Methoden Des Knowledge Engineering

Die Entwicklung von Expertensystemen oder Wissensbasierten Systemen hat in der Vergangen­ heit oft darunter gelitten, daB Aspekte der methodischen und systematischen Entwicklung dieser Systeme zu Gunsten der Beantwortung mehr technologisch orientierter Fragestellungen, man denke an die Forschung im Bereich der Wissensreprasentations- und Inferenztechniken, vernachlassigt wurden. Software Life Cycles, Entwicklungsprinzipien, Ziele der Softwareentwicklung und andere Begriffe, die aus dem Bereich des Softwareengineering wohl bekannt sind, fiihren sukzessive zur Herausbildung von methodologisch fundierten Ansatzen des Knowledge Engineering. Hierbei wird deutlich, daB die Erfahrungen aus dem Bereich des Softwareengineering in Teilbereichen durchaus iibertragbar sind, sofern man die charakteristischen Merkmale Wissensbasierter Systeme, die diese von traditioneller Software unterscheiden, beachtet. Die Dissertation Herrn Hoppes leistet ihren Beitrag zur Uberwindung des methodischen Defizi­ tes. Auf Basis der Darstellung von Methodologien des Knowledge Engineering werden Probleme bei der Anwendung und Aspekte der Integration der verschiedenen richtungsweisen­ den Ansatze aufgezeigt. Hierbei wird der Problematik der Life Cycle Modelle fiir die Entwick­ lung wissensbasierter Systeme ein Schwerpunkt gewidmet. Verfahren der Konzeptuellen Modellierung men schlicher Expertise als Voraussetzung fiir ein erfolgreiches und wartbares Softwareprodukt werden in ein konzipiertes Vorgehensmodell integriert.

1 Ziel, Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit.- 1.1 Einordnung und Ziel der Arbeit.- 1.2 Vorgehensweise.- 1.3 Aufbau der Arbeit.- 2 Wissensbasierte Systeme, Wissensakquisition und Knowledge Engineering.- 2.1 Wissensbasierte Systeme und Expertensysteme.- 2.1.1 Begriffsabgrenzung „Wissensbasiertes System“ und „Expertensystem“.- 2.1.2 Charakteristische Merkmale Wissensbasierter Systeme.- 2.1.2.1 Überblick über charakteristische Merkmale.- 2.1.2.2 Aufgabenstellungen für Wissensbasierte Systeme.- 2.1.2.3 Expertise.- 2.1.2.4 Symbolverarbeitung.- 2.1.2.5 Schlußfolgerungen über sich selbst.- 2.1.2.6 Allgemeine Problemlösungsfähigkeit.- 2.2 Wissensakquisition.- 2.2.1 Begriff der Wissensakquisition.- 2.2.2 Arten der Wissensakquisition.- 2.2.3 Aufgabenbereiche der Wissensakquisition.- 2.3 Knowledge Engineering.- 3 Methodologie des Knowledge Engineering.- 3.1 Begriff der Methodologie des Knowledge Engineering.- 3.1.1 Begriff der Methodologie aus wissenschaftstheoretischer Sicht.- 3.1.2 Prinzipien, Methoden, Techniken und Werkzeuge als Bestandteile einer Methodologie des Knowledge Engineering.- 3.1.3 Orientierungsgrößen bei der Ableitung von Prinzipien des Knowledge Engineering.- 3.2 Ziele im Software Engineering und Knowledge Engineering.- 3.2.1 Ziele im Software Engineering.- 3.2.2 Ziele im Knowledge Engineering.- 3.2.2.1 Entwicklung eines qualitätsgerechten Wissensbasierten Systems.- 3.2.2.1.1 Allgemeine Qualitätsmerkmale Wissensbasierter Systeme.- 3.2.2.1.2 Wartungsfreundlichkeit und Flexibilität.- 3.2.2.1.3 Erklärungsfähigkeit.- 3.2.2.2 Durchführung eines effizienten Entwicklungs-und Wartungsprozesses im Knowledge Engineering.- 3.3 Vorgehensmodelle im Software Engineering und Knowledge Engineering.- 3.3.1 Vorgehensmodelle im Software Engineering.- 3.3.2 Vorgehensmodelle im Knowledge Engineering.- 3.4 Projektmanagement im Software Engineering und Knowledge Engineering.- 3.4.1 Projektmanagement im Software Engineering.- 3.4.2 Projektmanagement im Knowledge Engineering.- 3.5 Prinzipien im Software Engineering und Knowledge Engineering.- 3.5.1 Prinzipien im Software Engineering.- 3.5.2 Prinzipien im Knowledge Engineering.- 4 Methodologien des Knowledge Engineering.- 4.1 Überblick über Methodologien des Knowledge Engineering und Auswahl zweier Methodologien.- 4.2 Die KADS-Methodologie.- 4.2.1 Theoretischer Unterbau der KADS-Methodologie.- 4.2.2 Life Cycle-Modell der KADS-Methodologie.- 4.2.3 Analysemodell.- 4.2.3.1 Konzeptuelles Modell.- 4.2.3.2 Spezifikation der Requirements.- 4.2.4 Interpretationsmodelle und Generic Tasks.- 4.2.4.1 Bibliothek generischer Interpretationsmodelle.- 4.2.4.2 Heuristische Klassifikation nach Clancey.- 4.2.5 Design-Modell.- 4.2.6 Tools im Rahmen der KADS-Methodologie.- 4.2.7 Beurteilung der KADS-Methodologie.- 4.3 Generic Task-Ansatz.- 4.3.1 Theoretischer Unterbau.- 4.3.2 Generic Tasks in der Diagnose.- 4.3.3 Generic Tasks in der Diagnose und Heuristische Klassifikation nach Clancey.- 4.3.4 Der Generic Task Toolset.- 4.3.5 Beurteilung des Generic Task-Ansatzes.- 4.4 Vergleich der KADS-Methodologie mit dem Generic Task-Ansatz.- 5 Entwurf eines Vorgehensmodells zur Entwicklung Wissensbasierter Systeme.- 5.1 Darstellung und kritische Diskussion ausgewählter Vorgehensmodelle aus der Literatur.- 5.1.1 Vorgehensmodell nach Lebsanft.- 5.1.2 Vorgehensmodell nach König/Behrendt.- 5.1.3 Vorgehensmodell nach Kurbel.- 5.2 Auswahl und Modifikation eines Vorgehensmodells.- 5.3 Verfeinerung des modifizierten Vorgehensmodells.- 5.3.1 Konzeption.- 5.3.1.1 Gliederung und Ziel der Konzeptionsphase.- 5.3.1.2 Analyse der Problemstellung.- 5.3.1.3 Identifikation der Projektbeteiligten.- 5.3.1.4 Identifikation der Ressourcen.- 5.3.1.5 Analyse der Kosten und Nutzen.- 5.3.1.5.1 Besondere Problematik von Kosten-Nutzen-Analysen für Wissensbasierte Systeme.- 5.3.1.5.2 Kosten.- 5.3.1.5.3 Nutzeffekte.- 5.3.2 Wissenserhebung.- 5.3.3 Wissensanalyse und -interpretation.- 5.3.4 Wissensoperationalisierung: Implementierung.- 5.3.5 Abnahme und Diskussion.- 5.3.6 Integration und Einführung.- 6 Methodische Entwicklung eines XPS zur Unterstützung der Anlageberatung in Kreditinstituten.- 6.1 Konzeption.- 6.1.1 Beschreibung des Kooperationspartners.- 6.1.2 Analyse der Problemstellung.- 6.1.2.1 Problemdefinition.- 6.1.2.2 Analyse der Problemstruktur.- 6.1.2.3 Zerlegung der Problemstellung in Teilprobleme.- 6.1.2.4 Konstruktion des Wirklichkeitsmodells.- 6.1.3 Identifikation der Projektbeteiligten.- 6.1.4 Identifikation der Ressourcen.- 6.1.5 Analyse der Kosten und Nutzen.- 6.1.5.1 Analyse der Kosten.- 6.1.5.2 Analyse der Nutzeffekte.- 6.2 Wissenserhebung.- 6.2.1 Auswahl von Wissenserhebungstechniken.- 6.2.2 Durchführung der Wissenserhebung und Erstellung der Wissensprotokolle.- 6.3 Wissensanalyse und -interpretation.- 6.3.1 Domänenebene.- 6.3.2 Inferenzebene.- 6.3.3 Task-Struktur.- 6.4 Wissensoperationalisierung: Implementierung.- 6.4.1 Kurzbeschreibung des Entwicklungswerkzeuges.- 6.4.2 Umsetzung des Konzeptuellen Modells in eine Operationale Form.- 6.4.3 Modularisierung.- 6.4.4 Kodierung und Test.- 6.5 Abnahme und Diskussion.- 6.5.1 Validierung von ABASS.- 6.5.2 Beurteilung der Benutzungsoberfläche.- 6.5.3 Beurteilung der Erklärungskomponente.- 6.6 Integration und Einführung.- 7 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick.- 7.1 Zusammenfassung der Ergebnisse.- 7.2 Ausblick auf zukünftige Entwicklungen.- 7.2.1 Weiterentwicklung von ABASS.- 7.2.2 Weiterentwicklung einer Methodologie des Knowledge Engineering.