SUY LUẬN DỰA TRÊN MÔ HÌNH: (MODEL–BASED REASONING)

Ví dụ hệ chẩn đoán lỗi dựa trên mô hình

Xét một mạch gồm ba bộ nhân (multiplier) và hai bộ cộng liên kết với nhau như trong hình 6.14. Trong ví dụ này những giá trị đầu vào được cho tại các điểm từ A đến E và các giá trị đầu ra tại F và G. Những giá trị đầu ra mong muốn được đặt trong các dấu () và giá trị thực được đặt trong các dấu []. Nhiệm vụ đặt ra là xác định xem lỗi nằm ở đâu và nó sẽ giải thích sự không nhất quán này.

Hình 6_9. Tận dụng hướng đi của luồng thông tin để chẩn đoán lỗi.

Ta thấy kết quả tại đầu ra F không như mong đợi, mà đầu ra này xuất ra từ bộ cộng ADD-1, bộ cộng này nhận giá trị đầu vào từ MULT-1 và MULT-2. Vậy phải có một trong ba thiết bị có lỗi, và do đó, ta có ba giả thuyết cần xem xét.

Giả thuyết đầu tiên là ADD-1 và MULT-1 đúng, nghĩa là đầu vào X của ADD-1 đúng (6), khi đó đầu vào Y sẽ là 4, nghĩa là bộ nhân MULT-2 có lỗi. Nhưng, nếu là như vậy thì giá trị thực tại G phải là 10, chứ không phải 12 như ta thấy. Vì vậy, có thể nói MULT-2 không thể là bộ phận gây lỗi. Vậy, lỗi chỉ có thể nằm ở MULT-1 hoặc ADD-1. Chúng ta có thể làm thêm một số bước kiểm tra để xác định lỗi nằm ở đâu.

Trong khi suy luận về tình huống của hình 6_9. Chúng ta có ba nhiệm vụ:

• Phát sinh giả thuyết: cho trước một lỗi, chúng ta giả thuyết những bộ phận nào đó của thiết bị đã gây ra nó.
• Kiểm nghiệm giả thuyết: cho trước một tập các bộ phận có khả năng có lỗi, chúng ta đã xác định xem bộ phận nào trong số đó có thể giải thích hành vi mà chúng ta quan sát được.
• Loại trừ giả thuyết: khi có nhiều hơn một giả thuyết đúng sau pha kiểm nghiệm, như đã xảy ra trong hình 6_9, chúng ta phải xác định những thông tin bổ sung nào cần được suy ra để tiếp tục tìm kiếm lỗi.

Một điều cần lưu ý rằng trong ví dụ trên, ta chỉ giả định một thiết bị duy nhất có lỗi. Mặc dù giả thiết một lỗi duy nhất là một heuristic hữu ích, thường đúng đắn, nhưng thế giới thực thì không đơn giản như vậy.

Kết luận về hệ suy luận dựa trên mô hình

Vì dựa trên sự hiểu biết lý thuyết về các thiết bị đang đề cập, các kỹ thuật dựa trên mô hình bù đắp được nhiều hạn chế của những phương pháp có tính heuristic hơn như hệ chuyên gia dựa trên luật. Một số ưu điểm của hệ thống này có thể liệt kê ra như sau:

• Tạo khả năng sử dụng tri thức về cấu trúc và chức năng của lĩnh vực trong giải quyết vấn đề.
• Vượt qua hạn chế của HCG dựa trên luật, HCG này có khuynh hướng mạnh, “khó vỡ”.
• Một số tri thức có thể chuyển tải cho các công việc khác.
• Có khả năng cung cấp các lời giải thích chỉ rõ nguyên nhân. Những giải thích này có thể truyền đạt một sự hiểu biết sâu hơn về lỗi cho người dùng, và cũng đảm nhiệm một vai trò giảng dạy quan trọng.

Tuy nhiên, hệ suy luận này cũng có những hạn chế của nó:

• Mô hình chỉ là một mô hình nghĩa là một sự trừu tượng của hệ thống, vì vậy ở một mức độ chi tiết nào đó có thể không đúng. Như trong ví dụ trên, chúng ta đã xem giá trị tại những dây dẫn đầu vào cũng như các dây dẫn nối kết bên trong là đúng đắn, ta không thể kiểm tra tình trạng của dây dẫn. Điều gì sẽ xảy ra nếu dây dẫn bị đứt, hoặc có sự kết nối lỏng lẻo với các bộ phận?
• Có một giả thiết ngầm hiểu về thế giới đóng, những gì không nằm trong mô hình có nghĩa là không tồn tại. Vì trong mô hình ta không mô tả dây dẫn, nên ta xem như chúng không tồn tại, vì vậy không thể kiểm tra chúng.
• Hệ suy luận này đòi hỏi phải có một mô hình lý thuyết rõ ràng. Nên việc tích lũy tri thức có thể gặp nhiều khó khăn, khó đạt được mô hình tốt, có khi là không tồn tại mô hình rõ ràng như trong một số chuyên ngành y khoa, tài chính…
• Hệ thống tạo ra có thể lớn và chậm, độ phức tạp cao, có nhiều tình huống ngoại lệ.

Mặc dù vậy, HCG dựa trên mô hình là một bổ sung quan trọng cho các công cụ của kỹ sư tri thức.