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

C

omputérisé d’

A

nalyse de

D

oucumentation des

C

onnaissances-KADS (1983 ) • Projet P1098 (1985 ) • KADS-I ( 1989 ) • KADS-II (

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. Analyse 2. Conception 3. Implémentation 4. Utilisation et maintenance

ANALYSE

Modèle organisationnel Modèle de communication Modèle d’agents Modèle d’expertise Modèle de tâches

MAINTENANCE CONCEPTION

Modèle fonctionnel

UTILISATION DU SYSTÈME

Modèle de Modèle physique comport ement

IMPLÉMENTATION

Prototypage et tests

Modèle 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 tâches

• Description détaillée des fonctions ( tâches ) que le système doit exécuter Tâche 1.1

Tâche 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

…… ……. …………… • approches utilisées :

top-down, bottom-up

Exemple de spécification d’une tâche

Tâche

classification

Agent

système

Entré

Données sur les facteurs météorologiques

Sortie

proposition de jouer ou ne pas jouer

But principal

Proposer la solution de jouer ou ne pas jouer au golf après bien avoir examiner l’ensemble des conditions météorologiques et leur influence.

Fréquence

À chaque interaction de joueur avec le système

Sous-tâches

RPC pour la classification

Super-tâche

Expliquer la classification

Type de décomposition

Les buts indépendants

Modèle 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’expertise

• la connaissance d’un expert, nécessaire pour la résolution d’une tâche particulière niveau d’abstraction ( connaissances et leur structure ) • modèle à 4 niveaux

[Wielinga&Breuker,86]

Type des connaissances stratégie

Plans, méta-règles, résolution contrôle des problèmes

tâche

les buts, les termes applique de contrôle, structures des tâches

inférence

sources de connaissances, métaclasses, la vue du domaine utilise

domaine

concepts, relations, propriétes, expressions, structures du domaine etc.

Modèle 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 3. Implémentation 4. Utilisation et maintenance

ANALYSE

Modèle organisationnel Modèle de communication Modèle d’agents Modèle d’expertise Modèle de tâches

MAINTENANCE CONCEPTION

Modèle fonctionnel

UTILISATION DU SYSTÈME

Modèle de Modèle physique comport ement

IMPLÉMENTATION

Prototypage et tests

Modèle de conception

UTILISATEUR

• Modèle fonctionnel:

architecture fonctionnelle du système,

décomposition en modules

- blocs fonctionnels

• Modèle de comportement: montre comment les fonctionnalités du système sont réalisées, l’interaction entre les modules etc.

• Modèle physique:

architecture physique du système ,

implémentation des blocs fonctionnels

Interface usager B1

Écran de saisie

B11

Affichage de solution

B12

Affichage des explications

B13

Système

du problème B21 classification B211 rechercher B212 adapter B213 créer transformer données B3 Gestion des cas Consulter B31 B32 ajouter modifier supprimer B214 Vérifier / valider B5 BC B215 enreigstrer explication classification B4 Module d’explications B41 B42 Idéntifier (Aide ) Élaborer ( générer ) B421 B422 B423 B424 B425 A qui Quoi Pourquoi Pourquoi pas comment B43 B44 B45 réviser vérifier 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 inconvénients

Avantages

• 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

Inconvénients

• 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 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 ...