Ciclos de Vida de los Sistemas Expertos

Inteligencia Artificial

Consideraciones Previas

Se basan principalmente en procesos heurísticos antes que algorítmicos

Si bien los software convencionales, involucra la representación de procedimientos algorítmicos bien defibnidos y conocidos

Los SE involucran representación de conocimiento heurístico (amplio, impreciso, mal definido al alcance de pocos expertos)

Se debe utilizar técnicas de transferencia denominada Adquisición del Conocimiento

La naturaleza y cantidad de conocimiento para resolver sistemas convencionales puede ser bien estimada, no así en los SE

Dilema del Cambio

Durante el desarrollo, puede suceder que se descubre que la estructura de representación del conocimiento, la herramienta u otros aspectos de diseño del sistema resultan inadecuados.

Sucede por falta de comprensión inicial de las complejidades del dominio del problema o por haber subestimado su magnitud.

Dilema continuar con la infraestructura inadecuada, o volver a iniciar el desarrollo.

Cualquiera que sea la decisión, sin lugar a dudas, se retardará la ejecución del proyecto.

Si el dilema del cambio aparece en las etapas iniciales del proceso, puede ser beneficioso ya que permitiría corregir los errores identificados, antes de que se invierta demasiado tiempo y recursos en el paradigma inicial.

Desarrollo de prototipo

Se desarrolla un prototipo funcional del sistema

final

Este permitirá realimentar en forma temprana

aspectos de profundidad y tipo de conocimiento, de

las necesidades de los usuarios, así como ayudará a

verificar la validez de las decisiones tomadas

durante la etapa de diseño. Con esto, si se presenta

un dilema de cambio, su impacto será mínimo

debido a lo temprano de su ocurrencia.

Ciclo de Vida de un Sistema Experto

Desarrollo Incremental

Al ser el prototipo del sistema evaluado, se realiza su diseño final y se lo somete a un ciclo continuo de modificaciones para que mejore sus características y su calidad.

La estrategia que se sigue, puede ser definida como:

Un proceso iterativo de extracción, representación y confirmación del conocimiento en un limitado subconjunto del dominio del problema con el objetivo de construir en forma incremental el SE en segmentos autocontenidos.

Desarrollo Incremental

Se centra en dos conceptos:

Dividir para reinar, donde un segmento de

conocimiento manejable pero completo, es

seleccionado y desarrollado.

Desarrollo iterativo, donde el concepto de

“dividir para reinar” es aplicado

iterativamente sobre los diferentes

segmentos que conforman el problema

completo.

Etapas en el ciclo de vida de un SE

Análisis del problema

Especificación requerida

Diseño preliminar

Prototipo inicial (rápido) y evaluación

Diseño final

Implementación

Pruebas

Ajuste de diseño

Instalación, Implantación y Mantenimiento

Análisis del Problema

Evaluar el problema y los recursos disponibles para determinar la aplicación de una solución basada en conocimiento.

Desarrollar análisis costo-beneficio del SE

Se puede requerir de una investigación de mercadoo un examen profundo del propósito del sistema pedido, para determinar la efectividad del costo del sistema.

Especificación de Requerimientos

Formalizar y poner por escrito lo que fue adquirido durante la fase de análisis.

Determinar los objetivos del proyecto, y establece los medios para obtener dichos objetivos.

La experiencia demuestra que sin tener especificaciones no es posible diseñar un SE de real utilidad.

El documento de especificaciones debe plantear claramente y discutir los objetivos y las características del sistema, el entorno del usuario, y las limitaciones.

Diseño Preliminar

Considera las decisiones de alto nivel necesarias para preparar y desarrollar rápidamente el prototipo inicial.

Determina la herramienta escogida para construir el prototipo, y la selección de los expertos.

Puede ser necesaria una considerable recopilación de conocimiento tanto de los expertos, como de fuentes impresas/electrónicas, para poder tomar decisiones sólidas.

Prototipo inicial (Rápido) y evaluación

Etapa clave debido a que todas las decisiones tomadas en el diseño preliminar deben ser ya sea confirmadas, rectificadas o desechadas, sobre la base del conocimiento recopilado de los expertos en el proceso hasta completar esta etapa.

El prototipo inicial debe verse como el sistema completo, excepto que estará limitado en su cobertura.

Debe incluirse una bien definida interfaz con el usuario y un robusto subconjunto de conocimiento de tal forma que los usuarios puedan juzgar su aceptabilidad.

Lo anterior no significa que el prototipo debe ser altamente robusto, simplemente debe reflejar la forma que tendría el sistema final que será construido.

...Prototipo inicial (Rápido) y evaluación

Se recomienda que el prototipo inicial sea desechado

una vez que se haya completado su evaluación.

El desarrollo del sistema final debe partir, en lo posible

desde el inicio.

La clave en la etapa del prototipo es que se debe

extraer tanto conocimiento y opiniones de expertos y

usuarios como sea posible para poder validar

satisfactoriamente las decisiones de diseño.

Cualquier error cometido en las etapas anteriores

debería ser detectado y corregido en esta etapa.

Diseño Final

Selección de las herramientas y de los recursos necesarios para desarrollar el sistema a ser entregado.

Selección del modelo para representar el conocimiento.

Lo anterior inside en la herramienta que será seleccionada.

Se recomienda realizar una descripción gráfica de los diferentes módulos del sistema.

Para cada uno de estos módulos el diseño debe incluir las especificaciones de las entradas típicas y las salidas o conclusiones esperadas.

Como es muy factible que una misma entrada se use en más de un módulo, es primordial preparar una descripción del subsistema de interfaces.

Implementación

Puede consumir la mayor parte del tiempo del

ciclo de vida de un SE, aun cuando exista un

excelente diseño.

La implementación comprende el proceso

completo de adquisición del conocimiento para

todos los módulos o subsistemas.

En esta etapa tiene lugar el desarrollo

incremental.

Pruebas

Se desea asegurar la calidad del SE, especialmente a medida que el SE es más grande y complejo, o es de aplicación crítica.

El Plan de Prueba debe incluir procesos de verificación y validación.

En general, tres tipos de errores pueden introducirse en un SE, y cada uno de ellos puede ser detectado ya sea por la verificación o la validación:

1. Insatisfacción de las especificaciones dadas para el sistema (Verificación).

...Pruebas

2. Errores semánticos y sintácticos introducidos

durante la implementación del sistema

(Verificación).

3. Representación incorrecta del dominio del

conocimiento, resultando en soluciones

erróneas o en inhabilidad de encontrar

solución a un problema (Validación).

...PruebasVerificación

La verificación puede ser definida como

una ayuda para que el sistema sea

construido correctamente. Consiste de dos

procesos básicos:

El chequeo de la concordancia del sistema con

las especificaciones dadas.

El chequeo de la consistencia y la solidez de la

base de conocimientos (errores semánticos y

sintácticos).

...PruebasValidez

La validación se define como el proceso que nos indica si hemos construido el sistema correcto para las necesidades planteadas. Para ello se debe incluir y discutir aspectos importantes como:

Que es lo que se está validando.

La metodología de validación.

Los criterios de validación.

Cómo y cuándo aplicar la validación.

...Pruebas

Sobre la base de los resultados de las pruebas realizadas al sistema, el grupo responsable del desarrollo y el usuario deberán determinar finalmente si el sistema está listo para ser aceptado.

Si el sistema esta listo el SE debe ser empacado como un sistema funcional.

Además, deberá suscribir un documento de aceptación preliminar y consignar cualquier ajuste final que debe ser realizado, en caso de existir alguno.

Ajuste de diseño

A medida que el trabajo avanza y los ingenieros cognoscitivos o del conocimiento, tienen a la vista los problemas detectados, deben realizar los ajustes necesarios al inicio de cada iteración.

Si estos ajustes cada vez son relativamente más pequeños y no son retroactivos, se tiene una buena medida de que se está progresando, de lo contrario, puede representar un serio retardo al proyecto y posiblemente requerir un cambio de modelo.

Instalación, Implementacióny Mantenimiento

En la etapa final del ciclo de vida de un SE se traslada el sistema desarrollado, como un producto operativo hacia el entorno de los usuarios.

Se deben realizar varias actividades de instalación, implementación y mantenimiento similares a las de un sistema de software convencional.

Empacado del producto final

Durante esta etapa, se debe completar todo el trabajo que falte. Por ejemplo: Preparar los programas para instalación del SE.

Completar la documentación del sistema, especialmente el Manual del Usuario.

Identificar los cambios procedimentales que pueden ser requisitos necesarios para que el SE se incorpore fácilmente al flujo de trabajo de las áreas operacionales de los usuarios.

Si es del caso, preparar la interfaces necesarias para que el SE se comunique con otros sistemas de la organización.

Entrenamiento a los usuarios del producto final

El plan de entrenamiento para los usuarios debe incluir los siguientes aspectos: Presentación del producto final, exponiendo los

aspectos más importantes del sistema desarrollado.

Entrega del Manual de Usuario.

Explicación de los procedimientos organizacionales requeridos.

Entrenamiento en el producto. En lo posible debe realizarse con el sistema integrado dentro del flujo de trabajo normal de la organización.

Pruebas de aceptación de los usuarios finales

Luego que los usuarios están debidamente

capacitados, se pueden realizar pruebas para

determinar si el sistema está operando

satisfactoriamente dentro de su ambiente

normal de trabajo.

Cualquier potencial problema que sea

identificado por el usuario, debe ser resuelto

previo a la aceptación final del sistema.

Constancia de aceptación de los usuarios finales

Una vez que los usuarios han

completado su entrenamiento y las

pruebas realizadas los ha convencido

que el sistema está listo para operación

normal.

Se debe suscribir un documento de

aceptación final.

Implementación y Mantenimiento

Finalmente, el dueño del SE debe ejecutar las acciones requeridas para que el sistema aceptado entre en producción.

Asesoramiento y consultoría especializada pueden ser necesarios para planificar y ejecutar la implementación y el mantenimiento del sistema. A medida que se gane en experiencia y conocimiento acerca del problema que ayuda a resolver el SE, debe irse incorporando en el mismo, a través de las actividades previstas en el plan de mantenimiento.