JPH07134651A - ファジィ推論装置 - Google Patents

ファジィ推論装置

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JPH07134651A
JPH07134651A JP5279392A JP27939293A JPH07134651A JP H07134651 A JPH07134651 A JP H07134651A JP 5279392 A JP5279392 A JP 5279392A JP 27939293 A JP27939293 A JP 27939293A JP H07134651 A JPH07134651 A JP H07134651A
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JP
Japan
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fuzzy
data
data input
calculation
unit
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Withdrawn
Application number
JP5279392A
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English (en)
Inventor
Kasuke Nagao
嘉祐 長尾
Masanori Sato
正則 佐藤
Koji Doi
公司 土居
Masayuki Masuda
真之 益田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファジィ推論を行う基本手段を処理の目的ご
とに分離、独立し、交換可能とすることによってさまざ
まな導入システムに迅速に対応可能なファジィ推論装置
を提供する。 【構成】 データ入出力部1は、事象値データ10を外
部機器6から読込み、確定演算部2に送出するととも
に、確定演算部2からのファジィ推論された制御値デー
タ12を外部機器7に送出する。ルール読込み部4は、
知識ベース5よりファジィルールを取込み、ファジィ演
算部3に送出する。そして、ファジィ演算部3では、事
象値データ10とルール読込み部4から取込まれたファ
ジィルールに基づいてファジィ演算が行われ、その結果
が確定演算部2に送出され、確定演算部2では、ファジ
ィ演算部3の演算結果に基づいて確定演算が行われ、制
御値データ12がデータ入出力部1に送出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はファジィ推論装置に関
し、特にファジィ推論を行うファジィ推論部が階層構造
を持つファジィ推論装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ファジィ推論装置により推論
を行う方法としては下記に示す二つの方法が知られてい
る。
【0003】その一つとして、外部よりファジィ推論に
必要な入力データを読込み、外部に推論結果を出力する
データ入出力部、メンバシップ関数、ファジィルールを
読込むルール読込み部、MIN−MAX演算等を行うフ
ァジィ演算部、重心法などの確定演算を行う確定演算部
というファジィ推論を行う基本機能を全部まとめ、一つ
のモジュールとしてファジィ推論を行う方法、もう一つ
はメンバシップ関数、ファジィルールをC言語に展開
し、さらに、ファジィ演算から確定演算までのファジィ
推論のすべての処理をC言語のプログラムに変換し、そ
れを組込み、推論対象のデータを読込んでファジィ推論
を行う方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の方法によると、前者の方法ではファジィ推論
を実現する基本機能であるデータ入出力部、確定演算
部、ファジィ演算部、ルール読込み部が全体として一つ
のモジュールとなっており、明確に分離されていないた
め、上記、四つの基本機能のうち一つでも変更、修正す
る場合は、残りの三つの基本機能を含めた全体のモジュ
ールを変更する必要があるという問題があった。
【0005】また、後者の方法では、変換されたC言語
プログラムには、一つのC言語の関数に上記の四つの基
本機能が含まれており、明確に分離されていないため導
入システムが変更になったときには、上記基本機能のう
ちの一つの機能だけを取り変えることができず、プログ
ラムを全部作り替えなければならないという問題があっ
た。
【0006】そこで、この発明は、上記問題を解決すべ
くなされたもので、ファジィ推論を行う基本機能を処理
の目的ごとに分離、独立し、交換可能とすることによっ
てさまざまな導入システムに迅速に対応可能なファジィ
推論装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、ファジィ推論部は階層構造
をとり、かつ各階層はそれぞれ分離、独立していること
を特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、上記階層構造は、推論対象となるデータを外部から
読込むとともに、ファジィ推論された結果を外部に送出
するデータ入出力手段と、知識ベースよりファジィルー
ルを取込むルール読込み手段と、上記データ入出力手段
で読込まれたデータと上記ルール読込み手段から取込ま
れたファジィルールに基づいてファジィ演算をするファ
ジィ演算手段と、上記ファジィ演算手段の演算結果に基
づいてファジィ確定演算を行い、上記データ入出力手段
に送出する確定演算手段と、からなることを特徴とす
る。
【0009】請求項3の発明は、上記データ入出力手
段、ルール読込み手段、ファジィ演算手段、確定演算手
段はそれぞれモジュール化され交換可能であることを特
徴とする。
【0010】請求項4の発明は、上記階層構造のうち、
少なくともデータ入出力手段、ファジィ演算手段、確定
演算手段にはそれぞれ複数のモジュールを備えているこ
とを特徴とする。
【0011】
【作用】この発明では、データ入出力手段は推論対象と
なるデータを外部から読込み、確定演算手段に送出する
とともに、確定演算手段からのファジィ推論された結果
を外部に送出する。
【0012】また、ルール読込み手段は上記知識ベース
よりファジィルールを取込み、ファジィ演算手段に送出
する。
【0013】そして、ファジィ演算手段では、上記デー
タ入出力手段で読込まれたデータと上記ルール読込み手
段から取込まれたファジィルールに基づいてファジィ演
算が行われ、その結果が確定演算手段に送出され、上記
確定演算手段では、ファジィ演算手段の演算結果に基づ
いてファジィ確定演算が行われ、上記データ入出力手段
に送出される。
【0014】
【実施例】以下、この発明に係るファジィ推論装置の一
実施例を図面に基づいて説明する。
【0015】図1は、この発明が適用された実施例の概
略構成を示すブロック図である。
【0016】同図に示すように、このファジィ推論装置
は、外部機器6から事象値データ10を取込み、知識ベ
ース5に蓄えられたメンバシップ関数とファジィルール
を取込んで、それらを参照しながらファジィ推論部8で
ファジィ推論を行い、外部機器7に推論結果としての制
御値データ12を出力するものである。
【0017】ここで、ファジィ推論部8は、データ入出
力部1、確定演算部2、ファジィ演算部3、ルール読込
み部4と各々分離、独立し、交換可能な四つの階層から
構成されている。
【0018】データ入出力部1は、外部機器6から推論
対象である事象値データ10を取込み、確定演算部2に
送出するとともに、確定演算部2で確定演算された推論
結果の制御値データ12を外部機器7に送出する。
【0019】確定演算部2は、データ入出力部からの事
象値データ10を取込み、ファジィ演算部3にそのデー
タを送出するとともに、ファジィ演算部3からのファジ
ィ演算されたファジィ演算結果データ11を取込み、そ
のファジィ演算結果データ11に基づいて確定演算を行
い、その結果を制御値データ12としてデータ入出力部
1に送出する。
【0020】ファジィ演算部3は、確定演算部2からの
事象値データ10を取込み、ルール読込み部4から送出
されるメンバシップ関数とファジィルールに基づいて、
それらを参照しながらファジィ演算を行い、その結果を
ファジィ演算結果データ11として確定演算部2に送出
する。
【0021】ルール読込み部4は、知識ベース5に蓄積
されたメンバシップ関数とファジィルールをファジィ演
算部3に送出する。
【0022】次に、外部機器6、7、データ入出力部
1、確定演算部2、ファジィ演算部3間で受け渡しが行
われている各データの構造について図2、図3、図4を
参照しながら説明する。
【0023】図2は、外部機器6から出力される事象値
データ10のデータ構造を示すもので、各事象値変数
0、事象値変数1、・・・事象値変数nの事象値情報よ
り構成されている。
【0024】そして、この事象値データ10は、図1に
示したように外部機器6からデータ入出力部1、確定演
算部2を経てファジィ演算部3に入力され、ファジィ演
算部3では、メンバシップ関数とファジィルールを参照
しながら各事象値データに基づいてファジィ演算が行わ
れる。
【0025】図3は、ファジィ演算結果データ11のデ
ータ構造を示すもので、制御変数情報11a、各制御変
数についてのラベル情報11b、各ラベルに対応するメ
ンバシップ関数の適合度情報11c、各ラベルに対応す
る複数のメンバシップ関数情報(MF情報)11dより
構成され、ファジィ演算部3では、外部機器6側から供
給された事象値データ10とルール読込み部4側から供
給された複数のメンバシップ関数情報11dに基づい
て、例えば、MIN−MAX法等によって、各ラベルに
対応するメンバシップ関数についての適合度情報11c
を得ている。
【0026】そして、ファジィ演算結果データ11は、
確定演算部2に送出され、そのファジィ演算結果に基づ
いて確定演算が行われる。
【0027】図4は、制御値データ12のデータ構造を
示すもので、例えば、重心法等によって算出された制御
変数0、制御変数1、・・・制御変数nが制御値データ
12としてデータ入出力部1を経て外部機器7に送出さ
れる。
【0028】図5は、図1で示したファジィ推論装置に
おけるファジィ推論部8の内部構成の一例を示したもの
である。
【0029】このファジィ推論部8は、上述したように
階層構造を有し、四つに分離、独立している。
【0030】さらに、上記各階層は、さまざまなデータ
処理や、データ構造に対応し、手段ごとの機能を実現す
るため、独立構造を有し、同一階層内で交換可能なモジ
ュールを備えている。
【0031】例えば、データ入出力部1では、プログラ
マブルコントローラ(以下、PLCという)データ入出
力モジュール(10−1)、ファイル入出力モジュール
(10−2)、確定演算部2では、重心法モジュール
(20−1)、右優先最大高さ方モジュール(20−
2)、左優先最大高さ法モジュール(20−3)、ファ
ジィ演算部3では、MIN−MAX演算モジュール(3
0−1)、MIN−積算演算モジュール(30−2)、
ルール読込み部4では、外部データベースシステム入出
力モジュール(40−1)などを組込むことができる
が、他にもモジュールを組み込ませることもできる。
【0032】図6は、この発明に係る図1で説明したフ
ァジィ推論装置の具体例を示したブロック図である。
【0033】同図に示すように、この具体例は、PLC
13から事象値データ10を取込み、外部データベース
15に蓄えられたメンバシップ関数とファジィルールを
取込んで、それらを参照しながらファジィ推論部8でフ
ァジィ推論を行い、PLC14に推論結果の制御値デー
タ12を出力するものである。
【0034】ここで、ファジィ推論部8は、開発者が、
ファジィ推論装置を開発する際に、図5で示したモジュ
ールを希望する処理に合わせて、データ入出力部1、確
定演算部2、ファジィ演算部3、ルール読込み部4から
一つずつ選択し、構成する。この具体例では、PLCデ
ータ入出力モジュール(10−1)、重心法モジュール
(20−1)、MIN−MAX演算モジュール(30−
1)、外部データベースシステム入出力モジュール(4
0−1)から構成される。
【0035】また、上記具体例では、事象値データ10
と制御値データ12の入出力先を、PLCにしたが、フ
ァイルにしたい場合は、データ入出力部1からファイル
入出力モジュール(10−2)を選択し、それを用いれ
ばよい。
【0036】さらに、上記ファジィ推論部8の同一階層
内に含まれるモジュールの入出力データ構造は、全く同
一なので、ファジィ推論部8を構成するモジュールを自
由な組み合わせで構成したファジィ推論装置を開発する
こともできる。
【0037】従って、この実施例によれば、ファジィ推
論部8をデータ入出力部1、確定演算部2、ファジィ演
算部3、ルール読込み部4というように分割、独立さ
せ、モジュール化し、モジュールを複数備え、さらに各
モジュールを交換可能としたので、導入システム変更が
あった場合、迅速に対応可能なファジィ推論システムを
モジュール交換することによって実現することができ
る。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ファジィ推論の機能をデータ入出力手段、確定演算
手段、ファジィ演算手段、ルール読込み手段というよう
に階層構造として構成し、かつ階層を分離、独立させ、
さらに各手段に複数のモジュールを備えるように構成し
たため、ファジィ推論に用いられる上記各手段を開発者
が初めから作り込む手間を省くことができるので、容易
に開発者の希望するシステムを開発することができ、開
発者オリジナルのモジュールを作成し、それをシステム
に組み込むこともできる。
【0039】また、導入システム変更があって、上記手
段のどれかを変更する必要が生じた場合、残りの手段を
変更する必要がなく、メンバシップ関数、ファジィルー
ル、事象値データのフォーマットが変更されてもデータ
入出力手段、ルール読込み手段を変更するだけで済ませ
ることができるので、迅速に対応可能なファジィ推論シ
ステムをモジュール交換することによって実現すること
ができる。
【0040】また、ファジィ推論部を構成するモジュー
ルを自由な組み合わせで構成したファジィ推論装置を開
発することができ、多様な確定演算をサポートすること
が可能になる。
【0041】また、システム開発後でも、新しく作成し
たモジュールを追加することによって簡単にシステムの
バージョンアップを可能とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用された実施例の概略構成を示す
ブロック図。
【図2】事象値データのデータ構造を示す図。
【図3】ファジィ演算結果データのデータ構造を示す
図。
【図4】制御値データのデータ構造を示す図。
【図5】図1で示したファジィ推論装置におけるファジ
ィ推論部の内部構成の一例を示す図。
【図6】図1で説明したファジィ推論装置の具体例を示
すブロック図。
【符号の説明】
1 データ入出力部 2 確定演算部 3 ファジィ演算部 4 ルール読込み部 5 知識ベース 6、7 外部機器 8 ファジィ推論部 10 事象値データ 11 ファジィ演算結果データ 11a 制御変数情報 11b 各制御変数についてのラベル情報 11c 各ラベルに対応するメンバシップ関数の適合
度情報 11d 各ラベルに対応するメンバシップ関数情報
(MF情報) 12 制御値データ 13、14 PLC (10−1) PLCデータ入出力モジュール (10−2) ファイル入出力モジュール (20−1) 重心法モジュール (20−2) 右優先最大高さ法モジュール (20−3) 左優先最大高さ法モジュール (30−1) MIN−MAX演算モジュール (30−2) MIN−積算演算モジュール (40−1) 外部データベースシステム入出力モジュ
ール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益田 真之 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部からの入力データを読込み、知識ベー
    スに蓄積された情報を参照しながらファジィ推論部にお
    いて、ファジィ推論を行い外部に推論結果を出力するフ
    ァジィ推論装置であって、 上記ファジィ推論部は、階層構造をとり、かつ各階層は
    それぞれ分離、独立していることを特徴とするファジィ
    推論装置。
  2. 【請求項2】 上記階層構造は、推論対象となるデータ
    を外部から読込むとともに、ファジィ推論された結果を
    外部に送出するデータ入出力手段と、 上記知識ベースよりファジィルールを取込むルール読込
    み手段と、 上記データ入出力手段で読込まれたデータと上記ルール
    読込み手段から取込まれたファジィルールに基づいてフ
    ァジィ演算をするファジィ演算手段と、 上記ファジィ演算手段の演算結果に基づいてファジィ確
    定演算を行い、上記データ入出力手段に送出する確定演
    算手段と、 からなることを特徴とする請求項1記載のファジィ推論
    装置。
  3. 【請求項3】 上記データ入出力手段、ルール読込み手
    段、ファジィ演算手段、確定演算手段はそれぞれモジュ
    ール化され交換可能であることを特徴とする請求項1又
    は2記載のファジィ推論装置。
  4. 【請求項4】 上記階層構造のうち、少なくともデータ
    入出力手段、ファジィ演算手段、確定演算手段にはそれ
    ぞれ複数のモジュールを備えていることを特徴とする請
    求項1、2又は3記載のファジィ推論装置。
JP5279392A 1993-11-09 1993-11-09 ファジィ推論装置 Withdrawn JPH07134651A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012102444A1 (ko) * 2011-01-26 2012-08-02 계명대학교 산학협력단 계층적 퍼지 추론에 기반한 임상진단 지원방법 및 그 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012102444A1 (ko) * 2011-01-26 2012-08-02 계명대학교 산학협력단 계층적 퍼지 추론에 기반한 임상진단 지원방법 및 그 시스템
US9195948B2 (en) 2011-01-26 2015-11-24 Keimyung University Industry Academic Cooperation Foundation Clinical diagnosis support method and system based on hierarchical fuzzy inference technology

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