Моделирование знаний — это процесс создания компьютерной интерпретируемой модели знаний или стандартных спецификаций о типе процесса и/или о типе объекта или продукта. Полученная модель знаний может быть компьютерной интерпретируемой только тогда, когда она выражена на некотором языке представления знаний или структуре данных , которая позволяет программному обеспечению интерпретировать знания и сохранять их в базе данных или файле обмена данными .
Инженерия на основе знаний или проектирование на основе знаний — это процесс компьютерного использования таких моделей знаний для проектирования продуктов, объектов или процессов. Проектирование продуктов или объектов затем использует модель знаний для руководства созданием объекта или продукта, которые необходимо спроектировать. Другими словами, оно использует знания о типе объекта для создания модели продукта (воображаемого) индивидуального объекта.
Аналогично, проектирование конкретного процесса подразумевает создание модели процесса, при этом проектная деятельность может руководствоваться знаниями, содержащимися в модели знаний о таком виде процесса. Полученная модель процесса, модель продукта или модель объекта обычно также хранится в базе данных.
Обычно язык представления знаний позволяет представлять только знания (о видах вещей), тогда как для представления и хранения информационных моделей об отдельных вещах требуется другой язык или структура данных. Если язык представления знаний позволяет выразить и то, и другое, то модель знаний и информационная модель могут быть выражены на одном и том же языке (или в одной и той же структуре данных).
Примером языка, позволяющего выражать знания и информацию об отдельных вещах, является геллийский английский .
Основой модели знаний физического объекта сборки является структура декомпозиции, которая определяет компоненты сборки и возможные подкомпоненты компонентов.
Например, знание о компрессорной системе включает в себя то, что компрессорная система состоит из компрессора, системы смазки и т. д., тогда как система смазки состоит из насосной системы и т. д. Предположим, что это знание выражено на языке представления знаний, который выражает знания как совокупность отношений между двумя видами вещей, тогда как в этом языке определен тип отношения, который называется <должен иметь как часть a>. Тогда часть модели знаний о компрессорной системе будет состоять из следующих выражений фактов знаний:
Такая модель знаний будет дополнительно расширена знаниями и спецификациями о свойствах компонентов, их изготовлении и, возможно, требованиях к испытаниям и техническому обслуживанию.
Аналогично, модель знаний процесса в основном является спецификацией последовательности стадий процесса. Эта последовательность определяется тем фактом, что вид потока является выходом вида стадии процесса, тогда как тот же тип потока является входом на следующей стадии процесса. Таким образом, определенные потоки играют роль входов для стадий процесса, тогда как те же самые потоки являются выходами других стадий процесса. Например:
Моделирование знаний включает в себя экспликацию знаний и требований, которые доступны в документах, таких как руководства по проектированию, (международные) стандартные спецификации и стандартные листы данных.
Чтобы сделать такие знания доступными для компьютерной интерпретации, их необходимо выразить на формальном языке представления знаний и, таким образом, преобразовать в форму, пригодную для компьютерной интерпретации.
Например, в форме выражений Gellish English. Это позволяет связать знания и требования с объектами в модели знаний, тогда как вся модель снова хранится в Базе данных.
Знания, содержащиеся в документах, могут быть смоделированы на различных уровнях эксплицитации.
Низкий уровень экспликации сохраняет большую часть спецификаций в форме текста на естественном языке. Это означает, что текст может быть интерпретирован только человеком, но тем не менее связан с объектами в модели знаний.
Таким образом, программное обеспечение все еще может предоставлять информацию пользователям, когда запрашиваются знания об этом объекте. Другая крайность заключается в том, что содержание каждого предложения в документе преобразуется в формальный язык представления знаний, и, таким образом, объекты, которые упоминаются в этих предложениях, становятся неотъемлемой частью компьютерной интерпретируемой модели знаний.
Например, знание о том, что стандарт API 617 содержит стандартную спецификацию для компрессоров, может быть связано с понятием компрессора в модели знаний компрессорной системы.
Это можно выразить на языке представления знаний (используя тип отношения ⟨указан в⟩ следующим образом:
Более высокий уровень эксплицитации означает, что абзацы или предложения на естественном языке связаны с компонентами в модели знаний. Полная эксплицитная модель означает, что предложения на естественном языке полностью преобразуются в данные в структуре базы данных.
Например, спецификация минимального диаметра вала может быть включена в модель знаний следующим образом:
Описанный выше процесс экспликации приводит к созданию моделей знаний и моделей стандартных спецификаций, которые позволяют использовать их для компьютерного проектирования с использованием знаний, а также для автоматизированной проверки проектов.