Knowledge-based engineering: differenze tra le versioni

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La '''Knowledge-based engineering''' ('''KBE''') è una disciplina che trae le sue origini sia dal mondo [[CADComputer-aided design|Computer-Aided Design]] (CAD) che dai sistemi [[Knowledge base|Knowledge Based]], ma ha varie definizioni e applicazioni a seconda del contesto. Nelle prime applicazioni si trattava sostanzialmente di strumenti di supporto alla progettazione in generale. Il successo dei primi prototipi di KBE è stato notevole, tanto da portare il KBE ad essere considerato un elemento fondamentale per la progettazione generativa, con molte aspettative in termini di miglioramento delle prestazioni per tutti i processi di progettazione che presentino limitato intervento umano<ref>{{cita web|titolo=Knowledge Based Engineering|url=http://www.technosoft.com/kbe.php|sito=technosoft.com|editore=Technosoft|accesso=5 luglio 2014}}</ref>.

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Durante gli anni '90 la KBE ha continuato ad esistere in una specifica nicchia, grazie a metodologie "Object-Oriented" e sistemi sufficientemente avanzati da permettere il raggiungimento di obiettivi minori.

{{chiarire|Attualmente|quando?}}, soprattutto grazie alle nuove tecnologie (web a [[banda larga]], [[Cloud Computing]]), la KBE è tornata ad essere di grande attualità e costituisce un elemento di supporto fondamentale per PLM e ambiente CAx nell'automazione dei processi aziendali<ref>{{cita libro|cognome1=Spooner|nome1=David|titolo=On Object-Oriented Database Systems|capitolo=Towards an Object-Oriented Data Model for a Mechanical CAD Database System|rivista=On Object-Oriented Database Systems Topics in Information Systems|data=1991|pp=189–205189-205|doi=10.1007/978-3-642-84374-7_13|trasmissione=Topics in Information Systems|isbn=978-3-642-84376-1}}</ref><ref>{{cita web|cognome1=Switlik|nome1=John|titolo=Knowledge Based Engineering (KBE): Update|url=http://legacy.coe.org/newsnet/Oct05/index.cfm|sito=coe.org|editore=COE|accesso=6 luglio 2014|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20120324223121/http://legacy.coe.org/newsnet/Oct05/index.cfm|dataarchivio=24 marzo 2012|data=ottobre–November 2005|urlmorto=unfit}}</ref><ref>{{cita web|titolo=AI Winter|url=http://www.ainewsletter.com/newsletters/aix_0501.htm#w|sito=ainewsletter.com|editore=ainewsletter|accesso=6 luglio 2014|citazione=the AI Winter of the late 80s. The phrase was coined by analogy with "nuclear winter" - the theory that mass use of nuclear weapons would blot out the sun with smoke and dust, causing plunging global temperatures, a frozen Earth, and the extinction of humanity. The AI Winter merely caused the extinction of AI companies, partly because of the hype over expert systems and the disillusionment caused when business discovered their limitations.|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20131109201636/http://www.ainewsletter.com/newsletters/aix_0501.htm#w|dataarchivio=9 novembre 2013|urlmorto=sì}}</ref><ref>{{cita pubblicazione|cognome1=Berners-Lee|url=http://www.cs.umd.edu/~golbeck/LBSC690/SemanticWeb.html|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20130424071228/http://www.cs.umd.edu/~golbeck/LBSC690/SemanticWeb.html|urlmorto=sì|pp=34–4334-43|numero=5|volume=284|doi=10.1038/scientificamerican0501-34|data=17 maggio 2001|nome1=Tim|rivista=Scientific American|titolo=The Semantic Web A new form of Web content that is meaningful to computers will unleash a revolution of new possibilities|cognome3=Lassila|nome3=Ora|cognome2=Hendler|nome2=James|dataarchivio=24 aprile 2013}}</ref><ref>{{cita pubblicazione|cognome1=Zhang|nome1=W.Y.|cognome2=Yun|nome2=J.W.|titolo=Exploring Semantic Web technologies for ontology-based modeling in collaborative engineering design|rivista=The International Journal of Advanced Manufacturing Technology|data=aprile 2008|volume=36|numero=9–10|pp=833–843833-843|doi=10.1007/s00170-006-0896-5|s2cid=12420678}}</ref>.

== KBE e gestione del ciclo di vita del prodotto ==

Product Lifecycle Management (PLM) è la gestione del processo di produzione di qualsiasi settore che produce beni. Può coprire l'intero ciclo di vita del prodotto, dalla generazione dell'idea all'implementazione, consegna e smaltimento. KBE a questo livello si occuperà di problemi di prodotto di natura più generica rispetto a CAx. Un'area naturale di enfasi è sul processo di produzione; tuttavia, la gestione del ciclo di vita può coprire molte più questioni come la [[pianificazione aziendale]], il marketing, ecc. Un vantaggio dell'utilizzo di KBE è ottenere il ragionamento automatizzato e i servizi di gestione della conoscenza di un ambiente basato sulla conoscenza integrato con le molte esigenze diverse ma correlate della gestione del ciclo di vita. KBE supporta i processi decisionali coinvolti con la configurazione, le negoziazioni, il controllo, la gestione e una serie di altre aree, come l'ottimizzazione.

== KBE e CAx ==

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Lo sviluppo di applicazioni KBE riguarda i requisiti per identificare, acquisire, strutturare, formalizzare e infine implementare la conoscenza. Molte diverse cosiddette piattaforme KBE supportano solo la fase di implementazione, che non è sempre il principale collo di bottiglia nel processo di sviluppo KBE. Al fine di limitare il rischio associato allo sviluppo e alla manutenzione dell'applicazione KBE, è necessario fare affidamento su una metodologia appropriata per gestire la conoscenza e mantenerla aggiornata. Come esempio di tale metodologia KBE, il progetto dell'UE MOKA, "Metodologia e strumenti orientati alle applicazioni basate sulla conoscenza", propone soluzioni incentrate sulle fasi di strutturazione e formalizzazione, nonché collegamenti all'implementazione<ref>{{cita web|titolo=MOKA: A Framework for Structuring and Representing Engineering Knowledge|url=http://web1.eng.coventry.ac.uk/moka/default.htm|editore=Esprit Project|accesso=5 luglio 2014|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20040422143608/http://web1.eng.coventry.ac.uk/moka/default.htm|dataarchivio=22 aprile 2004|urlmorto=unfit}}</ref>.

Un'alternativa a MOKA consiste nell'utilizzare metodi di [[ingegneria della conoscenza]] generale che sono stati sviluppati per sistemi esperti in tutti i settori<ref>{{cita pubblicazione|cognome1=Kendal|nome1=S.L.|cognome2=Creen|nome2=M.|titolo=An introduction to knowledge engineering|anno=2007|editore=Springer|città=London|isbn=978-1-84628-475-5|oclc=70987401}}</ref> o utilizzare metodologie di sviluppo software generali come [[Rational Unified Process]] o metodi Agile.

== Linguaggi per KBE ==

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=== Programmazione basata sulla conoscenza e programmazione procedurale ===

Un compromesso fondamentale identificato con la [[rappresentazione della conoscenza]] nell'intelligenza artificiale è tra potenza espressiva e computabilità. Come Levesque ha dimostrato nel suo articolo classico sull'argomento, più potente si progetta un formalismo di rappresentazione della conoscenza, più il formalismo si avvicinerà al potere espressivo della logica del primo ordine. Come ha dimostrato anche Levesque, più un linguaggio è vicino alla logica del primo ordine, più è probabile che consentirà il completamento di espressioni indecidibili o che richiedono una potenza di elaborazione esponenziale<ref>{{cita libro|cognome=Levesque|nome=Hector|titolo=Reading in Knowledge Representation|anno=1985|editore=Morgan Kaufmann|isbn=978-0-934613-01-9|paginap=[https://archive.org/details/readingsinknowle00brac/page/49 49]|autore2=Ronald Brachman|curatore=Ronald Brachman and Hector J. Levesque|capitolo=A Fundamental Tradeoff in Knowledge Representation and Reasoning|citazione=The good news in reducing KR service to theorem proving is that we now have a very clear, very specific notion of what the KR system should do; the bad new is that it is also clear that the services can not be provided... deciding whether or not a sentence in FOL is a theorem... is unsolvable.|chapter-url-access=registration|url_capitolourlcapitolo=https://archive.org/details/readingsinknowle00brac/page/49}}</ref>. Nell'implementazione dei sistemi KBE, questo compromesso si riflette nella scelta di utilizzare potenti ambienti basati sulla conoscenza o ambienti di programmazione procedurali e orientati agli oggetti più convenzionali.

=== Standardizzazione e proprietà ===

Esiste un compromesso tra l'utilizzo di standard come STEM e linguaggi proprietari specifici del fornitore o dell'azienda. La standardizzazione facilita la condivisione delle conoscenze, l'integrazione e il riutilizzo. I formati proprietari (come CATIA) possono fornire un vantaggio competitivo e potenti funzionalità oltre l'attuale standardizzazione<ref>{{cita web|cognome1=Wilson|nome1=Walter|titolo=A Language For Engineering Design|url=http://step.nasa.gov/pde2007/Lang_Eng_Design_Presentation_WWilson_pde2007.pdf|sito=http://step.nasa.gov|editore=Lockheed Martin|accesso=4 luglio 2014}}</ref>.

Genworks GDL, un prodotto commerciale il cui nucleo è basato sul Gendl Project con licenza AGPL<ref>{{cita web|titolo=Genworks|url=https://github.com/genworks/gendl|sito=genworks.com|accesso=4 luglio 2014}}</ref>, affronta il problema della longevità dell'applicazione fornendo un kernel di linguaggio dichiarativo di alto livello che è un superset di un dialetto standard del [[linguaggio di programmazione]] Lisp ( ANSI Common Lisp o CL). Lo stesso Gendl/GDL è proposto come standard de facto per i linguaggi KBE basati su ANSI CL<ref>{{cita web|titolo=GDL Language Specification|url=http://www.genworks.com/downloads/customer-documentation/usage.txt|accesso=13 marzo 2021|dataarchivio=24 settembre 2015|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20150924021517/http://www.genworks.com/downloads/customer-documentation/usage.txt|urlmorto=sì}}</ref>.

Nel 2006, Object Management Group ha rilasciato un documento RFP per i servizi KBE e ha richiesto un feedback<ref>{{cita web|titolo=KBE Services for PLM RFP|url=http://www.omg.org/cgi-bin/doc?dtc/05-09-11|sito=omg.org|editore=Object Management Group|accesso=4 luglio 2014|anno=2006}}</ref>. Ad oggi, non esiste alcuna specifica OMG per KBE; tuttavia, esiste uno standard OMG per i servizi CAD.

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* [https://web.archive.org/web/20071229114223/http://ntnu-kbe.org/default.aspx Knowledge-based engineering] alla Norwegian University of Science and Technology (NTNU)

* [https://www.tudelft.nl/lr/organisatie/afdelingen/aerodynamics-wind-energy-flight-performance-and-propulsion/flight-performance-and-propulsion/flight-performance/research/aircraft-design-design-methodologies/ Aircraft Design & Design Methodologies] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20181018201807/https://www.tudelft.nl/lr/organisatie/afdelingen/aerodynamics-wind-energy-flight-performance-and-propulsion/flight-performance-and-propulsion/flight-performance/research/aircraft-design-design-methodologies/ |date=18 ottobre 2018 }} dipartimento della [http://www.lr.tudelft.nl/ Faculty of Aerospace Engineering] della [http://www.tudelft.nl/ Delft University of Technology]

* [http://web.cs.wpi.edu/Research/aidg/AIinD-hotlist.html AI in Design] sitografia ospitata dall' Worcester Polytechnic Institute e il NSF Report "[https://web.archive.org/web/20070503043349/http://asudesign.eas.asu.edu/events/NSF/report.html Research Opportunities in Engineering Design]."

* [http://www.bcu.ac.uk/tee/edms/research/the-kbe-lab Knowledge-based engineering lab] al [http://www.bcu.ac.uk/ Birmingham City University]