Desarrollo e implementación de un sistema de compartición e inferencia de conocimiento basado en el marco FBS a través de la ingeniería ontológica

Abstract

En un mundo donde la economía está globalizada y la información tiende a desarrollarse de diversas formas y en base a comunidades, la gestión del conocimiento es un tema recurrente. Además, en los últimos tiempos el conocimiento intangible ha pasado a considerarse un recurso de vital importancia para las grandes empresas. Bajo esta perspectiva, el conocimiento es un valioso elemento necesario para mantenerse competitivo. Es por ello que, de acuerdo a numerosos trabajos de investigación y experiencias industriales, la efectiva gestión del conocimiento representa un importante factor de competencia al mismo nivel que el entorno de la web 2.0 y 3.0 (o también llamada web semántica). En el campo del diseño, los diseñadores dedican aproximadamente un 25% de su tiempo en la adquisición de información y conocimiento, tiempo excesivo que sugiere la necesidad de investigar en nuevas estrategias para gestionar el conocimiento del diseño. Además, el enfoque perseguido en esta búsqueda de nuevas estrategias debe estar guiado por la facilidad de interacción con el usuario y por su integración en la gestión del conocimiento global de la empresa. Desde esta perspectiva, los sistemas expertos o sistemas KBS (Knowledge Based Systems ¿ Sistemas basados en el conocimiento) y específicamente los sistemas KBE (Knowledge Based Engineering ¿ Ingeniería basada en el conocimiento) pueden verse como herramientas que facilitan los procesos de diseño y desarrollo de productos en entornos participativos y de colaboración en el campo de la ingeniería y han resuelto en gran medida dichas necesidades. Sin embargo aún no han alcanzado un estado óptimo de desarrollo y accesibilidad para ser aplicados e implementados en el diseño y desarrollo de nuevos productos en las pequeñas y medianas empresas, PYMEs. Por tal motivo, se hace necesaria mayor investigación que permita su desarrollo, aplicación e implementación. Los actuales sistemas KBE no han conseguido implantarse en las pequeñas y medianas empresas por la extremada complejidad del software, por el desproporcionado nivel de abstracción y conocimientos informáticos que requieren los diseñadores y por un coste excesivo. Otro inconveniente de estos programas de KBE se debe a que aunque utilizan el conocimiento, realmente no lo gestionan y exigen de un enorme esfuerzo para capturarlo. Sin embargo, al no estar convenientemente gestionado, este esfuerzo resulta poco útil y además no permite su integración con modelos de síntesis para diseñar nuevos productos ni tampoco asistir al diseñador durante las fases iniciales del diseño. Posteriormente una evolución de los sistemas KBE fue desarrollada por la ingeniería ontológica en el caso de tratamiento de amplias bases de datos de información y se generaron algunos modelos funcionales también con una gran complejidad y coste, en el que no se trataba la posibilidad de inferir conocimiento a partir de la información recopilada. Además que en el ámbito del diseño funcional, las ontologías existentes eran complejas y de difícil acceso para la reutilización de conocimiento. Esta tesis aporta KSS (Knowledge Sharing System ¿ Sistema de compartición del conocimiento) 2.0 un sistema de reutilización, gestión e inferencia del conocimiento. Evolución del modelo KSS, integra el modelo MOKA de metodología de gestión del conocimiento para sistemas KBE con los avances más recientes en el ámbito de la ingeniería ontológica. Para lo cual, hace uso de las nuevas tecnologías web disponibles en torno al concepto comúnmente conocido como Web 2.0. Esta plataforma busca repercutir directamente en la competitividad de las PYMEs, mejorando su rendimiento en el cumplimiento de los requisitos del cliente, a la vez que acortando el ciclo de diseño de productos (en su fase de re-diseño) y el tiempo de puesta en el mercado para poder reducir costes. El sistema KSS 2.0 explicita el conocimiento del diseño de productos a través del nuevo marco de diseño funcional FaBES (Function ¿ action ¿ Behavior ¿ Environment ¿ Structure | función ¿ acción ¿ comportamiento ¿ entorno ¿ estructura). Para ello se plantean las definiciones de cada una de las capas del citado marco, acompañadas de varios ejemplos que aclaran su organización y labor. Se adapta dicho modelo al ámbito de la ingeniería ontológica a través de la ontología OntoFaBES, ontología que formaliza el conocimiento sobre un producto con el objetivo de inferir diferentes estructuras de dicho producto a partir de los requerimientos funcionales propuestos por el usuario, con el objetivo de que el conocimiento creado se pueda reutilizar y compartir entre diferentes aplicaciones. Para evaluar la consistencia de KSS 2.0 y por tanto de OntoFaBES se considera el ejemplo real de una cámara submarina que recibe el nombre comercial de TULUM®, instrumento que sirve para inspeccionar el casco de veleros sin necesidad de sacarlo del agua. Para poder entender la aplicación informática, primero se determina el análisis de funciones y comportamientos haciendo uso del marco FaBES. Posteriormente, se describe el proceso de obtención de información del diseño del TULUM utilizando el programa de CAD (Computer Aided Design - diseño asistido por ordenador) Solidworks®, su posterior formalización a través de la macro KSS-Solidworks, edición en la aplicación web KSS 2.0 y conversión a la ontología OntoFaBES. Finalmente, se muestran los resultados obtenidos al aplicar las reglas de inferencia definidas en OntoFaBES.