JPH04190425A - エキスパートシステムの知識情報入力方法 - 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、例えば鉄鋼プロセスなどの製造プロセスにお
けるリアルタイム制御、操業支援、設備診断、計画スケ
ジュール作成用のエキス７＜　４システムを構築する上
での知識表現方法、知識入力編集方法に関するものであ
る。

計算機の専門知識を知らない現場の操業者がみずからの
持つ専門知識をエキスパートシステムに入力したい場合
、エキスパートシステムの開発効率１品質、保守性の向
上を図りたい場合に利用すると有用である。

〔従来の技術・発明が解決しようとする課題〕エキスパ
ートシステムの構築において、従来ノ構築支援システム
を用いた場合、知識表現方法が体系化されてなく、しか
も一種類のＡＩ言語で知識を記述していたため、知識の
表現レベルが低く、柔軟性にかけており、エキスパート
システムの開発効率１品質、保守性で問題が生じていた
。

またＡＩ言語の文法が複雑で、高度なＡＩに関する専門
知識を要し、計算機の専門家以外の人が使いこなすのは
困難で、システム開発及び変更に効率よく、またきめ細
かに対処できない問題もあった。

〔課題を解決するための手段・作用〕

エキスパートシステムの知識表現方法を、推論制御知識
、動的知識、静的知識、不確実な知識の４種類に体系化
し、それぞれについて知識を入力するための汎用的な表
形式のエディター画面を考案したので、知識の表現レベ
ルが高くなり、知識入力・編集が容易になった。

推論制御知識としては、メタルールエディター画面より
ルールの実行制御手順を入力・編集する。

動的知識としては、ルールエディター画面より静的知識
を操作する方法に関する規則（ルール）を入力・編集す
る。

静的知識としては、ファクトエディター画面より事実、
ワークデータ等を記述する宣言的知識を、フレームエデ
ィター画面より階層的構造、データの継承１手続のデモ
ン起動を有する知識を、定数エディター画面より定数を
記述する宣言的知識を、外部関数エディター画面よりル
ールやデモンで使用する外部関数の定義を入力・編集す
る。

不確実な知識としては、ファジーエディター画面より曖
昧性を持つ知識（メンバーシップ関数等）を、確信度デ
ータエデイ夛−画面より仮説、推論結果の候補等の確信
度を持つ知識を入力・編集する。

表形式のエディター画面に、ユーザが日常使う言葉（日
本語ンで埋めていくので、文法は簡潔で容易になり、Ａ
Ｉに関する高度な知識を不要にした。

エディター画面は、マルチウィンドウ、マウス。

カラーグラフィックスの環境で動作するので、知識入力
・編集作業を効率的に行える。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

この実施例では、熱間圧延、冷間圧延に必要なロールシ
ョップの全自動運転システム実］ｊｔの一つの鍵となっ
たリアルタイムエキスパートシステムを例にとりながら
、エキスパートジストムの知識入力編集・表現方法につ
いて説明する。

ロールショップラインは、第１図に示すような設備を使
ってロール組み替えまでに、圧延に必要なロールを研削
し、用意する。このラインを全自動化し、省力化するた
め研削用のグラインダーおよびその他のロール搬送用設
備群は、第２図に示す計算機制御システムからの指令で
自動運転が可能である。

プロセスコンピュータ２１は、圧延スケジュールを編集
する機能や、ロールトラッキング、自動運転機能などを
有する。プロセスコンピュータ２３は、研削するロール
の順番を決め、どのように設備群を使ってロールを搬送
するかというスケジュールを決定し、コンピュータ２２
に指示する。

プロセスコンピュータ２３のスケジューリング機能はオ
ペレータの複雑な判断を必要としていたため、オペレー
タのノウハウを繰り込んだリアルタイムエキスパートシ
ステムで自動化を実現している。このリアルタイムエキ
スパートシステムへの知識入力１編集作業は、計算機２
４で行う。

次に計算機２４で行うエキスパートシステムの開発ステ
ップを、第３図を参照して説明する。

問題定義３１．知識収集・整理３２．知識表現・推論法
の決定３３は、基本的には人間の作業であり、それぞれ
従来手法でいうシステム計画、機能紋針に対応する。

知識の入力・編集３４が本発明にかかわる範囲で、知識
検証用プロセス生成３５．推論実行、知識の検証３６を
経て、オンライン用プロセスを生成３７し、リアルタイ
ムエキスパートシステムとしてプロセスコンピュータ２
３に登録する。３４〜３７の機能は、計算機２４の上で
システム化を完了しているものである。

次に１本願発明の要点である、計算機２４に於ケルエキ
スパートシステムの知識の入力及び編集処理について説
明する。

第４図にその作業手順を示すが、まず対象とする問題毎
に知識名、バージョン等の知識ベース登録４１を行なう
。

次に静的知識（ファクト、フレーム、定数、外部関数定
Ｊりの入力編集４２と不確実な知ｉｌ（確信度、ファジ
ー）の入力編集４３を行う。これらは、動的知識（もし
〜ならば〜どうする。という形式のルール）で使用され
る。

次に動的知識の構造、推論方法を決める推論制御知ＩＩ
（メタルール）の入力編集４４を行う。

最後に動的知識（ルール）の入力編集４５を行い、エキ
スパートシステムを構築する。

尚、動的知識で用いない上記静的知識及び不確実な知識
項目は定義する必要はない。

次に各階段に於ける知識の詳細な入力９編集処理につい
て説明する。計算機２４のエキスパートシステム構築用
ソフトウェアを起動すると、第５ａ図に示す全体システ
ム管理画面がＣＲＴに表示され、それに示された項目を
指定すると、第５ｂ図、第５ｄ図あるいは第５ｅ図に示
すような細目画面が表示される。第５ｂ図の表示の「ル
ール」の項目を選択すると、更に第５ｃ図に示す細目画
面が表示される。すなわち、第５ａ図に示す全体システ
ム管理画面で項目を指定することにより、以降説明する
知識ベースの登録（図中知識ベース編集５１）及び知識
入力２編集（図中エディター５２）を選択、起動すると
ともに、ＡＩ言語への変換ソフトウェアの起動、構築し
たエキスパートシステムの検証、テスト機能などを選択
し起動する事が出来る。

知識ベース登録： 第６ａ図、第６ｂ図、第６ｃ図及び第６ｄ図第５ａ＠の
全体システム管理画面の、知識ベース編集５１を選択す
ると、第６ａ図に示す知識ベース編集画面が表示される
。本画面の“知識ベース登録”６１を選択し、知識ベー
ス名（本件、ロールションプの例では“ロールフロー″
）、バージョンＮｏ（知識の新旧を数字で表現したもの
。本例では１．０）及びグローバル群番号（プロ七不コ
ンピュータ２３とオンラインで推論結果等を受渡しする
ためのファイル群に番号を割付けたものでデバッグ用と
プロコン実機用の２つを本実施例では指定可能）を入力
し登録する。登録後、終了６２を選択すると、本画面が
終了する。

静的知識の入力２編集、第４図　４２ 静的知識の表現方法として、 （１）ファクト、（２）フレーム、（３）確信度、（４
）外部関数定義の４種類を有しており、これら静的知識
は、後述する動的知識（ルール）で参照又は、書換えら
れる知識の名称及びその初期値等を定義するものである
。

（１）ファクト 様々な知識の事象をｒ〜の〜が〜である」という形式で
表現したもので、第６ａ図に示す項目「ファクト」を選
択すると、第７ａ図に示すファクトエディター画面とな
るのでこの画面により入力する。本画面は、 ｌ）表形式にて知識データを入力する機能部分１〜８． ２）上記項目毎の入力及び編集方法を選択、指示する機
能部分９． ３）入力又は表示する画面のページを選択、指示する機
能部分１０． ４）ユーザーにシステムのメツセージを表示する機能部
分１１． ５）データを入力後、その文法エラー等合理性チエツク
の有無を指定する機能部分１２等、で構成され、知識デ
ータは以下の項目を入力する。

ファクト区分１： ユーザーがデータのグルービングをしたり、画面の視認
性を向上するために任意に番号を入力する。省略しても
可。

ファクト名２ 知識の名称ｒ〜の」にあたるものでユーザーが任意に入
力する。

フィールド名３゛ 知識の項目ｒ〜の〜がＪにあたるもので、ファクト名と
一組で使用する。

フィールド要素４： フィールド名に配列を指定する事ができ、その際に配列
の要素番号を指定する。

フィールド配列数５・ 配列のもつ要素の数を入力する。

属性６゜ 「属性」の項目を選択すると第７ｂ図に示す「属性」の
細目が表示される。この細目を選択して値の属性（“整
数”、′実数”、４文字列”又は“整数ファイル”、″
実数フィル”、４文字列ファイル”）を入力する。

［Ｅ７゜ 知識の初期値となる値を入力する。

空白とした場合、本システムであらかじめ決めている初
期値がセットされる。後述する定数糸（先頭に“１”を
付加し入力）も使用可能である。

また、プロセスコンピュータ２３からの入力も所定のフ
ァイルを経由して可能であり、その場合属性欄６に“○
○○ファイル”を指定する。

メモ８ ユーザーが、注釈を残したい場合に入力する。

データの入力においては、所定の文字を入力する“スト
リング入力“１選択すべく対象項目が表示され、その中
からユーザーが選択する“チョイス”及び構成の説明の
項で説明した編集項目を選択する“ビック”２機能を用
して効率的にデータを入力する事が出来る。また、他画
面も同様であるが入力においては、漢字、カタカナ、ひ
らがな、アルファベット、数字、記号、空白をその対象
としく一部の記号及び予約語を除く）データの長さもフ
ァクト名、フィールド名、値等６０文字迄の使用を許し
ている（各項目の１行当たりのデータ長は２０文字以内
であり、超える場合は、次の行に継続指定の意味で先頭
に“＆”信号を付加し最大３行に渡り記述可能）。ファ
クトとして定義されたファクト名、フィールド名、値等
は、後述するルール内の条件部「もし〜の〜が〜であれ
ば」で参照され、ルール実行部「〜の〜を〜する」で書
換えれらて（更新、削除、生成）ルールの実行を制御す
るデータとして使用される。第７ａ図はその入力例であ
り、ロールの諸元等を定義している。

ロールのステータスは３ケの配列より構成され、１番目
の要素に“研削待ち”という状態を定義している。未定
義の要素２，３は、システムであらかじめ定義している
初期値がセットされる。

（２）フレーム 第６ａ図に示す「フレーム」の項目を選択すると、第８
図に示すフレームデイター画面が表示される。これによ
り入力する。画面の構成及び基本となる入力項目は、フ
ァクトと同様である。

フレームの特徴は、データ間に継承関係（親、子として
の従属関係）のあるデータを作れる事、またデモン機能
を有している事である。継承とは親フレームがもつスロ
ット及び値のデータを、子フレームが引継いだデータ構
造を有するものであり、入力項目中のクラス名８２及び
継承欄８６で指定する。

クラス名８２は、継承するか、しないかを指定し、する
場合は親となるフレーム名を記述する。

しない場合は、“ｒｏｏｔ”と記述する。

継承欄８６は、クラス名に親フレームを記述した場合に
のみ“継承”、“個別“、“無し”のいずれかを指定す
る。′継承”を指定すると親フレームのスロット値の変
化に同期して、子のスロット値も同一に変化する。“個
別”を指定すると親フレームの変化に従わず独自のスロ
ット枠が設定される。′無し”を指定すると、そのスロ
ット枠を生成しない。第８図はその入力例を示している
。

“ロケーション情報”が親フレームであり“ロケーショ
ン１”、”ロケーション２″は子のフレームである。

“ロケーション１′、“ロケーション２″のフレームは
５つのスロットより構成されともに親フレームの値と同
期して変化する搬入要求及び搬出要求のスロットを有し
ている。

また、゛ロールＮｏ、”、　’“ロゲートＮｏ、″。

“日時″のスロットは、各々独立してそれぞれのスロッ
ト値が格納される。

デモン機能とは、入力した行の該当スロット値が、ルー
ル内で書換えられた場合、自動的にそのサブルーチンを
起動するものである。本サブルーチンは、後述する標準
関数及び外部関数定義エディターで定義するサブル−チ
を指定できる。デモン８７の項にサブルーチン名、デモ
ン引数８８の項にその引数を指定する。第８図の例では
、“移動台車１″、′移動台車２″の“移動時間“の値
がルール内で書換えられると、“ｋａｄｏｕｒｉｌｕ″
というサブルーチンが起動される例である。

（３）定数 第６ａ図に示す「定数」の項目を選択すると、第９ａ図
に示す定数エデイツタ画面が表示される。この定数エデ
イツタは、知識の中で事象の基準値など定まった値を定
数名として定義し、ファクト、フレーム、ルール等地の
知識で定数名で引用される。

画面構成はファクトエディターと同様である。

定数名９１：値を定数名として、任意にユーザーが入力
する。

属性９２：値の属性を整数、実数２文字列の中から指定
する。第９ａ図に示す画面の「属性」を選択すると第９
ｂ図に示す細項目選択画面となるので、この細項目を指
定する。

値９３：定数値を入力する。

区分９４．メモ９５はファクトと同様である。

本エディターで定数を定義することで管理の一元性を保
つ事が出来、また、本画面で値を変更するだけでファク
ト、フレーム、ルール等で引用している値が一括して変
更されるため開発効率も向上する。第９ａ図はその入力
例である。

“基準値１″は、整数型で　１６ “研削基準”は、実数型で　５０１．０“搬出指令”は
、文字型で　“ＯＵＴ”などを定義している。

尚、他画面で零値を引用する場合は、″！基準値１”の
様に先頭に“１”を付加し、定数名で引用する。

（４）外部関数定義 第６ａ図に示す画面で「外部関数」の項目を指定すると
、第１０ａ図に示す外部関数定義エディタ画面となる。

動的知識（ルール）の実行部に於て、ユーザーが作成し
たサブルーチンをコールしたい場合に、そのサブルーチ
ンの属性をこの外部関数定義エディター画面上で定義す
る。この画面の構成は、ファクトと同様である。

言語１０１．ユーザー作成のサブルーチンの言語を入力
する。ＦＯＲＴＲＡＮ、及びＣ言語の２種をサポートし
ている。

関数名１０２：サブルーチンの名称を入力する。

パラメータ属性１０３−１　　サブルーチンの引数が入
力（ルール−サブルーチン）又は、出力（サブルーチン
−ルール）かを指定する。

尚、サブルーチン名そのものにリターン値を返す場合は
、サブルーチン名を記述している行の属性欄に記述する
。

パラメータ属性１０３−１引数のデータ型を“整数”、
′実数”、４文字列”の３種の中より指定する。

パラメータ属性を指定するとパラメータ属性１０３−１
が指定されて第１０ｂ図に示す画面が表示される。その
中の細項目を指定する。次にもう一回指定するとパラメ
ータ属性１０３−２が指定されて第１０ｃ図に示す画面
が表示される。その中の細項目を指定する。

メモ１０４：ファクトと同様 第１０ａ図は、その入力例であり、 ｋｉｄｏｕｒｉｌｕ″はＣ言語だ作成され、入力に整数
の引数が２ケある事を定義している。”ａｖｅｒｉｇｅ
’はＦＯＲＴＲＡＮで作成され入力に実数の引数が２ケ
あり、結果は関数名そのものに実数型で返される事を示
す。　　− “ｌｏｃ’ａｌｅ”はＣ言語で作成され入力に整数の引
数２ケと文字列の引数が１ケあり、結果を文字列データ
として返す事を定義している。

ａＶｅｒ８ｇｅ”及び”１ｏｃａｌｅ’は、ルール実行
部にて、外部サブルーチンとして、コールされる。

不確実な知識入力編集４３（第４図） 不確実な知識の表現方法として、 （１）確信度付きデータ （２）ファジィ の２種類を有している。

（＋）確信度付きデータ ルールの仮説、推論において、同じ結論を導くルールが
発火する毎にその結論の信頼度（確信度値）を計算、更
新し、その値によりアクシヨンへ継げるものである。第
６ａ図に示す画面の「確信度データ」を指定すると第１
１図に示す確信度付データエデイツタ画面になる。この
確信度エディター画面（第１１図）にてその初期値を入
力、定義し、ルール実行部で重みの数値を与え、確信度
計算用のサブルーチンを呼んで計算する。

尚、本エディター画面の構成は、ファクトと同様である
。

確信変名１１１：用途を分類するための確信度の名称を
入力する。

確信度内容１１２°確信度が意味する内容を入力する。

確信度値１１３：確信度の初期値を−１，０〜＋１．０
の範囲で入力する。また、定数値も使用可能である。

区分１１４：ファクトと同様 メモ１１５ルール実行部で記述する確信度計算用のサブ
ルーチンは、下記２種類を備えており、ユーザーがサブ
ルーチン名ｃｆ又はＣｆＩｎを指定する。

１）サブルーチン名ｃｆ ｎｅｖｃｆ＝ｃｆｌ＋（１，０−ｃｆｌ）　Ｘ　ｃ（２
ｎｅｗｃｆ　　新しい確信度値 ｃｆｌ　　　既にある確信度値 Ｃｆ２　　　ユーザーが指定する重み ２）サブルーチン名ｅ１ｍ ｎｅｖｃｆ＝ｃｆｌ＋ｃｆ２−ｃｆｌＸ　Ｃｆ２（ｃｆ
ｌ≧Ｏ，Ｃｆ２≧０）＝ｃ）１＋ｃ１２＋ｃｌｌＸｃｆ
２（ｃｆｌ≦０．Ｃｆ２≦０）＝　（ｃ１１＋ｃｆ２）
／（１−ｍｉｎ（ｌｃｆｌｌ、　１ｃｒ２１）（ｃｆｌ
Ｘｃｆ２＜０．ｃｆｌＸｃｆ２≠Ｉ）＝　０　　　　（
ｃｆｌＸｃｆ２＝−１）第１１図は、確信度エディター
画面の入力例であり、第１８図に該入力を利用した処理
画面を示す。

第１８図のルール化“ｋｅｔｌｅｉ　Ｉ”は、ルール実
行部の入力例である。第１１図では、研削の候補となる
ロールＮｏの各名称を確信度糸として定義し、選択され
る重みの初期値として確信度を０．０として定義してい
る。第１８図“ｋｅｌｌｅｉ　ビのルールでは、条件部
で確信度が０．５以上であり、研削候補としても推薦さ
れている“ロールＮｏ、”を“？候補ロール”という変
数に求め、実行部でその“ロールＮｏ、”の確信度をサ
ブルーチンｃｆを用いて（重みを０゜２と指定）計算し
、新しい確信度の値へ更新する事を意味する。尚、フレ
ーム名（ファクト名）の項で指定している“％標準”は
本システムで準備している標準関数を用いる事を意味し
、後述のルールの項で詳細を説明する。

（２）ファジィ 日常、〜が大きい、熱いなどあいまいさのある表現を用
いるが、本エキスパートシステムにおいても１つまたは
複数の事象のあいまい的表現の度合いを定量化し、目的
とするアクションの量。

度合い等を推論、決定することをファジィ機能で実現し
ている。例えば、フィードバック制御などにおいて、あ
る偏差が“プラス方向へ大”という度合いが０，８であ
り（１，０をＭＡＸとする）、速度が“早い”という度
合いが０．５であれば、操作量を“マイナス方向へ大”
へ更新する。などの場合である。

第６ａ図に示す画面の「ファジィ」の項目を指定すると
、第１２ａ図に示すファジィ変数エデイツタ画面となる
。本エキスパートシステムでは、プロセスなどから得た
一時点のデータ値をそのあいまい的表現に対する度合い
を定量化するためのデータ定義を主とするファジィエデ
ィター画面（第１２ａ図）、及び、ルール内でのファジ
ィルールの記述を行なうための、第１９図および第２０
図に示すルールエデイツタ画面でファジィを入力する。

ファジィエディター画面（第１２ａ図）ファジィ変数名
１２１　ファジィ制御の対象とする事象の名称をユーザ
ーが任意に指定する。

集合１２２　事象の状態をあいまい的表現でユーザーが
任意に指定する（高い、低い等　）。

形１２３８ある一時点のプロセス値の集合を表現する。

第１２ａ図に示す画面の「形」１２３を指定すると第１
２ｂ図に示す画面が表示されるのでその中の細項目を指
定する。形は“増加”。

“減少”、″三角”、４台形”の４種類を指定できる。

これらの形を、第１３ａａ図、第１３ｂ図、第１３ｃ図
及び第１３ｄ図に示す。

パラメータ１２４：形を表現するポイントのデータをユ
ーザーが任意に指定するものであり、形の名称（高い、
低い等）の度合い（以下メンバーシップ値）を算出する
ために、その性質（形１２３）及びパラメータを定義す
る。

第１３ａ図、第１３ｂ図、第１３ｃ図及び第１３ｄ図は
、上記の度合いを算出するため、形及びパラメータ１〜
４の作用を説明したものである。

事象の対象とする集合の性質を、上記４種類の形として
表現しパラメータ１〜４にて、その値を定義する。例え
ば、増加型の場合、Ｘ軸上に度合い０を表すＰｌの値を
定義し、度合い１．０に対するＰ２の値を定義する。Ｐ
３はシステム内で使用するデータの最大値を定義する。

ここで、−時点のプロセス値Ｐが入力されると、相当す
る０、６がその事象に対するメンバーシップ値として、
決定される。′減少”、′三角”、９台形”についても
同様である。

区分１２５゛フアクトと同様である。

メモ１２６：ファクトと同様である。

第６ａ図の画面の「ルール」の項目を指定すると第５ｃ
図に示す画面が表示される。この画面の「−括」を指定
するとルールリスト画面が表示される。このリスト画面
からメタルールエデイツタを指定すると第１５ａ図に示
す画面が表示され、他のルールニブインタを指定すると
、第１６図。

第１７図、第１８図、第１９図あるいは第２０図に示す
ルールエデイツタ画面が表示される。

ファジィルール ファジィルールは、後述する他の知識表現と同様に「も
し〜ならば」　「〜を〜どうする」という形式で記述す
る事が出来る。ルールは、実行部に目的とする同じアク
ションを有する（第１９図、第２０図の例では“滓化塵
”）１つ又は複数のルールより構成し、各ルールの出力
した各アクション値を後述する所定の規則で計算し、１
つの推論の結果を得る事が出来る。

第１９図、第２０図は、３つのファジィルール（ルール
１７１，１７２，１７３）を使い、′銑溶温度″２ガス
圧から炉の“滓化塵”を求めるルール例である。

第１２ａ図は各ナンバーシップ値を求めるために、デー
タを定義しているファジーエディターの画像の例であり
、第１４図にファジィ推論の経緯を図解している。

第１４図、第１９図および第２０図にてファジィ推論の
経緯を説明する。

ルール１において、まず条件部で“銑溶温度”。

“ガス圧”の“最新値″（プロセス値）がそれぞれ、“
？Ｘ″、“？Ｙ”の変数に代入される。その値をもとに
ファジィエディター画面（第１２ａ図及び第１２ｂ図）
で、定義された形及び各パラメータ値を関数として“溶
銑温度”が“高い”というメ°ンバーシップ値Ｍ１．′
ガス圧”が“低い”というメンバーシップ値Ｍ２が計算
される。ルール１　（第１９図）の実行部においてＭｌ
又はＭ２をもとに“滓化塵”の“良い”というファジィ
集合？２が計算される（第１４図の網目領域）。尚、本
システムではＭｌ。

Ｍ２の様に複数のメンバーシップ値がある場合、最小の
メンバーシップ値をファジィ集合の計算に用いている。

ルール２（第１９図）、ルール３（第２０図）も同様に
して“滓化塵”の“普通”、“悪い”それぞれのファジ
ィ−集合値を算出後、全ての集合を重ね合わせ、その重
心値を操作量に対する推論の結果値としている。またル
ール４（第２０図）においては上記の重心計算を利用せ
ず、′溶銑温度”の“高い”という、メンバーシップ値
を７Ｍに求め“ガス圧”の“普通”というメンバーシッ
プ値を？Ｎとし、バルブの開度はユーザーが指定する計
算式により？Ｚを求める例であり、この様な使い方も可
能である。

推論制御知識入力１編集（以下、メタルール）４４メタ
ルールとは後述する動的知識（ルール）をいくつかの知
識群にまとめ、あるいは分けて、その知識群の単位で推
論の実行順序を制御するためのものである。知識群の実
行制御の方法として、第１５ａ図に示すメタルールエデ
ィター画面にて、あらかじめ決めておく方法と、ルール
内で実行中に知識群を切り替える方法があり１両者の併
用も可能である。

メタルールエディター画面：第１５ａ図面面の構成は、
ファクトと同様であり、入力／′ 項目は、知識群の実行順序の指定、（本実施例では、行
の上から下へ実行する）、知識群の名称１５１、及び競
合解消法１５２を指定する。尚、区分１５３、メモ１５
４は、ファクトと同様である。

知識群の切り替えタイミングは、推論実行中当該知識群
の中で成立するルールがない時、または後述するルール
内で他の知識群がコールされた（開始操作）場合である
。

競合解消法は知識群内のルールの動きを規制し、また複
数ルールが実行可能な場合、所定の規則に従って、実行
すべきルールを選択する方法を指定するものであり、第
１５ａ図に示す画面の競合解消法を指定すると、第１５
ｂ図に示す画面が表示され、その中の細項目を指定する
。本例では以下を指定できる。

“標準” ■未使用性、■複雑性、■最近具体化優先の順で実行す
べくルールを決定する。

“優先度” ■未使用性・ルールの優先度、■最近具体化優先の順で
実行すべくルールを決定する。

“簡易高速” ■未使用、■最近具体化優先性。

“−回発火” 標準と同様。但し、同一のルールは、知識群の中で１度
しか実行しない。

“ファジィ” 優先度と同様。但し、ファジィの知識群用で同一のルー
ルは知識群の中で１度しか発火しない。

尚、■、■、■は下記の意味である。

■未使用性　−度も使われてないルールと知識データの
組合せを選ぶ。

■複雑性二条件部のパターンが最も複雑なもの（通常条
件部が多いもの）。

■最近具体化優先：最も最近に競合集合に入ったものを
選ぶ。

尚、他の実施例として、上記の名称及び機能について、
一部変更する事も可能である。

第１５ａ図はその入力例であり本知識ベース“ロールフ
ロー”は５つの知識群より構成される。

動的知識入力編集、第４図　４５ 既述した静的知識などが推論の初期値などを定義するの
に対し、動的知識は推論の本体となる知識である。その
形式は、条件部「もし〜の〜が〜であれば」、実行部ｒ
〜の〜をどうする」という形式（前向き推論）で表現し
たものであり、ルールエディター画面（第１６図）より
入力する。

ルールエディター画面の構成、第１６図、第１７図。

第１８図、第１９図及び第２０図 本エディエター画面は、 １）ルールの属性を定義する機能部分１７３゜１７４．
１７５ ２）表形式にてそのルールの内容を定義する機能部分１
７１．１７２．１７３．　ｌ’７４．１７５．１７６、
１７７、１７８．１７９゜１７１０、１７１１．１７１
２ ３）項目毎の入力及び編集方法を選択、指定する機能部
分＋７１６ ４）ルール単位毎の編集を行う機能部分１７１７５）表
示データのページをコントロールする配貨部分＋７１８ ６）ユーザーにシステムのメツセージを表示する機能部
分！７１９ ７）データを入力後、その文法エラーなど、合理性チエ
ツクの実施有無を指定する機能部分１７２０より構成さ
れる。

また、表形式入力欄は上下２組より構成され、各々異な
るルールを作成、または表示し、相互にデータの編集（
上−下へ語をコピー、他）を行う事も可能である。尚、
本画面も他面面と同様にウィンドウの移動、縮小、拡大
が可能である。

動的知識の入力方法 ルールエディター画面からルールの属性及び、ルールの
内容を定義する。

（１）ルール属性定義 ルール単位に当該ルール名、知識群名、優先度及び注釈
を残したい場合、メモ欄を入力する。

知識郡名１７１３：メタルールで定義した所属する知識
群名を定義する。

ルール名１７１４：当該ルール名を入力する。

優先度１７１５　：ルール間の競合解消を決定するもの
で、推論制御知識がこれを参照する。

所定範囲内の整数、実数、定数（定数エディター定義）
、変数（ルール内で決定される）などの指定が出来る。

空白の場合０．０がセットされる。

尚、数字が大きいほど優先度は高い。

゛メモ１７１６ ユーザーが注釈を残したい場合に入力する。

第１６図は、その入力例であり、知識群名は、“ロール
選定”、ルール化は’５ｅｎｌｅｉｌ”、優先度は記述
がないためシステムで初め決めている０、０が適用され
る。

（２）ルール内容定義 条件部「もし、〜であれば」、実行部「〜をどうする」
より構成され、条件部又は、実行部がないルールの記述
は不可である。

条件部 実行部を実行するに必要なファクト、フレーム、確信度
及びファジィの制約条件ないし判定条件を記述する。本
条件部が成立した場合に実行部を実行する。以下その記
述要領について説明する。

フレーム名（ファクト化）１７１：判定するファクト、
フレーム、確信度及びファジィ名を記述する。尚、デー
タ（静的知識）を区分するためフレーム名には“＄”、
ファジィ名には＊′を名前の先頭に付加して記述する。

また、フレーム、確信度については変数（先頭に？′を
付加）も使用可能である。

第２行目以降は、同一フレーム、ファクトの場合は本項
目は、空白でも良い。

スロット（フィールド）名１７２：上記に対応してスロ
ット、フィールド、確信度。

インデイクス１７３　（確信度、確信度データ名又は確
信度内容）ファジィ集合名を記述する。またファクトフ
レームで配列要素を引用する場合は“インデックス”欄
１７３にその要素番号を指定する。

値１７４　判定すべく値を次の形式で記述する。整数、
実数２文字列、定数名（先頭に１′を付加）変数（先頭
に“？′を付加）及びシステムのデフォルト値（記号Ｎ
ｕｌｌｉ等）を記述可。変数の場合はある値をその変数
に束縛する（あてはめる）事を意味する。また計算式１
７１２の左辺にその変数を引用出来　その場合は、その
計算結果をその変数に束縛する事を意味する。

演算子１７５：“以上”、６以下″、“より大”。

“未満”を指定できる。入力がない場合は等しいという
意味である。また、ファジィの場合は、メンバーシップ
変数をこの欄に指定出来る。

接続詞１７６：各行間の接続関係を指定する。′であり
”、″である”、“とじ”、′とする”、“でなく”２
′でない”、′かつ”、“または”、“が存在しない”
のうちどれか１つを１行毎に指定する。′でなく″。

“でない”は否定の意を表し、′かつ”、′または”は
条件間の接続関係を表す。′が存在しない”は条件に記
述したファクト、フレームが一つも存在しない場合にル
ールが成立する事を意味する。

計算式１７１２：条件部及び実行部にて使用している変
数に対して、その変数を制約する計算式を使う事ができ
る。変数名＝式というフオームで構成し、右辺は四則演
算子、−，＊　（Ｘ）。

／及びカッコ（）記号を用いて通常の数式表現で記述す
る。また右辺には、定数名（先頭に°！′を付加）及び
ライブラリー関数も使用する事が出来る。

第１６図は、ファクト、フレームの使用例であり、ルー
ル化″５ｅｎｌｅｉ　ｌ”は、′ステータス”が°゛研
削待ち”で“直径”が定義している“研削基準″（５０
１，０）以上を満足する“ロール″の“ロールＮ　ｏ　
、”及び″“位置”（台車）を条件部で求め、実行部で
“ステータス”の２番目の要素を“研削候補”に更新し
、“研削候補”となる“ロールＮｏ、”及び“位置”の
データをもつ（条件部の“９ＮＯ９”と“？位置”が受
は渡される）“研削候補ロール”という新しいファクト
を生成している。また、“キャンセルロール”というフ
ァクトデータを削除している。

また、ルール化“ｄａｉｓｙａ　ｌ″は、′移動台車１
７１　（フレーム）”の“空きロール数”が１以上で“
研削候補ロール”の位置が“台車１７１”への“要求”
を“予約”し“予約数”を計算式を用いて、＋１更新し
ている。

実行部 条件部が成立した場合に実行する内容を記述する。記述
要領は、条件部とほぼ同様であるが、操作欄１７１１で
“更新”、′削除”、“生成”。

“コール”、′表示”、“開始”を選択指定することで
、下記機能を実行出来る。

１）ファクト、フレームデータ等の操作ファクト、フレ
ーム、確信度、ファジィ（ファジィの項参照）の値に“
更新”及びファクトについては、その“削除”又は、新
しいファクトの“生成”。

２）システムであらかじめ準備している標準サブルーチ
ンの“コール”。

３）ユーザーが作成したサブルーチン（外部サブルーチ
ン）の“コール”。

４）ファクト、フレームデータ等のコンソールへの“表
示”。

５）他、知識群への実行権の切換え“開始”。

以下機能別にその記述要領及び作用について説明する。

■）ファクト、フレームデータ等の操作・・・操作欄が
“更新”、“生成”、“削除”の場合、対象とするファ
クト、フレーム名１７７及びスロット、フィールド名１
７８　（配列要素の場合インデックス１７９を指定）及
び更新する値１７１０を指定する。値は、条件部と同一
のフオームが記述できる。尚、変数を使用する場合は、
条件部又は計算式等で束縛されている必要がある。“生
成”。

“削除”は、ファクトについて指定可能である。

“生成”の場合ファクト名１７７、スロット名１７８　
（配列要素の場合インデックス１７９を指定）、及び値
１７１０を指定する。実行すると新しいファクトデータ
を生成する。“削除”の場合、ファクト名１７７を指定
する。ルールが実行すると、指定されたファクトそのも
のを消去する（関連するスロットデータ全てを消去する
）。

第１６図に、その例を記述している。

２）標準サブルーチンのコール処理操作欄がｇコール” 本システム内で標準で準備しているサブルーチンで本実
施例では以下を準備している。尚、記述要領は１７７の
項に“％標準”、１７８の項に下記サブルーチン名、１
７１０の項に引数、操作欄に“コール”と指定する。

ｄｉｓｐｌａｙ　ｃ　　指定した引数（変数時はその内
容）を所定のウィンドウに表示する。

尚、引数は、整数、実数１文字列、定数糸、変数が指定
でき各引数を、′で区切って記述する。

また、文字列の場合は１゛が囲み記述する。

ｋｅｙｉｐｔ　ｉ　：キーボードより値を入力し、変数
に代入する。

ｋｅｙｉｐｌ　ｒ、　ｋｅｙｉｐｌ　ｓ　：尚、ｋｅｙ
ｉｐｌ　ｉ、ｒ、ｓは入力データの属性（整数、実数１
文字列）に応じて使い分ける。

ｏｕｔｐｕｔ　ｉ、　ｏｕｌｐｕｌ　ｒ　　所定のファ
イルのインデックス番号と値を”、′で区切って指定し
、その値をファイルへ出力する。

ｏｕｔｐｕｔ　ｓ　：　ｏｕｔｐｕｔ　ｉ、ｒ、ｓは値
の属性（整数。

実数１文字列）に応じて使い分ける。第１７図は、その
入力例であり、ルール名“ｏｕｔｐｕｔ　１７１″では
、確信度が０．９５以上である候補ロール名を“ｄｉｓ
ｐｌａｙ　ｃ″でコンソールへ表示するとともに”ｏｕ
ｌｐｕｌ　ｓ’にて所定のファイルのインデックス番号
１に候補ロール名を書き込んでいる。

ルール名“ＥＲＲ３ＹＯＲ＋”では“ｋｅｙｉｐｌ　ｓ
″にてオペレータからエラー処理のモードを入力後、“
監視情報”の“オペレータ要求”にそのモードを格納し
、′異常処理”の知識群へ実行権を渡している。

３）ユーザー作成の外部サブルーチンのコール操作欄が
“コール” ユーザーが作成したＦＯＲＴＲＡＮ及びＣ言語のサブル
ーチンをコールする事が出来る。記述要領は、１７７の
項に“％外部”、１７８の項にサブルーチン名、１７１
．０の項に引数、操作欄に“コール”と指定する。あら
かじめ外部関数エディターに引数の属性等を定義してお
く必要がある。引数は、整数、実数２文字列、定数糸、
変数が使用出来、複数ある場合は、′で区切って記述す
る。尚、引数属性が“出力″　（サブルーチン−ルール
）の場合は、引数は変数を指定しその値をルール実行部
で使用出来る。

第１８図はその入力例であり、ルール名“１ｏｃａｔｉ
ｏｎ″は、′搬出候補ロール“の“ロールＮｏ、”。

“日時”を外部サブルーチン“１ｏｃａｌｅ”の入力引
数として渡し、当該ロールの格納しである“ロケートＮ
ｏ、”を出力値として受渡しする例である。

４）ファクト、フレームデータ等のコンソール表示　操
作欄が“表示” ファクト、フレーム及び確信度の値をＣＲＴのコンソー
ルウィンドウ上に表示する事が出来る。

作成ルールのテストなどに用いると便利である。

記述要領は、１７７の項にファクト、フレーム。

確信変名のいずれかを指定する。また、フレーム及び確
信度については、その変数名も指定できる。

１７８項にファクト、フレームの場合は、それぞれフィ
ールド、スロット名を指定する。確信度の場合、“確信
度”、“確信度データ名”、“確信度内容”のいずれか
を指定する。操作欄１７１１は“表示”を指定する。尚
、値１７１０欄は不用である。

第１７図のルール名“ｏｕｔｐｕｔ　１　”はその入力
例であり、確信度が０．９５以上の“候補ロールの確信
度値をコンソール上へ表示している。

５）他、知識群への実行権の切換え。操作欄が“開始” 通常メタルールで定義した順で知識群が実行されるがル
ール実行部で指定する知識群を実行する事が出来る。尚
、指定した知識群を実行したあとは、他のルールで変更
されない限りメタルールで定義している当該知識以降の
知識群が順を追って実行される。記述要領は、１７７０
項に起動する知識群名を指定し、操作欄に“開始”と指
定する。

第１７図の画面のルール名“ＥＲＲ３ＹＯＲＩ″はその
入力例であり本ルールから知識群名“異常処理”の知識
群が強制起動される。

以上、本願発明のエキスパートシステムの知識情報の入
力９編集方法の一実施例について説明したが、入力、ｉ
ｉ集された知識のプロセヌ生成、推　′論実行、知識の
検証、オンライン用プロセス生成機能なども計算機２４
のうえで既にシステム化を完了している。

〔効果〕

以上説明した様に本発明によれば、エキスパートシステ
ムを構築し、また保守するうえで。

１）高度なエキスパートシスムに関するＡＩ言語等の専
門知識を要さず、容易に目的とするシステムを構築でき
、その開発並びに保守効率が大幅に向上する。

２）豊富な知識表現を体系化して備えまた、システム内
部で定形化しているため高品質で処理効率の高いシステ
ムを作成できる。

尚、下記表は開発効率について従来のＡＩ言語でつシス
テム構築例と比較した一例である。

エキスパートシステム構築に要する 大日月・開発時間の従来法との比較例

【図面の簡単な説明】

第１図は、ロールショップラインの構成概要を示すブロ
ック図である。 第２図は、第１図に示すラインを制御する計算機制御シ
ステム構成を示すブロック図である。 第３図は、本発明を適用するエキスパートシステムの開
発ステップを示すフローチャートである。 第４図は、本発明を利用するシステムへの知識の入力、
ｉｉ集手順を示すフローチャートである。 第５ａ図、第５ｂ図、第５ｃ図、第５ｄ図および第５ｅ
図は、知識入力１編集におけるＣＲＴ表示画面の具体例
を示したもので、第５ａ図は、全体システム管理画面の
入力例を示し、第５ｂ図。 第５ｃ図、第５ｄ図および第５ｅ図は、第５ａ図に示す
各項目を指定したときの表示画面を示す。 第６ａ図、第６ｂ図、第６Ｃ図および第６ｄ図は、知識
入力１編集における本願発明の一実施例の表示画面の一
具体例を示したもので、第６ａ図は知識ベース編集画面
の入力例であり、第６ｂ図。 第６ｃ図および第６ｄ図は第６ａ図の表示画面の各項目
を指定したときに表示される画面を示す。 第７ａ図及び第７ｂ図は、第６ａ図に示す項目「ファク
ト」を指定したときに表示される画面を示し、第７ａ図
は知識入力１編集におけるファクトエディター画面の入
力具体例を示し、第７ｂ図は第７ａ図の表示項目の１つ
を指定したときに表示されるものである。 第８図は、第６ａ図に示す項目ｒフレーム」を指定した
ときに表示される画面を示し、知識入力。 編集におけるフレームエディター画面の入力例である。 第９ａ図及び第９ｂ図は、第６ａ図に示す項目「定数」
を指定したときに表示される画面を示し、第９ａ図は知
識入力１編集における定数エディター画面の入力例を示
し、第９ｂ図は第９ａ図の表示項目の１つを指定したと
きに表示されるものである。 第１０ａ図、第１０ｂ図及び第１０ｃ図は、第６ａ図に
示す項目「外部関数Ｊを指定したときに表示される画面
を示し、第１０ａ図は知識入力。 編集における外部関数定数エディター画面の入力例を示
し、第１０ｂ図および第１０ｃ図は第１０ａ図の表示項
目の１つを指定したときに表示されるものである。 第１１図は、第６ａ図に示す項目「確信度データ」を指
定したときに表示される画面を示し、知識入力９編集に
おける確信度付データエディター画面の入力例を示す。 第１２ａ図及び第１２ｂ図は、第６ａ図に示す項目「フ
ァジィ」を指定したときに表示される画面を示し、第１
２ａ図は知識入力９編集におけるファジィ変数エディタ
ー画面の入力例を示し、第１２ｂ図は第１２ａ図のある
項目を指定したときに表示される画面を示す。 第１３ａ図、第１３ｂ図、第１３ｃ図及び第１３ｄ図は
、第１２ａ図に示すファジィエディターで入力する、フ
ァジィにおけるメンバーシップ値の算出のための「形」
を示すグラフである。 第１４図は、上記メンバーシップ値を用いて定めるファ
ジィ推論のルール設定の経緯を示すグラフである。 第１５ａ図、第１５ｂ図及び第１５ｃ図は、第６ａ図に
示す画面の［ルールＪを指定し更にそれによって表示さ
れたルールリストより指定することにより表示される画
面を示し、第１５ａ図はメタルールエディター画面の入
力例を示し、第１５ｂ図および第１５ｃ図は第１５ａ図
の画面の項目を指定することにより表示される画面を示
す。 第１６図、第１７図、第１８図、第１９図および第２０
図は、第６ａ図に示す画面の「ルール」を指定し更にそ
れによって表示されたルールリストより指定することに
より表示される画面を示し、第１６図はルールエディタ
ー画面の入力例１を示し、第１７図はルールエディター
画面の入力例２を示し、第１８図はルールエディター画
面の入力例３を示し、第１９図はルールエディター画面
の入力例（ファジィの例１）を示し、第２０図はルール
エディター画面の入力例（ファジィの例２）を示す。 特許出願人　新日本製鐵株式會社 第３図 第１３ａ図 減少 第１３ｃ図 台形 データ値 第１３ｂ図 三角 第１３ｄ図 増加 データ値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エキスパートシステムの知識表現方法を、推論制御知識
   、動的知識、静的知識、不確実な知識の４種類に体系化
   し、それぞれについて知識を入力するための汎用的な表
   形式のエディター画面を表示し、該エディター画面に表
   示した欄宛に入力された情報を読込み編集する、エキス
   パートシステムの知識情報入力方法。