JPH03116331A - 表形式知識入力編集方式 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表形式知識入力編集方式に関し、特に、エキ
スパートシステムにおいて、必要なルール表現の知識か
らなる知識ベースを構築するために１問題領域の専門家
が直接的に知識のデータを容易に入力することを可能と
する知識久方編集方式に関するものである。

〔従来の技術〕

エキスパートシステムは、知識ベースに記憶された専門
家の記号化された知識を用いて、それを解釈するための
推論機構により、専門家が行う推論をエミュレートする
システムである。

エキスパートシステムの知識ベースの構築は、専門家が
持つ知識を計算機が処理可能な形式に記号化して格納す
ることにより行われ、これは、主として知識エンジニア
と呼ばれる人により行われている。知識エンジニアは、
専門家が持つ知識を理解し、計算機が処理可能な形式の
知識データに記号化して入力する入力操作を行う。

また、最近は、知識エンジニアに要求される技能を軽く
することを目的として、プログラミング言語に知識処理
技術を組み込むことにより知識の記号化を容易にするエ
キスパートシステム構築支援ツール（知識獲得支援モジ
ュール）が開発されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このようなエキスパートシステム構築支
援ツールを使用して知識を定義する場合でも、プログラ
ミング言語の一種である知識表現言語（ルール、フレー
ム等）で記述しなければならないため、知識を有する専
門家が直接に知識の入力を行うことは困難であり、知識
エンジニアにより知識の入力を行っている。

そこで、ルール表現の知識についてプログラミング言語
の知識表現言語で記述する代わりに、表形式のエディタ
を用いて、表の行方向に条件部の群２表の列方向に結論
部の群２表の要素の成分に条件値を対応させて、表の１
列が１つのルールに相当するような表形式で入力を行う
入力方式が開発されている。

このような表形式の入力方式を用いることにより、知識
は、特にプログラミング言語の知識表現言語で記述する
ことなく、入力することが可能になる。しかし、表形式
の入力方式を利用した場合でも、計算機を使用すること
に不慣れな専門家にとっては、デイスプレィの表形式の
入力画面の表示を見ながらキーボードにより、知識デー
タの入力のため、条件名９条件値、結論名の文字入力を
行うことが負担である。更に、計算機の入力操作が不慣
れな専門家が犯し易い入力ミスが原因で発生するルール
の誤りに対して、検査ツールが備えられていない。この
ため、入力ミスが検出されない。

ところで、例えば、ルール「（条件部１＝条件値１）Δ
（条件部２＝条件値２）△・・・△（条件部ｎ＝条件値
ｎ）ならば結論＝結論部」を用いて推論を行う場合には
、ルール表現以外に条件部の条件値を得るための処理（
例えば、メニューによる問い合わせやセンサー情報から
の読み取りなどの処理）、推論結果として結論部を得た
後それを表示するための処理（メツセージによる表示２
図形による表示などの処理）を併わせで定義する必要が
あるが、上述の表形式の入力方式では、これらの処理を
定義する入力手段が備えられていないという問題がある
。

本発明は、表形式の入力方式を使用した場合の問題を解
決するためになされたものである。

本発明の目的は、計算機を使用することに不慣れな専門
家がルール表現の知識を容易に入力することを可能とす
る表形式知識入力編集方式を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明の表形式知識入力編
集方式は、条件部と結論部とを関係づけるルールの知識
を格納する知識ベースと、知識のルールにより結論を導
出する推論を行う推論機構を備えたエキスパートシステ
ムにおいて、ルールの条件部の条件定義知識の入力を支
援する条件定義編集処理部と、ルールの結論部の結論定
義知識の入力を支援する結論定義編集処理部と、入力さ
れた条件定義知識と結論定義知識とを関係づける表形式
のルールの入力を支援する表解析処理部とを有し、問題
領域の専門家がルール表現の知識を、結論項目および条
件項目の各データを表形式画面により選択して、直接入
力することを特徴とする。

また、表解析処理部による入力で作成されたルールに対
して、条件が矛盾したルール、冗長なルール、または不
足しているルールを検出する表解析処理部を、更に有す
ることを特徴とする。

〔作用〕

前述の手段によれば、エキスパートシステムにおいて１
条件定義編集処理部と、結論定義編集処理部と、表解析
処理部とが備えられる。

条件定義編集処理部は、ルールの条件部の条件定義知識
の入力を支援し１表形式のルールの入力前に予め知識エ
ンジニア等が条件項目の条件名と条件の取り得る定義域
、推論中に条件名の条件値を得るための処理を定義して
、知識ベースに格納する。結論定義編集処理部は、ルー
ルの結論部の結論定義知識の入力を支援し、結論項目の
結論部。

推論処理の結果として結果基を得た後に行う処理を定義
して、知識ベースに格納する。また１表解析処理部は、
知識ベースに入力された条件定義知識と結論定義知識と
を関係づける表形式のルールの入力を支援する。そして
、問題領域の専門家がルール表現の知識を、結論項目お
よび条件項目の各データを表形式画面により選択して、
直接入力する。すなわち、知識ベースに格納され、蓄積
された条件項目および結論項目の知識定義の各データを
１表形式画面によりルールの投入者である領域専門家に
提示し、選択させることにより、キーボードからの文字
入力を行うことなく、ルールの知識の入力が可能となる
。

また、エキスパートシステムには、更に、表解析処理部
が備えられる。表解析処理部は、表解析処理部により入
力された知識のルールを解析し、条件部が同じで結論が
異なる矛盾したルール、全く同一な冗長なルール、条件
が不足しているルールなどの異常ルールを検出し、表形
式画面上に提示することにより領域専門家の入力ミスを
防ぐ。

すなわち、表形式のルールの入力前に予め知識エンジニ
ア等により、条件定義編集処理部を利用して条件名とそ
の条件の取り得る値の定義域を定義し、また、結論定義
編集処理部を利用して、結論部を定義し、それらを蓄積
する。

次に、表形式で知識のルールの入力を行う表解析処理部
により、表形式画面の編集画面で１表の１列目（または
１行目）に条件定義編集処理部を用いて蓄積した条件名
を１表の１行目（または１列目）に結論定義編集処理部
を用いて蓄積した結論部を表示し、ルールの投入者であ
る領域専門家に対し、表示した条件名を条件部に持ち、
結論部に持つルールの入力を促す。

領域専門家であるルールの投入者は、各結論に対して、
各条件名に対する条件値を入力することにより、表解析
処理部がルール「（条件基１＝条件値１）△（条件基２
＝条件値２）△・・・Δ（条件名ｎ＝条件値ｎ）ならば
結論＝結論部」を完成させる。表解析処理部は、条件値
を入力する時、条件定義編集処理部を用いて定義した条
件の取り得る値（条件値）の定義域を、表形式画面上に
メニュー形式で表示し、投入者に選択可能とすることに
より、キーボードからの文字入力を行なうことなく５条
件値を入力できるようにしている。これによりルール表
現知識の知識のペースが作成される。

更にまた、表解析処理部により入力されたルールを解析
し、条件部が同じで結論が異なる矛盾したルールや同一
のルールを検出、提示することにより専門家の入力ミス
を防ぐ。

そして、条件定義編集処理部では条件の条件値を得るた
めの処理の定義を行い、結論定義編集処理部では推論処
理結果としての結論部を得た後に行なう処理の定義を行
い１表解析処理部により作成されたルール表現知識とと
もに知識ベースに格納する。エキスパートシステムの推
論機構は、上述のように作成された知識ベースを解釈し
、条件の条件値を得るための処゛理を利用して条件値を
取得し、当該条件値を持つルールを知識ベースから検索
して、結論部を得る。さらに推論機構は、この結論に対
して定義された処理を実行する。

このように、エキスパートシステムに必要なルール表現
の知識からなる知識ベースを構築するために１問題領域
の専門家が直接的に、知識のデータを容易に入力するこ
とを可能となる。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

第１図は１本発明の一実施例にかかるエキスパートシス
テムの要部の構成を示すブロック図である。第１図のブ
ロック図では、知識ベースを構築するための表形式知識
エディタにおける処理ブロックを中心に、エキスパート
システムの構成を示している。第１図において、１はエ
キスパートシステム、２は知識ベース、３は表形式知識
エディタ、４は推論機構、５はデイスプレィ画面を有す
る表示入力装置である。表形式知識エディタ３は、専門
家からの知識の入力を表形式の画面で受は付けて１表形
式で表現した知識を知識ベース２に格納する一連の処理
を行う。このため、表形式知識エディタ３には、条件定
義編集処理部１１．結論定義編集処理部１２２表解析処
理部１３．および、表解析処理部１４とが備えられてい
る。また、知識ベース２には、これらの表形式知識エデ
ィタ３の各処理部により作成される知識データの条件定
義知識１５、結論定義知識１６．およびルール表現知ｍ
１７を格納する各エリアが設けられている。知識ベース
２に知識データが格納されると、利用者からの質問の要
求により、推論機構４が、知識ベース２に蓄積された知
識データを利用して、質問を解釈し。

条件の条件値を得るための処理を利用して条件値を取得
し、当該条件値を持つルールを知識ベース２から検索し
て、結論名を導出する。また、推論機構４は、導出され
た結論名の結論に対して定義された処理を実行する。な
お、第１図において、破線の矢印は、知識の流れを示し
ている。

次に、このように構成されたエキスパートシステムの動
作を、エンジン式発電機の故障診断を行なうエキスパー
トシステムを構築する場合を例として説明する。

第２図は１条件定義編集処理部による条件定義編集画面
の一例を示す図であり、第３図は、結論定義編集処理部
による結論編集画面の一例を示す図であり、第４図は、
表解析処理部による表編集画面の一例を示す図である。

また、第５図は、表解析処理部による表解析画面の一例
を示す図である。

表形式知識エディタ３が起動されると、表形式知識エデ
ィタ３は、第２図、第３図、第４図、および第５図に例
示するような表形式の各々の編集画面を表示入力装置５
のデイスプレィ画面に表示し、専門家からの知識を入力
する処理を行う。

まず、条件定義編集処理部２１の処理では、第２図に示
すような表形式の編集画面を専門家に提示し、条件名と
条件の取り得る値の定義域等の入力促す。この第２図の
条件定義編集画面２１では、条件の欄２２で定義する条
件名として、エンジン式発電機の故障症状の「エンジン
回転数」および「試験時出力電圧ノを入力し、取り得る
値の欄２３に、それぞれの条件名に対する条件の取り得
る値の定義域として、「正常、１２００ｒｐｍ以上」お
よび［規定値、４０ｖ以下」をそれぞれに定義する入力
を行った例である。また、この条件定義編集画面２１で
は、更に入手関数の欄２４において、それぞれの条件名
に対する条件値を得るための処理として、関数名ｒＩＮ
−ＥＮＧＪおよびＩＮ−ＶＯＬＴＪを指定する定義の入
力を行っている。これらの定義の入力は、編集画面の下
部に設けられた対話ウィンドウ２５の入力コラムを通し
て行なわれ、また、編集画面上にサブランインドウ２６
を開き、メニュ一方式で入力を行う。入力された条件定
義の知識データは１条件定義知識１５として、知識ベー
ス２に格納される。

条件定義編集処理部１１の処理が終了すると、次には、
結論定義編集処理部１２の結論定義処理が行われる。こ
の処理では、デイスプレィ画面に、第３図に示すような
表形式の編集画面を専門家に提示し、結論名と推論処理
の結果によって結論名を得た後に行なう処理等の入力を
促す。この第３図の結論定義編集画面３１では、結論名
の欄３２で定義する結論名として、エンジン式発電機の
故障原因の「電圧安定化装置故障」、「エアフィルタ目
詰まり」、「燃料噴射時期不良」等を入力し、この結論
名が推論で得られた場合に行う処理を指定している。例
えば「電圧安定化装置故障」の結論名に対して結論処理
ｌｌ３３で、推論結果として結論名を得た後に行なう処
理の「（結論１印刷）」を指定する入力を行う。編集画
面上にサブランインドウ３６を開き、メニュ一方式で選
択入力を行う結論種別の欄３４で選択された「終端」は
、その結論が最終結論であることを示している。また、
「燃料噴射時期不良」の結論名に対して結論種別の４ａ
３４で選択されている「次表」の指示は、推論処理によ
り結論として「燃料噴射時期不良」が得られた後に、更
に詳細な結論（この場合、燃料噴射時期不良の故障原因
）を求めるために、次表呼び出し欄３５に入力されてい
る次表名の「噴射時期診断」の表に推論が移ることを示
している。

結論定義編集処理部１２の処理の終了後には、表解析処
理部１３の処理が開始される。表解析処理部１３の処理
では、デイスプレィ画面に、第４図に示すような表形式
の表編集画面４１を専門家に提示する６表編集画面４１
の表の１列目の条件の欄４２には、条件定義編集処理で
定義した各々の条件部「エンジン回転数」、「試験時出
力電圧」、・・・等を表示し、また１表の１行目の項目
の！４３には、結論定義編集処理で定義した各々の結論
部「電圧安定装置故障」、ｒエアフィルタ目詰まり」、
「燃料噴射時期不良」、・・・等を表示する。そして、
ルールの投入者である領域専門家に対し１表示した条件
部を条件部に持ち、結論部を結論部に持つルールの入力
を促す、この第４図の表編集画面４１に対する表編集処
理では、例えば１条件の欄４１の「爆発圧力」の条件値
入力時に１編集画面上にサブランインドウ４５を開き、
条件定義編集処理で定義された条件の取り得る値の各々
の定義域「規定値」。

ｒ１４Ｋｇ／ｃｍ”Ｊ　、　ｒ１２Ｋｇ／ｃｍ”Ｊをメ
ニューで表示して、専門家のルール投入者に選択させる
。

このように、編集画面上にサブランインドウを開き、メ
ニュ一方式で選択入力が可能なような入力方式を併用す
ることにより、キーボードの操作が不慣れな領域専門家
であっても、容易に入力が行えるようにしている。

表解析処理部１３の処理の終了後は、適切に知識のルー
ルが入力された否かを判定するため、これまでの表解析
処理部１３で生成されたルールを対象として、表解析処
理部１４がルールの表解析処理を行う。この場合には、
第５図に示すような表解析画面５１が表示される。表解
析画面５１は、第４図に示す表編集画面と同様の表形式
画面であり、この表形式の行と列で表現されているルー
ルに対してルールの解析処理を行い、第５図の画面例に
示すように、ルールに対する表解析処理を適用した結果
１例えば、条件部が同じで結論が異なる矛盾したルール
を検出し、表形式の編集画面上で該当するルールの列５
２２列５３を反転表示する。そして。

コメントを表示するウィンドウ５４に、例えば「矛盾し
たルールがあります、」とのコメント表示を行う。

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが１
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明は、表形式知識入力編集
方式によれば、エキスパートシステムに必要なルール表
現の知識からなる知識ベースを構築するために１問題領
域の専門家が直接的に容易に、知識のルールを入力する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例にかかるエキスパートシス
テムの要部の構成を示すブロック図、第２図は、条件定
義編集処理部による条件定義編集画面の一例を示す図、 第３図は、結論定義編集処理部による結論定義編集画面
の一例を示す図、 第４図は、表解析処理部による表編集画面の一例を示す
図、 第５図は、表解析処理部による表解析画面の一例を示す
図である。 図中、１・・・エキスパートシステム、２・・・知識ベ
ース、３・・・表形式知識エディタ、４・・・推論機構
、５・・・表示入力装置、１１・・・条件定義編集処理
部、１２・・・結論定義編集処理部、１３・・・表解析
処理部、１４・・・表解析処理部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）条件部と結論部とを関係づけるルールの知識を格
   納する知識ベースと、知識のルールにより結論を導出す
   る推論を行う推論機構を備えたエキスパートシステムに
   おいて、ルールの条件部の条件定義知識の入力を支援す
   る条件定義編集処理部と、ルールの結論部の結論定義知
   識の入力を支援する結論定義編集処理部と、入力された
   条件定義知識と結論定義知識とを関係づける表形式のル
   ールの入力を支援する表編集処理部とを有し、問題領域
   の専門家がルール表現の知識を、結論項目および条件項
   目の各データを表形式画面により選択して、直接入力す
   ることを特徴とする表形式知識入力編集方式。
2. （２）表編集処理部による入力で作成されたルールに対
   して、条件が矛盾したルール、冗長なルール、または不
   足しているルールを検出する表解析処理部を、更に有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の表形式知識入力編
   集方式。