JPH0245832A - オペレーションエキスパートシステム - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の利用分野 本発明は、情報通信処理の分野に於て使用される通信設
備（交換機、伝送装置１回線、情報処理装置など）のオ
ペレーション（保守・運用）を支援・自動化するための
オペレーションエキスパートシステムに関するものであ
る。

（２）従来技術の問題点 従来オペレーションに関する問題を知識表現する場合、
オペレーション知識を部分的な機能に分割しながら２機
能要素単位に知識表現する方法をとっている。通信設備
に関するデータは１例えば第１１図図示の如く表現して
いる。

第１１図は従来の知識表現の例を示す。図中の符号４０
１はオペレーション知識、４０２は対象通信設備の知識
、４０３は推論エンジン、４０４ないし４０６は夫々オ
ペレーション機能単位の知識、　４０７は機能に関する
知識、４０８は構造に関する知識を表わしている。

この様な方法では１機能車位に対応するオペレーション
知識４０１とデータに対応する対象通信設備の知識４０
２とが一体でないため２機能とデータとの相関関係が判
り難く、知識の維持・管理が容易でない。

（３）問題点を解決するための手段 そこで１本発明においては１問題の解決単位を通信設備
そのものを対象にした場合に、Ｐ練者の問題解決の手順
や思考パターンに応じてオブジェクトに分割するのでは
なく２通信設備の構成要素毎、オブジェクトに分割する
知識表現法をとるようにする。

第１図は本発明の原理構造図を示す。図中の符号１はオ
ペレーションエキスパート知識ベース。

２は推論エンジン、３は対象とする通信設備に対応する
構成要素オブジェクト、４は装置ａに対応する構成要素
オブジェクト、５は装置すに対応する構成要素オブジェ
クト、６は装置２に対応する構成要素オブジェクト、７
はパッケージＰｂ、に対応する構成要素オブジェクト、
８はパッケージＰｂｔに対応する構成要素オブジェクト
、９はパンケージＰｂｎに対応する構成要素オブジェク
ト、１０はオペレーション知識、１１は対応する構成要
素に固有な構造や機能などの知識を表わしている。

図示の如（通信設備をオブジェクトで表現する場合、あ
る設備を複数の装置の組合せに、さらにある装置を複数
のパンケージ・ボードの組合せに分割していくように５
通信設備の階層構成に対応させて、構成要素のネントワ
ーク構造を表現する。

第２図（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）　（Ｄ）は知識表現につ
いて説明する説明図を示している。第２図（Ａ）は対象
とする通信設備を示し９図中の符号１０１は対象とする
通信設備、１０２はバス、１０３ないし１０５は構成要
素Ａ、Ｂ、Ｃであってバス１０２に連繋されているもの
を表わしている。第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）に示す通
信設備に関する知識を表現するための構成を示し１図中
の符号１０６はレイヤ「２」に該当する階層、１０７は
上記通信設備１０１に対応する構成要素オブジェクト１
０８はバス１０２に対応する構成要素オブジェク）、１
０９ないし１１１は夫々構成要素１０３ないし１０５に
対応する構成要素オブジェクトを表わす。またオブジェ
クト間の実線は接続関係を表わし５点線は包含関係を表
わしている。第２図（Ｃ）はグループ表現を示し２図中
の符号１１２はグループ表現、　１０７−１は第２図（
Ｂ）図示の構成要素オブジェクト１０７に対応するグル
ープ名。

１０Ｂ−１ないし１１１−１は夫々第２図（Ｂ）図示の
構成要素オブジェクト１０８ないし１１１に対応するグ
ループ名を表わしている。第２図（Ｄ）は関連表現を示
し１図中の符号１１３は関連表現、１０９−２ないし１
１１−２は夫々ロール名、１０８はバス。

１０９ないし１１１は夫々第２図（Ｂ）図示の構成要素
オブジェクトを表わしている。

図示○印で表わしたノードが構成要素に対応するオブジ
ェクトを、ノード間のリンクが構成要素（オブジェクト
）間の関係を表わす。また、最上位のレイヤを「１」、
最下位のレイヤを［Ｎ（１以上の整数）」と呼ぶことに
する。

次に、オペレーション対象の表現法として。

まず、構成要素の階層的なネントワーク構造の表現方法
を述べる。これは、包含関係と接続関係との知識の組合
せにより実現される。包含関係と接続関係とは。

包含関係知識　；　ある装置Ｔがいくつかの構成要素（
例えば、　Ａ、　Ｂ、　Ｃ，およびＰ）から成る。

接続関係知識　：　いくつかの構成要素が信号線Ｐと接
続している ということを示す知識であり、夫々グループ表現や関連
表現などのフレーム表現によって表現されこれらを基に
関係付けられた情報の一つをキー情報として検索するこ
とにより他の情報が得られる情報検索機能を提供する。

また、構成要素オブジェクトの表現法として。

構成要素オブジェクトには１例えば、２重化装置やＮ重
化装置やメモリ装置のように全部またはほんの一部の知
識だけが異なる構成要素オブジェクトがいくつかある。

この様な場合、似たオブジェクトの記述量を削減するた
め、継承概念（英語文における“１ｓ−ａ”の関係）を
用い、装置の基本的な構造をクラスで定義しておくこと
により実際の装置の具体的なパラメーターだけをインス
タンスとして記述することにより複数の似た装置を容易
に表現できる。

次にオペレーションの表現として オペレーションに関する知識には構成要素に共通な知識
（メタ知識）と固有な知識とがある。どの構成要素オブ
ジェクトにも構成要素固有の知識だけでなくオペレーシ
ョン熟練者のメタ知識を格納する表現方法をとることに
より、与えられた依頼に対していずれの構成要素オブジ
ェクトも自立的に回答を行なう機能を持つことができる
。このメタ知識は、必要ならば、他の構成要素オブジェ
クトに対してメツセージ通信を行なう。また　この通信
メツセージは標準化されており、構成要素固有の知識を
部分的に更新するだけでなく、構成要素オブジェクト単
位に知識を着脱することが可能となっている。ここでい
うメタ知識とは１問題解決の基本的な手続きを表わす知
識である（例えば分析１判断、実行、記憶、依願・報告
などの作業の流れの中で１選択できる項目をどのように
組み合わせて行なうかという知識である）。固有な知識
とは問題の対象となる構成要素の機能・構造に関する知
識である。

以上の考えに基づく、メタ知識内蔵型のオブジェクトの
基本的な機能と構造を第３図に示す。

第３図において、１５０−ｉは夫々構成要素のオブジェ
クト１５１は固有の知識２１５２はメタ知識。

１５３はメッセージ通信手段を表わしている。

次にオブジェクトの制御法として、以下の２つのモード
がある。

一つはユーザーが、知識ベースに作業を依頼する際に、
オブジェクト構造を意識しないモードである。ユーザー
は、レイヤ「ＩＪのオブジェクトにだけ依頼メソセージ
を送信すれば１回答が得られる。最上位のオブジェクト
は、受信メッセージをレイヤ「２」の前オブジェクトへ
伝達し１回答を待つ。レイヤｒＮ」のオブジェクトは、
同等な手続きをレイヤｒＮ＋　１　」に対しても行なう
（Ｎ＝１．２．・・・）。あるオブジェクトは、他のオ
ブジェクトからの回答も考慮して、自オブジェクト内の
最終的な処理結果とする。これは１個々の作業のまとめ
を意味する。オブジェクト間の通信メッセージを標準化
しているので、この様にレイヤ間の制御をステフプ・パ
イ・ステフプに遷移させることができる。

第４図は第１モードにおける動作モデルを示す。

図中の符号１０７はレイヤ「１」の構成要素オブジェク
ト、１０６はレイヤ「２」の構成要素オブジェクト、２
３はユーザー、２４はメツセージ、２５は手続き（オペ
レーション知識）、２６は内部状態（機能知識）を表わ
している。

もう一つは、ユーザーが特定のオブジェクトに対しての
み３作業を依頼できるモードである。ユーザーは、オブ
ジェクト名付きの依頼メツセージを送信すればよい。依
頼されたメツセージは２手続きを実行し、自分の内部状
態を変更したことを上位と下位とのレイヤにあるオブジ
ェクトへ報告する。その報告を受信した他オブジェクト
は、自分の内部状態を変更し、知識ベース全体の状態に
矛盾が生じないようにする。

第５図は第２モードにおける動作モデルを示す。

図中の符号１０６は構成要素オブジェクト２３はユーザ
ー、２４はメッセージ、２４−１は上位レイヤ側への報
告メツセージ、２４−２は下位レイヤ側への報告メッセ
ージ、２５は手続き、２６は内部状態を表わしている。

また、各オブジェクトには、自オフ゛ジエクトの知識に
よって変えられる内部状態変数を持っている。この変数
の値によって１条件に合うようオブジェクトを限定し序
列化し、特定のオブジェクトの選出に利用し、２つの制
御モードを使い、解決すべき問題のオブジェクトを絞り
込み、目的のオブジェクトより問題の解決知識を引き出
し３問題解決を行なう。

以上により１通信設備の各構成要素に関する知識が、エ
キスパートの対応する各オブジェクトに各々まとめられ
るため２通信設備のバージョンやシステム構成の違いに
係わる構成要素に対応するオブジェクトのみを変更・着
脱するだけで対応できる。

また各構成要素に対応するオブジェクトに着目して、構
成要素の設計者から設計段階に知識を獲得することが容
易なエキスパートシステムを得ることができる。

（４）実施例 例えば、ある情報通信設備が第６図のように階層的に構
成要素が表わされるとする。

第６図において、２０１は情報通信設備、２０２ないし
２０７はモジュールａないしｙ、２０８はバス２に対応
するモジュール、２０９ないＬ２１１　’Ｐ２１２　す
いし２１４は夫々パッケージを表わしている。

情報通信設置Ｘが、ａ、ｂ、ｃ、・・・というモジュー
ルとバス２で結ばれたものより成り立ち、さらに各々の
モジュールはＰａ、、・・・、　　Ｐ　ａ　ｎ　ｔ　Ｐ
　ｂ　ｔ　＋・・・、　　Ｐｂｌ１１．・・・というパ
ッケージから構成されているものとするとき、このよう
な情報通信設備が出力する故障メツセージから故ＩＩ箇
所を探索するエキスパートシステムを１本発明にしたが
って構成してみる。

この情報通信設備Ｘの構成要素の階層構成をトリーで表
わすと、第７図のように表現でき、エキスパートシステ
ムのオブジェクト構成は、第８図のように対象装置と（
一対一に）対応する構成要素オブジェクトよりなる。

第７図は第６図図示の情報通信設備Ｘの構成要素の階層
構成をトリーで示したもの、第８図は第６図図示の情報
通信設備Ｘに対応するオブジェクト構成を示す。図中Ｘ
、ａ、ｂ、・・・、Ｐａｄ、・・・は夫々第６図に対応
し、３０１ないし３１４は夫々上記Ｘ、ａ、ｂ、・・・
、　　Ｐａ、、・・・に対応するオブジェクトを表わし
ている。

これより、最上位のオブジェクト（Ｘ）が、ある故障メ
ソセージＭを受取って故障箇所探索の依頼を受けたとす
る。この時このエキスパートシステムは１例えば次のよ
うに機能する。

■　故障メッセージＭをパラメーターとした故障箇所探
索の依頼メツセージを受けたオブジェクト（Ｘ）は、自
機器の故障に関係するものであることを確認すると、そ
れ以上の解析（問題解決）についてはさらに下位のオブ
ジェクト（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）・・・に同故
障メツセージを送って依願する（依鯨メツセージを送出
する）、メッセージを送る際には送り先のオブジェクト
名の指名が必要であり、この情報はさきに示されたよう
に包含関係の知識より検索されて得られる。以下上位下
位のオブジェクトにメツセージが送られるときには常に
同様の手続きにより行なわれる。

オブジェクト（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、・・
・は各々、同故障メツセージの各項目を検査し、どう振
舞うべきかを自オブジェクト内の知識ベースより求める
。例えば、検査の結果、もはや自オブジェクト以下のオ
ブジェクトがこの故障メツセージと関連がないと知識ベ
ースによって判断されたオブジェクト（例えば、ａ）は
、下位のオブジェクトにメツセージをもはや送ることは
なく、かつ自オブジェクトの内部の、自オブジェクトが
故障である確率を表わす状態変数（確信度）の値を０に
する。また関連有りと判断されたオブジェクト（例えば
、ｂ）はさらに詳細な解析を下位オブジェク）Ｐｂ、、
・・・Ｐｂｍ、・・・に依願する。オブジェクトＰｂ、
、・・・、Ｐｂｍ、・・・は、各々同様に、内部の知識
ベースを参照し関連の度合によって各々確信度が設定さ
れ、その結果が上位オブジェクトへと集約され返される
。

第９図は確信度が設定されて集約される状態を説明する
図であり２図中の符号３０１ないし３１４は第８図に対
応している。また丸印内の数値は確信度、矢印はメッセ
ージの流れを表わしている。

この場合、中間層のオブジェクトは下位オブジェクトの
確信度の最大値を自オブジェクトの確信度の値としてい
る。

■　次に１例えば、一番確信度が高い最下位のオブジェ
クトＰｂ、に、検証方法を問えば、該オブジェクトは内
部の知識ベースよりその方法（どんな診断コマンドを打
てば良いかなど）を答えるであろう。その検証結果はま
たオブジェクト（Ｘ）から故障メツセージと同様に下位
オブジェクトより流され、その検証方法を指示したオブ
ジェクトの内部状態は勿論、その検証結果と関連するオ
ブジェクトの内部状態も変化する。

第１０図は第９図図示の状態の下から始まった検証の結
果において例えばパンケージ３１２に故障がないであろ
うと考えられるに至った段階での状態を説明する図であ
る。図示の場合において、パンケージ３１２における確
信度がＯ６ｌに低下され、その影響で他のオブジェクト
における確信度が変化している。

■　次にまた。一番確信度の高いオブジェクトに検証方
法を問えば、上記処理■の繰り返しが行われる。

以上のように順次確信度の高いパッケージが検証され、
故障パッケージが絞り込まれてい（。

この様に、故障メツセージの解析知識も、装置の検証方
法も各階層の装置毎にそれぞれ対応するオブジェクトに
格納されているため、この情報通信設備の一部の装置が
異なるバージョンやモデルに対しても、エキスパートシ
ステムにおける上記の装置に対応するオブジェクトのみ
を変えるだけで良い。例えば、５枚のパッケージより成
っていたプロセッサ・モジニールが、２枚のパッケージ
のモジエールに改良されたとき、このエキスパトシステ
ムでは、５枚のパッケージに対応していたオブジェクト
を２枚のパッケージに合わせて２つのオブジェクトに変
更するのみで、プロセッサ・モジュールに対応するオブ
ジェクトや、その他のオブジェクトはなんら変更するこ
とが無い。

（５）発明の詳細 な説明したように１本発明によれば 第一に対象とする情報通信設備の各部対応にオブジェク
ト化し、知識のすべてをそれ対応のオブジェクトに集め
ているので、対象機器の部分変更に対して強健である 第二に、各部分装置対応のオブジェクトに、宣言的に知
識を入れるので、考え易い（知識獲得し易い） などの長所を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構造図、第２図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ
）　（Ｄ）は知識表現について説明する説明図、第３図
はメタ知識内蔵型のオブジェクトの機能と構造。 第４図は第１モードにおける動作モデル、第５図は第２
モードにおける動作モデル、第６図は情報通信設備の構
成、第７図は第６図図示の情報通信設備Ｘの構成要素の
階層構成をトリーで示したもの、第８図は第６図図示の
情報通信設置ｘに対応するオブジェクト構成、第９図は
確信度が設定されて集約される状態を説明する図、第１
０図は第９図図示の状態の下から始まった検討の結果に
おいて例えばパッケージ３１２に故障がないであろうと
考えられるに至った段階での状態を説明する図。 第１１図は従来の知識表現の例を示す。 図中、１はオペレーションエキスパート知識ベース、２
は推論エンジン、３は対象とする通信設備に対応する構
成要素オブジェクト、４は装置ａに対応する構成要素オ
ブジェクト、５は装置すに対応する構成要素オブジェク
ト、６は装置２に対応する構成要素オブジェクト、７は
パンケージＰｂ１に対応する構成要素オブジェクト、８
はパッケージＰｂ、に対応する構成要素オブジェクト　
９はパッケージＰｂｎに対応する構成要素オブジェクト
。 １０はオペレーション知識、　１１は対応する構成要素
に固有な構造や機能などの知識を表わしている。 特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 設備の保守運用を支援するためのエキスパートシステム
   に於て、 対象とする設備の階層的な構成要素に対応したオブジェ
   クトに分割された形での知識表現をとるエキスパートシ
   ステムを構成し、 構成要素間の処理に関して、 包含関係や接続関係の知識により構成要素間の階層的な
   ネットワーク構造の知識を表現する手段と、 該ネットワーク構造の知識により関係付けられた情報の
   一つをキー情報として検索すれば、他の情報が得られる
   情報検索手段とをそなえ、 構成要素に関して、 同一知識のクラス定義によるオブジェクトの表現手段を
   そなえ、 オブジェクトのオペレーションに関して、 各オブジェクトには、各構成要素に共通な、オペレーシ
   ョンに関するメタ知識と対応する構成要素に固有な構成
   要素の機能・構造に関する知識とを持ち、 メッセージ通信を受けたどのオブジェクトのメタ知識も
   、メッセージ通信を受けたことに対応して自立的に回答
   を行なう第１の手段と、他の構成要素オブジェクトに対
   して更にメッセージ通信を行なう第２の手段とをそなえ
   、 オブジェクトの制御に関して、 最上位階層（レイヤ「１」）の構成要素オブジェクトに
   だけ依頼メッセージを送信すれば、受信メッセージをレ
   イヤ「２」の下位オブジェクトへ伝達し、回答を待ち、
   レイヤ「Ｎ」（Ｎ＝１、２、・・・）のオブジェクトは
   、同等な手続きをレイヤ「Ｎ＋１」に対しても行ない回
   答を待つとともに、あるオブジェクトは、他のオブジェ
   クトも考慮して、自オブジェクト内の最終的な回答結果
   とする処理を、ステップ・バイ・ステップにてユーザー
   に回答が得られる第１の制御手段と、 階層構成に関係なく直接特定のオブジェクトに対して、
   依頼メッセージを送信して、作業を依頼し、依頼を受け
   たオブジェクトは、手続きを実行し、自分の内部状態を
   変更したことを上位と下位のレイヤにあるオブジェクト
   へ報告し、その報告を受信した他オブジェクトは、自分
   の内部状態を変更し、知識ベース全体の状態に矛盾が生
   じないようにする第２の制御手段とをそなえてなり、各
   制御手段によって依頼メッセージを受けたオブジェクト
   には、自オブジェクトの知識によって変えられる内部状
   態変数を持ち、この変数の値を参照し、上記２つのいず
   れかの制御手段が用いられ、解決すべき問題のオブジェ
   クトを絞り込み、目的のオブジェクトより、問題の解決
   知識を引き出すようにした ことを特徴とするオペレーションエキスパートシステム
   。