cn if5031 pengembangan sistem pakar

7/28/2019 CN IF5031 Pengembangan Sistem Pakar

1/28

Pembangunan SistemPakar

ES vs SE

Siklus Hidup

SistemPakar berbasis Web

ES vs SE

ES untuk persoalan dunia nyata

Kebutuhan: ES berkualitas sesuai standarSW konvensional

SE: metodologi standar pengembanganSW untuk komersial, industri, pemerintah

Beda ES dan SE (consumer product):

Efektifitas, efisiensi, dan satisfaction

Critical application (performansi pakar)


2/28

Produk SE

On-time

Cost-effective Validated-verified, and tested

Well documented

Easily maintanable and enhanceable

SW Quality Metrics

Ukuran Kualitas ES

Input benar output benar, output lengkap

Input beberapa kali output konsisten

Reliable, accurate, precise

Usable and user friendly

Maintainable and enhanceable

Validated to user needs Verified knowledge base

Tested for correctness and completeness

Cost effective

Code: reusable, understanable, portable

Explanation facility


3/28

Tahapan Proses Pembangunan SW

Dunia nyata

Model konseptual

Model struktur SW

Model Implementasi

Model dunia nyataSE: DFD, DBS: CDM, KBS: model pengetahuan

DBS: Logical data model,KBS: struktur basis pengetahuan

SE: kode program,DBS: PDMKBS: kode pengetahuan

Tahapan UmumPembangunan ES(high level view)Studi kelayakan

Rapid prototype

- test - test

Sistem Kualitas

Maintenance & Evolusi


4/28

ES Dev.: Spiral Model

ES Dev.: Linear Model

Planning

Knowledge

Definition

Source identification

and selection

Knowledge acquisition,

analysis, and extraction

Know

ledge

Design

Definition

Detailed Design

Code and checkout

Knowledge

Verification

Formal Test

Test Analysi s

System evaluation

(1) Feasibility assessment (2) Resource management(3) Task phasing (4) Schedules(5) Preliminary functional layout (what: high level functions)(6) High level requirements (how)

1. Acquisition strategy2. Knowledge element identification3. Knowledge classification system4. Detailed functional layout5. Preliminary control flow6. Preliminary users manual7. Requirements specifications8. Knowledge baseline: correct,

adequate1. Knowledge representation2. Detailed control structure3. Internal fact structure

4. Preliminary user interface5. Initial test plan

1. Design knowledge structure2. Implementation strategy3. Detailed user interface4. Design specifications and report5. Detailed test plan

1. Testing results evaluation2. Recommendations3. Validation to user needs and requirements4. Final report

Work plan

Knowledge review

KBS design review

Test readiness review

Test audit review

Final review


5/28

Tahapan Tugas IF5031

Studi kelayakan: evaluasi domain

Akuisisi pengetahuan: spesifikasikebutuhan, elisitasi pengetahuan laporan 18 Maret2008

Desain pengetahuan: representasi,struktur kontrol CLIPS, UI laporan 22April 2008

Coding & test

Evaluasi sistem presentasi 6 Mei 2008

Studi Kelayakan

Masalah dan resources solusi=SBP? Efektif ?

Masalah:

Ada masalah perlu solusi?

Sistempakar cocok ?

Sistempakardibutuhkan? Solusi terbaik ?

Tersedia biaya besar?

Resources

Tersedia good expert

Dukungan manajemen


6/28

Good Expert

Cooperative if an expert think that ES will put his job at risk, he will

be uncooperative Competent

KE difficult to judge if an expert is competent incompetent expert leads to non-optimal ES group of experts: may have different views

articulate (explainable) able to explain how he solves problems

close/accessible

Tahap Spesifikasi Kebutuhan

Tahap spesifikasi kebutuhan secara umum(SE): Menjelaskan objektif proyekdan cara mencapainya

Tahap spesifikasi kebutuhan untuk sistempakar: Masalah Output solusi

what ES will do why ES is necessary Tujuan danbatasan Harapan pengguna Skenario pengujiansistem: kelengkapan


7/28

Mengapa Perlu DokumenSpesifikasi ?

Deskripsi yang tepatdari masalah dan

tujuan Dapatdigunakan untuk mengecek apakah

sistempakar sudah lengkap

Di akhir tahap pengembangan, KE dapatmengecek apakah semua tujuan sudahtercapai

Dokumen Spesifikasi

Kompleksitas spesifikasi sangatbervariasi(tergantung masalahnya)

Struktur umumdokumen spesifikasi:

introduction

ES functions

constraints

miscellaneous issues


8/28

Struktur Dokumen Spesifikasi

1. Introduction problem overview (pemahaman masalah danpentingnya

masalah diselesaikan) user profile (pengguna sistemdan interaksi yg dilakukan) project goals (bagian masalah mana yang akan diselesaikan)

2. ES functions systemoutputs (detil danformat), system inputs (format, reliability, preprocessing data yang

dibutuhkan), auxiliary features (explanation, NLP), implementation priorities

Struktur Dokumen Spesifikasi (2)

3. Constraints Hardware, external interfaces, compatibility with previous products, speed of execution, reliability (akurasi danefek kesalahan), maintainability (periode updating), Security (user bisa mengubahbasis pengetahuan), error identification (penanganan)

4. miscel laneous issues Metode verifikasi dan validasi, dokumentasi (siapa

pembacanya), dan isu relevan lainnya


9/28

Tim Pengembang

Tahap Planning

Anggota Tim Pengembang

Expert / knowledge provider Narasumber pengetahuan

Team leader/ project manager Knowledge engineer / analyst Knowledge system developer / analyst KE

Mengimplementasi SBP pada platform tertentu

Knowledge manager Monitoring tujuan organisasi dalampengembangan sistemdan

aset pengetahuan

Knowledge user ? Narasumber kebutuhan


10/28

Project Manager

Manajemen aktivitas

Planning, scheduling, monitoring, analisis Manajemen konfigurasi produk

Manajemen produk (versi produk)

Manajemen perubahan Perubahandan evaluasi impact lakukan

perubahan install produk versi baru

Manajemen resources

Pemilihan PerekayasaPengetahuan

kompeten Berpikir terstruktur sabar bersahabat good inter-personal communication skills Tertarikbelajar suatu domain baru Percaya diri dgn kemampuannya KE lebih baik yang tidakmengerti dengan problem

domain

should avoid becoming an "expert"


11/28

Interaksi dalamTim Pengembang

knowledgeprovider/specialist

projectmanager

knowledgesystem developer

knowledgeengineer/

analyst

knowledgemanager

knowledgeuser

KS

manages

managesuses

designs &implements

validates

elicits knowledgefrom

elicitsrequirements

from

deliversanalysis models

to

defines knowledge strategyinitiates knowledge development projectsfacilitates knowledge distribution

Pengembangan ES Kecil

small/simple systems 100~200 rules, PC

Pengetahuan mudah didapatdari pakar dandari printed material

Tim pengembang (alternatif): Pakarsendiri

Pakar+ 1 KE

Waktu pengembangan: 6 bulan


12/28

Pengembangan ES Medium

250~1000 rules

Kompleksitas masalah sedang

Pengetahuan dari printed material tidak cukup/lengkap perlu pakar

Tim pengembang: Pakar

Team leader: senior KE, interview pakar

J unior KE: hadir dlminterview, dokumentasi

Analis sistem: interface ES dgn sw/hw lain

Waktu pengembangan: 1~ 2 tahun

Pengembangan ES Besar

>1000 rules

Kompleksitas masalah tinggi

Perlu interfacing dgn h/w lain

Masalah dibagi menjadi beberapa komponen, dandikerjakan oleh timberbeda

Tim pengembang: Project manager

Beberapa pakar

Beberapa team leaders

Beberapa junior KE


13/28

Akuisisi Pengetahuan


Model driven KA

Model of Expertise


transferand transform of problem solvingexpertise from a knowledge source

Knowledge elicitation:

Akuisisi pengetahuan dengan pakar sbgsumber pengetahuan.

several techniques are used for this purpose,e.g., interviews, protocol analysis, andconcept sorting.


14/28

Model driven KnowledgeAcquisition

Knowledge modeling:

building a model of KBS Model instantiation:

filling the model with domain knowledge

Model validation:

validating the developed KB

Validasi model, validasi pengetahuan

Knowledge Modeling

Data driven modeling Model dibuatdari awal berbasis data hasil elisitasi

pengetahuan (1st generation ES)

Tidakmenggunakan predefined models

Select and modify

Pilih model yang sudah ada (general problem solving) Adaptasi untuk kebutuhan aplikasi

Compositional modeling from library element 2nd generation ES

expertise model is constructed in an incrementalfashion from available generic components


15/28

Instansiasi Model

KA: proses mengisi model

Model menentukan pengetahuan yangdibutuhkan

Ada beberapa model yang memiliki toolsKA.

Tipe Pengetahuan

Declarative knowledge: represents surface level of information that experts can

verbalize.

useful in the initial stages of KA, less value in later stages.

Procedure knowledge: includes the skills an individual knows how to perform.

Meta-knowledge: knowledge about how to use the knowledge that we have

knowledge used to help domain experts to retrieve theirknowledge.


16/28

Model of Expertise (MoE)

Domain knowledge Domain specific concepts, atributdanhubungannya

Domain specific heuristics for problem solving concepts factual knowledge about the application domain

Inference knowledge knowledge about how the domain knowledge can be applied in

the reasoning process

Functional behavior of problem solving concepts

Task knowledge knowledge about the control of the reasoning process such that

a solution can be found in an effective and efficient way

Goals of task, control knowledge

Contoh MoE


17/28

Tahapan Akuisisi Pengetahuan

Identification Identifikasi karakteristik masalah

Conceptualization Menemukan konsep2 untuk merepresentasikan pengetahuan

Formalization Design struktur untukmengorganisasikan pengetahuan

Implementation Formulasi pengetahuan ke bentuk runnable program

Testing Validasi pengetahuan

KA Bottleneck

Knowledge elicitation: mahal dan lambat

hanya 2~5 rules per hari

Mengapa lambat ?

Konsep2 dalamdomain sulit dijelaskan kepada PP

Pengetahuan pakar itu compiled(seperticompiled program fast dan efisien, tapiunreadable)


18/28

KA Bottleneck: Mengapa lambat?

Fakta2 dan konsep tidak cukup, dibutuhkan jugapengetahuan strategik, pengalaman, pengetahuan

relevan lainnya. Pengetahuan pakar:

domain-related facts & principles;

problem-solving strategies;

meta-knowledge - for instance, knowledge about when to usea particular piece of knowledge;

explanations and justifications.

Kepakaran domain dapat diaplikasikan lebih luas:common-sense knowledge

The Two Faces of the Coin

knowledge engineers often consider an expert is a resource to be exploited

knowledge is the property of the company, not the expert

it is the best of mankind to record all expertise

experts desire ES in order to concentrate on more interestingproblems

experts think that the above arguments are not convincing

the biggest impact on their profession is in the redistribution ofpower


19/28

Teknik Akuisisi

Manual:

1. Interview2. Observasi

3. Intuitive

Otomatis:

Menggunakan tools untuk memfasilitasiakuisisi

1. Interview

Pihak yang terlibat: PP, pakar, end-user

Persiapan PP: Mengetahui dengan jelas tujuan interview

Merencanakan interview: jadwal (waktu dan tempat),agenda, alat perekam(tape, notes)

Meminta pakar membawa materi yang relevan Mempersiapkan content: background reading

Kick-off interview diikuti interviewterstruktur/tidak


20/28

Kick-off Interview

Tujuan:

Membangun friendly relationship antara pakardanPP

Memberitahukan tujuan SBP

Masalah yang mungkin muncul dari pakar: Terancam, sinis, high-priest (agung, memandang

rendah PP, menyepelekan SBP), paternalistic (palingtahu yang terbaik, discuss the more unusual anddifficult areas), uncommunicative, uncaring, pseudo-AI-literate (sok tahu tentang SBP sisteminternal)

Kick-off Interview (2)

Antisipasi masalah oleh PP

Menyatakan pentingnya keterlibatan pakar

Memperkirakan effort yang dibutuhkan

Menyatakan perubahan yang diinginkan (tujuan SBP)

Agenda: Perkenalan pakar danPP, penjelasansingkattentang

SBP, sosialisasi pentingnya proyek, harapan PP,harapan pakar, diskusi tentang background reading(overview domain), menyusun pertemuan selanjutnya


21/28

Teknik Questioning

Pertanyaan langsung (direct): Untuk mendapatkan informasi yang spesifik

Apa yang dimaksud dengan ?

Apakah benar .? Pertanyaan tidak langsung (indirect):

Untuk mendapatkan informasi tambahan Isu apa yang berkaitan dengan ?

Probes/Investigasi: Untukmendapatkan informasipada isutertentu Tolong jelaskantentang ?

Prompts: (re)direct interview to different area Tolong jelaskankembali tentang ?

Penggunaan Teknik Questioning

beginning of topicbeginning of topic

prompts / indirectprompts / indirect

probesprobes

directdirect

end of topicend of topic


22/28

Interview Terstruktur

Dipandu oleh PP

Pakar diminta fokus pada satu isu pada satusaat Gunakan teknik probe atau pertanyaan langsung

+: Info yang didapatkan fokus pada isu tertentu:konsep2 yang berhubungan dan mempermudahmenstrukturkan pengetahuan

-: PP butuh pengetahuan domain yang lebihdalam(menyusun pertanyaan, menghindari

pengalihan fokus)

Interview Tidak Terstruktur

Dipandu oleh pakar

Topik diskusi diserahkan ke pakar: lebihrelevan

+: pemahaman umumtentangproblem/domain, fokus tentang konsep2dan metode2 penting

-: Pengetahuan dangkal, terpotong2,sedikit fakta, konsep, atau strategi


23/28

2. Observasi

quiet on-site observation Pakar bekerja tanpa interrupt atau gangguan

Pakar berpikir sambil bicara ketika memecahkan masalah on-site observation with discussion

PP dapatmeng-interrupt ketika pakar memecahkan masalah

exercising the expert Pakardiberikankasus untuk diselesaikan

PP dapatmembuatkasus yang lebihsulit

Problem description and analysis Menggunakan bukuuntukmendapatkan fitur2 domain

Pakar menjelaskan fitur2 penting dalamdomain

3. Intuitive

Tukar peran PP dan pakar

Pakar mengobservasi dan bertanyakepada PP ketika PP memecahkanmasalah


24/28

Teknik Akuisisi

Web-based Expert System


25/28

Web-based Expert System

Web based expert system development

project:1. Expert System Development Subproject

2. Web Site/Application DevelopmentSubproject

ExpertSystemDevelopingProcess

Knowledgerepresentation


26/28

Web Site/ApplicationDeveloping

Process

Web-based ES Dev. Project


27/28

MIKE

Model based and incremental KE

Proses dengan MIKE


28/28

Pustaka

Giarratano, Riley, (1994) Expert Systems,

2nd

edition. Sabrina Sestito, TharamS. Dillon, (1994)

Automated knowledge acquisition,Prentice Hall

Ioannis M. Dokas (2005) Developing WebSites For Web Based Expert Systems: A

Web Engineering Approach, ITEE'2005

cn if5031 pengembangan sistem pakar

Documents