Metodología CommonKADS

El desarrollo de un sistema basado en el conocimiento, desde el punto de vista de CommonKADS, se comprende como la construcción de una serie de modelos de comportamiento de solución de problemas, vistos en su contexto organizacional y de aplicación concreto. En CommonKADS se ofrecen un conjunto de formularios que facilitan la construcción del sistema y permiten obtener las especificaciones y los requerimientos de un problema y su solución.

Ciclo de vida de CommonKADS

Esta metodología está fundamentada en el modelo del ciclo de vida en espiral el cual proporciona una estructura para el desarrollo del sistema computarizado (Wielinga, Schreiber y Breuker, 1992).

Existen un conjunto de fases con un orden de ejecución predeterminado que constituyen el desarrollo.

Dentro de cada fase se lleva a cabo un conjunto de actividades distintas.

Al final de cada fase se produce uno o más productos tangibles, como documentos, informes, diseños, entre otros, que normalmente constituyen entradas a otras fases.

CommonKADS está formada por un conjunto de etapas, cada una con tareas y productos asociados, las cuales son:

Análisis: En esta etapa se comprende el problema desde el punto de vista de la solución que se piensa desarrollar. Contiene la especificación de los requerimientos externos del sistema basado en el conocimiento y un análisis del problema específico. Algunos productos que se obtienen son: documento del proyecto, documento de requerimientos y documento del modelo.

Diseño: Se hace una descripción física donde se plantean detalladamente cada uno de sus componentes y una descripción conceptual del comportamiento del sistema. De esta etapa debe salir la descripción del sistema desde el punto de vista computarizado y la especificación modular del sistema.

Implantación del sistema: En esta etapa se considera la integración del software realizado como su adaptación a la organización.

El uso: Se elaboran actividades en relación con el manejo del sistema y de los resultados que este proporcione.

El mantenimiento y refinamiento del conocimiento.

El Proceso de Modelado del Contexto

Los pasos a seguir son:

Llevar a cabo un estudio de alcance y viabilidad. Herramienta: Modelo de Organización (OM).

Llevar a cabo un estudio de impacto y mejora (para enfocar/ampliar/refinar el modelo de la organización). Herramienta: Modelos de Tareas y de Agentes (TM, AM).

Cada estudio consta de una parte de análisis y una parte de decisión constructiva:

Estudio del alcance y viabilidad:

Análisis.- Se trata de identificar las áreas problema/oportunidades y buscar soluciones potenciales, ubicándolos en una perspectiva más amplia en la organización.

Síntesis.- Se trata de estudiar la viabilidad económica, técnica y del proyecto, elegir el área (o áreas) más comprometedora y la solución meta.

Estudio de impacto y mejoras (para cada área elegida en el paso anterior):

a) Análisis.- Se estudian las interrelaciones entre la tarea, los agentes involucrados y el uso de conocimiento para un sistema con éxito, intentando ver que mejoras se pueden lograr.

El Proceso de Modelado del Contexto

b) Diseño.- Se decide acerca de los cambios en las tareas y las medidas de la organización para asegurar su aceptación y la integración de una solución basada en SBC.

Como ya hemos visto en el capítulo anterior, el nivel contextual aglutina tres modelos:

Estudio de alcance y viabilidad

Modelo de la Organización (OM) para describir y analizar la organización en sentido amplio

Estudio de impacto y mejoras

Modelo de Tareas (TM) y Modelo de Agentes (AM), más centrados y detallados, enfocan las partes relevantes

TM: tareas y conocimiento relativo a ellas directamente relacionado con el problema a resolver con el SBC

AM: agentes involucrados en las tareas del TM

Para simplificar este trabajo se dispone de formularios u hojas de trabajo que ayudan en el proceso de modelado:

. 5 formularios para el OM

. 2 formularios para el TM

. 1 formulario para el AM

. 1 formulario resume

Estas hojas de trabajo funcionan como “checklist” y como archivo de información, debiendo ser utilizados de forma flexible.

Los modelos de CommonKADS

Los modelos que incluye la metodología CommonKADS permiten describir el conocimiento de la solución de problemas en un dominio específico usando niveles de abstracción que le permiten al ingeniero del conocimiento detallar el proceso de solución en una forma independiente del dominio (De Hoog, Martil y Wielinga, 1994). La idea central de la metodología es agrupar los datos relevantes en modelos separados.

Modelo de organización

Este modelo refleja el análisis de las características principales de una organización con el objetivo de descubrir problemas que puedan ser solucionados por sistemas de conocimiento, establecer su viabilidad y evaluar el impacto que tendría en el entorno donde se despliegue. Está formado por una serie de conceptos que reflejan la información y el conocimiento de la organización, como son los problemas y oportunidades, la tarea, la estructura y organización, el problemas actual, entre otros.

Modelo de tareas

En CommonKADS una tarea es una parte de un proceso de negocios que representa actividades orientadas a alcanzar un objetivo, la cual es ejecutada por unos agentes que siguen unos criterios de calidad y rendimiento. Esta tarea recibe entradas y provee salidas deseables en una forma estructurada y controlada, consume recursos y requiere conocimientos y otras habilidades.

Modelo de agentes

Para CommonKADS un agente es quien ejecuta una tarea, el cual puede ser una persona o un sistema de información. Incluso el SBC constituye un agente para CommonKADS, lo mismo que el usuario que va a interactuar con él. La idea de agente que maneja esta metodología es la de actor, la cual no es exactamente la misma que se trabaja en Agentes Inteligentes. La utilidad de este modelo es que sirve como enlace entre el modelo de tareas, el de comunicación y el de conocimiento, haciendo posible modelar las capacidades y limitaciones que los agentes tienen y que están involucradas en la solución de la tarea.

Modelo de conocimientos

El propósito de este modelo es explicar en detalle los tipos y estructuras del conocimiento usado en la realización de una tarea. Para definirlo se ha hecho uso del lenguaje CML2 (CML – Conceptual Modeling Language) (Anjewierden, 94). En esta metodología el conocimiento está diferenciado, dependiendo del tipo de conocimiento que se trate. La importancia de separar el conocimiento del dominio del de control es que da la posibilidad de hacer una reutilización, dando la posibilidad de que el conocimiento puede ser utilizado de nuevo para diferentes tareas.

Modelo de comunicación

Su propósito es especificar los procedimientos de intercambio de información para realizar la transferencia de conocimiento entre los agentes que participan en la ejecución de una tarea, realizados de una forma conceptual e independiente de su implementación. Su componente clave es la transacción, que describe los actos de comunicación entre los diferentes agentes que participan en una tarea en el sistema.

Modelo de diseño

Proporciona la especificación técnica del sistema en cuanto a la arquitectura, la plataforma de implementación, los módulos de software, los métodos y mecanismos computables necesarios para implementar las funciones ofrecidas en los demás modelos. Las entradas a este modelo lo constituye el modelo de conocimientos, tratado como una especificación de los requerimientos de solución del problema y las manifestaciones de la interacción externa y requerimientos no

funcionales. Sirve para describir la estructura del sistema y que se necesita para construirlo en función de sub-sistemas, módulos y constructores.

Conocimiento del dominio

El conocimiento del dominio describe la información estática más importante y los objetos de conocimiento en un determinado dominio.

Tiene dos partes principales:

Esquema del Dominio

Describe la estructura estática de la información/conocimiento a través de definiciones tipo, siendo comparable al modelo de datos/objetos en IS. Queda definido a través de los constructos del dominio.

Integración de los modelos

Los modelos brindados por CommonKADS están clasificados en 3 niveles que posibilitan la construcción del SBC eficientemente, los mismos son:

Nivel de entorno: Relaciona la información del entorno del sistema de conocimientos. Implica tener un entendimiento del contexto de la organización, de su ambiente y los factores críticos de éxitos correspondientes al sistema de conocimientos. En este se encuentran los modelos organizacionales, de tareas y de agentes.

Nivel de conceptos: Contiene los modelos que presentan la descripción conceptual del conocimiento aplicado a una tarea y los datos que son manejados y entregados por un sistema de conocimientos. En este nivel están los modelos de conocimientos y de comunicación.

Nivel de artefacto o componente: Se emplea para identificar los modelos técnicos de programación y construcción. En este nivel se encuentra el modelo de diseño.

En el caso que un usuario mantiene una interacción con el SBC, de tal forma que el usuario proporciona datos al sistema y este ofrece una respuesta, cada uno de estos modelos interactúan entre sí de forma integrada, brindándole finalmente la respuesta deseada al usuario.

CommonKADS: Hoja OM 1

Objetivo: Análisis del contexto de la organización (elemento invariante), problemas, posibilidades de mejora y soluciones.

Problemas y oportunidades: Enumerar problemas y posibilidades de mejora que han sido observados.

Contexto organizacional: Indicar las características claves de la organización, situar problemas y posibles mejoras dentro de la perspectiva adecuada. Algunas de estas características son: misión, visión y objetivos de la organización; factores externos con los que tiene que tratar la organización; y estrategia de la organización

Soluciones: Listar las posibles soluciones para los problemas y posibilidades percibidas dentro del contexto de la organización.

CommonKADS: Hoja OM 2.

Describe el área de interés (aspectos variables.)

Estructura: Gráfico del objeto de análisis en términos de departamentos, grupos, unidades,...

Procesos: Diagrama de los procesos que se llevan a cabo. Se detallarán en la hoja de trabajo OM-3.

Personal: Identificación y enumeración de los miembros de la plantilla implicados en los procesos.

Recursos: Descripción de los recursos utilizados por los procesos: sistemas de información, equipamiento, material, experiencia social o interpersonal, tecnología,...

Conocimiento: Enumeración de los activos de conocimiento. Se detallarán en la hoja de trabajo OM-4.

Cultura y potencial: Modus operandi no explícitos, incluyendo formas de trabajar, de comunicarse, relaciones formales e informales,...

CommonKADS: Hoja OM 3.

Describe en detalle, descompone el proceso a mejorar.

Identificador: Número de tarea.

Nombre: Nombre de la tarea como parte de los procesos descritos en OM-2

Realizada por: Agente humano o software encargado de la tarea perteneciente al personal o a los recursos descritos en OM-2

Lugar: Localización de la tarea en la estructura descrita en OM-2

Recursos de conocimiento: Nombre de los recursos de conocimiento identificados en OM-2.

Intensiva en conocimiento: Sí o No

Importancia: Grado de importancia de la tarea en los procesos descritos en OM-2, usando un criterio predefinido.

CommonKADS: Hoja OM 4.

Visión preliminar de los activos de conocimiento involucrados en el proceso de mejora.

Recurso de conocimiento: Nombre del recurso de conocimiento enumerado en OM-2/OM-3.

Pertenece a: Agente humano o software poseedor del recurso de conocimiento perteneciente al personal o a los recursos descritos en OM-2/OM-3.

Usado en: Lista de tareas que usan el recurso de conocimiento, usando los identificadores en el OM-3.

Uso Correcto: ¿Se utiliza el recurso de forma correcta?

Lugar correcto: ¿Se utiliza el recurso en el lugar correcto?

Momento correcto: ¿Se utiliza el recurso en el momento correcto?

Calidad correcta: ¿Tiene el recurso la calidad correcta?

CommonKADS: Hoja OM 5.

Identifica las implicaciones clave de la información recogida en los formularios anteriores para un análisis de viabilidad.

Viabilidad empresarial: Beneficios, valor añadido, coste esperado, cambios en la organización,...

Viabilidad técnica: Técnicas y métodos actuales, criterios de éxito,...

Viabilidad del proyecto: Disponibilidad de los recursos, compromiso de implantación,...

Acciones propuestas: Plan de actuación: área de actuación; solución elegida; resultados, costes y beneficios esperados; proceso de implantación.

Contiene:

• · Una copia de OM- 1

• · Por cada problema/ posibilidad una OM- 2

• · Por cada proceso una OM- 3

• · Para todos los activos de conocimiento OM- 4

• · Para cada solución propuesta:

• Si se va a automatizar o no y las razones

• · Acciones propuestas

• · El contenido queda detallado en OM- 5

• Viabilidad Empresarial

• Beneficios esperados: tangibles (económicos) e intangibles (capital intelectual)

• Valor añadido esperado

• Costes esperados

• Comparación con otras soluciones alternativas

• Cambios requeridos en la organización

• Riesgos económicos y empresariales

• Viabilidad Técnica

• Complejidad del conocimiento y de los procesos de razonamiento

• Disponibilidad de métodos

• ¿Se ha realizado antes?

• Aspectos críticos implicados: tiempo, calidad, recursos

• necesarios,...

• Factores que determinarán que el proyecto ha alcanzado los objetivos esperados

• Pruebas de validación, calidad y rendimiento

• Complejidad de la interacción con los usuarios

• Disponibilidad de métodos.

• Viabilidad de Proyecto

• Compromisos de los distintos agentes y personal.

• Disponibilidad de los recursos en términos de tiempo, presupuesto, equipamiento y personal.

• Disponibilidad del conocimiento requerido y otras capacidades.

• Expectativas reales.

• Organización adecuada del proyecto y comunicación externa.

• Acciones.

• Propuestas

• Pasos recomendados por cada plan de actuación

• Lista de áreas de interés

• Solución propuesta para cada área

• Resultados y beneficios esperados

• Actuaciones requeridas por el proyecto

• ¿Bajo qué condiciones hay que reconsiderar el plan de actuación

CommonKADS: Hoja TM 1.

Describe detalladamente, analiza las tareas.

Tarea: Identificador y nombre de la tarea (OM-3.)

Organización: Proceso del que esta tarea forma parte, y parte de la organización donde se desarrolla (OM-3.)

Objetivo y valor: Objetivo de la tarea y el valor que añade al proceso del que forma parte.

Dependencia y flujos: Enumeración de tareas precedentes que proporcionan la entrada y de las tareas que utilizan el resultado de ésta.

Objetos manipulados: Descripción de los objetos de entrada, de salida e internos utilizados en la tarea.

Tiempo y control: Frecuencia y duración de la tarea, precondiciones y pos condiciones de la tarea, restricciones que se deben de cumplir durante su ejecución.

Agentes: Agentes responsables de desarrollar la tarea (OM-2/OM-3.)

Conocimiento y capacidad: Capacidades necesarias para el desarrollo de la tarea (OM-4), los elementos de conocimiento se describen en el formulario TM-2.

Recursos: Se describen y se cuantifican los recursos requeridos por la tarea (Refinamiento de OM-2.)

Calidad y eficiencia: Medidas utilizadas por la organización para determinar la ejecución exitosa de la tarea.

HOJAS TM-1

Las tareas son las su partes relevantes de un proceso de negocio. El modelo de tareas analiza cada una de ellas, sus entradas y salidas, las precondiciones y criterios de ejecución, de la misma manera que los recursos y competencias necesarias.

TM-1: Permite un análisis detallado de las tareas.

TM-2: Muestra los ítems de conocimiento en profundidad

CommonKADS: Hoja TM 2.

Analiza los cuellos de botella en los elementos del conocimiento.

Nombre: Elemento de conocimiento enumerado en OM-3.

Poseído por: Agente poseedor del conocimiento indicado en OM-4.

Usado en: Nombre e identificador de las tareas en la que se usa este conocimiento indicado en OM-3.

Dominio: Dominio más amplio en el que se encuentra el conocimiento, especialidad, disciplina, rama de la ciencia o ingeniería,...

Naturaleza: Para cada característica indica sí o no y si un cuello de botella (fuente de problemas) debe ser mejorado.

• Formal, riguroso.

• Empírico, cuantitativo.

• Heurístico, sentido común.

• Especializado, específico del dominio.

• Basado en la experiencia.

• Basado en la acción.

• Incompleto.

• Incierto, puede ser incorrecto.

• Cambia con rapidez.

• Difícil de verificar.

• Tácito, difícil de transferir.

Forma: Para cada característica indicar sí o no y si es un cuello de botella que debe ser mejorado.

• Mental

• Papel

• Electrónica

• Habilidades

• Otros

Disponibilidad: Para cada característica indicar sí o no y si es un cuello de botella que debe ser mejorado

• Limitaciones en tiempo.

• Limitaciones en espacio.

• Limitaciones de acceso.

• Limitaciones de calidad.

• Limitaciones de forma.

CommonKADS: Hoja AM 1.

Describe los agentes que desarrollan las tareas.

Nombre: Nombre del agente

Organización: Posición del agente dentro de la organización, incluyendo su tipo (humano, sistema de información.) (OM-2)

Implicado en: Tareas en las que está implicado (TM-1)

Se comunica con: Nombres de otros agentes.

Conocimiento: Elementos de conocimiento que el agente posee (TM-2.)

Otras competencias: Lista del resto de competencias requeridas o presentes en el agente.

Responsabilidades y restricciones: Responsabilidades del agente durante la ejecución de la tarea, así como sus restricciones de autoridad, respecto a normas legales o profesionales,...

CommonKADS: Hoja OTA 1.

Documenta impactos y mejoras.

Analiza toda la información recogida anterior en las hojas de trabajo de los modelos de tareas y agente, con el fin de gestionar y documentar la toma de decisiones sobre las mejoras y cambios en la organización.

Impactos y Cambios en la organización: Describe los impactos y cambios que el SBC traerá a la organización, comparándola con la estructura actual.

Impactos y cambios en tareas y agentes: Describe los impactos y cambios que el SBC introducirá en los agentes y tareas, comparándolos con la situación actual. Indicando los cambios:

• en la estructura de las tareas.

• en los recursos necesarios.

• en los criterios de calidad.

• en los agentes implicados.

• en las posiciones de los agentes implicados.

• en el conocimiento y capacidad requeridos.

• en los canales de comunicación.

Actitudes y compromisos: Analiza cómo reaccionarán a los cambios introducidos los individuos y el personal cualificado involucrado.

Acciones propuestas: Acuerdos de gestión y toma de decisiones.

Mejoras: ¿Cuáles son los cambios recomendados? Medidas adicionales: ¿Qué medidas hay que tomar para facilitar dichos cambios?

Acciones del proyecto: ¿Cuál es la siguiente acción a realizar dentro del proyecto respecto al SBC?

Resultados, costes y beneficios esperados: OM-5 En caso de cambios en la organización, ¿en qué condiciones es adecuado reconsiderar las decisiones tomadas?

CommonKADS: Modelo de conocimiento. Categorías que se distinguen.

Modelo de conocimiento.

El Conocimiento de dominio describe el conocimiento estático específico del dominio de una aplicación. Esta descripción se realiza en dos niveles diferentes:

• Esquema de dominio: Es una descripción esquemática de las clases de objetos o entidades presentes, y sus relaciones. En Ingeniería del Software, sería el equivalente a un modelo de datos o modelo de objetos.

• Base de conocimiento: Contiene instancias de los tipos de conocimiento especificados en el esquema de dominio.

Conocimiento de Inferencias: Pasos básicos en el razonamiento

• Tipo de Inferencia: seleccionar, cubrir, comparar,...

• Roles: Nombres abstractos conectados a objetos del dominio

• Roles Dinámicos: Entradas y salidas

• Roles Estáticos: Conocimiento aplicado en la inferencia

De CommonKADS a UML