JPH07262017A - 知識工学システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 知識ベースの開発及びテストをエンドユーザ
により実施することのできる知識工学システムを提供す
る。 【構成】 知識工学計算機１、及び知識工学計算機１に
接続される端末装置２，３から構成されると共に、実プ
ラントのプロセスデータに対する推論をリアルタイムに
実行する知識工学システムにおいて、知識工学計算機１
に知識工学計算機１上で動作するエキスパートツールが
利用可能で且つ共通の知識ソースを持つ知識入力端末装
置４を接続し、この知識入力端末装置４によって知識工
学計算機１側の知識ソース１２（又は知識入力端末装置
４側の知識ソース２２）をＡＩツール１３（又は２１）
を用いてトランスレートし、知識ベースを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、知識工学計算機、及び
この計算機に接続される端末装置から構成される知識工
学システムにあって、その知識ベースの開発及びテスト
をエンドユーザによって行えることが要求される知識工
学システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】知識工学システムに関する技術には、例
えば、特開昭６２−２７０７０８号公報及び特開昭６２
−２７０７１２公報がある。これら公報には、各種セン
サからのデータを時系列に入力処理する時系列処理手
段、時系列ファイル手段、システム処理手段、人工知能
時系列処理手段、人工知能用時系列ファイル手段等から
なるプロセス処理構造が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、エキスパートツ
ールを適用した知識工学システムでは、ツールの性能
（例えば、処理性能、編集機能等）を中心とした評価を
行うことによりシステムの構築が行われている。しか
し、知識工学システムの適用が浸透した今、将来的に
は、利用する側の運用、開発効率を考慮したシステムの
構築が望まれる。特に、プラントに適用する場合、利用
するエンドユーザは現場であることが多いため、リモー
トによる知識ベースの開発及びテストが主体になる。と
ころが、上記した従来技術では、知識ベースの開発方法
やテスト方法に関して、エンドユーザが毎回計算機の設
置場所まで移動しなければならないといった問題や、ま
た、知識ベースの開発・テストを行うには計算機の専門
知識を必要とし、エンドユーザが開発・テストを行う上
での障害となり、プラントへの適用には困難がある。

【０００４】また、プラントに適用する知識工学システ
ムにおいては、設備及び操業の変化が常に発生し、これ
に伴って知識ベースのスパイラルアップを繰り返しなが
ら、設備及び操業の変化に対応していく必要がある。こ
の場合、知識ベース開発及び改修作業を行うのはエンド
ユーザであるため、知識データの追加、修正、削除とい
った作業が迅速かつ容易に行えることが条件になる。

【０００５】更に、プラントに適用する知識工学システ
ムでは、推論結果を用いたクローズド制御が行われるた
め、エンドユーザにより開発した知識ベースの品質が悪
いと操業や設備に重大な影響を及ぼすことになる。そこ
で、開発した知識ベースの品質を確保するためのテスト
方法を段階的に行えるようにし、且つオンライン実行環
境の下でテスト可能なことが望まれる。また、現在と過
去の操業及び設備変化に対する推論比較やトラブル発生
時の推論経緯の確認のため、時系列データを用いたテス
ト確認の実行が可能なことも保守運用の面から要求され
る。更には、段階的なテストがエンドユーザにより容易
に構築でき、且つ実行できることも要求される。

【０００６】そこで、本発明は、知識工学システムにお
ける知識ベースの開発をエンドユーザにより実施するこ
とのできる知識工学システムを提供することを目的とし
ている。

【０００７】また、本発明の他の目的は、知識工学シス
テムにおける知識ベースのテストをエンドユーザにより
実施することのできる知識工学システムを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、知識工学計算機及びこの計算機に接
続される端末装置から構成されると共に、実プラントの
プロセスデータに対する推論を実行する知識工学システ
ムにおいて、前記知識工学計算機に接続され、前記知識
工学計算機上で動作するエキスパートツールが利用可能
で且つ共通の知識ソースを持つ知識入力端末装置と、こ
の知識入力端末装置によって前記知識工学計算機側また
は前記知識入力端末装置側の知識ソースをトランスレー
トして知識ベースを作成する処理手段とを設けるように
している。

【０００９】そして、前記知識工学計算機にオンライン
実行系及びテスト実行系を設け、この少なくとも一方へ
前記作成した知識ベースを登録する手段を設けることが
できる。

【００１０】また、上記の他の目的は、知識工学計算機
及びこの計算機に接続される端末装置から構成されると
共に、実プラントのプロセスデータに対する推論を実行
する知識工学システムにおいて、前記知識工学計算機内
に設けられるオンライン実行系と、前記知識工学計算機
に設けられて前記オンライン実行系と同一の環境下で動
作するテスト実行系と、テスト実行支援機能を内蔵する
知識入力端末装置とを設けることによって達成される。

【００１１】この場合、前記知識入力端末装置には、知
識ベースを単体でテストする単体テスト機能部を前記知
識入力端末装置内に設けることができる。

【００１２】また、前記オンライン実行系が入力したプ
ロセスデータを並行して前記テスト実行系に取り込み、
このテスト実行系によって前記オンライン実行系と同一
の環境下でテストを実行するテスト手段を設けることが
できる。

【００１３】更には、前記知識工学計算機が保有する過
去の時系列プロセスデータを前記テスト実行系へ転送
し、このデータを用いて推論を行うテスト手段を設ける
こともできる。

【００１４】

【作用】上記した手段によれば、知識工学計算機上で動
作するエキスパートツールを利用可能な知識入力端末装
置を通信回線を介して独立に形成することにより、エデ
ィタ機能の開発が不要になる。そして、この知識入力端
末装置によって知識ソースをトランスレート（コンパイ
ル）して知識ベースを作成することにより、リモートに
よる知識ベース開発がエンドユーザにおいて可能にな
る。

【００１５】上記した他の手段によれば、知識工学計算
機内にオンライン実行系と、この前記オンライン実行系
と同一の環境下で動作するテスト実行系とを知識工学計
算機に設け、更に、テスト実行支援機能を内蔵する知識
入力端末装置とを設けることにより、オンラインから切
り離した状態で、エンドユーザが知識入力端末装置を操
作してのリモートによる知識ベースのテストが可能にな
る。

【００１６】前記知識入力端末装置には、知識ベースを
単体でテストする単体テスト機能部を前記知識入力端末
装置内に設けることにより、オンラインに影響を与える
ことなく初期バグを発見することができる。

【００１７】また、オンライン実行系が入力したプロセ
スデータを並行してテスト実行系で取り込み（パラ取
り）、このテスト実行系によってテストを行うことによ
り、オンライン実行系と同一の環境下でのテストが可能
になる。

【００１８】更には、前記知識工学計算機が保有する過
去の時系列プロセスデータを前記テスト実行系へ転送
し、このデータを用いて推論を行うことにより、過去の
操業及び設備の変化を考慮した検証が行え、操業・設備
の変化やトラブルに対する処置を迅速かつ適切に取るこ
とができるようになる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２０】図１は本発明による知識工学システムを示
す構成図であり、図２は本発明による知識工学システム
の全体構成を示すブロック図である。なお、図１におけ
る矢印は、データ及び制御の流れ方向を示し、括弧によ
る数字〔Ｎ〕は処理の順番を示している。

【００２１】図２に示すように、システムの中核をなす
知識工学計算機１にはオンライン時に用いられるオンラ
イン端末装置２、オフライン時に用いられるオフライン
端末装置３及び知識ベースの開発／テスト時に用いられ
る知識入力端末装置４の各々が接続されている。この知
識入力端末装置４はエキスパートツールを内蔵してお
り、市販品では、例えばワークステーションを用いるこ
とができる。

【００２２】また、オンライン端末装置２は、推論結果
を表示するための表示端末装置５、推論結果を印字する
ための印字装置６、及びプロセスデータに対する入出力
処理を実行するプロセス入出力装置７の各々を備えて構
成されている。更に、オフライン端末装置３は、同様に
推論結果を表示する表示端末装置８及び推論結果を印字
する印字装置９を備えて構成されている。

【００２３】次に、図１について説明する。知識工学計
算機１は、通信機能部１０、知識開発／実行支援機能部
１１、知識ソース１２、トランスレート機能部から成る
ＡＩツール１３、知識ベース１４、オンライン実行系１
５、テスト実行支援機能部１６、及びテスト実行系１７
の各々を内蔵している。ここで、知識開発／実行支援機
能部１１、知識ソース１２、ＡＩツール１３及び知識ベ
ース１４が開発系を形成している。

【００２４】更に、知識入力端末装置４は、知識開発／
実行支援機能部１８、テスト実行支援機能部１９、知識
ベース２０、単体テスト機能部とトランスレート機能部
から成るＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉ
ｇｅｎｃｅ：人工知能）ツール２１、知識ソース２２、
及び通信機能部２３を内蔵している。なお、本発明で
は、知識開発／実行支援機能部１８、ＡＩツール２１、
ＡＩツール１３及びテスト実行支援機能部１６からなる
系を処理手段と定義している。

【００２５】このように、本発明の知識工学システムに
おいては、知識工学計算機１と、この知識工学計算機１
上で動作するエキスパートツールを利用可能な知識入力
端末装置４を独立させ、かつ、知識入力端末装置４から
知識ソースのダウンロード及びアップロードが行えるよ
うにしている。

【００２６】図１において、まず、知識工学計算機１で
保有する知識ソース１２を知識入力端末装置４へ転送す
る場合、知識入力端末装置４の知識開発／実行支援機能
部１８を介して転送要請が出され、この指示が通信機能
部２３を介して知識工学計算機１へ伝送され、知識工学
計算機１の通信機能部１０に受信され、更に知識開発／
実行支援機能部１１に到達する。知識開発／実行支援機
能部１１は知識ソース１２を読み出し、通信機能部１
０、通信機能部２３を経て知識ソース２２へ格納する
（〔１〕〜〔８〕のルート）。

【００２７】この知識ソース２２を知識入力端末装置４
によって修正し、これをＡＩツール２１でトランスレー
ト（コンパイル）し、知識ベース２０を作成する
（

〔９〕〜〔１２〕のルート）。この作成した知識ベー
ス２０を用い、知識入力端末装置４によって推論に必要
な入力データを与え、知識ベースの単体テストを実行す
る（〔１３〕のルート）。単体テストが終了すると、こ
の単体テストの完了した知識ソース２２を知識入力端末
装置４から知識工学計算機１へ転送し、これを知識ソー
ス１２に置き換える（〔１〕〜〔４〕のルート、及び
〔１４〕〜〔１７〕のルート）。

【００２８】次に、知識工学計算機１に転送（〔１〕〜
〔４〕のルート）された知識ソース１２に対し、知識入
力端末装置４からトランスレート（コンパイル）の指示
を行い（〔１８〕〜〔２０〕のルート）、知識開発／実
行支援機能部１１を用いて知識ベース１４を作成する。

【００２９】更に、知識入力端末装置４を用いて〔１〕
〜〔４〕及び〔２１〕〜〔２３〕のルートでテスト実行
系１７を駆動し、知識ベース１４をテスト実行系１７へ
登録する指示を行う。また、知識ベース１４に必要なオ
ンラインプロセスデータを並行して取得（知識入力端末
装置４を介して）し、オンライン実行系１５と同等のテ
スト検証を実行する（〔２４〕〜〔２８〕のルート）。
これにより、テスト品質及び効率を上げることができ
る。このテストの完了後、知識入力端末装置４によって
テストの完了した知識ベース１４をオンライン実行系１
５へ登録ならびに切替えるための指示を行う（〔１〕〜
〔４〕、〔２１〕及び〔２９〕〜〔３０〕のルート）。

【００３０】また、過去の時系列データを用い、テスト
実行系１７によりテスト検証を行うこともでき、これを
保守運用に利用することができる（〔２４〕〜〔２７〕
及びＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのルート）。このように過去の時系
列データを用いる理由は、本出願人のように鉄鋼業では
操業状態が時々刻々に変化し、これに応じたルールを知
識開発の際に開発していく必要があるが、この時に過去
にどの様なデータでどの様に動いていたかを検証する必
要がある為である。

【００３１】以上のように、本発明によれば、知識工学
計算機１内の知識ソースを知識入力端末装置４において
も保有し、知識入力端末装置４によって知識ソース２２
（または知識ソース１２）をトランスレート指示するこ
とにより、知識ベースの作成が可能になる。

【００３２】次に、図３を参照してテスト方法の詳細に
ついて説明する。図３はテスト処理のための機能ブロッ
ク図を示し、知識工学計算機側のオンライン実行系１
５、テスト実行支援機能部１６及びテスト実行系１７で
保有する機能を示している。

【００３３】図３に示すように、オンライン実行系１５
には、プロセスデータ時系列ファイル２４、プロセスデ
ータを保存するプロセスデータファイル２５、時系列デ
ータファイル２６、推論用データファイル２７、プロセ
スデータ受信機能部２８、時系列データ作成機能部２
９、推論用データ作成機能部３０、推論エンジン３１の
各々が準備されている。また、テスト実行系１７には、
過去プロセスデータ時系列バッファ３２、プロセスデー
タファイル３３、時系列データファイル３４、推論用デ
ータファイル３５、テスト管理テーブル３６、時系列デ
ータ作成機能部３７、推論用データ作成機能部３８、及
び推論エンジン３９の各々が準備されている。

【００３４】テストの実行に際しては、テスト実行支援
機能部１６がテスト管理テーブル３６を常時監視しなが
ら指示されたテスト（並行テストまたは時系列テスト）
や開始／停止の制御を実行する。並行テストの場合、オ
ンライン実行系１５のプロセスデータ受信機能２８で受
信したプロセスデータをテスト実行支援機能部１６を介
してテスト実行系１７側のプロセスデータファイル３３
へ格納し、以降の機能へリンケージすることにより並行
テストが可能になる（（ａ）、（ｂ）、（ｅ）のルー
ト）。なお、テスト環境構築の準備として、オンライン
実行系１５の直近までの時系列データがテスト実行系１
７側の時系列データファイル３４に格納される
（（ｃ）、（ｄ）のルート）。

【００３５】テスト実行系１７においては、時系列デー
タ作成機能部３７によってプロセスデータをプロセスデ
ータファイル３３から読み出して時系列データファイル
３４を作成し、これを基に推論用データ作成機能部３８
により推論用データファイル３５を作成し、このファイ
ルを基に推論エンジン３９を動作させ、その推論結果
（テスト結果）をオフライン端末装置３に表示する。

【００３６】一方、時系列テストにあっては、テスト実
行系１７の過去プロセスデータ時系列バッファ３２から
テスト実行支援機能部１６によって順次過去データを取
り込み、これをプロセスデータファイル３３へ格納す
る。但し、テスト環境構築の準備として、オンライン実
行系１５側の指定された期間のプロセスデータを時系列
データファイル２６から読み出し、これをテスト実行支
援機能部１６を用いてテスト実行系１７側の過去プロセ
スデータ時系列バッファ３２へ一括して格納する。

【００３７】なお、オンライン実行系１５においては、
プロセスデータ受信機能２８で受信したプロセスデータ
をプロセスデータファイル２５に格納し、このデータ及
び入力データを用いて時系列データ作成機能部２９によ
り時系列データファイル２６を作成する。さらに、推論
用データ作成機能部３０を用いて推論用データファイル
２７を作成し、この結果に基づいて推論エンジン３１を
起動し、その推論結果をオンライン端末装置２の画面に
表示する。

【００３８】以上のように、知識工学計算機１内にオン
ライン実行系１５と同一環境のテスト実行系１７を構築
し、結果をテスト用端末装置（オフライン端末装置３）
で確認できるようにし、且つ、この環境下でオンライン
実行系１５から入力されるプロセスデータをテスト実行
系１７に並行入力してテストを行えるようにしている。
この結果、テスト実行系１７をオンライン実行系１５と
同一の環境下でテストが行え、テスト品質の向上及び効
率向上が可能になる。更に、知識入力端末装置４のみに
よる単体テストも可能であり、段階的かつ臨機応変のテ
ストが可能になる。

【００３９】次に、図４、図５、図６、図６、図７及び
図８を参照して知識開発及びテスト支援の際のメニュー
画面について説明する。ここで、図４は知識開発及びテ
スト支援の際に用いられる画面内容を示し、図５〜図８
は図４における無記入状態の画面の各々の詳細内容を示
している。

【００４０】まず、図４に示すように、知識開発・テス
ト支援の大分類の画面４０の表示が行われる。各項目の
先頭の数字（１，２，３の３種）の１つを選択して入力
すると、各々に対応した中分類の画面４１，４２，４３
のいずれかに切替えられる。この表示画面内の項目を選
択し、その番号を入力すると、画面４１〜４３は消滅
し、図５〜図８に示す小分類の画面４４，４５，４６，
４７，４８，４９，または画面５０のいずれかに切替え
られる。

【００４１】画面４４は図１の〔１〕〜〔８〕のルート
に関する内容であり、オンライン実行系１５からの転送
される知識ソース名称が表示される。画面４５及び４６
は

〔９〕〜〔１２〕のルートに関する内容であり、画面
４５には知識ソースからの知識ベース作成指示の内容が
表示こされ、画面４６には削除したい知識ソース／知識
ベースの名称が表示される。また、画面４７にはトラン
スレートの対象となる知識ソース及び知識ベースの名称
が表示され、画面４８にはテスト実行系における知識ベ
ースの登録対象が表示される。更に、画面４９には並行
テストの実行指示に関する指示内容が表示され、画面５
０には時系列テストの実行指示に関する指示内容が表示
される。

【００４２】

【発明の効果】本発明は上記の通り構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。

【００４３】請求項１の知識工学システムにおいては、
知識工学計算機、及びこの計算機に接続される端末装置
から構成されると共に、実プラントのプロセスデータに
対する推論をリアルタイムに実行する知識工学システム
において、前記知識工学計算機に接続され、前記知識工
学計算機上で動作するエキスパートツールが利用可能で
且つ共通の知識ソースを持つ知識入力端末装置と、この
知識入力端末装置によって前記知識工学計算機側または
前記知識入力端末装置側の知識ソースをトランスレート
して知識ベースを作成する処理手段とを設けるようにし
たので、リモートによる知識ベース開発がエンドユーザ
において可能になり、知識ベースの開発が迅速かつ効率
的に行えるようになる。

【００４４】請求項２の知識工学システムにおいては、
前記知識工学計算機にオンライン実行系及びテスト実行
系を設け、この少なくとも一方へ前記作成した知識ベー
スを登録する手段を設けるようにしたので、テストの実
行を迅速に行うことが可能になる。

【００４５】請求項３の知識工学システムにおいては、
知識工学計算機、及びこの計算機に接続される端末装置
から構成されると共に、実プラントのプロセスデータに
対する推論を実行する知識工学システムにおいて、前記
知識工学計算機内に設けられるオンライン実行系と、前
記知識工学計算機に設けられて前記オンライン実行系と
同一の環境下で動作するテスト実行系と、テスト実行支
援機能を内蔵する知識入力端末装置とを設けるようにし
たので、オンライン実行系と同一の環境下でのテストが
可能になり、テスト品質の向上及びテスト効率の向上を
図ることが可能になる。

【００４６】請求項４の知識工学システムにおいては、
知識ベースを単体でテストする単体テスト機能部を前記
知識入力端末装置内に設けるようにしたので、オンライ
ンに影響を与えることなく初期バグ等を発見することが
できる。

【００４７】請求項５の知識工学システムにおいては、
前記オンライン実行系が入力したプロセスデータを並行
して前記テスト実行系に取り込み、このプロセスデータ
に基づいて前記テスト実行系によりテストを実行するテ
スト手段を設けるようにしたので、オンライン実行系と
同一の環境下でのテストが可能になる。

【００４８】請求項６の知識工学システムにおいては、
前記知識工学計算機が保有する過去の時系列プロセスデ
ータを前記テスト実行系へ転送し、このデータを用いて
推論を行うテスト手段を設けるようにしたので、過去の
操業及び設備の変化を考慮した検証が行え、操業・設備
の変化やトラブルに対する処置を迅速かつ適切に取るこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による知識工学システムを示す構成図で
ある。

【図２】本発明による知識工学システムの全体構成を示
すブロック図である。

【図３】本発明におけるテスト処理を示す機能ブロック
図である。

【図４】知識開発及びテスト支援の際に用いられる画面
内容を示す画面図である。

【図５】図４における画面４４，４５の詳細内容を示す
画面図である。

【図６】図４における画面４６の詳細内容を示す画面図
である。

【図７】図４における画面４７，４８の詳細内容を示す
画面図である。

【図８】図４における画面４９，５０の詳細内容を示す
画面図である。

【符号の説明】

１ 知識工学計算機 ２ オンライン端末装置 ３ オフライン端末装置 ４ 知識入力端末装置 ５ 表示端末装置 ６ 印字装置 ７ プロセス入出力装置 ８ 表示端末装置 ９ 印字装置 １０ 通信機能部 １１ 知識開発／実行支援機能部 １２ 知識ソース １３ ＡＩツール １４ 知識ベース １５ オンライン実行系 １６ テスト実行支援機能部 １７ テスト実行系 １８ 知識開発／実行支援機能部 １９ テスト実行支援機能部 ２０ 知識ベース ２１ ＡＩツール ２２ 知識ソース ２３ 通信機能部 ２４ プロセスデータ時系列ファイル ２５ プロセスデータファイル ２６ 時系列データファイル ２７ 推論用データファイル ２８ プロセスデータ受信機能部 ２９ 時系列データ作成機能部 ３０ 推論用データ作成機能部 ３１ 推論エンジン ３２ 過去プロセスデータ時系列バッファ ３３ プロセスデータファイル ３４ 時系列データファイル ３５ 推論用データファイル ３６ テスト管理テーブル ３７ 時系列データ作成機能部 ３８ 推論用データ作成機能部 ３９ 推論エンジン ４０，４１，４２，４３ 画面 ４４，４５，４６，４７ 画面 ４８，４９，５０ 画面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 知識工学計算機及びこの計算機に接続さ
   れる端末装置から構成されると共に、実プラントのプロ
   セスデータに対する推論を実行する知識工学システムに
   おいて、前記知識工学計算機に接続され、前記知識工学
   計算機上で動作するエキスパートツールが利用可能で且
   つ共通の知識ソースを持つ知識入力端末装置と、この知
   識入力端末装置によって前記知識工学計算機側または前
   記知識入力端末装置側の知識ソースをトランスレートし
   て知識ベースを作成する処理手段とを具備することを特
   徴とする知識工学システム。
2. 【請求項２】 前記知識工学計算機にオンライン実行系
   及びテスト実行系を設け、この少なくとも一方へ前記作
   成した知識ベースを登録する手段を設けたことを特徴と
   する請求項１記載の知識工学システム。
3. 【請求項３】 知識工学計算機及びこの計算機に接続さ
   れる端末装置から構成されると共に、実プラントのプロ
   セスデータに対する推論を実行する知識工学システムに
   おいて、前記知識工学計算機内に設けられるオンライン
   実行系と、前記知識工学計算機に設けられて前記オンラ
   イン実行系と同一の環境下で動作するテスト実行系と、
   テスト実行支援機能を内蔵する知識入力端末装置とを具
   備することを特徴とする知識工学システム。
4. 【請求項４】 知識ベースを単体でテストする単体テス
   ト機能部を前記知識入力端末装置内に設けることを特徴
   とする請求項３記載の知識工学システム。
5. 【請求項５】 前記オンライン実行系が入力したプロセ
   スデータを並行して前記テスト実行系に取り込み、この
   プロセスデータに基づいて前記テスト実行系によりテス
   トを実行するテスト手段を設けたことを特徴とする請求
   項３記載の知識工学システム。
6. 【請求項６】 前記知識工学計算機が保有する過去の時
   系列プロセスデータを前記テスト実行系へ転送し、この
   データを用いて推論を行うテスト手段を設けることを特
   徴とする請求項３記載の知識工学システム。