EGC6014 - Fundamentos de Engenharia do Conhecimento Aula 3

1. EGC6014 - Fundamentos deEngenharia do ConhecimentoAula 3 José Leomar Todesco Fernando A. O. Gauthier Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento

2. Sumário • Processo de desenvolvimento de SC para GC • Algumas Metodologias da EC CommonKADs SPEDE MOKA Suite PCPACK4 • Considerações finais

3. 1. Processo de desenvolvimento de SC p/ GC

4. Metodologia de desenvolvimento Piramide metodológica de Schreiber e o triangulo de Partsch

5. Processo de EC • Concepção • Identificação da(s) demanda(s) • Priorização da(s) demanda(s) • Definição do referencial teórico de GC • Planejamento • Escopo • Identificação da equipe • Plano e cronograma • Contexto de conhecimento • Levantamento dos requisitos de conhecimento • Consolidação das demandas e requisitos do conhecimento • Modelo do conhecimento • Escolha dos diagramas para modelagem • Identificação do conhecimento, Conceitualização, Formalização • Definição das ferramentas (DW, KDD, KDT, Wiki, Blogs, IA, ...) • Desenvolvimento • Implementação do modelo (ferramentas) • Documentação • Validação • Testes e refinamento • Implantação e Manutenção: • Deploy • Manutenção • Evolução do conhecimento

6. Concepção A fase de concepção tem como objetivo identificar as demandas da GC e realizar a devida priorização dessas demandas. • Identificação das demandas: analisar o ambiente organizacional, entender a visão, missão e objetivos da organização e levantar para as demandas da GC. • Priorização das demandas: Para cada demanda identificada, verificar fatores para a priorização. Utilizar o modelo de organização do CommonKADS com a devida adequação. Criar questionários para cada processo macro da GC (7 demandas) com perguntas específicas para cada fase.

7. ALTO PROJETO B PROJETO A IMPACTO POTENCIAL NO NEGÓCIO PROJETO D PROJETO C BAIXO BAIXA ALTA POSSIBILIDADE DE REALIZAÇÃO Concepção – Priorização de demandas

8. Planejamento Esta fase é composto por duas atividades que irão nortear as demais fase. • Equipe: tanto os usuários (especialistas) quanto a equipe que estará envolvida na construção do SC. • Plano e cronograma: Esta atividade compreende a visão macro inicial com o detalhamento das atividades possível que serão realizadas. Deve tentar definir as atividades da fase de Contexto de Conhecimento bem como as pessões envolvidas e os prazos para a execução.

9. Papéis e artefatos no processo de desenvolvimento Fonte: [8] KNUBLAUCH (2002)

10. Contexto de conhecimento Tem como objetivo estabelecer o referencial teórico a ser adotado para a demanda, aplicar a engenharia de requisitos e realizar a consolidação dos mesmos. • Escolha do referencial teórico: essa escolha leva a revisão do planejamento e cronograma. • Levantamento dos requisitos de conhecimento: o levantamento deve responder as perguntas: • O que? Está relacionada a aprofundar o entendimento da demanda, identificando pessoas, fontes de informação, processos e necessidades para o macro-processo (demanda) priorizada. • Como? É a transição do problema para a solução. • Consolidação das demandas e requisitos do conhecimento: essa consolidação deve ser feita de maneira a gerar um documento e possibilitar o seu uso na fase seguinte através de diagramas. Além disso, a consolidação deve apoiar a revisão do plano.

11. Modelo do conhecimento Nessa fase será estabelecido o modelo do conhecimento, que envolve o uso de diagramas e esquemas para possibilitar a documentação; identificar, conceitualizar e formalizar o conhecimento; e definir a arquitetura de conhecimentoproposta. • Escolha dos diagramas para modelagem: utilizar os diagramas da UML(casos de uso, atividades, ...) e outros para facilitar a representação. • Identificação do conhecimento, conceitualização e formalização: identificar o uso intensivo do conhecimento na demanda, organizá-lo, estabelecer conceitos e formalizá-lo é o objetivo desta atividade. • Definição da arquitetura de conhecimento: envolve a identificação de técnicas e ferramentas disponíveis (DW, KDD, KDT, Wiki, Blogs, IA, ...) para estabelecer uma visão da arquitetura que está sendo proposta. Deve ser mostrado o fluxo do conhecimento, o uso das técnicas e ferramentas e os atores (agentes) envolvidos.

12. Desenvolvimento Essa fase envolve a implementação do modelo (solução) para atender a demanda identificada e realizar a devida documentação para manutenção futura. • Implementação do modelo (ferramentas) • Documentação

13. Requisitos para metodologias de desenvolvimento Fonte: [8] KNUBLAUCH (2002)

14. Validação Fase em que são realizados testes e refinamentos no sistema com vias a realizar melhorias e eventuais correções. • Testes e refinamento

15. Implantação e manutenção Fase final que compreende a implantação do sistema na organização.Para tal devem ser previstas atividades de treinamento, suporte e manutenção. • Deploy • Manutenção • Evolução do conhecimento

16. Desenvolvimento cíclico

17. 2. Algumas metodologias daengenharia do conhecimento

18. Algumas Metodologias da EC • CommonKADs • SPEDE • MOKA • Suite PCPACK4 • XP.K • RapidOWL • MIKE • VITAL

19. Pirâmide Metodológica • Visão de mundo: O espaço de escolhas e ferramentas de engenharia do conhecimento pode ser, até certo ponto, controlado por meio da introdução de alguns modelos, que enfatizam alguns aspectos do sistema a ser construído e abstraem (desprezam) outros. • Teoria: Projetos de engenharia do conhecimento requerem a construção de vários modelos que, juntos, constituem parte do produto a ser entregue pelo projeto. Os modelos incluem informação textual e gráfica, planilhas, etc. • Métodos: Os métodos incluem modelos de ciclo de vida, de processo de desenvolvimento, de diretrizes de modelagem e de técnicas de elicitação (engenharia de requisitos). • Ferramentas: CommonKADS sugere ferramentas, porém não as restringe, o que é uma vantagem da abordagem, que se apresenta como um framework metodológico consistente, passível de evolução ferramental. • Uso: Estudo de caso e projetos de aplicação.

20. CommonKADs • É uma metodologiade Gestão do Conhecimento proposta por Schreiber e colegas em 1993 baseada em modelos. • Trabalha com a hipótese de que o conhecimento possa ser gerenciado a partir de seu processamento metódico, com o apoio de técnicaseferramentas de engenharia. • A EC permite focar as oportunidades e gargalos a respeito de como as organizaçõesdesenvolvem, distribuem e aplicam seus recursosde conhecimento, de modo a fornecerferramentas para a gestão do conhecimento corporativo. • Propósito: aumento da rapidez da tomadade decisão da produtividade e da qualidade.

21. Modelo daOrganização Modelo daTarefa Modelo doAgente Contexto Modelo doConhecimento Modelo deComunicação Conceito Modelo deProjeto Artefato CommonKADs • Tem um conjunto predefinido de modelos. • Opera a partir da análise do contexto da organização, de seus agentese das tarefasque esses agentes devem desempenhar. • Essas três abordagens são consideradas as etapas gerenciais preliminares à de modelagem do conhecimento, concebida como a essência do CommonKADS enquanto propósito de engenharia.

22. Modelo daOrganização Modelo daTarefa Modelo doAgente Contexto Modelo doConhecimento Modelo deComunicação Conceito Modelo deProjeto Artefato CommonKADs Modelo da Organização • Onde se descreve e se analisa o ambiente organizacional; • Apóia a análise das características da organização, a fim de descobrir problemas e oportunidades para sistemas de conhecimento, estabelecer sua viabilidade e acessar o impacto na organização das ações de conhecimento pretendidas.

23. Modelo da Organização Possui uma visão esquemática com 4 componentes: • OM-1: Problemas/Oportunidades; • OM-2: Foco na Organização; • OM-3: Diagrama de Processos; • OM-4: Ativos de Conhecimento.

24. Modelo daOrganização Modelo daTarefa Modelo doAgente Contexto Modelo doConhecimento Modelo deComunicação Conceito Modelo deProjeto Artefato CommonKADs Modelo da Tarefa • Focaliza-se nas tarefas relacionadas com conhecimento que guardem relação com o problema que o sistema de conhecimento deve resolver; • O modelo de tarefa analisa o layout da tarefa global, suas entradas, saídas, pré-condições e critérios de performance, bem como recursos e competências necessárias.

25. Modelo daOrganização Modelo daTarefa Modelo doAgente Contexto Modelo doConhecimento Modelo deComunicação Conceito Modelo deProjeto Artefato CommonKADs Modelo do Agente • O modelo de agente descreve as características dos agentes, em particular suas competências, autoridades e restrições para agir. • Além disso, relaciona os links de comunicação entre agentes necessários para executar uma tarefa.

26. Modelo daOrganização Modelo daTarefa Modelo doAgente Contexto Modelo doConhecimento Modelo deComunicação Conceito Modelo deProjeto Artefato CommonKADs Modelo de Conhecimento • O propósito é explicar em detalhes os tipos e estruturas de conhecimento utilizados para realizar uma tarefa; • Permite uma descrição independente de implementação do perfil dos diferentes componentes de conhecimento na resolução de problemas, de uma forma que seja compreensível por seres humanos; • Isso torna o modelo de conhecimento importante veículo para comunicação com especialistas e usuários sobre os aspectos da resolução do problema de um sistema de conhecimento, tanto no desenvolvimento quanto na sua execução.

27. Modelo de Conhecimento (Taxonomia do conhecimento de Schreiber) Tarefas intensivas em conhecimento Tarefas analíticas Tarefas sintéticas Classificação Diagnóstico Predição Projeto Planejamento Atribuição Avaliação Monitoramento Modelagem Programação (Scheduling) Configuração de projeto

28. Visão dos tipos de tarefas analíticas

29. Visão dos tipos de tarefas sintéticas

30. CommonKADs Modelo de Conhecimento • descreve o conhecimentoque tem um determinado agente e que é relevantepara a execução de determina tarefa, além de descrever a estrutura do mesmo em função do seu uso. Cada modelo é composto de três tipos ou níveis de conhecimento: nível de domínio, nível de inferência e nível de tarefa.

31. Modelo daOrganização Modelo daTarefa Modelo doAgente Contexto Modelo doConhecimento Modelo deComunicação Conceito Modelo deProjeto Artefato CommonKADs Modelo de Comunicação • Como muitos agentes podem estar envolvidos em uma tarefa, é importante modelar a transação de comunicaçãoentre os agentes envolvidos; • Isso é feito pelo modelo de comunicação, de forma independente de implementação ou de conceito, como ocorre no modelo de conhecimento.

32. Modelo daOrganização Modelo daTarefa Modelo doAgente Contexto Modelo doConhecimento Modelo deComunicação Conceito Modelo deProjeto Artefato CommonKADs Modelo do Projeto • Fornece a especificação técnica do sistema em termos de arquitetura, plataforma de implementação, módulos de software, representações e mecanismos computacionais necessários para implementar as funções descritas nos modelos de comunicação e conhecimento.

33. Modelo daOrganização Modelo daTarefa Modelo doAgente Contexto Modelo doConhecimento Modelo deComunicação Conceito Modelo deProjeto Artefato CommonKADs • Os modelos da organização, da tarefae do agenteanalisam o ambiente organizacional e os fatores críticos ao sucesso de um sistema de conhecimento. • Os modelos do conhecimentoe de comunicaçãoproduzem uma descrição conceitual das funções de resolução de problema dos dados que são tratados e gerados por um sistema de conhecimento. • O modelo de projeto converte esses em uma especificação técnica que é a base para a implementação de um software.

34. MOKA • Um Framework para estruturar e representar conhecimento de engenharia. • Metodologia para desenvolvimento de SBC de produtosindustriais, principalmente com projetos rotineiros. • Necessidade urgente das industrias em reduziro tempo e custos para produtos industriais.

35. MOKA ( principais características) • Ciclo de vida para SBC; • Um modelo de conhecimento formal e informal; • Utilização de um meta-modelo; • Integração do conhecimento do produto e do processo (modelos de produtos e modelos de processos de projeto); • Ferramenta MOKA que suporta a metodologia;

36. SPEDE • A metodologia é uma combinaçãode princípios, técnicas e ferramentas da engenharia do conhecimento adaptadas para uso na Gestão do Conhecimento. • Fornece meios eficazes para capturar, validar e comunicar o conhecimento vital para proporcionar benefícios nos negócios. • Guiada pela Rolls-Royce com consultores da empresa Epistemics, que desenvolveram o PCPACK4.

37. SPEDE (PCPACK4) • Uma solução que suporta a retenção, compartilhamento, gestão e re-uso de conhecimento vital para uma organização. • Utiliza em sua suite um conjunto de 7 ferramentas que permitem capturar, estruturar, validar, compartilhar e re-usar conhecimentos de especialistas, documentos e de outros sistemas, estabelecidas sobre práticas em IA e Psicologia.

38. Ladder tool Matrix tool Diagram tool Annotation tool Protocol tool Publisher tool Diagram template tool Suite PCPACK4

39. Conclusões sobre Metodologias da EC • Fazer sistemas de conhecimento sem metodologia é caminhar no escuro guiado somente por ferramentas (o risco é achar que tudo é prego, porque o que conheço é o martelo) • Evoluíram com tempo e mudaram sua visão de mundo: o conhecimento não está na cabeça de um especialista para ser minerado e representado. • Permitem múltiplos métodos com visão de mundo semelhante (portanto, podem ser complementares). Ex: ontologia para modelo de conhecimento do CommonKADS. • Não há uma MELHOR metodologia por definição.

40. 3. Considerações finais

41. Conclusões e pesquisas futuras • Sistemas de conhecimento tem se tornado cada vezutilizado e necessários frente ao aumento constante de dados e informações. • Evolução principalmente do hardwares e softwares tem possibilitado experimentar novos desafios antes custosos. • As organizações necessitam de um novo profissional, o engenheiro do conhecimento para apoiar a gestão do conhecimento. • Integração e interoperabilidade entre sistemas é o grande desafio. • Incorporar cada vez mais semântica nas soluções, de maneira a apoiar pessoas e organizações.

42. Bibliografia • [1] A. T. Schreiber, J. M. Akkermans, A. A. Anjewierden, R. de Hoog, N. R. Shadbolt, W. Van de Velde, and B. J. Wielinga, editors. Knowledge Engineering and Management. The CommonKADS Methodology. MIT Press, Cambridge, Massachusetts. London, England, 1999. • [2] J. Angele, S. Decker, R. Perkuhn, and R. Studer. Developing knowledge-based systems with MIKE. Journal of Automated Software Engineering, 5(4):326-389, 1998. • [3] A. Gómez-Pérez, M.D. Rojas Ontological reengineering and reuse, in: D. Fensel, R. Studer (Eds.), 11th European Workshop on Knowledge Acquisition, Modeling and Management (EKAW_99), Lecture Notes in Artificial Intelligence, vol. 1621, Springer, Berlin, 1999, pp. 139–156. • [4] Shaw ,M. L. G. and Gaines ,B. R.. The synthesis of knowledge engineering and software engineering. In P. Loucopoulos, editor, Advanced Information Systems Engineering (LNCS 593). 1992. • [5] K. Morik, Underlying Assumptions of Knowledge Acquisition as a Process of Model Refinement. Knowledge Acquisition 2, 1, March 1990, 21-49. • [6] MOKA - http://www.kbe.coventry.ac.uk/moka/ • [7] SPEDE - http://www.epistemics.co.uk/Notes/125-0-0.htm • [8] KNUBLAUCH, H. An Agile Development Methodology for Knowledge-Based Systems. Ulm: Universidade de Ulm, 2002. 216 f. Tese (Doutorado) – Universidade de Ulm, Berlin, 2002.

43. Próxima Aula Formalismos simbólicos para representação do conhecimento e Inferência