Sistemas de Producción: Bases de Hechos, Conocimientos e Inferencia

Sistemas de Producción: Una Visión General

1. ¿Qué es la base de hechos?

La base de hechos es el conjunto de información invariable de una resolución a otra. Algunos autores no consideran la base de hechos de forma independiente. Los conocimientos y los hechos pueden aparecer conjuntamente en una sola base, la de conocimientos.

Ejemplo: Unos de los tantos hechos que pueden constituir un sistema de producción para realizar un diagnóstico médico y producir un tratamiento son: Fiebre, tos, dolor muscular y no tiene úlcera, etc.

2. ¿Qué es la base de conocimientos?

Contiene el conocimiento del dominio en el cual el programa es competente. El conocimiento debe estar representado en la forma más adecuada para el dominio de su competencia.

3. ¿Cómo debe ser la representación de los conocimientos?

La representación del conocimiento debe ser:

• Sencilla
• Independiente
• Fácil de modificar
• Transparente: justificación de soluciones y explicación de los procesos.
• Relacional
• Potente: poder expresivo y eficiencia de cálculo.

Ejemplo: Como una base de conocimientos está dada por un conjunto de reglas, se pueden aplicar estas reglas para un sistema que deduzca la enfermedad y el tratamiento de un paciente.

• R1: Si el paciente tiene fiebre, y tose, y tiene dolores musculares entonces tiene gripe.
• R2: Si el paciente tiene gripe o resfriado, y no tiene úlcera entonces recomendar aspirina y coñac.

4. ¿Qué hace el motor de inferencia?

Selecciona, decide, interpreta y aplica el conocimiento de la base de conocimientos sobre la base de hechos con el fin de obtener la solución buscada.

5. Características del motor de inferencia

• El lenguaje en que ha sido escrito.
• La velocidad de trabajo: Inferencias/segundo.
• Las estrategias de búsqueda de soluciones.
• La forma en que elige el conocimiento.
• La posibilidad de incorporar metaconocimiento.
• El tipo de lógica que emplea en el razonamiento.
• El método que utiliza para la evaluación del conocimiento incompleto o incierto.

6. ¿Cuándo se usa el encadenamiento hacia adelante?

Este método se usa cuando los datos iniciales son pocos y/o existen muchas posibles conclusiones.

7. Pasos para realizar el encadenamiento hacia adelante

1. Matching: Búsqueda de las reglas para las que es cierto su antecedente.
2. Resolución de conflictos: Selección, entre las reglas encontradas no redundantes, de aquella que se va a ejecutar.
3. Ejecución: Se dispara la regla, por lo que ampliamos los datos conocidos.

8. Criterios de selección en el encadenamiento hacia adelante

Criterios de selección (estrategia de búsqueda):

• Mayor número de premisas en el antecedente.
• Prioridad más alta.
• Búsqueda en profundidad.
• Búsqueda en anchura.

9. Diferencia entre encadenamiento hacia adelante y hacia atrás

El encadenamiento hacia atrás es un sistema interactivo que solo pregunta lo estrictamente necesario, a diferencia del encadenamiento hacia adelante que no pregunta nada.

10. Pasos para realizar el encadenamiento hacia atrás

1. Se forma una pila inicial compuesta por los objetivos iniciales.
2. Considerar el primer objetivo de la pila.
3. Localizar todas las reglas que lo satisfagan.
4. Examinar las premisas de dichas reglas, en orden:
   • Si todas las premisas se satisfacen. Ejecutamos las reglas y se derivan sus conclusiones. Si se derivó un valor para el objeto actual entonces se elimina de la pila y se vuelve al paso 2.
   • Si una premisa de una regla no se satisface (tiene un valor desconocido en la base de conocimientos), se mira si existen reglas que concluyan un valor para ella. Si existen se inserta en el tope de la pila de objetos y se vuelve al paso 2.
   • Si no se encontró ninguna regla que concluya un valor para la premisa actual. Entonces se pregunta al usuario por dicho valor y se añade a la base de conocimientos. Si el valor satisface la premisa actual se continúa examinando el resto del antecedente. Si no, se considera la siguiente regla que concluya un valor para el objeto actual.
5. Si se han eliminado todas las reglas que concluyen un valor para el objetivo actual y todas fallaron entonces se marca el objetivo como indeterminado, se extrae de la pila y se vuelve al paso 2. Si la pila está vacía el proceso finaliza.

11. Mecanismos de control para un sistema de producción

Los mecanismos de control permiten que la información permanezca en perfecto orden; las reglas más específicas y las que tratan con excepciones deben aplicarse antes que las generales. El diálogo entre el sistema y el usuario debe hacer preguntas siguiendo una línea de razonamiento clara y no debe preguntar lo que no puede deducir.

12. ¿Qué se necesita para controlar un Sistema de Producción?

Para controlar un sistema de producción se requiere:

• Ordenar las reglas.
• Ordenar las conclusiones de cada regla.
• Añadir nuevas premisas para controlar las reglas a aplicar en cada punto de la inferencia.

Ejemplo:

• Si hielo_en_la_carretera y velocidad > 70 entonces recomendación = reducir_velocidad
• Si situación = coche_en_marcha y hielo_en_la_carretera y velocidad > 70 entonces recomendación = reducir_velocidad

13. Tipos de mecanismos de control

1. Control direccional: El mecanismo de control actúa antes de que la actividad esté totalmente concluida. El control se realiza de modo continuo y no en puntos determinados, de modo que cada elemento de la acción sea el resultado de la rectificación casi instantánea de la acción anterior.
2. Control aprobado - reprobado: El receptor del control se somete a un examen después de concluidas determinadas actividades. En caso de aprobación se permite la realización de la actividad siguiente. Si hubiera una rectificación, el proceso se interrumpe definitivamente o hasta que se subsanen las irregularidades.
3. Control post-operacional: El mecanismo de control solo se pone en funcionamiento después de concluida toda la operación. La información para la acción correctiva solo se utilizará en un periodo (proyecto) futuro cuando se inicie la planificación para un nuevo ciclo de actividades.

14. Ciclo de vida de un sistema de producción

En cada ciclo, el sistema calcula el subconjunto de reglas cuyo lado izquierdo se satisface con el contenido actual de la memoria de trabajo (fase de cotejo). El sistema decide qué regla ejecutar (fase de resolución de conflictos). Finalmente, ejecuta la(s) acción(es) de la(s) regla(s) elegida(s) (fase de actuación).

15. Fase de actuación

Es la fase donde se aplica el consecuente de la regla seleccionada, produciéndose el cambio correspondiente en la memoria de trabajo.