JP5572615B2 - Expert system generation device and implementation method of expert system generation device - Google Patents

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Description

本発明は、観測できる状況とそれに付随する結果の蓄積から、状況から結果が生じる統計的な傾向を導き、特に、その状況と結果の対象が人(専門家)の実現する状況判断や行動である場合には人の行為に関する知識を統計的な傾向として導き、導かれた傾向をルール化し、活用するためのエキスパートシステム生成装置及びその実施方法に関する。これらの発明は、工業、鉱業、農業、林業、水産業、運輸業、医療産業、金融産業、商業、その他あらゆる産業における専門家の知識を活用するために用いて好適である。   The present invention derives a statistical tendency that results from the situation from the accumulation of the observable situation and the accompanying results. In particular, the situation and the target of the result are the situation judgment and action realized by a person (expert). In some cases, the present invention relates to an expert system generation apparatus and its implementation method for guiding knowledge about human behavior as a statistical tendency, and ruled and utilizing the derived tendency. These inventions are suitable for using expert knowledge in industry, mining, agriculture, forestry, fishery, transportation, medical, financial, commerce, and all other industries.

従来、社会活動におけるあらゆる出来事(事例)から因果関係を導き出し、ルール化して、ある条件における結果をみつけるエキスパートシステムが知られている。このエキスパートシステムでは、社会活動における様々な出来事(事例)を事例ベースとして記憶させ、それをもとにコンピュータが推論を行ない、専門家等の代替を行う。エキスパートシステムの主要な動作は事例ベースの中から推論対象に適合するルールを探索し、該当するルールを解釈し実行することである。   Conventionally, an expert system is known in which causal relations are derived from all events (examples) in social activities, ruled out, and results found under certain conditions. In this expert system, various events (cases) in social activities are memorized as a case base, and the computer makes an inference based on the case base, and substitutes for experts and the like. The main operation of the expert system is to search for a rule that matches the inference object from the case base, and interpret and execute the corresponding rule.

知識獲得における帰納学習法では、事例を「条件属性」及び「結論属性」の組で表現し、事例を元に観測された「条件属性値」から「結論属性値」を推定するルールを決定木やProlog式等の形で求める。   In the inductive learning method for knowledge acquisition, a case is expressed by a set of “condition attribute” and “conclusion attribute”, and a rule that estimates the “conclusion attribute value” from the “condition attribute value” observed based on the case is determined by a decision tree. Or in the form of a Prolog equation.

例えば、ルールを決定木として生成する手法は、決定木の形で環境に依存する命題論理ルールを出力する(例えば特許文献1参照)。   For example, a method for generating a rule as a decision tree outputs a propositional logic rule that depends on the environment in the form of a decision tree (see, for example, Patent Document 1).

こうした、決定木を出力形式とするエキスパートシステムは、その機能として、予め設定された質問項目(属性)の応答の仕方で、予め用意されたルールにしたがって属性値から結論属性値を出力することができる。すなわち、「こういう状況では、こうする」という指針を示すことができる。このため、工業、鉱業、農業、林業、水産業、運輸業、医療産業、金融産業、商業、その他あらゆる産業において、このエキスパートシステムを生成するシステム(例えば事例学習システム、データマイニングシステム、経験学習システム、統計分析等)を利用すれば、専門家等の知識を吸収し、利用することができる。   Such an expert system that uses a decision tree as an output format can output a conclusion attribute value from an attribute value according to a rule prepared in advance in response to a preset question item (attribute). it can. In other words, it is possible to provide a guideline “in this situation, do this”. For this reason, systems that generate this expert system in industries, mining, agriculture, forestry, fisheries, transportation, medical, financial, commercial, and all other industries (eg case learning systems, data mining systems, experience learning systems) , Statistical analysis, etc.), it is possible to absorb and use the knowledge of experts and the like.

特開平09−330224号公報JP 09-330224 A

しかし、上記従来のエキスパートシステムでは、事例から因果関係を導き出し、ルール化して、ある条件における結果をみつけるためには、熟練したナリッジエンジニアが、どのような要因を属性として選び、どのような属性を結論属性として選ぶか等について判断し、決定しなければならない。すなわち、ナリッジエンジニアは、専門家から専門知識を抽出し、それらの専門知識を整理し、取捨選択しなければならない。このため、ナリッジエンジニアには専門家に長いインタビューをすることが必要となる。また、インタビューが終わったら、その記録から問題を整理し、事実及び規則、質問及び答え、因果のリンク、前提と結論、確率関数等を確認しなければならない。このため、よく訓練され、熟達したナリッジエンジニアが必要とされる。   However, in the above-mentioned conventional expert system, in order to derive the causal relationship from the case and make a rule and find the result under a certain condition, a skilled knowledge engineer selects what factor as an attribute and what attribute. It is necessary to judge and decide whether to select as a conclusion attribute. That is, a knowledge engineer must extract expertise from experts, organize and select those expertise. For this reason, knowledge engineers need to have long interviews with experts. In addition, after the interview is over, the problem must be organized from the records, and facts and rules, questions and answers, causal links, assumptions and conclusions, probability functions, etc. must be confirmed. This requires well-trained and skilled knowledge engineers.

このため、エキスパートシステムを利用するためには、膨大な手間・時間及び費用がかかることとなる。また、一旦固定されたルールをさらに適切なものとなるように改めるためには、新たな属性の選択や観測属性値の入力等が改めて必要となり、やはり膨大な手間や時間や費用がかかる。さらに、ナリッジエンジニアがいくら優れていたとしても人間としての限界があり、それ以上の作業を行うことは困難である。また、エキスパートシステムの適用対象ごとに推定ルールをいちいち設定しなければならず、ルールの部分的切り出しや、他のルールとの組み合わせを行うためには、特別な作業が必要となる。   For this reason, in order to use an expert system, enormous effort, time, and expense will be required. Further, in order to change the rule once fixed so as to be more appropriate, it is necessary to select a new attribute, input an observation attribute value, and the like, which again requires enormous effort, time and cost. Furthermore, no matter how good the knowledge engineer is, there are human limitations and it is difficult to do any further work. In addition, an estimation rule must be set for each application target of the expert system, and special work is required to perform partial segmentation of the rule or combination with other rules.

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであり、ナリッジエンジニアへの負担が少なく、利用のためにそれほどの手間や時間をかけることなくルールを作成することが可能であり、汎用性に優れたエキスパートシステム生成装置及びその実施方法を提供することを解決すべき課題としている。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, has a low burden on knowledge engineers, can create rules without much time and effort for use, and is versatile. It is a problem to be solved to provide an expert system generation apparatus and an implementation method thereof.

本願の請求項1に記載の発明は、エキスパートシステム生成装置であって、エキスパートシステムを構築するためのエキスパートシステム生成装置であって、コンサルティング対象に関連する、予め定められた条件属性および結論属性について、発生事例におけるそれぞれの値である条件属性値および結論属性値を受け取ってデータベースに格納する事例獲得手段と、条件属性値および結論属性値の各々が論理型か否かを判定し、論理型でないときは、二値化し、条件属性値と結論属性値との関係に基づいてコンサルティング対象に関連する条件属性および結論属性の間の適用ルールを生成するルール生成手段と、コンサルティング対象に関連する条件属性値として所与の値が入力されると、ルール生成手段により生成されたルールを適用して、結論属性値を取得するコンサルティング手段とを備え、前記事例獲得手段は、前記コンサルティング対象に関連する条件属性値に対する結論属性値が存在しないことを示す例外フラグが立っているときは、前記条件属性値を前記データベースに格納せず、前記ルール生成手段は、前記例外フラグが立った条件属性値を用いずに前記適用ルールを生成することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のエキスパートシステム生成装置において、ルールは決定木により表現され、コンサルティング手段は、決定木をトレースすることにより結論属性値を取得することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のエキスパートシステム生成装置において、決定木内の所望のノードを指定することによりノードを剪定する剪定手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、エキスパートシステム生成方法であって、エキスパートシステムを構築するためのエキスパートシステム生成方法であって、コンサルティング対象に関連する、予め定められた条件属性および結論属性について、発生事例におけるそれぞれの値である条件属性値および結論属性値を受け取ってデータベースに格納する事例獲得ステップと、条件属性値および結論属性値の各々が論理型か否かを判定し、論理型でないときは、二値化し、条件属性値と結論属性値との関係に基づいてコンサルティング対象に関連する条件属性および結論属性の間の適用ルールを生成するルール生成ステップと、コンサルティング対象に関連する条件属性値として所与の値が入力されると、ルール生成ステップにおいて生成されたルールを適用して、結論属性値を取得するコンサルティングステップとを備え、前記事例獲得ステップは、前記コンサルティング対象に関連する条件属性値に対する結論属性値が存在しないことを示す例外フラグが立っているときは、前記条件属性値を前記データベースに格納せず、前記ルール生成ステップは、前記例外フラグが立った条件属性値を用いずに前記適用ルールを生成することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のエキスパートシステム生成方法において、ルールは決定木により表現され、コンサルティングステップは、決定木をトレースすることにより結論属性値を取得することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のエキスパートシステム生成装置において、決定木内の所望のノードを指定することによりノードを剪定する剪定ステップをさらに備えたことを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、コンピュータに、エキスパートシステムを構築するためのエキスパートシステム生成方法を実行させるプログラムであって、エキスパートシステム生成方法は、コンサルティング対象に関連する、予め定められた条件属性および結論属性について、発生事例におけるそれぞれの値である条件属性値および結論属性値を受け取ってデータベースに格納する事例獲得ステップと、条件属性値および結論属性値の各々が論理型か否かを判定し、論理型でないときは、二値化し、条件属性値と結論属性値との関係に基づいてコンサルティング対象に関連する条件属性および結論属性の間の適用ルールを生成するルール生成ステップと、コンサルティング対象に関連する条件属性値として所与の値が入力されると、ルール生成ステップにおいて生成されたルールを適用して、結論属性値を取得するコンサルティングステップとを備え、前記事例獲得ステップは、前記コンサルティング対象に関連する条件属性値に対する結論属性値が存在しないことを示す例外フラグが立っているときは、前記条件属性値を前記データベースに格納せず、前記ルール生成ステップは、前記例外フラグが立った条件属性値を用いずに前記適用ルールを生成することを特徴とする。
The invention described in claim 1 of the present application is an expert system generation device, which is an expert system generation device for constructing an expert system. The case acquisition means that receives the condition attribute value and the conclusion attribute value that are the respective values in the occurrence case and stores them in the database, and determines whether each of the condition attribute value and the conclusion attribute value is a logical type, and is not a logical type When it is binarized, a rule generation means for generating an application rule between the condition attribute and the conclusion attribute related to the consulting object based on the relationship between the condition attribute value and the conclusion attribute value, and the condition attribute related to the consulting object When a given value is entered as a value, the rule generated by the rule generation means is applied. , A consulting means for obtaining conclusions attribute value, the case acquiring means, when the exception flag indicating that the conclusions attribute value of conditional attribute values associated with the consulting target does not exist is set, the conditional attribute without storing the value in the database, the rule generation means is characterized that you generate the application rule without using conditional attribute values which the exception flag is set.
The invention according to claim 2 is the expert system generation device according to claim 1, wherein the rule is expressed by a decision tree, and the consulting means obtains a conclusion attribute value by tracing the decision tree. To do.
The invention described in claim 3 is the expert system generation device according to claim 2, further comprising pruning means for pruning nodes by designating a desired node in the decision tree.
The invention according to claim 4 is an expert system generation method for generating an expert system, wherein a predetermined condition attribute and a conclusion attribute related to a consulting object are generated. A case acquisition step that receives the condition attribute value and the conclusion attribute value that are respective values in the case and stores them in the database, and determines whether each of the condition attribute value and the conclusion attribute value is a logical type. As a condition attribute value related to the consulting object, a rule generation step for generating an application rule between the condition attribute and the conclusion attribute related to the consulting object based on the relationship between the binarized condition attribute value and the conclusion attribute value The rule generated in the rule generation step when a given value is entered Applied to, a consulting step of acquiring conclusion attribute value, the case acquisition step, when the exception flag indicating that the conclusions attribute value of conditional attribute values associated with the consulting target does not exist is set, without storing the conditional attribute values in the database, the rule generation step is characterized that you generate the application rule without using conditional attribute values which the exception flag is set.
The invention according to claim 5 is the expert system generation method according to claim 4, wherein the rule is expressed by a decision tree, and the consulting step acquires a conclusion attribute value by tracing the decision tree. To do.
The invention described in claim 6 is the expert system generation device described in claim 5, further comprising a pruning step of pruning the node by designating a desired node in the decision tree.
The invention according to claim 7 is a program for causing a computer to execute an expert system generation method for constructing an expert system, the expert system generation method including predetermined condition attributes and For the conclusion attribute, a case acquisition step for receiving the condition attribute value and the conclusion attribute value that are respective values in the occurrence case and storing them in the database, and determining whether each of the condition attribute value and the conclusion attribute value is a logical type, If it is not a logical type, it is binarized and a rule generation step for generating an application rule between the condition attribute and the conclusion attribute related to the consulting object based on the relationship between the condition attribute value and the conclusion attribute value, and the consulting object If a given value is entered as a conditional attribute value By applying the rules generated in step, and a consulting step of acquiring conclusion attribute value, the case acquisition step, an exception flag indicating that conclusions attribute value of conditional attribute values associated with the consulting target does not exist when is standing, without storing the conditional attribute values in the database, the rule generation step is characterized that you generate the application rule without using conditional attribute values which the exception flag is set .

実施形態のエキスパートシステム生成装置のブロック図である。It is a block diagram of the expert system production | generation apparatus of embodiment. コンサルテツリー生成ブロックの機能の説明図である。It is explanatory drawing of the function of a consultation tree production | generation block. ツリーチェックブロックの機能の説明図である。It is explanatory drawing of the function of a tree check block. コンサルティング手段のブロック図である。It is a block diagram of a consulting means. 決定木生成に関するフローチャートである。It is a flowchart regarding decision tree generation. ステップS300の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S300. ステップS305の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S305. ステップS3051の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S3051. ステップS30511の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S30511. ステップS3055の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S3055. ステップS3056の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S3056. ステップS30561の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S30561. ステップS400の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S400. ステップS402の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S402. ステップS403の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S403. コンサルティングに関するフローチャートである。It is a flowchart regarding consulting. ステップS700の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S700. ステップS701の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S701. ステップS702の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of step S702. 事例編集パネルを示す図である。It is a figure which shows a case edit panel. フィックスターゲットエレメントバリューとして、固定された値を登録するための表示画面である。It is a display screen for registering a fixed value as a fixed target element value. 生成された決定木を示す表示画面である。It is a display screen which shows the produced | generated decision tree. 剪定終了後の決定木を示す表示画面である。It is a display screen which shows the decision tree after the end of pruning. 剪定によって自動的に例外処理された事例を示す表示画面である。It is a display screen which shows the example automatically exception-processed by pruning. 汚泥処理による焼却灰のテストピースを焼き締める作業について得られた決定木を示す表示画面である。It is a display screen which shows the decision tree obtained about the operation | work which bakes the test piece of the incinerated ash by sludge processing. エレメントの例外処理を行う前と行った後を示す表示画面である。It is a display screen which shows before and after performing exception processing of an element. 日付のエレメントを例外とする前の決定木を示す表示画面の一部である。It is a part of a display screen showing a decision tree before an exception of a date element. 日付のエレメントを例外とした後の決定木を示す表示画面の一部である。It is a part of a display screen showing a decision tree after the date element is an exception. 展開連接が完了した後のスタイル編集パネルを示す表示画面である。It is a display screen which shows the style edit panel after completion | finish of expansion | deployment connection. 詳細連接が完了した後のスタイル編集パネルを示す表示画面である。It is a display screen which shows the style edit panel after detailed connection is completed. 事例編集パネルにおいてコンサルティングを選択する場合を示す表示画面である。It is a display screen which shows the case where consulting is selected in a case edit panel. 事例編集パネルにおいてターゲットエレメントを選択する場合を示す表示画面である。It is a display screen which shows the case where a target element is selected in a case edit panel. コンサルティングを行う場合の入力画面を示す図である。It is a figure which shows the input screen in the case of performing consulting. 回収溶媒精製プラントの模Model recovery solvent purification plant

以下、本発明のエキスパートシステム生成装置及びその実施方法を具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying an expert system generation device and an implementation method of the invention will be described with reference to the drawings.

実施形態のエキスパートシステム生成装置は、図1に示すように、事例獲得手段10とルール生成手段20とコンサルティング手段30とを備えている。事例獲得手段10には、事例獲得の対象となる外部システムから事例を獲得するための、事例獲得インターフェース10aが内蔵されている。外部システムに設けられた各種センサー等から送られる各種事例に関するデータは、事例獲得インターフェース10aを介して各データの属性と属性値とからなる事例としてデータファイルに自動的に格納され、事例ベースを形成するようになっている。また、事例獲得手段10は、キーボードからデータを直接入力することも可能とされており、さらには、事例獲得インターフェース10aを介して制御装置の記憶部に直接アクセスし、記録された各種運転データを外部システムのシーケンサーを制御することで事例として自動的に獲得することや、指定された書式のテキストファイルから事例を読み込むことも可能とされている。   As shown in FIG. 1, the expert system generation apparatus according to the embodiment includes case acquisition means 10, rule generation means 20, and consulting means 30. The case acquisition means 10 incorporates a case acquisition interface 10a for acquiring a case from an external system as a case acquisition target. Data related to various cases sent from various sensors provided in the external system is automatically stored in the data file as cases consisting of the attributes and attribute values of each data via the case acquisition interface 10a to form a case base. It is supposed to be. The case acquisition means 10 can also input data directly from the keyboard. Furthermore, the case acquisition means 10 directly accesses the storage unit of the control device via the case acquisition interface 10a, and stores the recorded various operation data externally. It is possible to automatically acquire a case by controlling the sequencer of the system or to read a case from a text file in a specified format.

ルール生成手段20は、生成準備ブロック21と、ツリー生成ブロック22と、ツリーチェックブロック23とから構成されている。生成準備ブロック21は、事例から決定木を生成することができるか否かのチェック(例えば事例に結論属性(以下「ターゲットエレメント」という)がない場合や、事例が1件もない場合等)を行ったり、数値型の結論属性値(以下「ターゲットエレメントバリュー」という)における境界値を回帰直線を利用して決定したりする。   The rule generation unit 20 includes a generation preparation block 21, a tree generation block 22, and a tree check block 23. The generation preparation block 21 checks whether or not a decision tree can be generated from a case (for example, when there is no conclusion attribute (hereinafter referred to as “target element”) in the case or when there is no case). Or a boundary value in a numeric conclusion attribute value (hereinafter referred to as “target element value”) is determined using a regression line.

また、ツリー生成ブロック22では、図2に示すように、ID3に関連するブロック関数に関する部分と、決定木の枝生成に関するブロック関数に関する部分とからなり、生成準備ブロック21によって作成されたデータに基づき、決定木生成のための演算処理を行う。ID3に関連するブロック関数は、数値型2値化ブロック関数と、情報量計算ブロック化関数とからなる。数値型2値化ブロック関数は、2数値型あるいは日付型のエレメントバリューを2値化し、2値化したエレメントバリューを2つクラスタに分ける。また、情報量計算ブロック化関数は、各エレメントの情報量や情報エントロピー等、情報量に関する計算を行う。   Further, as shown in FIG. 2, the tree generation block 22 includes a part related to the block function related to ID3 and a part related to the block function related to the branch generation of the decision tree, and is based on the data created by the generation preparation block 21. Then, arithmetic processing for decision tree generation is performed. The block function related to ID3 is composed of a numeric type binarized block function and an information amount calculation block function. The numeric binary block function binarizes binary numeric or date type element values and divides the binarized element values into two clusters. The information amount calculation blocking function performs calculation related to the information amount such as information amount and information entropy of each element.

さらに、ツリーチェックブロック23では、図3に示すように、重複したターゲットエレメントバリューの有無等、ツリー生成ブロック22によって生成された決定木に関するチェックを行う。   Further, in the tree check block 23, as shown in FIG. 3, a check regarding the decision tree generated by the tree generation block 22, such as presence / absence of duplicate target element values, is performed.

また、コンサルティング手段30は、図4に示すように、コンサル準備ブロック31と、コンサルブロック32と、出力ブロック33とから構成されている。   Moreover, the consulting means 30 is comprised from the consult preparation block 31, the consult block 32, and the output block 33, as shown in FIG.

コンサル準備ブロック31は、コンサルティングに必要な情報(決定木にトレースするデータ、詳細連接や展開連接等に関する情報、後述するフィックスターゲット事例に関する情報等)を取得するためのブロックである。また、コンサルブロック32は、コンサルデータを決定木にトレースしてコンサルティングを行うためのブロックである。さらに、出力ブロック33は、コンサルブロック32によってコンサルティングを行った結果を出力するためのブロックであり、コンサルティングで得られたターゲットエレメントとその値、トレースを失敗した以降の条件分岐のエレメント情報の出力、及びトレース結果の出力を行う。   The consult preparation block 31 is a block for acquiring information necessary for consulting (data to be traced to a decision tree, information on detailed connection and expansion connection, information on a fixed target case described later, and the like). The consult block 32 is a block for performing consulting by tracing consult data to a decision tree. Further, the output block 33 is a block for outputting the result of consulting by the consulting block 32. The output of the target element obtained by consulting, its value, and the element information of the conditional branch after the trace fails, And output the trace result.

<フローチャート>
以上のように構成されたエキスパートシステム生成装置は、以下のような手順で決定木が生成され、さらにその決定木に基づいてコンサルティングが行われる。
<Flowchart>
The expert system generation apparatus configured as described above generates a decision tree in the following procedure, and further consults based on the decision tree.

(決定木の生成)
決定木の生成は、図5に示すフローチャートに従って行われる。すなわち、ステップS000として、事例獲得手段10によって外部システムから獲得された事例に基づき、例外フラグのチェックを行い、例外事例を除いた事例をメモリに登録する。次に、ステップS100として、事例が存在するか否かや、事例が全部例外事例(ここで例外事例とは、生成されたルールに基づくターゲットエレメントバリューの値にかかわらず、例外的に決まったターゲットエレメントバリューの値を採用する事例をいう)となるか否かについてチェックされ、決定木の生成が可能かどうかが判断される。その結果、決定木の生成が不可であると判断された場合には、そこで処理が終了される。一方、決定木の生成が可能であると判断された場合には、ステップS200として、ターゲットエレメントが数値ターゲットの場合において数値ターゲットの範囲を取得する。すなわち、各事例における条件属性値(以下「エレメントバリュー」という)とターゲットエレメントバリューに関して単回帰分析を行い、回帰直線を求める。そして、得られた回帰直線を用い、各ターゲットエレメントバリューと回帰値の差の比を求め、その比から境界値を求める。
(Generation of decision tree)
The decision tree is generated according to the flowchart shown in FIG. That is, as step S000, the exception flag is checked based on the case acquired from the external system by the case acquisition means 10, and the case excluding the exception case is registered in the memory. Next, in step S100, whether or not a case exists, and all cases are exception cases (where an exception case is an exceptionally determined target regardless of the value of the target element value based on the generated rule) Whether or not a decision tree can be generated is checked. As a result, when it is determined that the decision tree cannot be generated, the processing is ended there. On the other hand, if it is determined that the decision tree can be generated, the range of the numerical target is acquired in step S200 when the target element is a numerical target. That is, a single regression analysis is performed on the condition attribute value (hereinafter referred to as “element value”) and the target element value in each case to obtain a regression line. Then, using the obtained regression line, the ratio of the difference between each target element value and the regression value is obtained, and the boundary value is obtained from the ratio.

そして、さらにステップS300として、決定木が生成される。ステップS300をさらに詳細に示したのが図6である。すなわち、まずステップS301で既に決定木が存在するか否かをチェックし、存在する場合にはステップS302として決定木における全てのノードが削除され、存在しない場合には、ターゲットエレメントのテーマ名、ターゲット等のツリー情報がツリーデータベースに登録される。そして、次にステップS304として、先頭ノードがツリーデータベースに登録された後、ステップS305として、ID3による計算がなされる。   In step S300, a decision tree is generated. FIG. 6 shows step S300 in more detail. That is, first, in step S301, it is checked whether or not a decision tree already exists. If there is a decision tree, all nodes in the decision tree are deleted in step S302. If they do not exist, the theme name of the target element, the target Are registered in the tree database. In step S304, the head node is registered in the tree database, and in step S305, calculation based on ID3 is performed.

ステップS305におけるID3による計算をさらに詳細に示したフローチャートが図7である。まずステップS3051として、情報量の計算を行うための前処理を行う。具体的には、図8に示すように、事例データが論理型(すなわち数値型又は日付型のどちらか)か論理型でないかを判断し、論理型でない場合にはステップS30511として2値化を行う。ステップS30511をさらに詳細に示したフローチャートが図9である。すなわち、まずステップS305111として各エレメントバリューをカウントし、さらにステップS305112として期待値を計算する。そして、期待値が所定の値以下である場合にはフィッシャーの検定を行い(ステップS305113)、期待値が所定の値を超えていればカイ2乗検定を行う(ステップS305114)。その結果、2値化できた場合にはその境界値を取得し(ステップS305115)、さらに別のエレメントバリューについてステップS30511から上記の処理を繰り返す。また、2値化できなかった場合は、境界値を取得することなくさらに別のエレメントバリューについてステップS30511から上記の処理を繰り返す。こうして(事例数−1)回だけ処理を繰り返した後、S305116として求められた境界値からクラスタを作成する。そして、図8に示すように、ステップS30512として事例におけるエレメントバリュー毎にエレメントバリューの数とターゲットエレメントバリューの数とをカウントする。この場合において、エレメントバリュー値に不明なバリュー値が存在する場合、該不明バリュー値はカウントしない。エレメントバリューの値が数値型あるいは日付型の場合には、バリュー毎にカウントする。   FIG. 7 is a flowchart showing the calculation by ID3 in step S305 in more detail. First, in step S3051, preprocessing for calculating the information amount is performed. Specifically, as shown in FIG. 8, it is determined whether the case data is a logical type (that is, a numeric type or a date type) or not a logical type. If it is not a logical type, binarization is performed in step S30511. Do. FIG. 9 is a flowchart showing step S30511 in more detail. That is, first, each element value is counted as step S305111, and an expected value is calculated as step S305112. If the expected value is less than or equal to the predetermined value, Fisher's test is performed (step S305113), and if the expected value exceeds the predetermined value, a chi-square test is performed (step S305114). As a result, if binarization is possible, the boundary value is acquired (step S305115), and the above processing is repeated from step S30511 for another element value. If binarization could not be performed, the above processing is repeated from step S30511 for another element value without acquiring a boundary value. Thus, after repeating the process only (number of cases-1) times, a cluster is created from the boundary value obtained in S305116. Then, as shown in FIG. 8, in step S30512, the number of element values and the number of target element values are counted for each element value in the case. In this case, when an unknown value value exists in the element value value, the unknown value value is not counted. When the value of the element value is a numeric type or a date type, the value is counted for each value.

そして、図7に示すように、ステップS3052として、各エレメントから情報エレメントを求め、これをエレメントの数だけループさせることにより、全体の集合エントロピーを求め、情報量を求める。さらに、ステップS3053として、最も情報量の多いエレメントの取得をエレメント数だけ繰り返す。そして、ステップS3054としてエレメントとエレメントバリューとを登録する。さらに、ステップS3055として枝の剪定についてのフラグがオン状態であり、かつ先頭からのノード数が、指定された剪定ノード数と一致している場合には、ターゲットエレメントとターゲットエレメントバリューとを登録する。すなわち、ステップS3055では、図10に示すように、まずステップS30551として、あらかじめ値が定められているターゲットエレメント(以下「フィックスターゲットエレメント」という)の値と同じかどうかについて判断し、同じでない場合にはステップS30552として値が存在するか否かについて判断を行う。そして、値が存在する場合にはステップS30553として、一致する事例のターゲットバリューを取得する操作をその事例の数だけ繰り返す。また、ステップS30551として、フィックスターゲットエレメントの値と同じ場合には、値が存在するか否かについて判断を行う。そして、値が存在する場合にはステップS30553として、一致する事例のターゲットバリューを取得する操作をその事例の数だけ繰り返す。こうしてフィックスターゲットバリューを取得してステップS3055を終了する。一方、ステップS30552で値が存在しない場合にはステップS30553及びステップ30554を行うことなくステップS3055を終了する。   Then, as shown in FIG. 7, in step S3052, an information element is obtained from each element, and this is looped by the number of elements, thereby obtaining an overall set entropy and obtaining an information amount. Furthermore, as step S3053, the acquisition of the element with the largest amount of information is repeated for the number of elements. In step S3054, an element and an element value are registered. Furthermore, if the flag for branch pruning is on in step S3055 and the number of nodes from the beginning matches the specified number of pruning nodes, the target element and the target element value are registered. . That is, in step S3055, as shown in FIG. 10, first, in step S30551, it is determined whether or not the value is the same as a predetermined target element (hereinafter referred to as “fixed target element”). Determines whether a value exists in step S30552. If there is a value, in step S30553, the operation of acquiring the target value of the matching case is repeated by the number of cases. In step S30551, if the value is the same as the value of the fixed target element, it is determined whether or not the value exists. If there is a value, in step S30553, the operation of acquiring the target value of the matching case is repeated by the number of cases. In this way, the fixed target value is acquired and step S3055 is ended. On the other hand, if no value exists in step S30552, step S3055 is terminated without performing steps S30553 and 30554.

一方、図7における枝の剪定についてのフラグがオン状態であり、かつ先頭からのノード数が、指定された剪定ノード数と一致しているという条件を一つでも満たしていない場合には、図7に示すように、ステップS3056においてターゲット到達判定を行う。すなわち、このステップS3056では、図11に示すように、エレメントバリューのエントロピーがゼロであり、かつすべてのエレメントの情報量がゼロ又はエレメントバリュー数が1以下の場合の場合は、前の枝でターゲットに到達する。また、エレメントバリューのエントロピーがゼロであり、すべてのエレメントの情報量がゼロ又はエレメントバリュー数が1以下以外の場合には、ターゲットに到達する。   On the other hand, when the flag for branch pruning in FIG. 7 is in an on state and the number of nodes from the top does not satisfy any of the specified pruning node numbers, As shown in FIG. 7, a target arrival determination is performed in step S3056. That is, in this step S3056, as shown in FIG. 11, when the element value entropy is zero and the information amount of all the elements is zero or the number of element values is 1 or less, the target in the previous branch is set. To reach. Further, when the element value entropy is zero and the information amount of all the elements is zero or the number of element values is other than one, the target value is reached.

一方、エレメントバリューのエントロピーがゼロでなければ、ステップS30561として、情報量でのターゲット到達判定がなされる。すなわち、ステップS30561では、図12に示すように、最も情報量の多いエレメントであり、かつエレメントの情報量がゼロ以下の場合には、前の枝でターゲットに到達する。また、最も情報量の多いエレメント以外の場合には、エレメントの情報量がゼロより大きいか否かが判断され、エレメントの情報量がゼロより大きい場合には、次の条件エレメントが探索され、そうでない場合にはターゲットに到達する。   On the other hand, if the entropy of the element value is not zero, in step S30561, a target arrival determination with information amount is made. That is, in step S30561, as shown in FIG. 12, when the element has the largest amount of information and the information amount of the element is less than or equal to zero, the target is reached at the previous branch. For elements other than those with the largest amount of information, it is determined whether the information amount of the element is greater than zero. If the information amount of the element is greater than zero, the next conditional element is searched, and so on. If not, reach the target.

そして、図7に示すステップS3056においてターゲット到達判定の結果、到達しなかった場合には、ステップS3057として、前エレメントのエレメントバリュー毎に残りのエレメントに対する事例の再構築が行われ、さらにステップS3058として、ID3に基づく計算が行われる。   As a result of the target arrival determination in step S3056 shown in FIG. 7, when the target has not been reached, in step S3057, a case is reconstructed for the remaining elements for each element value of the previous element, and further in step S3058. , Calculation based on ID3 is performed.

こうして図5に示すステップS300において決定木が作成された後、ステップS400でターゲットバリューのチェックが行われる。すなわち、図13に示すように、まずステップS401においてノードのターゲットバリュー数を取得する。そして、ターゲットバリュー数が2つ以上ある場合には、ステップS402として複数ターゲットバリューの処理を行う。ステップS402をさらに詳細に示したフローチャートが図14である。すなわち、(1)複数のターゲットバリューをそのまま表示するか、(2)バリューは無効としてターゲットバリューノードを削除するか、(3)決定木の生成を中止するか、(4)ターゲットバリューを強制的に決定するかの選択を行う。   After the decision tree is created in step S300 shown in FIG. 5, the target value is checked in step S400. That is, as shown in FIG. 13, first, in step S401, the target value number of the node is acquired. If there are two or more target values, a process of multiple target values is performed as step S402. FIG. 14 is a flowchart showing step S402 in more detail. That is, (1) a plurality of target values are displayed as they are, (2) a value is invalid and a target value node is deleted, (3) generation of a decision tree is canceled, or (4) target values are forced Select whether to decide.

また、ターゲットバリュー数が0(すなわちターゲットバリューが不明)の場合には、ステップS403として、ターゲットバリューなしの処理を行う。すなわち、図15に示すように、(1)ターゲットバリューは無効として無視するか、(2)決定木の生成を中止するか、(3)不明なターゲットバリューに到達するまでにツリー上に現れるエレメントに基づいて不足事例を生成するか、(4)ターゲットバリューをバリュー選択リクエスタにより強制的に割り当てるかの選択を行う。   When the number of target values is 0 (that is, the target value is unknown), processing without target value is performed as step S403. That is, as shown in FIG. 15, (1) the target value is ignored as invalid, (2) decision tree generation is stopped, or (3) an element appears on the tree before reaching an unknown target value. Or (4) whether to forcibly assign the target value by the value selection requester.

最後に、図5に示すステップS500として、例外化の処理に対して生成対象となったものだけビットをたてて、決定木の生成が終了する。   Finally, as step S500 shown in FIG. 5, only the bits to be generated for the exception processing are set, and the generation of the decision tree ends.

(コンサルティング)
上記のようにして生成された決定木に基づき、図16に示すフローチャートにしたがって、コンサルティングが行われる。すなわち、まずステップS600でコンサルティングの対象となる事例ファイル、コンサルティングの環境設定ファイル(外部より自動でエレメントバリューを取得するか、手動取得するか、トレースしていない残エレメントを出力するか、再度スタイルを生成するかの選択情報が登録されているファイル)及び履歴ファイル(ツリーをトレースする過程において既にトレース済みのエレメントを記録するファイル)を読み込む。次に、ステップS700として、決定木のトレースを行う。ステップS700では、図17に示すように、ツリーのノードがエレメントの場合には、ステップS701としてエレメントバリューをトレースし、ツリーのノードがターゲットエレメントの場合にはS702としてターゲットエレメントバリューをトレースする。
(consulting)
Based on the decision tree generated as described above, consulting is performed according to the flowchart shown in FIG. In other words, in step S600, the case file to be consulted, the consulting environment setting file (element value is automatically acquired from the outside, manually acquired, the remaining elements that have not been traced are output, the style is set again. A file in which selection information to be generated is registered) and a history file (a file in which elements already traced in the process of tracing a tree are recorded) are read. Next, as step S700, the decision tree is traced. In step S700, as shown in FIG. 17, when the tree node is an element, the element value is traced as step S701, and when the tree node is the target element, the target element value is traced as S702.

ステップS701におけるエレメントバリューのトレースは、図18に示すフローチャートに従って行われる。すなわち、まずステップS7011として、ステップS600で呼び込まれた履歴ファイルからバリューを取得可能か否かが判断され、バリュー取得が可能な場合には、ステップS7012としてログをとり、ツリーをトレースする。一方、バリュー取得ができない場合は、詳細連接のフラグの有無を判断し、詳細連接のフラグがあれば、ステップS7013として詳細連接に関するツリーをトレースする。一方、詳細連接のフラグがない場合には、外部プログラムによる取得を行うか否かを判断し、行う場合には外部プログラムからバリューを取得し、ステップS7012としてログをとり、ツリーをトレースする。また、外部プログラムからのバリューの取得をしない場合は、(1)標準偏差をとってバリューを取得した後ターゲットエレメントバリューをトレースする、(2)手動入力によりバリューを入力してツリーをトレースする、(3)残りのエレメントを取得してファイルに出力する、(4)再度ツリーを再構築する、のいずれかを選択して行う。   The element value tracing in step S701 is performed according to the flowchart shown in FIG. That is, first in step S7011, it is determined whether or not value can be acquired from the history file called in in step S600. If value acquisition is possible, a log is taken and the tree is traced in step S7012. On the other hand, if the value cannot be acquired, it is determined whether or not there is a detailed connection flag. If there is a detailed connection flag, a tree related to the detailed connection is traced in step S7013. On the other hand, if there is no detailed connection flag, it is determined whether or not acquisition is performed by an external program. If so, value is acquired from the external program, a log is taken as step S7012, and the tree is traced. Also, when not acquiring value from an external program, (1) trace the target element value after acquiring the value by taking the standard deviation, (2) trace the tree by inputting the value by manual input, (3) Select the remaining elements and output them to a file, or (4) Reconstruct the tree again.

また、S702におけるターゲットエレメントバリューのトレースは、図19に示すように、S7021としてフィックス事例とコンサル過程(ツリーをトレースする途中で通る条件属性)とを比較し、さらに展開連接の有無を判断し、展開連接がなければ、ステップS7022として、得られたターゲットエレメントバリューに基づいて外部プログラムを起動する。また、展開連接があれば、ステップS7023として、それに基づくツリーをトレースする。こうしてコンサルティングが終了する。   In addition, as shown in FIG. 19, the target element value trace in S <b> 702 compares the fix case with the consult process (condition attribute passed in the middle of tracing the tree) as S <b> 7021, and further determines the presence or absence of expansion concatenation. If there is no expansion connection, an external program is started based on the obtained target element value in step S7022. If there is an expansion connection, a tree based on the connection is traced in step S7023. This completes the consulting.

以下、このエキスパートシステム生成装置を用いて決定木を生成し、コンサルティングを行った場合について、さらに具体的に説明する。   Hereinafter, a case where a decision tree is generated using this expert system generation apparatus and consulting is performed will be described more specifically.

<事例獲得工程S1>
まず、事例獲得工程S1として、エキスパートシステムで行なおうとするテーマを決定し、そのテーマに関して使用するであろうエレメント(条件属性)と、エレメントバリュー(条件属性値)とを登録する。さらに、ターゲットエレメント(結論属性)とターゲットエレメントバリュー(結論属性値)とを登録する。登録は外部システムに設けられた各種センサーから、図1に示す事例獲得インターフェース10aを介して自動的に行うことができる。また、キーボードからデータを直接入力することも可能であり、事例ベースがテキストファイル形式であれば、呼び込みが可能である。さらには、事例獲得インターフェース10aを介して制御装置の記憶部に直接アクセスし、記録された各種運転データを事例として自動的に獲得することも可能である。こうして登録された事例は、図20に示すように、事例編集パネルとしてコンピュータの画面に表示されるとともに、コンピュータ内にファイルされる。また、登録されたエレメントやターゲットエレメントの追加や削除は、自由に行うことができる。さらに、エレメント、エレメントバリュー、ターゲットエレメント及びターゲットエレメントバリューの組み合わせからなる「事例」の追加や削除も自由に行うことができる。また、エレメントとターゲットエレメントの入れ替えを自由に行うことができる。さらに、条件から明らかにターゲットエレメントバリューが間違っていると判断される場合や、任意の条件においてターゲットエレメントバリューが決まっている場合には、フィックスターゲットエレメントバリューとして、固定された値を登録することもできる(図21)。また、事例編集パネルにおいて例外にしたい事例を選択し、編集メニューの「例外にする」をクリックすることにより、任意の事例を例外処理として選択することもできる。
<Case acquisition process S1>
First, as the case acquisition step S1, a theme to be performed by the expert system is determined, and an element (condition attribute) and an element value (condition attribute value) to be used for the theme are registered. Further, a target element (conclusion attribute) and a target element value (conclusion attribute value) are registered. The registration can be automatically performed from various sensors provided in the external system via the case acquisition interface 10a shown in FIG. It is also possible to input data directly from the keyboard. If the case base is in a text file format, it can be called up. Furthermore, it is also possible to directly access the storage unit of the control device via the case acquisition interface 10a and automatically acquire various recorded operation data as cases. The case registered in this way is displayed on the computer screen as a case editing panel as shown in FIG. 20, and is filed in the computer. In addition, registered elements and target elements can be freely added or deleted. Furthermore, “examples” composed of combinations of elements, element values, target elements, and target element values can be freely added or deleted. Further, the element and the target element can be freely exchanged. Furthermore, when it is determined that the target element value is clearly wrong from the conditions, or when the target element value is determined under any condition, a fixed value may be registered as the fixed target element value. Yes (FIG. 21). Also, any case can be selected as an exception process by selecting a case to be an exception in the case editing panel and clicking “Make exception” on the edit menu.

<決定木生成工程S2>
次に、コンピュータの画面に表示された事例編集パネル上で、機能部メニューから決定木生成を選択することにより、全ターゲットエレメントに対応する決定木を生成する場合と、現在選択されている決定木のみ選択する場合とを選択する。機能メニューから決定木の表示を選択することにより、図22に示す決定木表示パネルが表示される。さらに、決定木表示パネル内における任意のノードをマウスで選択し、機能メニューの剪定をクリックすることにより、決定木の剪定が実施される(図23)。ここで、決定木の剪定は、対応する事例の例外化を行うことと同じ操作となる。その後、ケース編集パネルに移動させることにより、決定木を再構成した場合に不用となる事例が自動的に例外処理される(図24)。なお、剪定はエレメント間だけでなく、エレメントとターゲットエレメント間でも行うことができる。
<Decision Tree Generation Step S2>
Next, on the case editing panel displayed on the computer screen, by selecting decision tree generation from the function menu, a decision tree corresponding to all target elements is generated, and the currently selected decision tree Select only when to select. By selecting display of the decision tree from the function menu, a decision tree display panel shown in FIG. 22 is displayed. Furthermore, the decision tree is pruned by selecting an arbitrary node in the decision tree display panel with the mouse and clicking pruning in the function menu (FIG. 23). Here, pruning the decision tree is the same operation as making the corresponding case an exception. Thereafter, by moving to the case editing panel, cases that become unnecessary when the decision tree is reconstructed are automatically handled as exceptions (FIG. 24). Note that pruning can be performed not only between elements but also between an element and a target element.

また、生成された決定木を解析する場合、スタイル編集パネルにおいてトップノードを例外とすることにより、それ以外の属性に基づく決定木を生成することもできる。例えば図25は、汚泥処理による焼却灰のテストピースを焼き締め、その光沢や溶解程度から、溶融グレードを決定し、これに伴い汚泥処理における各種データを収集した結果の決定木のトップノード部分である。ここで、トップノードの「焼却場」というエレメントを例外とすると、焼却場に依存しない決定木を導くことができる。その結果、図26に示すように、トップノードに「MgO」というエレメントがきて、焼却場というエレメントの要因以外に酸化マグネシウムの含有量が重要な要因とされることが分かる。   Also, when analyzing the generated decision tree, a decision tree based on other attributes can be generated by making the top node an exception in the style editing panel. For example, FIG. 25 is a top node portion of a decision tree obtained by baking a test piece of incinerated ash by sludge treatment, determining a melting grade from its gloss and dissolution degree, and collecting various data in sludge treatment along with this. is there. Here, with the exception of the element “incinerator” at the top node, a decision tree that does not depend on the incinerator can be derived. As a result, as shown in FIG. 26, the element “MgO” comes to the top node, and it can be seen that the content of magnesium oxide is an important factor in addition to the factor of the element of the incineration plant.

また、決定木の生成において、決定木の大部分が同一エレメントで占められる場合は、そのエレメントはルールを特殊化するノイズである可能性が高くなる。こうした場合には、同一となったエレメントを例外として除外することにより、見逃していた重要なエレメントを発見しやすくなる。例えば、図27に示す決定木における「日付」のエレメントを例外とすることにより、図28に示すように、「SiO2」のエレメントが現れる。酸化ケイ素は、物質の融解を高める働きがあるため、溶融グレードの値に大きな影響を与えていることが推測される。この推論は、「SiO2」のエレメントを例外としたときの決定木を観察することによって、容易に判断をすることができる。こうして、推論とルール誘導を繰り返すことにより、決定木の分析を効率よく進めることができる。   Further, in the generation of a decision tree, if the majority of the decision tree is occupied by the same element, there is a high possibility that the element is noise that specializes the rule. In such a case, it becomes easier to find an important element that has been missed by excluding the elements that have become identical as exceptions. For example, by excluding the “date” element in the decision tree shown in FIG. 27, the “SiO 2” element appears as shown in FIG. Since silicon oxide has a function of enhancing the melting of the substance, it is presumed that the silicon oxide has a great influence on the value of the melting grade. This inference can be easily made by observing a decision tree with the exception of the “SiO 2” element. In this way, it is possible to efficiently analyze the decision tree by repeating inference and rule induction.

また、生成された決定木のターゲットエレメントバリューに、別の決定木を結合させる展開連接を行う場合には、編集メニューによってターゲットエレメントバリュー選択リクエスタを表示させ、展開可能なターゲットエレメントバリュー一覧の中から展開するターゲットエレメントバリューを選択する。こうして、展開連接が完了すれば、図29に示すように、スタイル編集パネルにおけるターゲットエレメントバリュー名の前に展開連接マークが表示される。こうして、任意のターゲットエレメントバリューについて、さらに決定木を展開生成させることができ、因果関係について更なる因果関係の展開が可能となり、因果関係の分析を発展させることが可能となる。   In addition, when performing expansion concatenation that joins another decision tree to the target element value of the generated decision tree, the target element value selection requester is displayed from the edit menu, and the target element value list can be expanded. Select the target element value to expand. When the expansion connection is thus completed, the expansion connection mark is displayed in front of the target element value name in the style editing panel as shown in FIG. In this way, it is possible to further develop and generate a decision tree for an arbitrary target element value, to further develop the causal relationship for the causal relationship, and to develop the analysis of the causal relationship.

さらに、生成された決定木のエレメントバリューに、全エレメントバリューをターゲットエレメントバリューとして持つ別の決定木を結合させる詳細連接を行う場合には、編集メニューによって属性項目選択リクエスタを表示させ、表示されたエレメントから詳細にするエレメントをクリックして選択する。こうして詳細連接が完了すれば、図30に示すように、スタイル編集パネルにおいて、連接したエレメント名の前に詳細連接マークが表示される。こうして、任意のエレメントバリューについて、さらに詳しい決定木を生成することができるため、因果関係についてさらに詳細な因果関係を求めることが可能となる。   In addition, when performing detailed concatenation that combines another decision tree with all element values as target element values to the element value of the generated decision tree, the attribute item selection requester is displayed using the edit menu. Click to select the element to be detailed from the element. When the detailed connection is completed in this way, a detailed connection mark is displayed in front of the connected element name in the style editing panel as shown in FIG. In this way, since a more detailed decision tree can be generated for any element value, a more detailed causal relationship can be obtained for the causal relationship.

<コンサルティング工程S3>
決定木生成工程S2において決定木が生成された後、事例編集パネルにおいて画面上部メニューの「スタイル−コンサルティング」を選択する(図31)。これにより、図32に示すように、ターゲットエレメントの選択ダイアログが表示され、ターゲットエレメントの選択が可能となる。ターゲットエレメントを選択すると、そのターゲットエレメントごとの決定木に従ったコンサルティングが開始される。コンサルティング手段3は、実行プログラム形式の外部システムを自動起動し、外部システムの出力値をエレメントバリューに変換して獲得することが可能とされている。また、コンサルティング手段は、実行プログラム形式の外部システムを自動起動し、コンサルティング手段によって得られたターゲットエレメントバリューを該外部システムの入力値に変換して引き渡すことが可能とされている。そして、図33に示すように、論理型、数値型、日付型といったエレメントの型に応じた回答を選択、或いは入力していき、すべての回答を入力し終わった段階で結論としてターゲットエレメントのバリューが導出される。ここで、エレメントが論理型の場合には、入力は単なる選択を行うだけである。年齢などの数値型エレメントでも、年齢が不詳の人の場合には、「年齢不詳」として、論理型と同様の扱いをすることができる。このように、データとして不足がある場合であっても、決定木を生成し、コンサルティングをすることが可能である。
<Consulting process S3>
After the decision tree is generated in the decision tree generation step S2, “style-consulting” in the upper menu of the screen is selected in the case editing panel (FIG. 31). As a result, as shown in FIG. 32, a target element selection dialog is displayed, and the target element can be selected. When a target element is selected, consulting according to a decision tree for each target element is started. The consulting means 3 can automatically start an external system in the form of an execution program, convert an output value of the external system into an element value, and acquire it. The consulting means can automatically start an external system in the form of an execution program, convert the target element value obtained by the consulting means to an input value of the external system, and deliver it. Then, as shown in FIG. 33, responses corresponding to the element type such as logical type, numerical type, and date type are selected or entered, and when all the responses have been entered, the value of the target element is concluded as a conclusion. Is derived. Here, when the element is of a logical type, the input is merely a selection. Even in numerical type elements such as age, in the case of a person whose age is unknown, it can be treated as “logic unknown” as “age unknown”. Thus, even if there is a shortage of data, it is possible to generate a decision tree and consult.

(精留塔を利用した回収溶媒精製プラントのオペレート)
実施形態のエキスパートシステム生成装置を用いて、精留塔を利用した回収溶媒精製プラントのオペレートを行った。
(Operation of recovery solvent purification plant using rectification column)
Using the expert system generator of the embodiment, the recovery solvent purification plant using a rectification column was operated.

この回収溶媒プラントは、回収溶媒からテトラヒドロフラン(THF)とメチルエチルケトン(MEK)とを分離回収するためのものであり、図34に示すように、THFとMEKが混合された回収溶媒を貯留する貯留タンク11と、2基の精留塔12、13とを備えている。貯留タンク11には配管11a、11bが接続されており、配管11a、11bの他端は精留塔11、12の9段目に接続されている。精留塔12、13の下端には熱交換器12a、13aが設けられており、外部からスチームを供給することにより、精留塔12、13の下端を加熱可能とされている。また、精留塔12、13の下端には缶出管12b、13bが接続されており、精留塔12、13の下端に溜まった缶出液を取り出し可能とされている。さらに、精留塔12、13の上端には留出管12c、13cが接続されており、留出管12c、13cはコンデンサ14、15の一端側に接続されている。また、コンデンサ14、15の他端側は回収管16、17を介してキャッチャタンク16b、17bに接続されている。さらに、回収管16、17の途中からは還流管16a、17aが分岐し、缶出管12b、13bに接続され、缶出液の一部を精留塔12、13に還流可能とされている。   This recovery solvent plant is for separating and recovering tetrahydrofuran (THF) and methyl ethyl ketone (MEK) from the recovery solvent. As shown in FIG. 34, the storage tank stores the recovery solvent in which THF and MEK are mixed. 11 and two rectifying towers 12 and 13. Pipes 11 a and 11 b are connected to the storage tank 11, and the other ends of the pipes 11 a and 11 b are connected to the ninth stage of the rectification columns 11 and 12. Heat exchangers 12a and 13a are provided at the lower ends of the rectifying columns 12 and 13, and the lower ends of the rectifying columns 12 and 13 can be heated by supplying steam from the outside. Further, the bottom ends of the rectifying columns 12 and 13 are connected to can outlets 12b and 13b, respectively, so that the bottoms collected at the lower ends of the rectifying columns 12 and 13 can be taken out. Further, distillation pipes 12 c and 13 c are connected to the upper ends of the rectifying columns 12 and 13, and the distillation pipes 12 c and 13 c are connected to one end side of the capacitors 14 and 15. The other ends of the capacitors 14 and 15 are connected to the catcher tanks 16b and 17b via the recovery pipes 16 and 17, respectively. Further, reflux pipes 16a and 17a branch from the middle of the collection pipes 16 and 17 and are connected to the can pipes 12b and 13b so that a part of the bottom can be refluxed to the rectification columns 12 and 13. .

この回収溶媒精製プラントの稼動状況を把握し、事例に関する情報を得るための情報発信手段として、表1に示す位置に、図示しない温度計TR1〜11、流量計V1〜8及び圧力計P1、P2が設置されている。   As information transmission means for grasping the operation status of the recovered solvent refining plant and obtaining information on the cases, thermometers TR1 to 11, flow meters V1 to 8 and pressure gauges P1 and P2 (not shown) are located at the positions shown in Table 1. Is installed.

回収溶媒精製プラントの運転は熟練した3名のオペレータが行った。 The operation of the recovered solvent purification plant was performed by three skilled operators.

(事例獲得)
温度計TR1〜11、流量計V1〜8及び圧力計P1、P2の時間ごとの値、気温、日時を図示しない制御装置の記録部から自動獲得インターフェース1aを介して自動的に事例獲得手段1に取り込んだ。また、天気、オペレータ、計器チェックの有無等について、キーボードから事例獲得手段1に直接入力した。こうして、事例獲得手段1により、表2〜表4に分割して示した事例ベースを作成した。
(Case acquisition)
The value of each of the thermometers TR1 to 11, the flow meters V1 to 8 and the pressure gauges P1 and P2, the temperature and the date / time are automatically transferred from the recording unit of the control device (not shown) to the case acquisition means 1 via the automatic acquisition interface 1a. I took it in. Further, the weather, operator, presence / absence of instrument check, etc. were directly input to the case acquisition means 1 from the keyboard. In this way, the case base divided into Tables 2 to 4 was created by the case acquisition means 1.

(決定木生成)
さらに、上記事例ベースに基づきルール生成手段3により、決定木を生成した。
(Decision tree generation)
Furthermore, a decision tree is generated by the rule generation means 3 based on the case base.

(コンサルティング)
さらに、こうして生成された決定木に基づき、コンサルティングを行った。
このエキスパートシステム生成装置を回収溶媒精製プラントに適用することにより、温度計TR1〜11、流量計V1〜8及び圧力計1、2からの情報が事例獲得手段1によって自動的に事例ベースが形成され、この事例ベースからルール生成手段2によって決定木が自動的に生成することが可能となる。そして、コンサルティング手段3がこの決定木を参照してターゲットエレメントのターゲットエレメントバリューを自動的に求めることができる。このため、ルール生成手段3によって当初に生成された決定木は、事例ベースの蓄積にともなって絶えず自動的に更新されることとなり、事例学習的に、より好適な決定木に更新されていくこととなる。また、時間の経過と共に何らかの原因によって因果関係が変化した場合でも、その変化に追従して適切な決定木が生成されてゆくこととなる。このため、コンサルティング手段3により得られるターゲットエレメントバリューもより適切な値とすることができる。
(consulting)
Furthermore, consulting was conducted based on the decision tree generated in this way.
By applying this expert system generator to the recovery solvent purification plant, the case base is automatically formed by the case acquisition means 1 based on the information from the thermometers TR1 to 11, the flow meters V1 to 8, and the pressure gauges 1 and 2. The decision generation unit 2 can automatically generate a decision tree from this case base. And the consulting means 3 can obtain | require the target element value of a target element automatically with reference to this decision tree. For this reason, the decision tree initially generated by the rule generation means 3 is constantly updated automatically with the accumulation of the case base, and is updated to a more suitable decision tree for case learning. It becomes. Even when the cause-and-effect relationship changes for some reason as time passes, an appropriate decision tree is generated following the change. For this reason, the target element value obtained by the consulting means 3 can also be set to a more appropriate value.

なお、上記実施形態では、温度計TR1〜11、流量計V1〜8及び圧力計1、2からの情報は制御装置の記憶部から取り込んでいるが、それらの情報をインターフェース1aを介してリアルタイムに事例獲得手段に送信することもできる。   In the above-described embodiment, the information from the thermometers TR1 to 11, the flow meters V1 to 8 and the pressure gauges 1 and 2 is taken from the storage unit of the control device, but the information is obtained in real time via the interface 1a. It can also be sent to the case acquisition means.

本発明は、工業、鉱業、農業、林業、水産業、運輸業、医療産業、金融産業、商業、その他あらゆる産業における専門家の知識を活用することにより、あらゆる産業に利用することができる。   The present invention can be used in all industries by utilizing the knowledge of experts in industries, mining, agriculture, forestry, fisheries, transportation, medical, financial, commercial, and all other industries.

1…事例獲得手段
2…ルール生成手段
3…コンサルティング手段
1 ... Case acquisition means 2 ... Rule generation means 3 ... Consulting means

Claims (7)

エキスパートシステムを構築するためのエキスパートシステム生成装置であって、
コンサルティング対象に関連する、予め定められた条件属性および結論属性について、発生事例におけるそれぞれの値である条件属性値および結論属性値を受け取ってデータベースに格納する事例獲得手段と、
前記条件属性値および前記結論属性値の各々が論理型か否かを判定し、論理型でないときは、二値化し、前記条件属性値と前記結論属性値との関係に基づいて前記コンサルティング対象に関連する前記条件属性および前記結論属性の間の適用ルールを生成するルール生成手段と、
前記コンサルティング対象に関連する条件属性値として所与の値が入力されると、前記ルール生成手段により生成されたルールを適用して、結論属性値を取得するコンサルティング手段と
を備え
前記事例獲得手段は、前記コンサルティング対象に関連する条件属性値に対する結論属性値が存在しないことを示す例外フラグが立っているときは、前記条件属性値を前記データベースに格納せず、
前記ルール生成手段は、前記例外フラグが立った条件属性値を用いずに前記適用ルールを生成することを特徴とするエキスパートシステム生成装置。
An expert system generator for building an expert system,
Case acquisition means for receiving a condition attribute value and a conclusion attribute value, which are respective values in an occurrence case, for a predetermined condition attribute and a conclusion attribute related to a consulting object, and storing them in a database;
It is determined whether or not each of the condition attribute value and the conclusion attribute value is a logical type. When the condition attribute value and the conclusion attribute value are not the logical type, the condition attribute value and the conclusion attribute value are binarized, and based on the relationship between the condition attribute value and the conclusion attribute value, Rule generation means for generating an application rule between the related condition attribute and the conclusion attribute;
Consulting means for obtaining a conclusion attribute value by applying the rule generated by the rule generating means when a given value is input as a condition attribute value related to the consulting object, and
The case acquisition means does not store the condition attribute value in the database when an exception flag is set indicating that there is no conclusion attribute value for the condition attribute value related to the consulting target,
It said rule generation means, expert system generating apparatus characterized that you generate the application rule without using conditional attribute values which the exception flag is set.
前記ルールは決定木により表現され、
前記コンサルティング手段は、前記決定木をトレースすることにより前記結論属性値を取得することを特徴とする請求項1に記載のエキスパートシステム生成装置。
The rule is represented by a decision tree,
The expert system generation apparatus according to claim 1, wherein the consulting unit acquires the conclusion attribute value by tracing the decision tree.
前記決定木内の所望のノードを指定することにより該ノードを剪定する剪定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載のエキスパートシステム生成装置。   The expert system generation apparatus according to claim 2, further comprising a pruning unit that prunes the node by designating a desired node in the decision tree. エキスパートシステムを構築するためのエキスパートシステム生成方法であって、
コンサルティング対象に関連する、予め定められた条件属性および結論属性について、発生事例におけるそれぞれの値である条件属性値および結論属性値を受け取ってデータベースに格納する事例獲得ステップと、
前記条件属性値および前記結論属性値の各々が論理型か否かを判定し、論理型でないときは、二値化し、前記条件属性値と前記結論属性値との関係に基づいて前記コンサルティング対象に関連する前記条件属性および前記結論属性の間の適用ルールを生成するルール生成ステップと、
前記コンサルティング対象に関連する条件属性値として所与の値が入力されると、前記ルール生成ステップにおいて生成されたルールを適用して、結論属性値を取得するコンサルティングステップと
を備え、前記事例獲得ステップは、前記コンサルティング対象に関連する条件属性値に対する結論属性値が存在しないことを示す例外フラグが立っているときは、前記条件属性値を前記データベースに格納せず、
前記ルール生成ステップは、前記例外フラグが立った条件属性値を用いずに前記適用ルールを生成することを特徴とするエキスパートシステム生成方法。
An expert system generation method for constructing an expert system,
A case acquisition step of receiving a condition attribute value and a conclusion attribute value, which are respective values in an occurrence case, for a predetermined condition attribute and a conclusion attribute related to a consulting target, and storing them in a database;
It is determined whether or not each of the condition attribute value and the conclusion attribute value is a logical type. When the condition attribute value and the conclusion attribute value are not the logical type, the condition attribute value and the conclusion attribute value are binarized, and based on the relationship between the condition attribute value and the conclusion attribute value, A rule generation step for generating an application rule between the related condition attribute and the conclusion attribute;
A consulting step of obtaining a conclusion attribute value by applying the rule generated in the rule generation step when a given value is input as a condition attribute value related to the consulting target, and the case acquisition step When the exception flag indicating that there is no conclusion attribute value for the condition attribute value related to the consulting object is set, the condition attribute value is not stored in the database,
The rule generation step, the expert system generates wherein that you generate the application rule without using conditional attribute values which the exception flag is set.
前記ルールは決定木により表現され、
前記コンサルティングステップは、前記決定木をトレースすることにより前記結論属性値を取得することを特徴とする請求項4に記載のエキスパートシステム生成方法。
The rule is represented by a decision tree,
The expert system generation method according to claim 4, wherein the consulting step acquires the conclusion attribute value by tracing the decision tree.
前記決定木内の所望のノードを指定することにより該ノードを剪定する剪定ステップをさらに備えたことを特徴とする請求項5に記載のエキスパートシステム生成方法。   6. The expert system generation method according to claim 5, further comprising a pruning step of pruning the node by designating a desired node in the decision tree. コンピュータに、エキスパートシステムを構築するためのエキスパートシステム生成方法を実行させるプログラムであって、該エキスパートシステム生成方法は、
コンサルティング対象に関連する、予め定められた条件属性および結論属性について、発生事例におけるそれぞれの値である条件属性値および結論属性値を受け取ってデータベースに格納する事例獲得ステップと、
前記条件属性値および前記結論属性値の各々が論理型か否かを判定し、論理型でないときは、二値化し、前記条件属性値と前記結論属性値との関係に基づいて前記コンサルティング対象に関連する前記条件属性および前記結論属性の間の適用ルールを生成するルール生成ステップと、
前記コンサルティング対象に関連する条件属性値として所与の値が入力されると、前記ルール生成ステップにおいて生成されたルールを適用して、結論属性値を取得するコンサルティングステップと
を備え
前記事例獲得ステップは、前記コンサルティング対象に関連する条件属性値に対する結論属性値が存在しないことを示す例外フラグが立っているときは、前記条件属性値を前記データベースに格納せず、
前記ルール生成ステップは、前記例外フラグが立った条件属性値を用いずに前記適用ルールを生成することを特徴とするプログラム。
A program for causing a computer to execute an expert system generation method for constructing an expert system, the expert system generation method comprising:
A case acquisition step of receiving a condition attribute value and a conclusion attribute value, which are respective values in an occurrence case, for a predetermined condition attribute and a conclusion attribute related to a consulting target, and storing them in a database;
It is determined whether or not each of the condition attribute value and the conclusion attribute value is a logical type. When the condition attribute value and the conclusion attribute value are not the logical type, the condition attribute value and the conclusion attribute value are binarized, and based on the relationship between the condition attribute value and the conclusion attribute value, A rule generation step for generating an application rule between the related condition attribute and the conclusion attribute;
A consulting step of obtaining a conclusion attribute value by applying the rule generated in the rule generation step when a given value is input as a condition attribute value related to the consulting target, and
In the case acquisition step, when an exception flag is set indicating that there is no conclusion attribute value for the condition attribute value related to the consulting target, the condition attribute value is not stored in the database,
The rule generation step, the program characterized that you generate the application rule without using conditional attribute values which the exception flag is set.
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