JPH03113636A - 知識情報処理システムにおける推論処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、知識を所定の形式で格納した知識ベースと、
該知識ベースを管理Ｊる知識ベース管理手段と、該知識
ベース内の知識を知識ベース管理手段より得て推論を実
行する推論手段とを備え、事実知識に基づいて推論を実
行し、機器等の診断。

分析、予測、計画、設計等を行なう知識処理システムに
おける上記推論の処理方式に関する。

（従来の技術） 推論処理は、一般に、事実知識に対するルールの条件照
合チエツク１条件を満足するルールの選択１選択したル
ールの実行といった処理を条件を満足するルールが存在
しなくなるまで繰り返す。

このような推論処理を高速化するため、従来、事実知識
に対するルールの条件照合情報を保存しておき、ルール
の実行によって変更された事実知識に対してのみ再度条
件照合を行うことによって、条件照合処理の高速化が図
られている。

具体的には、ルールの形式が例えば、 ｆ条件項目１かつ条件項目２かつ条件項目３・・・ｔｈ
ｅｎ　　・・・ となる場合、第７図に示すように、まず、条件項目照合
部４１にて、各ルールの条件項目毎に条件を満足する事
実知識が条件項目毎にすべて蓄えられる。次いで、条件
項目のａｎｄ条件を求めるために、マージ処理部４２に
て、上記のように各条件項目毎に蓄えられた事実知識を
もとに、全ての組合せについて順次条件チエツクが行な
われ（マージ処理）、ルールにおける条件部分を満足す
る事実知識の組合せがすべて求められる。この一連の処
理を決められたすべてのルールについて行ない、ルール
の条件部分を満足する事実知識と当該ルールとの組合せ
（以下、インスタンシェーションという）の集合４３を
作成する。そして、この集合４３から１つのインスタン
シェーションを取出してルールを実行する。

仮説に基づいた推論処理が誤った結果となった場合等、
事実知識が知識ベースから削除された場合、また、新た
な仮説に基づいて推論処理を行なうべく事実知識が知識
ベースに追加された場合は、次のような処理が行なわれ
る。

事実知識が削除された場合は、該事実知識を条件照合対
象としている条件項目について、該事実知識が既に条件
を満足しているとして蓄えられているかどうかを検索し
、蓄えられている場合はそれを取り除き、次に、該条件
項目に対する条件マージ処理の結渠として蓄えられた事
実知識の組合せの集合の中から、削除された事実知識を
含む組合せを順次すべて取り除く。事実知識が追加され
た場合は、該事実知識を条件照合対象としている条件項
目について、条件照合チエツクを行い、条件を満足する
場合は該事実知識を追加蓄積し、次に、追加された事実
に対してマージ処理を行い、マージ処理によって得られ
た事実知識の組合せを追加蓄積する。このようにしてマ
ージ処理を繰り返し、インスタンシェーションの追加を
行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、事実知識間に何らかの関係がある場合、この
関係についての条件を記述すると、上述したような従来
の推論処理の方式では、この関係についての条件も他の
条件と同様、その関係の存在をチエツクするためにマー
ジ処理が必要となる１゜このマージ処理では、ある条件
チエツクにて得られた事実知識がすべて対象となること
から、本来関係のない事実知識についても関係の存在チ
エツクが同様に行なわれる。従って、特に事実知識の数
が多くなった場合、当該処理における無駄な時間が多く
なり、推論処理の高速化の妨げとなる。。

そこで、本考案の課題は、事実知識間に何らかの関係が
あって、この関係についての条件を記述した場合に、マ
ージ処理のような無駄な関係存在のチエツクをおこなく
ても済むようとすることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図に示すように、知識を所定の形式で格
納した知識ベース１と、該知識ベース１を管理する知識
ベース管理手段２と、該知識ベース１内の知識を知識ベ
ース管理手段２より得て推論を実行する推論手段３とを
備えた知識処理システムを前提としており、当該知識処
理システムにおいて、上記課題を解決するための技術的
手段は、事実知識間の関係に基づいたルール条件の記述
を行なった場合、上記推論手段３での推論実行の過程で
、事実知識間の関係に基づいた関係検索を行なうように
したものである。

上記知識ベース１には、知識がルール、フレーム又はワ
ーキングメモリ等のシステムに適合する所定の形式にて
格納される。

上記推論手段３は、基本的に、事実知識に対するルール
の条件照合チエツク、条件を満たすルールの選択１選択
したルールの実行といった機能を含む。

上記関係検索は、ある関係にて連結された事実知識だけ
を対象にして、特定の関係条件の照合を行なうｖ１能を
有するものである。

〔作用］ ルール表現として事実知識間の関係に基づく条件の記述
がなされた場合、推論手段３が知識ベース管理手段２か
ら得られる知識ベース１内の事実知識に基づいて推論を
実行する過程で、上記事実知識間の関係に基づく条件に
ついては、ある関係にて連結される事実知識だけを対象
にして、記述された関係に基づく条件の照合を行なう。

そして、その照合結果が推論手段３での推論実ｆ：ｉに
用いられる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、本発明に係る知識処理システムの基本的なシ
ステム構成例を示すブロック図である。

全体の統括的な制御を行なう中央処理装置＜ＣＰＵ）１
０を中心に高速内部メモリ１１．！１気ディスク、磁気
テープ等の大容量補助記憶装置１２゜更に、入出力装置
１３が接続された構造となっている。中央処理装置１０
は、種々の制御機能と共に知識ベース管理機能、推論機
能を備えている。

高速内部メモリ１１は、例えば、第３図に足すように、
推論用データ領域１４及び知識管理テーブル１５を有し
ており、中央処理装置１０での推論処理は、この推論用
データ領域１４にて実行され、同知識ベース管理機能は
知識管理テーブル１５に基づいて行なわれる。知識ベー
スは、大容量補助記憶装置１２に構築され、各事実知識
がルール。

フレーム、ワーキングメモリ等の形式で格納されている
。また、当該知識ベースにおける各事実知識間の関係情
報が、大容量補助記憶装置１２に格納されており、この
関係情報は、利用に際して、関係する事実知識を指し示
すポインタ情報として高速内部メモリ１１内に展開され
る。入出力装置１３では、推論に用いるルール知識の入
力や推論結果の出力等が行なわれる。

下肥推論処理機能は、知識ベース内のルールをもとに推
論ネットワークを作成するためのルール解釈Ｉａ能と、
これにて作成される当該推論ネットワークにて構成され
る。

推論ネットワークは、第４図に示すように、各条件項目
（Ａ、Ｂ、Ｃ）毎に条件照合チエツクを行う条件項目照
合ノード２１と、関係に基づいて関係検索を行い、関係
する事実知識についてその条件照合チエツクを行う関係
検索ノード２２と、事実知識を検索し、各条件項目照合
ノード２１あるいは関係検索ノード２２に情報を渡すト
ップノード２０と、条件項目間の条件マージ処理を行う
マージ処理ノード２３と、インスタンシエーシヨンの集
合２４とインスタンシェーションを１つ取り出してルー
ル実行を行うルール実行手段２５から構成される。

条件項目照合ノード２１では、条件照合チエツクを行い
、条件を満足する事実知識の情報を蓄積し、マージ処理
ノード２３あるいは関係検索ノード２２に該事実知識の
情報を通知する。事実知識が削除された場合は、蓄積し
ている情報の中から該事実知識の情報を取り除き、マー
ジ処理ノード２３あるいは関係検索ノード２２に該事実
知識が削除されたことを通知する。

マージ処理ノード２３では、条件項目照合ノード２１．
関係検索ノード２２、あるいは上位のマージ処理ノード
２３から通知された情報をもとに以下の処理を行う。事
実知識、あるいは、その組合せの情報が通知された場合
は、もう一方の上位ノードに蓄積された情報とのすべて
の組合せについて条件チエツクを行い、条件を満足する
組合せの情報を蓄積し、下位のノードに通知、あるいは
、下位のノードがない場合はインスタンシェーションを
作成して集合２４に格納する。逆に、事実知識の削除が
通知された場合は、蓄積している情報の中から、該事実
知識を含む組合せをすべて取り除き、下位のノードの削
除の通知を行うか、あるいは、下位のノードがない場合
（Ｊ１インスタンシェーションを集合２４から取り除く
。

関係検索ノード２２では、条件項目照合ノード２１から
通知された事実知識に基づいた関係検索によって連結さ
れる事大知識を検索し、その連結される事実知識みを対
象に条件チエツクを行う（Ｒ＋　、Ｒ２）。条件を満足
する場合はその情報を蓄積し、マージ処理ノード１２と
同様に下位のノードに通知するか、あるいはインスタン
シエションの追加を行う。ルール実行によって関係が追
加され、トップノード２０からその旨を通知された場合
は、上位の条件項目照合ノード２１に蓄積された情報を
サーチ−し、該関係によって連結される事実知識が存在
する場合は、関係検索によって他方の連結される事実知
識を検索し、以下条件項目照合ノード２１から事実知識
の情報が通知された場合と同様の処理を行う。ルール実
行によって関係で連結された事実知識が追加され、トッ
プノード２０からその旨を通知された場合は、まず、条
件項目チエツクを行う３１次に条件を満足する場合は関
係検索によって連結される事実知識を検索する。次に該
事実知識が１位の条件項ｌ」照合ノード２１に蓄積され
た情報に合まれるかどうチエツクし、含まれる場合は、
条何項目間の条件チエツクを行う、最後に、条件を満足
する場合はその情報を蓄積し、下位のノードに通知する
か、あるいはインスタンシェーションの追加を行う。ま
た、上位の条件項目照合ノード２１から事実知識の削除
が通知された場合、あるいは、トップノード２０から関
係または関係によって連結された事実知識の削除が通知
された場合は、マージ処理ノード２３と同様、蓄積され
ている情報の中から、該当する事実知識を含む組合せを
すべて取り除き、下位のノードに削除通知を行なうか、
インスタンシェーションを集合２４から取り除く。

次に、具体的な推論処理について説明する。

ルールは次のように記述される。

１［（入出力関係？Ｘ（出力？ｙ）（入カフｚ）（累Ｆ
？ｙ（名１ｙｊａｎｄ　　素子））（素子？Ｚ（名前　
ｎｏｔ　　素子））ｔｈｅｎ　［ａｎｄ素子とｎｏｔ素
了をｎｏｒ素了に置き換える。１ ・これは、第５図に示すように、ａｎｄ素子３１の出１
）とｎｏｔ素子３２の入力がＰ点にて接続された入出力
関係がある場合、その入出力関係において接続されるａ
ｎｄ素子３１とｎｏｔ素Ｆ３２はｎｏｒ　素子３３に置
ぎ換えられることを意味している。

上記のようなルール記述に対する推論ネットワークは、
例えば第６図に示すようになる。

事実知識の）ら、素子１こ関するグループからルートノ
ードを介して引かれる各素子のうち名前がａｎｄ　素子
となるものを順次照合チエツクしく条件項目照合ノード
２１に対１５）、照合がとられた全てのａｎｄ素子が蓄
積される０、そして、そのａｎｄ素子と入出力関係で結
ばれた素ｆが予め定めであるポインタ情報を参照しで検
索され、その検索された素子のみを対照にして名前がｎ
ｏｔ素Ｔとなる素ｆの条件照合チエツクが行なわれる。

（関係検索ノード２２に対応）。この関係検索の結果前
られるａｎｄ素子とｎｏｔ素子の組みが蓄積され、その
素子の組とルールとが組となってインスタンシェーショ
ンの追加がなされる。そして、そのインスタンシエーシ
ヨンの集合から１つが選択され、ルールの実行によって
ａｎｄ素子とｎｏｔ素子の組がｍａｒ素子に置き換えら
れる。

上記のように、関係検索では、ａｎｄ素子と人出力関係
で結ばれた素子だけを対象に口Ｏ［素子の条ｎ照合が行
なわれることからその条件照合の対象が７−ジ処理より
少なくなって、時間がより短時間となる。

また、上記実施例では、関係検索において、ルール実行
サイクル時に再度条件照合を行う必要がないように、関
係に基づく条件を満足する事実知識の組合せを蓄積して
おき、関係あるいは関係する事実知識の削除、追加時に
も従来のンージ処理と同様に蓄積した条件照合情報の更
新を可能にしている。これにより、事実知識の削除、追
加に伴う推論処理時間の増大が極力防止される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、事実知識間の関
係に基づいたルール条件の記述を行なった場合、推論処
理の過程で、事実知識間の関係に基づいた関係検索を行
なうようにしため、条件照合情報が、より少なくなり、
マージ処理のような無駄な関係存在のチエツクを行なわ
なくて済むようになる。従って、推論処理のより高速化
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、第２図は本発明の一実施
例におけるシステム構成図、第３図は＾速内部メモリの
構造を示す図、第４図は推論ネットワークを示す図、第
５図はルールの一例を示す図、第６図は、具体的なルー
ルに基づいた推論ネットワークを示す図、第７図は従来
の推論処理方式を示す図である。 １・・・知識ベース、２・・・知識ベース管理手段、３
・・１１１１論手段、１１・・・高速内部メモリ、１２
・・・大容量補助配憶装置、１３・・・入出力装置、１
４・・・推論用デー・夕領域、１５・・・知識管理テー
ブル、２０・・・トップノード、２１・・・条件項目照
合ノード、２２・・・関係検索ノード、２３・・・マー
ジ処理ノード、２４・・・インスタンシェーションの集
合、２５・・・ルール実行手段。 ／９５日月の赤理構入図 第１　口 　２１ 高琢、内邪メｔりのａ圧を示す図 第３０ ４ １清年・ソト７−７の一伊］をホす図 第４図 几−几の一例！示す図 第５ｒ 獲米の請誇肌理方式乞７ｆ＋４図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 知識を所定の形式で格納した知識ベースと、該知識ベー
   スを管理する知識ベース管理手段と、該知識ベース内の
   知識を知識ベース管理手段より得て推論を実行する推論
   手段とを備えた知識処理システムにおいて、 事実知識間の関係に基づいたルール条件の記述を行なっ
   た場合、 上記推論手段での推論実行の過程で事実知識間の関係に
   基づいた関係検索を行なうことを特徴とする知識処理シ
   ステムにおける推論処理方式。