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IFT-10552
Projet de fin d’études en informatique de gestion
Danijela Manojlovic
Modélisation en ingénierie des connaissances
méthode CommonKADS
Objectifs principaux
• élaboration d’une documentation commentée et illustrée de méthodes, de langages et d’ateliers de modélisation utilisés en IC
• survol de la méthode CommonKADS ( l’utilisation, l’efficacité, les étapes, la comparaison avec les autres méthodes, les limites et les perspectives , les projets et travaux actuels etc...)
Problèmes et motivations
• Comment modéliser l’approche d’ID3 avec la méthode CommonKADS ?
• Quelles explications le système développé devrait être en mesure de fournir ?
Autres aspects abordés
• génération des explications
• le RPC ( Raisonnement Par Cas )
• ID3 ( approche inductive, l’algorithme d’ID3, les arbres de décision etc. )
Les étapes du projet
• inventaire des publications sur la modélisation en IC
• identification des travaux sur les explications, RPC, ou sur l’approche orientée objet
• résumés techniques des articles sélectionnés
• modélisation d’un exemple avec CommonKADS
• élaboration du rapport technique
Contribution
Une tentative d’appliquer la méthode CommonKADS pour modéliser un exemple en ID3 en faisant en parallèle la génération
des explications
Problèmes rencontrés et les solutions adoptées
• manque de connaissances sur la problématique imposée
• difficultés d’envisager les résultats que le système développé devrait fournir
• difficulté de structuration des résultats de recherche
• difficultés de gestion du temps nécessaire ( les durées prévues vs les durées réelles …)
• identification de plusieurs solutions possibles
• lecture de la documentation pertinante, des travaux existants, des supports de cours
• présentation des résultats de recherche sous plusieurs formes différentes ( site web, rapport écrit, résumé etc… )
• les rencontres hebdomadaires pour résumer les activités réalisées et prévues
Réalisations
Outils de la recherche
• Bibliothéque scientifique ( banques de données ERIC, Current Contents, Ei-Compendex, Inspec, ...PEB…)
• Internet ( sites intéressants, listes de discusion, auteurs des ouvrages, etc…)
• travaux semblables de modélisation
Résultats de la recherche
• Site Internet disponible à l’adresse suivante: http://www.angelfire.com/ia/projet/
• bibliographie ( banque des exemples )• résumés• rapport technique
( modéle d’analyse, modèle de conception )
Survol de la méthode proposée
Aperçu historique
• Projet Pilot ( Projet 12 ) du programme ESPRIT ( 1982 )
• Un système Computérisé d’Analyse de Doucumentation des Connaissances-KADS (1983 )
• Projet P1098 (1985 )
• KADS-I ( 1989 )
• KADS-II ( CommonKADS CommonKADS ), élaboré dans le projet P5248 du programme ESPRIT II ( octobre, 1990 )
CommonKADS aujourd’hui…..
de facto un standard pour le développement des SBC en Europe
Autres projets actuels en IC
• Protégé II
• Sisyphus
• VITAL
• ESSI
• etc….
Étapes de développement d’un SBC avec CommonKADS
1. AnalyseAnalyse
2. Conception
3. Implémentation
4. Utilisation et
maintenance
ANALYSEModèle
organisationnelModèled’agents
Modèlede tâches
Modèle decommunication
Modèled’expertise
CONCEPTION
Modèlefonctionnel
Modèle de
comportement
Modèlephysique
IMPLÉMENTATION
Prototypage et testsUTILISATION DUSYSTÈME
MAINTENANCE
Modèle d’organisationModèle d’organisation
• introduit le contexte du problème• contient les descripteurs de l’organisation
( composante structurelle, fonctionnelle, d’autorité, des ressources et de processus ) et les problèmes de l’organisation ( actuels et anticipés )
• formalismes adoptés différents ( texte, graphique)
Modèle de tâchesModèle de tâches
• Description détaillée des fonctions ( tâches ) que le système doit exécuter
• approches utilisées : top-down, bottom-up
Tâche 1
Tâche 1.1 Tâche 1.2 Tâche 1.3
Tâche Tâche Tâche Tâche Tâche Tâche 1.1.1 1.1.2. 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4
…… ……. ……………
Exemple de spécification d’une tâche
Tâche classificationAgent
systèmeEntré
Données sur les facteurs météorologiquesSortie
proposition de jouer ou ne pas jouerBut principal
Proposer la solution de jouer ou ne pas jouer au golf après bien avoir examinerl’ensemble des conditions météorologiques et leur influence.
FréquenceÀ chaque interaction de joueur avec le système
Sous-tâchesRPC pour la classification
Super-tâcheExpliquer la classification
Type de décompositionLes buts indépendants
Modèle d’agentsModèle d’agents
• Identification de tous les utilisateurs du système ( internes, externes ou prévisibles )
• identification de différents types d’utilisateurs ( expert, novice ou concepteur )
• formalisme utilisé: selon le choix du concepteur
Modèle d’expertiseModèle d’expertise
• la connaissance d’un expert, nécessaire pour la résolution d’une tâche particulière ( connaissances et leur structure )
• modèle à 4 niveaux [Wielinga&Breuker,86]
Type des connaissances
Plans, méta-règles, résolution
contrôle des problèmes
niveau les buts, les termes
d’abstraction applique de contrôle, structures des tâches
sources de connaissances,
métaclasses, la vue du domaine
utilise
concepts, relations, propriétes,
expressions, structures du domaine
etc.
stratégie
tâche
inférence
domaine
Modèle de communicationModèle de communication
• Interaction entre le SBC et ses utilisateurs ( assignation des tâches aux différents agents, spécification des dépendences entre les sous-tâches etc… )
• réduction des risques ( par la validation de l’interaction entre le système et l’usager )
• dialogue avec l’utilisateur ( à l’aide d’une interface utilisateur )
• génération des explications
Étapes de développement d’un SBC avec CommonKADS
1. Analyse
2. Conception. Conception
3. Implémentation
4. Utilisation et
maintenance
ANALYSEModèle
organisationnelModèled’agents
Modèlede tâches
Modèle decommunication
Modèled’expertise
CONCEPTION
Modèlefonctionnel
Modèle de
comportement
Modèlephysique
IMPLÉMENTATION
Prototypage et testsUTILISATION DUSYSTÈME
MAINTENANCE
Modèle de conception
• Modèle fonctionnel:Modèle fonctionnel: architecture fonctionnelle du système, décomposition en modules - blocs fonctionnels
• Modèle de comportement: Modèle de comportement: montre comment les fonctionnalités du système sont réalisées, l’interaction entre les modules etc.
• Modèle physique: Modèle physique: architecture physique du système , , implémentation des blocs fonctionnels
Interface usager B1
données Système Système
UTILISATEUR
B11 B12 B13
Écran de saisie Affichage desolution
Affichage desexplications
B2
B5
B4B3Gestion des cas
Résolveurdu problème
B21
B211
B212
B213
B214
B215
classification
rechercher
adapter
créer
transformer
enreigstrer
Vérifier /valider
Consulter B31
B32ajouter
modifier
supprimer
BC
explication
classification
Moduled’explications
B41
B42
B421
B422
B423
B424
B425
B43
B44
B45
Idéntifier(Aide )
Élaborer( générer )
A qui
Quoi
Pourquoi
Pourquoipas
comment
vérifier
réviser
enregistrer
3. Prototypage et tests ( implémentation )
• Codage dans un langage approprié ( Prolog, Prolog++ …)
• moyen de vérification et de validation des résultats obtenus
• élaboration d’une interface usager conviviale
4. Utilisation et maintenance des systèmes
Est-ce que le système obtenu est réutilisable, facile à comprendre et à maintenir ?
Réutilisabilité
• modèle générique de tâches
• modèle générique des PSM
• modèle des techniques d’acquisition des connaissances
• modèle générique des explications etc….
• réduction des coûts et des risques du développement d’un SBC
Facilité de maintenance
• structures adéquates, documentées et faciles à modifier
• traces d’exécution ou de développement
• réduction des coûts et des risques
Facilité de fournir des explications
• répondre à des questions du type QUOI, POURQUOI, POURQUOI PAS, COMMENT, À QUI etc…
• expliquer les connaissances ou le raisonnement utilisé
• modèle générique des explications
Modèle générique des explications
• besoins des explications: comprendre le raisonnement utilisé, connaître le domaine du problème, la logique et.
• utilité: outil d’apprentissage, d’amélioration du raisonnement, de détection des erreurs possibles du système, de compréhension des tâches du système par l’utilisateur etc…
CommonKADS:
avantages et inconvénientsavantages et inconvénients
AvantagesAvantages
• développement structuré et systématique des SBC
• beaucoup de facilités dans la modélisation des connaissances
• les modèles permettent une configuration flexible, facile à comprendre, à utiliser et à maintenir
• réutilisabilité : réduction des coûts et des risques
InconvénientsInconvénients
• Difficultés dans la phase d’acquisition des connaissances
• utilisation du CML qui est un langage semi-formel
• pas de modèle de conception ( design ) particulier, => les règles sont moins contraignantes
• les outils logiciels toujours en développement
Limites et perspectivesLimites et perspectives
Les modèles développés par la méthode CommonKADS sont:
moins flexibles dans les systèmes autres que les SBC et ne peuvent pas remplacer le raisonnement humain,
mais…..rendent les connaissances des experts plus
utilisables et permettent aux non-experts de mieux fonctionner
Apprentissages
• méthode CommonKADS, RPC, ID3, les explications
• techniques différentes de recherche d’information• gestion du temps nécessaire et des durées des
activités
Proposition
Combiner la méthode CommonKADS avec une autre méthode plus formelle, afin de rendre le développement des SBC plus sophistiqué et plus rigoureux
Ceci permettrait d’élargir le champs d’utilisation de la méthode CommonKADS ...