-Limiting Methoden - Ausführbare Werkzeuge - Für ein konkretes Problem - Vordefinierte Methoden

23 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Role-Limiting Methoden Vorschlagen & Vertauschen Bedingungen, Regeln, Fakten Generierte Zuordnungen Überprüfung

24 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Beurteilung der Role-Limiting Methoden P R OK O N T R A Bei passender Methode muss nur noch das spez. Wissen eingegeben werden Ausführbare Werkzeuge Problemlösungsmethode bereits realisiert Keine Kriterien für Auswahl der geeigneten RLM RLM nicht anpassbar RLM nur eingeschränkt kombinierbar Schlechte Integrationsmöglichkeiten in bestehende Systeme

25 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Modelbasierte Vorgehensmodelle Model Driven Architecture Object Management Group MDA will: Businesslogik in Form von abstrakten Modellen spezifizieren und diese dann automatisch auf verschiedene Plattformen mappen.

26 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Modelbasierte Vorgehensmodelle (MIKE)

27 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Modelbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) MIKE stellt eine integrierte Sammlung von Methoden zur: bereit. Interpretation Implementierung FormalisierungErhebung

28 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Modelbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) Für die Beschreibung der Resultate der Entwicklungsschritte bietet MIKE jeweils dafür geeignete Modelle und zugehörige Beschreibungssprachen an.

29 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Modelbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) Übergang von informalen Wissensrepräsentationen zu formalen Systemspezifikationen erfolgt sanft in mehreren Schritten Komplexität der einzelnen Schritte sinkt Systematisches Projektmanagement

30 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Fazit und Zukunftsaussichten Sehr UmfangreichSehr unflexibelNur für kleine Projekte Entstand aus den Problemen von Prototyping & RLM Inkrementeller Übergang vom informalen Entwurf zur formalen Implementierung Geringer AufwandZyklische Vorgehensweise MIKERole Limiting Methoden Prototyping

31 1. Grundlagen 1.1 Wissensbasierte Systeme 1.2 Expertensysteme als Spezialfall 1.3 Expertensysteme vs. Experte 2. Vorgehensmodelle 2.1 Prototyping 2.2 Role-Limiting Methoden 2.3 Modellbasierte Vorgehensmodelle (MIKE) 3. Fazit und Zukunftsaussicht Ende VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT


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