JPH03269630A - 知識ベース構築ツール - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は既知事象データおよびルール情報に基づいて推
論を行うエキスパートシステムのルール情報を作成する
知識ベース構築ツールに関する。

（従来の技術） 一般に、エキスパートシステムは、すでに判明している
事象の集合を持ち、その既知事象の集合が、ある特定の
パターンと一致しているときに新たな事象が推論され、
この推論がくり返されることによって、最終的に問題に
対する解答を見い出すシステムである。

従来のエキスパートシステムの基本構成を第８図に示す
。ルールベース１は専門家の知識の集合であり、ルール
として形成されている。このルールは入出力装置６にて
知識工学の技術者（にＥ）により作成され、知識技術者
向インタフェース４を介してルールベース１に入力され
る。既知情報データベース２には推論開始前に既に判明
している既知情報データが格納され、この既知情報デー
タおよびルールに基づいて推論エンジン３で推論を行う
。そして、推論実行中に行うユーザとエキスパートシス
テムとのやりとりは入出力装置６にてエンドユーザイン
タフェース５を介して行われる。

ルールベース１は、ルールと呼ばれる断片的な知識の集
合であり、このルールはそれぞれＩＦ部とＴＨＥＮ部と
で構成される。ＩＦ部にはルールが適用される事象のパ
ターンが記述されており、ＴＨＥＮ部には、ＩＦ部と既
知情報データベース２に記憶された既知事象の集合との
パターン照合が成立したときに導出される事象および、
実行されるべき手続が記述されている。

なお、入出力装置６は、ディスプレイ６ａ、キーボード
６ｂ、マウス６ｃとから構成されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このような知識ベース構築ツールでは、知識
工学の技術者（Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　Ｅｎｇｅｎｅｅｒ
。

以下ＫＥと称す）が、専門家からインタビュー等で収集
した知識を整理し、ルールとして登録するといった方法
がとられているので、ＫＥの存在が、ルールベースｌを
構築する上での必須条件となっていた。

また知識収集の際のＫＥと専門家との間での意思の疎通
に多大の時間を要し、かつＫＥという媒体が入るため、
情報の伝達が十分に行われない場合があり、ルールベー
スの信頼性を低下させる一要因となっていた。

従って、本発明はプログラミング手法や知識工学の専門
知識及びルールベース構築ツールそのものに関する深い
知識を必要とせず、また該当分野の専門家がＫＥを介さ
ずに、直接ルールベースを作成できるルールベース構築
ツールを開発することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は推論開始前に既に判明している既知事象データ
および予め定めた専門家の知識の集合であるルールに基
づいて推論を行うエキスパートシステムのルールを作成
する知識ベース構築ツールであって１作成しようとする
ルールの各項目の入力枠を入出力装置のディスプレイ上
に樹形図で表示しルールを管理するためのルールベース
管理情報および既知事象データに基づいて入力枠に必要
なデータを入力してルールを作成するためのルール編集
グラフィックツールと、このルール編集グラフィックツ
ールで作成されたルールおよびルールを管理するための
ルールベース管理情報とを格納したルール情報データベ
ースと、このルール情報データベースに格納されたルー
ルをルールベースのソースコードに変換するためのルー
ルベースジェネレータとを具備している。

（作用） ルール編集グラフィックツールによって樹形図として表
示されたルールの各項目に入出力装置で必要なデータを
入力してルールを作成し、その作成したルールをルール
ベースのソースコードに変換してルールベースに登録す
る。

（実施例） 以下、第１図乃至第８図を参照して本発明の一実施例を
説明する。第１図はエキスパートシステムに本発明の知
識ベース構築ツールを適用したブロック構成国である。

本発明では第９図に示した従来のものに、ルール編集グ
ラフィックツール７゜ルール情報データベース８および
ルールベースジェネレータ９を新たに追加した構成とな
っている。

ルール編集グラフィックツール７は入出力族Ｗ６によっ
て起動され、入出力装置６のディスプレイ６ａにオペレ
ータが入力すべきデータの入力枠を樹形図で表示するも
のであり、オペレータはキーボード６ｂおよびマウス６
ｃを用いて、ディスプレイ６ａ上の入力枠に必要なデー
タを入力していく。これにより、ルールが作成され、そ
の作成されたルールはルール情報データベース８に格納
される。このルール情報データベース８には作成された
ルールのみならずルールを管理するためのルールベース
管理情報も格納され、これはルールの作成にあたってオ
ペレータに必要な指示を与えるデータとして使用される
。ルール情報データベース８に格納されたルールはエキ
スパートシステムのルールベース１とは異なった形式（
樹形図）であるので。

ルールベースジェネレータ９でエキスパートシステムで
使用できるルールベース１の形式に変換する。

いま、以下に示すルールを作成する場合について説明す
る。

ここで、「？」は変数を、ｒ＝Ｊは代入を「＝＝」は比
較をそれぞれ表わす。

第２図は入出力装置６のディスプレイ６ａ上に上記ルー
ルを表示したものを示す。すなわち、ルール編集グラフ
ィックツール７を用いてルールの作成完了した場合を示
している。ルールはＩＦ部とＴＨＥＮ部とからなり、Ｉ
Ｆ部は事象パターンを列挙し各々の項目の関係をＡＮＤ
、ＯＲ論理で樹形図によって表現されている。そして、
各々の事象パターンは事象名と拘束条件とからなり、ル
ール編集グラフィックツール７を用いてのルール作成に
あたっては各々の事象名人刃枠１１．各々の拘束条件入
力枠に必要なデータを入力していくことになる。また。

ＡＮＤ１３ａ　、　１３ｃや０Ｒ１３ｂも入出力袋Ｍ６
から指定して入力することとなる。

ルールのＴＨＥＮ部は、導出事象、呼量数、出力メツセ
ージからなり、これらに対応して設けられた導出事象芯
枠、導出事象値枠、呼関数枠、引数入力枠、出力メツセ
ージ枠に入出力装置６から必要なデータを入力して作成
することになる。こうして入力されたルールをルール情
報データベース８に登録する。ここで、導出事象を既知
事象データベース２に登録することにより、他のルール
のＩＦ部で参照が可能になる。

第３図はこのようにして作成されたルールをルール情報
データベース８に登録した場合の説明図である。すなわ
ち、ルールをＩＦ部とＴＨＥＮ部とに分割して格納し、
一つのルールは一つのテーブルで格納する。ＩＦ部では
、事象名と拘束条件とを格納し、樹形図のＡＮＤ、ＯＲ
論理は樹形図情報として格納されることになる。ＴＨＥ
Ｎ部では、導出事象、呼出関数、出力メツセージ等をそ
れぞれの格納場所に保存する。

ルール情報データベース８に保存された各ルールは、ル
ールベースジェネレータ９によりルールベース１の作成
が行われる。ルールベースジェネレータ９はルール情報
データベース８がら、一つのルールずつ情報を読み出し
、変数の数や種別を判定し、必要な形式を選択してルー
ルベース１用の形式に変換する。また呼出関数の定義、
入出力装置６とのエンドユーザインタフェース５のコン
トロール、推論の初期設定やファイルの初期化などの初
期化処理ファイルの終了処理や終了メツセージの出力な
どの終了処理を行うための固定ルールや必要な手続きを
ルールベースに付加する。

ルール情報データベース８には第３図に示したルール情
報だけでなく、第４図に示すルールベース管理情報も格
納されている。このルールベース管理情報はルールを管
理するもので、　ＲＵＬＥＩＮＦＯレコード３０．　Ｐ
ＡＲＴＩＦレコード３１．　ＰＡＲＴＴＨＥＮレコード
３２およびＦＵＮＣＴＩＯＮレコード３３から構成され
る。ルールはＲＵＬＥＩＮＦＯレコード３０．　ＰＡＲ
ＴＩＦレコード３１およびＰＡＲＴＴＨＥＮレコード３
２の３つのレコードにより管理される。　ＲＵＬＥＩＮ
ＦＯレコード３０にはルール全体に関する情報と横形図
に関する情報が格納され、ＰＡＲＴＩＦレコード３１に
はルールベースの各パターンに対する情報が格納される
。そしてＰＡＲＴＴＨＥＮレコード３２にはルールＴＨ
ＥＮ部に関する情報が書き込まれる。また、ＦＵＮＣＴ
ＩＯＮレコード３３にはこのシステムで呼び出すことが
できる関数の情報が用意されている。

次に、第５図は既知事象データベース２の説明図である
。ここで、既知事象として定義される事象はプロセスデ
ータである場合を示している。プロセスデータに関する
情報はＤＡＴＡＩＮＦＯレコード３４に登録される。プ
ロセスデータがディジタルのときはＤＩＧＩＤＩＳＰレ
コード３５に登録される文字セットが事象の値になる。

データがアナログかディジタルかの判別はデータタグ名
称で判別される。

次に、第６図はルールのＩＦ部を作成するための説明図
であり、第２図に示した事象パターンの第２行め、すな
わち事象名「温度２」を入力作成する場合の説明図であ
る。まず入出力装置ｉ６からのルール作成要求があると
ルール編集グラフィックツール７は、ディスプレイ６ａ
に事象名人刃枠１１を表示する。オペレータがマウス６
Ｃによりその事象名人刃枠１１を指示選択すると、ルー
ル編集グラフィックツール７は、既知事象データベース
２のＤＡＴＡＩＮＦＯレコード３４のデータ名称および
ルールベース管理情報のＰＡＲＴＴＨＥＮレコード３２
の生成事象名を検索しから、この場合は「温度２」であ
るので、「温度２」を選択する。

この事象名が選択されると、ルール編集グラフィックツ
ール７は再度既知事象データベース２のＤＡＴＡＩＮＦ
Ｏレコード３４のデータ表示コードを検索して、その事
象の属性２３を表示する。またルール編集グラフィック
ツール７はこの属性２３にしたがって拘束条件人力枠１
２の表示個数や形式を決定する。

この場合は「値１」であるので、拘束条件人力枠１２を
１個表示する。

オペレータにより拘束条件人力枠１２が指示選択される
と、ルール編集グラフィックツール７はルールベース管
理情報および既知事象データベース２のデータ表コード
を検索し、比較演算子−覧１８ａ。

１８ｂおよび比較対象−覧１９ａ、１９ｂを表示する。

比較演算子−覧１８ａおよび比較対象−覧１９ａは事象
の属性２３がアナログデータの場合に表示されるもので
あり、比較演算子−覧１８ｂおよび比較対象１９ｂは事
象の属性２３がディジタルデータの場合に表示されるも
のである。

この場合には、事象がアナログデータであるので、比較
演算子−覧１８ａの中から演算子を選択することになる
。また、比較対象−覧１９ａの中から比較対象を選択す
ることになり、比較対象としては数値入力も許可されて
いる。

一方、ディジタルデータのときには既知事象データベー
ス２のＤＩ（ｄＤＩｓＰレコード３５のデジ表示コード
がＤＡＴＡＩＮＦＯレコード中のデータ表示コードと同
一のものを検索し、比較対象−覧１９ｂを作成する。ま
た数値以外の場合にはＰＡＲＴＴ）ＩＥＮレコード３２
の生成事象名が事象名と一致するものの値を検索し、リ
スト表示する。また、樹形図のＡＮＤ、ＯＲ記号は、マ
ウス１６ｃのボタン操作により入力される。

第７図にルールのＴＨＥＮ部を作成する場合を示す。

導出事象名人刃枠１４ａはキーボード６ｂからの入力を
受けつけ、文字入力される。導出事象値枠１４ｂはキー
ボード６ｂからの入力だけでなく、マウス６Ｃによる選
択入力も行われる。すなわち、ルール編集グラフィック
ツール７は導出事象値枠１４ｂに対し、１Ｆ部に登録済
の事象の値を引くことと、呼出関数の戻り値を取ること
ができるよう、導出事象値−覧２０を表示する。ここで
導出事象−覧２０から損傷部および肉厚に対応する値が
抜けているのは、この部分の論理がＯＲで結合されてい
るので損傷部および肉厚という事象がない場合でも、こ
のルールが成立することがあるので、このような不正な
値が入力されるのを防止するためである。

また呼出関数名枠１５ａの選択により、ルール編集グラ
フィックツール７はルールベース管理情報のＦＵＮＣＴ
ＩＯＮレコード３３の関数名称を検索し、関数−覧２１
を表示する。オペレータが関数名を選択するとルールベ
ース管理情報より、引数の個数を取得し、引数入力枠１
５ｂ、１５ｃを表示する。引数人力枠１５ｂ、１５ｃへ
はキーボード６ｂからの文字入力の他、ＩＦ部に登録済
の事象の値を引くことができるため、引数値−覧２２を
表示し、選択を要求する。ここでも導出事象の値のとき
と同様にＯＲで結合された部分は引けないようにする。

導出事象の値または呼出関数の引数が入力された後、Ａ
ＮＤ　、　ＯＲ記号がＡＮＤからＯＲに切換った場合、
ＯＲ結合された部分が参照されるようにならないかを検
査し、不正のときはエラーメツセージを出力し、切替を
行わない、また、出力メツセージ枠１６はキーボード６
Ｃからの文字入力を受けつける。

このような操作により、ルールを作成し修正する。一方
、ルールを削除する場合は導出事象が他のルールのＩＦ
部で参照されている可能性があるため、そのルールのＩ
Ｆ部が削除された場合に参照側のルールが絶対に成立し
なくなる可能性がある。

これを防止するため、ＩＦ部の事象パターンと他のルー
ルの導出事象や値をデータベースから検索し。

不正があればエラーメツセージを出力し、操作を行わな
い。

ここで、ディスプレイの解像度や、適用する問題領域で
の知識内容を考慮し、ＩＦ部の樹形図を２ｎのパタンの
組みあわせとして樹形図の段数をｎ段にすることも可能
である。

また、樹形図の形をビットマツプデイスプレー上で自由
に変更できるようにするＩＦ部のバタンとしてＱ＆Ａ入
力、関数呼出結果等の追加、　ＴＨＥＮ部に推論履歴保
存やファイルアクセス々どの機能をちり込むことも可能
である。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、ルール作成にあたっ
て各種入力枠が表示され入力すべき項目が表示されるの
で、知識工学に対する専門的な知識がなくとも簡単に知
識ベースが作成できる。

また記述したい知識が当該知識をもつ技術者によって直
接記述され、知識ベース専門家が介在する場合に生ずる
コミニュケーション不足による誤りがなくなり、知識ベ
ースを構築するための期間やコストが大幅に短縮される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の知識ベース構築ツールをエキスパート
システムに適用したブロック図、第２図は本発明の知識
ベース構築ツールで作成したルールの表示例を示す平面
図、第３図は作成されたルールをルール情報データベー
スに格納した場合の説明図、第４図はルール情報データ
ベースに格納されたルールベース管理情報の説明図、第
５図は既知事象データベースの説明図、第６図はルール
のＩＦ部を作成する手順の説明図、第７図はルールＴＨ
ＥＮ部を作成する手順を示す説明図、第８図は従来のエ
キスパートシステムを示すブロック図である。 １・・・ルールベース、２・・・既知事象データベース
、３・・・推論エンジン、４・・・知識技術者向インタ
フェース、５・・・エンドユーザインタフェース、６・
・・入出力装置、７・・・ルール編集グラフィックツー
ル、８・・・情報データベース、９・・・ルールベース
ジェネレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 推論開始前に既に判明している既知事象データおよび予
   め定めた専門家の知識の集合であるルールに基づいて推
   論を行うエキスパートシステムの前記ルールを作成する
   知識ベース構築ツールにおいて、作成しようとするルー
   ルの各項目の入力枠を入出力装置のディスプレイ上に樹
   形図で表示し前記ルールを管理するためのルールベース
   管理情報および前記既知事象データに基づいて前記入力
   枠に必要なデータを入力して前記ルールを作成するため
   のルール編集グラフィックツールと、このルール編集グ
   ラフィックツールで作成されたルールおよび前記ルール
   を管理するためのルールベース管理情報とを格納したル
   ール情報データベースと、このルール情報データベース
   に格納された前記ルールをルールベースのソースコード
   に変換するためのルールベースジェネレータとを具備し
   たことを特徴とする知識ベース構築ツール。