DE69232452T2

DE69232452T2 - Expertensystem mit einem Wissenserfassungsunterstützungssystem

Info

Publication number: DE69232452T2
Application number: DE69232452T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Hiji; Toshiro Yamanaka
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Touhoku Software Ltd; Hitachi Tohoku Software Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Solutions East Japan Ltd; Hitachi Touhoku Software Ltd
Priority date: 1991-06-20
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2012-06-20
Also published as: EP0519478A3; DE69232452D1; EP0519478A2; JP3184243B2; EP0519478B1; US5504840A; JPH04370833A

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine Konstruktion einer Wissensbasis in einem Expertensystem, genauer auf ein Unterstützungssystem zur Wissenserfassung und ein Verfahren zur Unterstützung des Betriebs um Regeln aus einem Satz mehrerer angesammelter Fälle zu generieren, die eine hohe Brauchbarkeit bei einer hohen Effizienz ausdrücken.
Eine Wissenserfassungstechnik zu Generierung der Regeln des Expertensystems aus den angesammelten Fällen wurde in dem Aufsatz mit dem Titel "Utilized Rule Induction for Extracting Knowledge from Cases and Prospective Other Methods", S. 46-55, Spring Issue, Nikkei AI, separate Vol., 1990 vorgestellt. Mit der zunehmender Nutzung des Expertensystems wird eine Methodik zum Erfassen des Wissens und eine Reduzierung der Last der Wissenserfassung zur Konstruktion der Wissensbasis, die ein Schlüssel ist, um die Konstruktion des Expertensystems erfolgreich oder nicht erfolgreich zu machen, gewünscht.
Ein intelligentes Datenreduzierungssystem zur Mustererkennung hat K. A. Soulsbury und Kollegen in "A rules-based approach to classification of chemical acoustic emission signals", Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 15(92) 87-105 beschrieben. In diesem Aufsatz werden durch die Analyse von Daten aus vorangegangenen Experimenten Signalklassifizierungsregeln erzeugt. Basierend auf der Evaluierung der Klassifizierungsergebnisse können die Regeln geändert und optimiert werden. Jedoch behandelt dieser Ansatz nur die Klassifizierung von Daten für die chemische Analyse und essentielle Schritte einer Wissenserfassung in einem Expertensystem, wie z. B. Ändern und Hinzufügen der relevanten Daten, ist nicht von Bedeutung.
Im allgemeinen beinhaltet die Wissenserfassung in einem Expertensystem die im folgenden genannten, grob klassifizierten Schritte.
Schritt 1: Sammeln konkreter Fälle und Verarbeitungsprozeduren aus Wissensquellen (Dokumenten, Fachleute, usw.).
Schritt 2: Umordnen der gesammelten Fälle und Verarbeitungsprozeduren.
Schritt 3: Verallgemeinern und Normalisieren der umgeordneten Fälle und Verarbeitungsprozeduren.
Schritt 4: Überprüfen, Hinzufügen und Ändern des verallgemeinerten und normalisierten Wissens.
Schritt S: Übertragen des Wissens aus Schritt 4 in Wissensausdrücke wie Regeln und Einordnen und Sichern dieser in einer Wissensbasis.
Eine Regelinduktionstechnik, bekannt als eine der Wissenserfassungstechniken die jetzt in Benutzung sind, ist fähig die Schritte 2 bis 5 zu unterstützen. Tatsächlich führen jedoch die Wissensingenieure und die Fachleute mit einem High-Level Wissen immer noch wichtige Operationen, wie das Umordnen der zu nutzenden Fälle, Weiterentwickeln der generierten Regeln und Bestimmen der Information die als nächstes aufgenommen wird, bei der Konstruktion der Wissensbasis auf einem Expertensystem aus.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es ein Expertensystem mit einem Unterstützungssystem zur Wissenserfassung zu schaffen, das den Aufbau einer Wissensbasis erleichtert.
Die Erfindung sollte weiterhin, wie in den Ansprüchen dargelegt, fähig sein halbautomatisch brauchbare Fälle zur Generierung der Regeln auszuwählen und weiter Informationen aufzuzeigen, die als nächstes auf der Basis der weiterentwickelten Ergebnisse aufgenommen werden sollen.
Die Operationen die durch die Wissensingenieure und Fachleute ausgeführt werden, sind durch den Gebrauch einer Wissenserfassungstechnik bestehend aus den folgenden Schritten halbautomatisiert: Setzen eines bestimmten Fallauswertungskriteriums für eingegebene Fälle; Entscheiden durch die Benutzung des Satzevaluierungskriteriums ob, oder nicht die eingegebenen Fälle das Evaluierungskriterium erfüllen; Löschen und Ändern der nicht befriedigenden Fälle; Generieren der Regeln durch Nutzen der Fälle, die das Evaluierungskriterium erfüllen, und der relationalen Informationen zwischen Elementen, die die vorher eingegebenen Fälle bestimmen; Evaluierung der erzeugten Regeln in einem Regelevaluierungsteil; Bewerten der evaluierten Ergebnisse, die in dem Regelbewertungsteil in Übereinstimmung mit einer vorher in einem Informationsanzeichenteil angesammelten Beurteilungsprozedur erhalten wurden; und Anzeigen eines als nächstes auszuführenden Prozesses, von Informationen die aufgenommen werden sollen und von Informationen um die zwischenelementaren Beziehungen zu kompensieren.
In Übereinstimmung mit der Erfindung, sobald die Wissensbasis eines Expertensystems konstruiert wird, werden wenn ein vorher angesammelter Satz von Fällen eingegeben wird, die jeweiligen Fälle basierend auf dem vorher festgelegten Kriterium bewertet. Die Fälle, die das Bewertungskriterium nicht erfüllen, werden gelöscht oder, um das Bewertungskriterium zu erfüllen, geändert. Nur die Fälle, die das Bewertungskriterium erfüllen, werden zur Regelgenerierung benutzt. Sobald die Regeln generiert werden, werden die Bedingungen zur Klassifizierung der Fälle durch die Fälle, die das Bewertungskriterium und die Beziehungen zwischen den Elementen die die Fälle begründen erfüllen, als Regeln generiert. Die generierten Regeln werden evaluiert. Es wird entschieden, welcher Prozeß in Übereinstimmung mit der vorher angesammelten Evaluierungsprozedur in Zusammenhang mit den bewerteten Ergebnissen ausgeführt wird. Es werden nacheinander Informationsstücke über den als nächstes auszuführenden Prozeß, die als fehlerhaft verstandenen Fälle und die zwischenelementaren Beziehungen angezeigt. Diese Schritte werden wiederholt ausgeführt, wodurch es möglich wird die Wissensbasis in einem Expertensystem halbautomatisch zu konstruieren.
Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Diskussion im Zusammenhang mit den begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein konzeptionelles Diagramm, das den Aufbau des Hauptteils der Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das ein konstruktives Beispiel eines Computersystems darstellt, auf welchem die Erfindung angewendet wird;
Fig. 3 ein Diagramm, das den Aufbau einer Fallbasis in einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 4 ein relationales Diagramm, das die Beziehung zwischen den Elementen, die ein Bedingungsteil festlegen, darstellt;
Fig. 5 ein Diagramm, das ein Beispiel von durch das Fallvorverarbeitungsteil 21 generierten Regeln darstellt;
Fig. 6 ein Diagramm, das ein Beispiel von durch die Regelgenerierungsteil 22 erzeugten Regeln darstellt;
Fig. 7 ein Diagramm, das einen durch das Fallvorverarbeitungsteil 21 vorbereiteten Zähler und Tabellen darstellt;
Fig. 8 ein Diagramm, das die Konstruktion einer durch das Regelbewertungsteil 23 generierten Tabelle darstellt;
Fig. 9 ein Diagramm, das einen Aufbau eines Informationsanzeigeteils 24 und ein Beispiel einer Beurteilungsprozedur darstellt;
Fig. 10 ein Diagramm, das eine Konstruktion eines bewerteten Ergebnisspeicherteils 94 darstellt;
Fig. 11 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Testfalltabelle darstellt;
Fig. 12 ein Flußdiagramm, das den Prozeßablauf in dieser Ausführungsform darstellt;
Fig. 13 ein aus Fig. 12 fortgesetztes Flußdiagramm;
Fig. 14 ein aus Fig. 13 fortgesetztes Flußdiagramm; und
Fig. 15 ein aus Fig. 14 fortgesetztes Flußdiagramm.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend in bezug auf die Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Konstruktion des Hauptteils in der Ausführungsform dieser Erfindung. Ein dargestelltes Unterstützungssystem zur Wissenserfassung ist aufgebaut aus: einer Fallbasis 1 zum Sammeln der Fälle; einem Wissenserfassungsmodul das in Verbindung mit der Fallbasis 1 verwendet wird; einer Regelbasis 3 die in Verbindung mit dem Unterstützungsmodul zur Wissenserfassung 2 verwendet wird; einer relationalen Ausdrucksbasis 4, die vorzugsweise in Verbindung mit dem Unterstützungsmodul 2 zur Wissenserfassung verwendet wird, um zwischenelementare relationale Ausdrücke zu speichern; und einer Testdatenbank 5 die vorzugsweise in Verbindung mit dem Unterstützungsmodul 2 zur Wissenserfassung zur Speicherung von Testdaten verwendet wird. Das Unterstützungsmodul 2 zur Wissenserfassung besteht aus einem Fallvorverarbeitungsteil 21, einem Regelgenerierungsteil 22 zur Generierung von Regeln mit Hilfe der von der Vorverarbeitungseinheit 21 vorverarbeiteten Fälle, einem Regelevaluierungsteil 23 zur Evaluierung der durch die Regelgenerierungseinheit 22 generierten Regeln und einer Informationsanzeigeeinheit 24. Die in der Testdatenbank 5 gespeicherten Testdaten werden, wenn die Regeln evaluiert werden, in der Regelevaluierungseinheit genutzt. Fig. 2 stellt ein konstruktives Beispiel der Hardware eines Computersystems dar, auf dem die Erfindung angewendet wird. Das Computersystem besteht aus einer CPU 11, einem Speicher 12 der über eine Übertragungsleitung mit der CPU 11 verbunden ist, einer externen Speichereinheit 13, einer Tastatur 14, einem Display 15 und einem Drucker 16. Die externe Speichereinheit 13 beinhaltet die Fallbasis 1, die Regelbasis 3, die relationale Ausdrucksbasis 4, die Testdatenbank 5, alle in Fig. 1 gezeigt, und eine Entscheidungsprozedurspeichereinheit 91 die später erwähnt wird. Der Speicher 12 beinhaltet das Unterstützungsmodul 2 zur Wissenserfassung.
Die Fallbasis 1 besteht, wie in Fig. 3 dargestellt, aus einem Element 31, das den Fall beschreibt, und einer Schlußfolgerung 32 die von Element 31 bestimmt wird. Das Element 31 ist fähig eine beliebige Anzahl von Elementen wie Element 311, Element 312, ..., Element 313 zu bestimmen. Das Element 31 hat beliebige Werte 331, 332, ..., 333 für jedes Element. Die Schlußfolgerung 32 hat einen Wert 334, der durch die oben beschriebenen beliebigen Werte 331, 332, ..., 333 für jedes Element bestimmt wird. Eine Folge von Werten, die in Fig. 3 horizontal angeordnet sind, wie z. B. 331, 332, ..., 333, 334, beziehen sich auf einen Fall 33. Unter den in der Fallbasis 1 gespeicherten Fällen, wie im Fall einer leeren 352 des Falles 35, haben einige Fälle keinen Wert (leer) in bezug auf ein bestimmtes Element. Die Elemente 311, 312, ..., in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform, werden aufgrund der Annahme von spezifischen Zustandsmengen einer Temperatur, eines Drucks oder ähnlichem an einem bestimmten Aufnahmepunkt des Prozesses ausgegeben. Jedoch keinen Wert in bezug auf ein bestimmtes Element zu haben impliziert, das z. B. ein Druckwert an einem bestimmten Aufnahmepunkt nicht bestimmt wird.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel der relationalen Ausdrücke, die die Reihenfolge, übereinstimmend zu der Größenordnung der Wichtigkeit zwischen den Elementen (Element 311, Element 312, ..., Element 313 in Fig. 3) angeben. In den relationalen Ausdrücken, wie beschrieben in Fig. 4, sind die Elemente 41, 42, ... von links nach rechts, der Wichtigkeit der Größenordnung entsprechend, angeordnet und durch die Pfeillinien 43 miteinander verbunden. Ein Teil in dem die Wichtigkeit nicht definiert ist wird durch ein "?", wie Element 44, gekennzeichnet. Eine Mehrzahl von Elementen die gleich behandelt werden, werden en bloc in einer einzelnen Box 45 angegeben. Dieser relationale Ausdruck, durch die Tastatur 14 eingegeben, wird in der relationalen Ausdrucksbasis 4 gespeichert.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer durch die Fallvorverarbeitungseinheit 21 erzeugten Regel. Wenn der zu entscheidende Fall keinen Wert des Elements (2) hat, beschreiben die in der Tabelle C gespeicherten Fälle, daß die durch das Regelgenerierungsteil 22 erzeugte Regel, auszuführen ist. Die Tabelle C wird später erläutert.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel durch die Regelgenerierungseinheit 22 erzeugten Regeln. Die Regel 66 besteht z. B. aus den Bedingungen 61, 62 und einem Wert 63 der, wenn die Bedingungen 61 oder 62 erfüllt sind, festgestellten Schlußfolgerung. Ein Satz der Bedingungen 61, 62 in der Regel 66 wird als Bedingungsteil 64 bezeichnet. Gibt es einen oder mehrere Werte 63 der Schlußfolgerung, wird ein Satz dieser Werte als Schlußfolgerungsteil 65 bezeichnet. Die Bezeichnungen der Regeln 67, 68, 69 und 60 sind die gleichen.
Fig. 7 stellt eine durch die Fallvorverarbeitungseinheit 21 vorbereitete Datenkonstruktion der Tabellen dar. Basierend auf den eingelesenen Fällen bereitet die Fallvorverarbeitungseinheit 21 eine Arbeitstabelle 71 zur Speicherung der Fälle pro Schlußfolgerung, einen Zähler 72 zum Zählen der Anzahl der Fälle pro Schlußfolgerung, eine Tabelle A 73 zur Speicherung der Fälle die ein Evaluierungskriterium erfüllen, eine Tabelle B 74 zur Speicherung der Fälle der Schlußfolgerungen die eine geringere Anzahl an Fällen haben als eine vorgegebene konstante Anzahl und eine Tabelle C 75 zur Speicherung eines Falles 35 der in bezug auf ein bestimmtes Element 312 keinen Wert besitzt, vor. Die Tabelle C 75 wird nur dann vorbereitet wenn eine Notwendigkeit zur Speicherung des Falles, der in bezug auf ein bestimmtes Element keinen Wert hat, besteht.
Fig. 8 zeigt eine durch die Regelevaluierungseinheit 23 vorbereitete Datenkonstruktion einer Tabelle. Die Regelevaluierungseinheit 23 zur Evaluierung der generierten Regeln bereitet eine fehlerhaft Falltabelle 82 zur Speicherung der als fehlerhaft verstandenen Fälle, eine Elementnumerierungstabelle 83 zur Speicherung der Daten die eine Gebrauchsnummer eines jeden Elements der Regelbedingungseinheit aufweisen, eine Richtigfalltabelle 84 zur Speicherung der Fälle die durch die generierten Regeln richtig klassifiziert wurden, eine Fehlerfalltabelle 85 zur Speicherung der Fälle die durch die generierten Regeln als fehlerhaft klassifiziert wurden, eine unzureichende Bedingungsregeltabelle 86 zur Speicherung der Regeln in denen die Anzahl der Bedingungen der Bedingungseinheit größer ist als ein im vorhinein eingegebener konstanter Wert und eine ungenügenden Schlußfolgerungsregeltabelle 87 zur Speicherung der Regeln in denen die Anzahl der Schlußfolgerungen der Schlußfolgerungseinheit ist größer als ein vorher eingegebener konstanter Wert vor.
Fig. 9 stellt einen Aufbau des Informationsanzeigeteils 24 dar. Das Informationsanzeigeteil 24 ist aufgebaut aus: einem Entscheidungsprozedurspeicherteil 91 zur Speicherung der Prozeduren um die Evaluierungsreihenfolge festzustellen, den Prozeduren zur Beurteilung der evaluierten Ergebnisse und den Ausgabeinformationsauswahlprozeduren um den als nächstes auszuführenden Prozeß auf Basis der bewerteten Ergebnisse und der gesammelten Information festzulegen; einem Evaluierungsgegenstandaufnahmeteil 92 um die evaluierten Ergebnisse des Regelevaluierungsteils 23 in Abhängigkeit mit der Bestimmungsprozedur der Evaluierungsgröße zu lesen; einem Entscheidungsteil 93 zur Bewertung der Evaluierungsgegenstande die im Zusammenhang mit der Bewertungsprozedur der evaluierten Ergebnisse gelesen wurden; einem bewerteter Ergebnisspeicherteil 94 zur Speicherung der bewerteten Ergebnisse in einem Tabellenformat und einem Ausgangsinformationserzeugungsteil 95 zur Bestimmung der Information, die auf Basis der bewerteten Ergebnisausgabeinformationsauswahlprozedur in der ausgewertete Ergebnisspeicherteil 94 angesammelt wurden, ausgegeben werden.
Eine Tabelle D zeigt ein Beispiel der Bewertungsprozeduren die in dem Bewertungsprozedurenspeicherteil 91 gespeichert sind.

Tabelle D

Evaluierungsreihenfolge ist:
961 Elementnummer → fehlerhafter Fallerwerb → fehlerhafter Elementerwerb
962 Element mit einer höheren Nutzungsnummer ist wichtig
963 Priorität wird dem Element eingeräumt, das einen größeren Fehlerwert hat
964 Wenn die Zustandsnummer groß ist, sind die Fälle fehlerhaft
965 Wenn die Schlußfolgerungsnummer hoch ist, sind die Elemente fehlerhaft
Fig. 10 zeigt ein konstruktives Beispiel eines bewerteten Ergebnisspeicherteils 94. Das bewertete Ergebnisspeicherteil 94 setzt sich aus einer Anfragefalltabelle 97 zur Speicherung der angefragten Fälle und einer Anfragegegenstandstabelle 98 zur Speicherung der Fälle, die während der Anforderung der fehlerhaften Gegenstände benutzt wurden, zusammen.
Fig. 11 illustriert ein Beispiel einer in der Testdatenbank 5 gespeicherten Testtabelle die und zur Erklärung des Ablaufs in dieser Ausführungsform dient. In dieser Testfalltabelle sind Fälle gespeichert, die über die Tastatur 14 eingegeben wurden oder Fälle die durch eine bestimmte ausgewählte konstante Anzahl zufällig aus der Fallbasis 1 ausgewählt wurden.
Fig. 12 bis 15 sind Flußdiagramme die alle den Ablauf von Prozessen in dieser Ausführungsform zeigen, die durch die CPU 11 in Abhängigkeit zu dem im Speicher 12 gespeicherten Programm ausgeführt werden. Fig. 12 zeigt die Verarbeitungsprozeduren des Fallvorverarbeitungsteils 21. Fig. 13 zeigt die Verarbeitungsprozeduren des Regelgenerierungsteils 22. Fig. 14 zeigt die Verarbeitungsprozeduren des Regelevaluierungsteils 23. Fig. 15 zeigt die Verarbeitungsprozeduren des Informationsangabeteils 24.
Die Funktionsweise der Ausführungsform wird hiermit in bezug zu den Fig. 11 bis 15 beschrieben.
Das Fallvorverarbeitungsteil 21 liest die Fälle von der Fallbasis 1, gespeichert in der externen Speichereinheit 13, oder von der Tastatur 14 (F0 1 in Fig. 12) ein. Das Fallvorverarbeitungsteil 21 zählt die Anzahl der Fälle die die gleiche Schlußfolgerung bezüglich der Schlußfolgerung 32 (F02) haben, und speichert die Fälle in der Arbeitstabelle 71 in Übereinstimmung mit der Schlußfolgerung. Das Fallvorverarbeitungsteil 21 bewertet nachträglich, ob die Schlußfolgerung eine größere oder kleinere Anzahl von Fällen aufweist als ein vorher von dem System gehaltener Wert oder ein eingegebener Wert (F03). Der Fall der Schlußfolgerung der eine größere Anzahl von Fällen hat als eine bestimmte konstante Anzahl wird von der Arbeitstabelle 71 in die Tabelle A 73 (F04) kopiert. Der Fall der Schlußfolgerung der eine geringere Anzahl an Fällen hat wird von der Arbeitstabelle 71 in die Tabelle B 74 (F05) kopiert. Das Fallvorverarbeitungsteil 21 prüft weiterhin ob die Elemente 311, 312, ..., 313 der entsprechenden Fälle 33, 34, ... die in der Tabelle A 73 gespeichert sind, Werte besitzen oder nicht (F06). Das Fallvorverarbeitungsteil 21 zählt die Anzahl der Elemente 352 die keinen Wert für jeden der Fälle 33, 34, ... (F07) besitzen. Bewertet wird danach, ob oder nicht es ein Fall ist, in dem die Anzahl der Elemente 352 ohne einen Wert größer als ein bestimmter vorher durch das System gehaltener konstanter Wert oder ein bestimmter eingegebener konstanten Wert ist.
Das Fallvorverarbeitungsteil 21 zeigt nachträglich auf einem Display 15 die Fälle an, in denen die Anzahl der Elemente 352 ohne Wert größer als ein konstanter Wert ist. Das Fallvorverarbeitungsteil 21 fragt für das Element 352 ohne Wert für die Eingabe eines Wertes (F09) an. In diesem Fall kann die Aufmerksamkeit des Bedieners durch Blinken des Elements 352 ohne Wert erweckt werden. Die Anfrage impliziert hierbei, daß der Fall mit dem Element 352 ohne Wert auf dem Display 15 dargestellt und die Aufmerksamkeit des Bedieners, um einen Wert in das Element ohne Wert einzugeben, geweckt wird. Wird als ein Ergebnis der Anfrage die Eingabe in das Element ohne Wert durch die Tastatur nicht innerhalb einer festgelegten Zeit ausgeführt oder gibt es alternativ dazu eine Eingabe die anzeigt, daß die Eingabe in das Element ohne Wert davon nicht betroffen ist, wird in diesem Fall der Fall aus der Tabelle A 73 (F10) gelöscht. Wird die Eingabe in das Element ohne Wert durch die Tastatur innerhalb einer festgelegten Zeit ausgeführt, wird der eingegebene Wert in den relevanten Teil der Tabelle A 73 (F11) geschrieben. Es wird wiederum überprüft, ob die Elemente 311, 312, ..., 313 die Werte haben, die den Fällen, wo die Anfrage durchgeführt wurde (F12) entsprechen. Die Anzahl der Elemente 352 ohne Wert wird für jeden Fall gezählt (F13). Es wird bewertet ob oder nicht die Anzahl der Elemente 352 ohne Wert größer ist als ein bestimmter vorher durch das System gehaltener konstanter Wert oder ein bestimmter eingegebener Wert (F14). Als Konsequenz dieser Bewertung wird der Fall, wo die Anzahl der Elemente 352 ohne Wert größer ist als ein bestimmter konstanter Wert, aus der Tabelle A 73 (F15) gelöscht.
Als nächstes, nur wenn ein bestimmtes Element 312 das Element 352 ohne Wert ist, nimmt die Schlußfolgerung 32 einen Wert 354 an; und nur wenn ein bestimmtes Element 312 einige Werte 332, 342, ... annimmt, nimmt die Schlußfolgerung 32 einen anderen Wert als den Wert 354 an, wobei entschieden wird, ob dieser klassifizierbar oder unklassifizierbar (F16) ist. Wenn klassifizierbar, wird eine Tabelle C 75 neu vorbereitet (F17). Der Fall, wo das Element 312 gleich dem Element 352 ohne Wert ist, wird von der Tabelle A 73 in die Tabelle C 75 (F18) verschoben. Nachträglich wird Regel 51 generiert (Wenn das Element 312 das Element ohne Wert ist, wird die durch das Regelgenerierungsteil 22 generierte Regel unter Benützung der Tabelle C ausgeführt). Die Regel 51 wird in der Regelbasis 23 (F19) gespeichert. Die Prozesse (F16-F19) werden in bezug auf alle Elemente 311, 312, ..., 313 des Elements 31 wiederholt.
Als nächstes wird der durch das Regelgenerierungsteil 22 ausgeführte Prozeß erklärt. Zu Beginn liest das Regelgenerierungsteil 22 Zwischenelementbeziehungen, gezeigt in Fig. 4, von der relationalen Ausdrucksbasis 4 (F20 von Fig. 13) ein und startet einen Regelgenerierungsprozeß für die in der Tabelle A gespeicherten Fälle. Im Regelgenerierungsprozeß wird ein Regelgruppenname 605 zur Angabe der generierten Regeln aus der Tabelle A als erstes in die Regelbasis 3 geschrieben. Als nächstes wird das wichtigste Element 41 unter den eingelesenen Elementen ausgewählt (F21). Festgelegt werden die Werte 331, 341 des Elements 311 um einen Wert 334 abzuleiten der dieselbe Schlußfolgerung in bezug auf die Werte 331, 341, ... des Elements 311 in Tabelle A 73, der gleich dem Element 41 (F22) ist, ergibt. Es wird überprüft ob oder nicht der Fall, worin ein Wert einer Schlußfolgerung 32 sich von dem Wert 334 (F23), wenn die Werte des Elements 311 gleich den Werten 331, 341 sind, unterscheidet, in der Tabelle A 73 existiert. Wenn ein solcher Fall nicht existiert, die Tatsache daß die Schlußfolgerung 32 den Wert 334 annimmt wenn das Element 311 den Wert 331 oder 341 hat, wird eine Regel 66 wie in Fig. 6 (F24) gezeigt generiert. Diese Regel wird in der Regelbasis 3 gespeichert, wobei die relevanten Fälle 33, 34 gelöscht werden (F25).
Als Regel 67 wie in Fig. 6 gezeigt, wurde die Tatsache generiert, daß der Fall einer ist, wo das Element 311 den Wert 341 hat; es gibt einen Fall 36 wo die Schlußfolgerung 32 daraus einen Wert 364 verschieden von dem Wert 334 hat; und die Schlußfolgerung 32 den Wert 334 annimmt (F26) wenn das Element 311 den Wert 331 hat. Diese Regel wird in der Regelbasis 3 gespeichert, während der Fall 33 aus der Tabelle A 73 (F27) gelöscht wird. Bezüglich den Fällen 34 und 36 kann nicht einfach aufgrund der Tatsache, daß das Element 311 den Wert 341 hat, geschlossen werden, daß die Schlußfolgerung 32 den Wert 334 oder 364 hat. Jedoch ist der gleiche Prozeß in bezug auf die Werte 332, 342, ... des Elements 312 in der Tabelle A 73 betroffen, welcher gleich dem Element 42, wichtig neben dem Element 41, ist. Als Regel 68 wie in Fig. 6, wurde die Tatsache generiert, daß die Schlußfolgerung 32 hat den Wert 334 annimmt, wenn das Element 312 den Wert 342 hat. Diese Regel ist in der Regelbasis 3 gespeichert. Als Regel 69 dargestellt in Fig. 6, wurde die Tatsache generiert, daß das Element 312 den Wert 362 hat und den Wert 364 annimmt. Diese Regel ist in der Regelbasis 3 gespeichert, wobei die relevanten Fälle 34, 36 gelöscht werden.
Die gleichen Prozesse werden solange ausgeführt, bis die Fälle der Tabelle A 73 nicht mehr in bezug auf das Element 41 klassifiziert werden können. Wenn unklassifizierbar, wird die Regelgeneration auf gleiche Art und Weise weitergeführt, bis die Fälle aus der Tabelle A in bezug auf das zweitwichtigste Element 42 in den Beziehungen (F20- F27) verschwinden. Die Regelerzeugung in bezug auf alle in Tabelle A73 gespeicherten Fälle ist beendet und ferner, wenn eine Tabelle C 75 existiert wird ein Regelgruppenname 606, zur Anzeige der Regel die aus den Fällen die in Tabelle 75 enthalten sind erzeugt wurde, in die Regelbasis geschrieben. Die Regelerzeugung wird auf ähnliche Art und Weise in bezug auf die in Tabelle C 75 (F20-F27) gespeicherten Fälle durchgeführt.
Nachdem die Regelerzeugung durch das Regelerzeugungsteils 22 beendet wurde, überprüft das Regelevaluierungsteil 23 ob es oder nicht fehlerhafte Werte in den Werten 674, 603 eines Element 673 der Konditionen 671, 601 (wenn das Element 673 den Wert 674, 603, 604 annimmt dann ist der Wert 604 ein fehlerhafter Wert) in bezug auf die erzeugte Regel 67, 60 durch Durchsuchen der Inhalte der Tabelle A 73, C 75 (F28 von Fig. 14) gibt. Wenn ein fehlerhafter Wert 604 vorhanden ist, wird das Element 673 und der fehlerhafte Wert 604 in einer fehlerhaften Falltabelle 82 in der evaluierten Ergebnistabelle 81 (F29) registriert. Diese Prozesse (F28-F29) werden in bezug auf die Elemente der Bedingungsteile aller generierten Regeln ausgeführt.
Als nächste wird ein Fall 1051 aus der Testfalltabelle 1050 (F30) herausgenommen. Bewertet wird, ob oder nicht der Fall 1051 durch die Regeln 67, 60 (F31) korrekt klassifiziert werden kann. Wenn korrekt klassifiziert wird "1" zu einer Gebrauchsnummer 831 des Elements (1) einer Elementnummertabelle 83 in der evaluierten Ergebnistabelle 81 addiert, die mit gleichen Element wie Element 673 der Bedingung 671 der Regel 67, die zur korrekten Klassifizierung der Fälle (F32) benutzt wird, korrespondiert. Der betroffene Fall wird zu einer korrekten Falltabelle 84 in der evaluierten Ergebnistabelle 81 (F33) kopiert. Der relevante Fall 1050 wird aus der Testfalltabelle 1050 (F34) gelöscht. Wobei, wenn er nicht korrekt klassifiziert wurde, der relevante Fall zu einer Fehlerfalltabelle 85 (F35) kopiert wird. Der relevante Fall 1050 wird aus der Testfalltabelle 1050 (F36) gelöscht. Diese Prozesse (F30-F36) werden für alle Fälle der Testfalltabelle 1050 ausgeführt.
Als nächstes wird jede der Regeln 67, 60 bewertet, ob oder nicht die Anzahl der Bedingungen (die Anzahl der Bedingungen der Regel 66 in Fig. 6 ist 2, z. B. die Bedingungen 61 und 62) des Regelbedingungsteils 671, 601 einen vorher eingegebenen Referenzwert (F37) übersteigt. Wenn die Anzahl der Bedingungen den Referenzwert übersteigt, werden die Regeln in der Ungenügend-Bedingungsregeltabelle 86 der evaluierten Ergebnistabelle 81 (F38) gespeichert. Die relevanten Regeln werden von der Regelbasis 3 (F39) gelöscht. Als nächstes wird jede der Regeln 67, 60 bewertet, ob oder nicht die Anzahl der Schlußfolgerungen des Regelschlußfolgerungsteils 672, 602 einen vorher eingegebenen Referenzwert (typischerweise auf 1 gesetzt weil von dieser Bewertung mehrere Schlußfolgerungen unter derselben Bedingung abhängen) übersteigt (F40). Wenn die Anzahl der Schlußfolgerungen den Referenzwert übersteigt, werden die Regeln in der Ungenügend-Schlußfolgerungsregeltabelle 87 der evaluierten Ergebnistabelle 81 (F41) gespeichert. Die relevanten Regeln werden von der Regelbasis 3 (F42) gelöscht.
Der Informationsanzeigeteil 24 ist wie in Fig. 9 aufgebaut. Der Informationsanzeigeteil 24 liest als erstes den Inhalt der relevanten Elementanzahltabelle 83 in Abhängigkeit zu einer Prozedur 961, die in der Bewertungsprozedurspeicherteil 91 durch das Evaluierungselementansammlungsteil 92 in der in Fig. 9 gezeigten Konstruktion (F43 von Fig. 15) gespeichert ist, ein. Das Bewertungsteil 93 wählt das Element 313, dessen Beziehung nicht in den relationalen Ausdrücken der Elemente 311, 312, ..., gezeigt in Fig. 4, in Abhängigkeit mit der Bewertungsprozedur 962 in der Bewertungsprozedurspeichereinheit 91 (F45) gespeichert, nicht geklärt wurde. Das Element mit der höchsten Nutzungsanzahl unter diesen in der Elementanzahltabelle 83 wird ausgewählt. Dieses Element kommt in die Box 44 die mit einem "?" markiert ist und wird ganz links in den relationalen Ausdrücken, gezeigt in Fig. 4, sind positioniert.
Diese Prozesse (F45-F46) werden wiederholt bis das Element 313, dessen Beziehung nicht geklärt ist, verschwindet.
Das Informationsanzeigeteil 24 liest als nächstes den Inhalt der Mangelhaft-Falltabelle 82 in Abhängigkeit von der Prozedur 961 die in der Bewertungsprozedurspeicherteil 91 (F47) gespeichert ist, ein. Das Bewertungsteil 93 rearrangiert die Fälle je nach der Größenordnung in bezug auf die Anzahl der Elemente 821, die eine größere Anzahl an mangelhaften Werten, in Abhängigkeit von der Prozedur 963 die in der Bewertungsprozedurspeicherteil 91 (F48) gespeichert ist, haben. Das rearrangierte Ergebnis ist in der Abfragefalltabelle 97 des bewerteten Ergebnisspeicherteils 94 (F49) gespeichert. Als nächstes wird der Inhalt der Ungenügend-Bedingungsregeltabelle 86 in Abhängigkeit von der Prozedur 961, die in der Bewertungsprozedurspeicherteil 91 (F50) gespeichert ist, eingelesen. Das Bewertungsteil 93 speichert einen Fall 872, der die ungenügend Bedingungsregel erfüllt, indem ein Wert eines Elements das nicht existiert leer ist, in der Abfragefalltabelle 97 des bewerteten Ergebnisspeicherteils 94 in Abhängigkeit von der in dem Bewertungsprozedur-Speichereinheitenteil 91 (F51) gespeicherten Bewertungsprozedur 964.
Das Informationsanzeigeteil 24 liest als nächstes den Inhalt der ungenügend Ergebnisregeltabelle 87 in Abhängigkeit von der in der Bewertungsprozedurspeicherteil 91 (F52) gespeicherten Prozedur 961 ein. Das Bewertungsteil 93 speichert die Fälle 981, 982 die dem Bedingungsteil genügen, wobei jeder einen Wert der Schlußfolgerung in der Abfrageelementtabelle 98 der bewerteten Ergebnisspeicherteils 94 in Abhängigkeit von der bewerteten Prozedur 965 gespeichert in der Bewertungsprozedurspeicherteil 91 (F53) annimmt. Als nächstes gibt das Ausgangsinformationsgenerierungsteil 95 eine Ungenügend- Elementanfragenachricht (F54) aus. Eine Mehrzahl von Fällen 981, 982 werden auf dem Display angezeigt und eine Anfrage wird ausgeführt um das Element 983 zur Unterscheidung der zwei Fälle 981, 982 und der Werte 984, 985 (F55) einzugeben. Durch Eingabe dieser Werte mit der Tastatur 14 wird das eingegebene Element 983 zu der Anfrageelementtabelle addiert; und die Werte 983, 984 werden durch die relevanten Elemente des Elements 983 ersetzt.
Als nächstes werden die Fälle der Tabelle B 74 zu der Anfragefalltabelle 97 kopiert. Das Element 983 das durch die ungenügende Fallanfrage addiert wurde wird zu der Anfragefalltabelle addiert und eine mangelhafte Fallanfragenachricht wird auf dem Display 15 (F56) angezeigt. Die Fälle 971, ..., 972, ... die in der Anfragefalltabelle 97 gespeichert sind werden nacheinander angezeigt und eine Anfrage zur Eingabe eines Wertes in die Leerstelle (F57) wird gemacht. Die Werte die durch die Tastatur 14 eingegeben werden, werden in die relevanten Elemente der Abfragefalltabelle 97 eingesetzt. Die Anfragefalltabelle 97 ist in der Fallbasis 1 gespeichert und wird für die nächste Regelgenerierung benutzt.
Wie weiter oben diskutiert werden, in bezug auf diese Ausführungsform die Fälle, die für eine Regelgenerierung benützt wurden vorher auf der Basis eines bestimmten festen Evaluierungskriteriums vorverarbeitet. Die Regeln wurden durch das Nutzen der Beziehungen zwischen den Attributen der konstituierenden Fälle generiert. Ferner wird die Anfrage der als nächstes zu bearbeitenden Fälle aufgrund der vorbestimmten Prozeduren gemacht und die Zwischenelementbeziehungen werden angezeigt. Die Konstruktion der Wissensbasis des Expertensystems wird dadurch unterstützt.
Obwohl die dargestellte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben wurde, wird angemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist. Verschiedene Änderungen oder Modifikationen können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, durch den Fachmann durchgeführt werden.

Claims

1. Ein Expertensystem mit einem Unterstützungssystem zur Wissenserfassung, das Unterstützungssystem zur Wissenserfassung enthält:

eine Falldatenspeichereinheit (1) zur Datenspeicherung von Fällen inklusive einem Satz aus mehreren Stücken Datenfeldern und Schlußfolgerungen;

eine relationale Ausdrucksspeichereinheit (4), die mit der Falldatenspeichereinheit (1) verbunden ist, um relationale Ausdrücke, die Beziehungen der mehreren Stücke Datenfelder vorschreiben, zu speichern;

einem Fallvorverarbeitungsteil (21) zur Analyse der Falldaten, gespeichert in der Falldatenspeichereinheit (1), um das Löschen der Daten der Fälle auszuführen, die ein vorher festgelegtes Evaluierungskriterium nicht erfüllen, oder um die Daten dieser Fälle zu ändern um das Kriterium zu erfüllen, inklusive der Speicherung der Daten in der Falldatenspeichereinheit (1);

ein Regelgenerierungsteil (22) zum generieren von Regeln, durch bestimmen aus den Daten der Fälle, ob entweder vorbestimmte Beziehungen existieren, zwischen mindestens einem vorbestimmten Datenfeld und einer vorbestimmten Schlußfolgerungen, und einordnen der vorbestimmten Beziehungen der Fälle durch das Vorverarbeitungsteil (21), mit Bezug auf die relationalen Ausdrücke, gespeichert in der relationalen Ausdrucksspeichereinheit (4); eine Regelspeichereinheit (3) zur Speicherung der Regeln, generiert von dem Regelgenerierungsteil (22);

einer Testdatenspeichereinheit (5) mit Daten aus Tests, die zur Evaluierung der Regeln genutzt werden, die von dem Regelgenerierungsteil (22) generiert wurden;

ein Regelevaluierungsteil (23) das mit der Testdatenspeichereinheit (5) und der Regelspeichereinheit (3) verbunden ist, zur Evaluierung der vom Regelerzeugungsteil (22) erzeugten Regeln, durch Benutzung der in der Testdatenspeichereinheit (5) gespeicherten Testdaten; und

einem Informationsangabeteil (24) zur Angabe der evaluierten Ergebnisse des Regelevaluierungsteils (23).

2. Expertensystem mit einem Unterstützungssystem zur Wissenserfassung nach Anspruch 1, wobei die relationale Ausdrucksspeichereinheit (4) einen Ausdruck speichert, der eine Größenordnung der Bedeutung unter den Datenfeldern, als einer der relationalen Ausdrücke, angibt.