4 ABBILDUNG VON ANOMALIEN DER GRAPHISCHEN MODELLIERUNG AUF DIE
4.6 D IA F LUX - SPEZIFISCHE A NOMALIEN
In diesem Kapitel werden weitere Anomalien aufgeführt, die speziell in der Notation DiaFlux zu finden sind.
4.6.1 Redundantes Flussdiagramm
DiaFlux-Flussdiagramme können als Komponenten in einem anderen Flussdiagramm wiederverwendet werden. Wird ein Flussdiagramm nicht durch ein anderes oder durch einen automatischen Start aufgerufen, so ist es redundant.
4.6.2 Redundanter Startknoten
Ein Startknoten in einem DiaFlux-Flussdiagramm kann als redundant bezeichnet werden, wenn er weder durch einen automatischen Start des Diagramms noch durch den Aufruf aus einem anderen Diagramm heraus aufgerufen wird.
Abbildung 62: DiaFlux Flussdiagramm - Redundanter Startknoten Quelle: eigene Darstellung
Das erste Diagramm ruft das zweite Diagramm auf, falls die Frage nach „Hunger“ mit „ja“
beantwortet wurde. Als Eintrittspunkt in das zweite Diagramm ist „Start2“ angegeben. Da das zweite Diagramm nicht automatisch startet und kein weiteres Diagramm es aufruft, ist der Startknoten „Start“ (und auch der daraus resultierende Pfad) redundant.
4.6.3 Redundante Abfrage
In DiaFlux ist es möglich, Werte ein einziges Mal (ask) oder aber jedes Mal erneut (always ask) abzufragen. Bei Werten, die in der Regel konstant bleiben, wird die erste Variante verwendet, bei Werten, die sich oft ändern, die zweite. Beispiele hierfür wären die Ermittlung des Geschlechtes (ask) sowie die Abfrage eines Sensorwertes (always ask).
Wird durch Testknoten ein Wert zweimal hintereinander abgefragt und dabei die Methode
ask genutzt, ist die zweite Abfrage redundant, da der Wert bereits bekannt ist und nicht erneut zugewiesen wird.
4.6.4 Inkonsistente Abfrageart
Wird derselbe Wert zweimal mit den unterschiedlichen Abfragearten ask und always ask
innerhalb eines Diagramms ermittelt, kann es sich um eine fehlerhafte Modellierung handeln.
4.6.5 Inkonsistente Herleitung
Durch den Prozessfluss in einem DiaFlux-Flussdiagramm werden unterschiedliche Diagnosen bestätigt oder verworfen. Eine Diagnose, die einmal verworfen wurde, darf anschließend nicht mehr etabliert werden, denn es gab offensichtlich Faktoren, die bereits zu ihrer Ablehnung führten. (Andersherum ist es allerdings möglich, Diagnosen, die bisher als bestätigt angenommen wurden, zu verwerfen, wenn neue Aspekte in Betracht gezogen werden, die zu ihrer Ablehnung führen.)
4.6.6 Schleife ohne Snapshot-Knoten
Wie bereits in Kapitel 2.2.2 beschrieben, tragen Snapshot-Knoten dazu bei, den Ausführungsstatus eines DiaFlux-Flussdiagrammes zu speichern, so dass vorhergehende Entscheidungen nicht mehr durch Truth Maintenance rückgängig gemacht werden können, aber alle vorhergehenden, aktivierten Knoten deaktiviert werden, um ihre erneute Ausführung zu ermöglichen. Wird eine Schleife ohne einen Snapshot-Knoten modelliert, kann die zweite Iteration nicht durchgeführt werden, da die Knoten des Pfades bereits durchlaufen und aktiviert wurden. Eine erneute Aktivierung bereits ausgelöster Knoten ist nicht möglich.
Abbildung 63: DiaFlux Flussdiagramm - Schleife ohne Snapshot-Knoten Quelle: eigene Darstellung
Die Abfrage der Temperatur „Temp“ möge einen Wert größer als 50°C ergeben. Die Kühlung würde somit verstärkt werden. Wäre die Temperatur danach noch immer größer als 50°C, würde der Knoten zum Verstärken der Kühlung nicht erneut aktiviert werden, da ein Snapshot-Knoten fehlt, der ihn zuvor deaktiviert hat.
4.6.7 Kein automatisch startendes Flussdiagramm
Damit ein DiaFlux-Flussdiagramm überhaupt ausgeführt werden kann, muss es als automatisch startend markiert (siehe Abbildung Checkbox „Autostart“) oder von einem anderen Flussdiagramm aufgerufen werden. Ist in der gesamten Modellierung eines Sachverhaltes kein einziges automatisch startendes Flussdiagramm vorhanden, kann keines der Diagramme durchlaufen und somit keine Aktion ausgeführt oder Diagnose hergeleitet werden. Damit verlieren die Diagramme ihre Funktion.
Abbildung 64: DiaFlux Editor - automatischer Start eines Diagramms Quelle: eigene Darstellung
4.6.8 Automatisch startendes Flussdiagramm mit mehr als einem Startknoten
Prinzipiell ist es möglich und nicht fehlerhaft, wenn ein DiaFlux-Flussdiagramm mehrere Startknoten als Eintrittspunkte aufweist. Dies darf aber nur dann der Fall sein, wenn dieses Diagramm nicht automatisch startet, sondern die einzelnen Startknoten von anderen Diagrammen aus aufgerufen werden. Hat ein automatisch startendes Flussdiagramm mehrere
Startknoten, werden alle ausgehenden Pfade betreten und parallel ausgeführt, was in der Regel nicht Sinn und Zweck der Modellierung sein wird.
4.6.9 Rückkopplung
Werte innerhalb einer Wissensbasis können nicht nur durch Regeln, sondern auch durch Knoten in einem DiaFlux-Flussdiagramm manipuliert werden. Während Regeln ausgeführt werden, sobald sich ein Wert ändert, finden Änderungen durch Knoten nur im Moment des Flussablaufes statt. Ein Knoten kann z.B. durch eine zugrunde liegende Formel einen Wert ändern. Wird nun ständig ein Wert auf beide Arten angepasst, kann es zu einer unerwünscht hohen Zahl von Propagierungen des Wertes bis hin zu einer Endlosschleife und dem flussunabhängigen Überschreiben des Wertes kommen.
4.6.10 Unmöglicher Pfad
Bei einem unmöglichen Pfad handelt es sich um eine TM-Anomalie. Ändert sich ein Wert in der Wissensbasis, werden alle Aktivierungszustände der Knoten der dazugehörigen Flussdiagramme entsprechend dem neuen Wert angepasst. Widerspricht der neue Wert einer zuvor gültigen Kantenbedingung, wird der Prozessfluss bis zu der Stelle des Widerspruchs rückgängig gemacht. Der Pfad, der den Wert geändert hat, kann unmöglich betreten werden.
Die nachfolgende Darstellung visualisiert diesen Sachverhalt.
Abbildung 65: DiaFlux Flussdiagramm - unmöglicher Pfad Quelle: eigene Darstellung
Es wird zuerst eine Frage gestellt, die mit „Ja“ oder „Nein“ beantwortet werden kann. Ist die Antwort „Ja“, wird das Flussdiagramm über „Exit1“ verlassen. Ist die Antwort „Nein“, setzt der darauffolgende Knoten den Antwortwert zurück auf „Ja“. Dieses Verhalten ist inkonsistent. Durch das Setzen dieses neuen Wertes wird die Änderung im Blackboard propagiert und durch das TMS verarbeitet. Das TMS macht alles bis zur ersten Frage rückgängig, da aufgrund des Antwortwertes „Ja“ nur der Pfad zu „Exit1“ betreten werden kann. Der Pfad zu „Exit2“ kann daher unmöglich betreten werden.
4.6.11 Unbenutzte Elemente der Wissensbasis
Im Rahmen der unbenutzten Elemente können zwei Vorkommen unterschieden werden:
• Bestimmte Elemente der Wissensbasis werden in keinem dazugehörigen Diagramm verwendet.
• Einzelne Unterelemente (Diagnosen, Antworten/Verzweigungsoptionen) werden nicht hergeleitet bzw. werden nicht in der weiteren Verarbeitung ausgewertet.
In der Abbildung wird die Berechnung des BMI erneut dargestellt.
Abbildung 66: DiaFlux Flussdiagramm - BMI-Berechung
Quelle: KnowWE Demo Body-Mass-Index mitgeliefert in der Wiki-Installation
Dem Diagramm liegen die folgenden Werteabfragen und Herleitungen (Diagnosen) zu Grunde:
Abbildung 67: Teil einer Wissensbasis zur BMI-Berechnung Quelle: eigene Darstellung
Aus der Darstellung wird deutlich, dass die One-Choice-Fragen nach dem Geschlecht
„Gender“ und einer Schwangerschaft „Pregnant“ in keinem Fall verwendet werden, die Diagnose Heavy Overweight, die Bestandteil des Elementes „Weight Assessment“ ist, wird nicht hergeleitet.
Bewertung: Es ist möglich, DiaFlux-Diagramme zu modellieren, die nicht den gesamten Umfang der zu Grunde liegenden Wissensbasis nutzen. Auf einen solchen Umstand sollte zumindest hingewiesen werden, wenngleich er im Einzelfall gewollt ist und es sich nicht um einen Fehler handeln muss.
4.6.12 Konflikt zur Wissensbasis
Einem DiaFlux-Flussdiagramm liegt immer eine zuvor modellierte Wissensbasis zu Grunde.
Beispielsweise werden weit verzweigte Fragebäume erstellt, die in DiaFlux abgebildet werden können. Innerhalb der Fragebäume existieren unterschiedliche Verzweigungen und Schachtelungen, die beim Aufbau eines Diagramms ohne Hinweismeldungen an den Anwender missachtet werden können.
Die folgende Darstellung beschreibt diese Anomalie. Es wurde eine Frage nach dem Urlaubsziel erstellt. Je nach Antwort existieren untergeordnete Fragen, die konkret auf das gewählte Ziel zugeschnitten sind. Das (unvollständig) modellierte Flussdiagramm dagegen stellt die Fragen in beliebiger Reihenfolge. Es wird zuerst der Zustand der Skiausrüstung erfragt, obwohl noch nicht bekannt ist, dass das Urlaubsziel ein Skigebiet ist. Ein weiterer inkonsistenter Zustand ist die Möglichkeit, Unterabfragen zu modellieren, die nicht zur Antwort der darüberliegenden Frage passen. Die Frage nach der Taucherbrille etwa ist nicht sinnvoll, wenn das Urlaubsziel ein Skigebiet ist. DiaFlux nimmt an dieser Stelle keine Rücksicht auf die im Markup des Wikis festgelegten Vorgaben der Wissensbasis.
Abbildung 68: DiaFlux Flussdiagramm (unvollständig) - Konflikt zur Wissensbasis Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 69: Fragen der Wissensbasis Quelle: eigene Darstellung
Im nachfolgenden Kapitel wird nun beschrieben, wie einige der identifizierten Anomalien algorithmisch erkannt und in KnowWE zur Anzeige gebracht werden.