JPS62115531A - ル−ル処理方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ルール型システムに係り、特にルールで記述
された制御論理に従い各設備の状態に応じて条件を判定
し制御指令を決定する方式、およびルールで記述された
生産計画＠埋に従い与えられた注文データと材料データ
から注文と材料を割付けるような生産計画等圧適したル
ール型システムの処理方式に関する。

〔発明の背景〕

ＦＡ　（、）’ａｃｔｏｒｙ　　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
）　シ、ｘ、テムでは、製品のライフサイクルの短期化
、製品の種類の多様化に伴って、製造ラインの′変更、
運用の変更が頻繁に行われる。このために、制御プログ
ラムの迅速な開発、保守が請求される。

従来は、制御プログラムをＦ　ＯＲＴ　ＦＬ　Ａ　Ｎ等
の汎用百語で開発する方法がとられていた。しかし、こ
の方法では、割出１プログラムの開発、理解、変更に時
間がかかり、また専門のプログラム要員が必要である等
の問題があるため、上記要求を満足させられなかった。

そこで、本発明者等は、論理の記述、理解、変更が各易
な「設備群制御方式」（特願昭５８−７９３４１号明細
曹参照）を提案した。上記方式は、ルール型システムと
呼ばれるもので、論理を任意の日本語文字列でｒＩＦ（
条件）、ＴＨ，ＥＮ（結論、動作）」型のルール形式に
記述するのみで、プログラムが作成できるものである（
以下、ＩＦ−’ｌ’ＨＥＮルール、または単にルールと
呼ぶ）。この方法によれば、プログラムの開発が容易で
あり、かつ論理の理解と変更に優れている。

本発明者等は、更に１．上記ルール型システムの処理速
度の向上を目的に、ルールのＩＦ部の条件の評価におい
て、パラメータ部（条件や結論を記述した文字列情報内
で”く”、″〉”でくくって記述した部分）の変数（Ｘ
、Ｙ、Ｚ等）値の計画を高速く行なえる「ルール型シス
テムの演算装置」（％願昭６０−１２０７９号）を提案
した。しがし、この装置は、装置自体の処理速度は非常
に速いが、装置内のワーク・テーブルに処理すべきすべ
ての変数値を転送しなければならない、装置内ではワー
ク・テーブルからデータを再び順にすべて読み出して処
理する等の多くのメモリアクセスを必要とする方式とな
っている。このため、対象状態の数が多くなると、デー
タの移動に伴なうメモリアクセス時間が全体の処理時間
のうち大きな割合を占めてしまい処理速度上のネックと
なる問題があった。１次、すべての変数値を一括して処
理するため、大容量のワーク・テーブルを必要とする間
和かあった。以下、従来の方式を載脱しこの問題を詳し
く酢、明する。

第１図は、先願の「設備群制御方式」の＠馳ブロック図
である。

１１はルール記憶部、１２はルール運用部、１３は状態
Ｒピ憶部である。ＩＦ　−’ｌ’１（ＥＮルールによる
制用ｌ指令の決定は、あるルールの結論を、さらに別の
ルールの条件判定に用いるという処理を順次慄シ返し、
最終的にルールの’Ｉ’　ＨＥ　Ｎ部に動作（制御指令
）の記述されたルールの条件が満足され、側角１指令が
決定されるといｐ原理で行われる。すなわち、第１図に
おいて、ルール運用部１２は、ルールを記憶しているル
ール記憶部１１からルールを１つずつ取出し、対象の状
態を記憶している状１）Ｊｑ記憶部１３の内容と、販出
したルールのＩＦ部の条件とを比較し、条件が満足され
るか否かを判定する。条件が満足されれば、取出したル
ールのＴＨＥＮ部の結論を状態記憶部１３に追加してい
く。ここで、ＩＦ部の条件判定では、ＩＦ部に記憶され
た１つ１つのＩＦの文章（条件）と一致する文章（状態
）がすべて状態記憶部１３中に存在するか否かを判定し
、さらに変数（Ｘ＋ｙ、ｚ等）に対しては、ＩＦ部に記
述された全条件を同時に満足する（ＡＮＤ条件）値が存
在するか否かを判定し、存在すればその１１Ｍを生成す
る。

第２図は、第１図の装置において、ルールのパラメータ
部に変数が記述されている場合の処理の詳細図である。

２１〜２５は、ルール運用部１２内のワーク・テーブル
である。ルール記憶部１１の内には、いまルール運用部
１２が処理している（取り出した）１つのルールのみ示
している。ルール運用部１２は、先ずルールのＩＦｍの
最初のＩＦの文字列″（Ａ＜Ｘ＞＜Ｙ＞１”と状態記憶
部１３に格納されている文字列との一致判定を何う。こ
の際の一致判定は、文字列のパラメータ部を除いた部分
、すなわち”　（Ａ）”で行う。一致する文字列が状態
記憶部１３中に存在すれば、一致する文字列中のパラメ
ータ部の頃を、工Ｆの文字列中の対応するパラメータ部
に記述しである変数の値としてワーク・テーブル２１に
取り込む（■）。さらにルール運用部１２は、次のＩＦ
の文字夕げ（ＢＡＹ＞くＺ〉）”に対して同じ処理を行
い、状態記憶部１３の文字列のパラメータ部の値をＩＦ
部の文字列の変数値として別のワーク・テーブル２２に
取り込む（■）。その後、両ワーク・テーブル２１゜２
２に取シ込まれた変数値を組合せ、ＡＮＤ条件を満足す
る変数値を生成しくルールのＩＦ部の条件はＡＮＤ条件
として扱う）、別のワーク・テーブル２３に格納する（
■）。ＩＦ部の文字列が３つ以上存在する場合、さらに
次のＩＦ部の文字列に対して変数値をワーク・−テーブ
ル２４に取り込み（■）、取り込んだ変数値と、それま
でに生成したＡＮＤ条件を満足する変数値（この場合、
ワーク・テーブル２３に格納されているもの）とを組合
せ、いま取込んだ変数値をも含めた上で、ＡＮＤ条件を
満足する変数値を生成し、ワーク・テーブル２５に格納
する（■）。この処理は、３つ目以上のＩＦの文字列す
べてに対して繰り返される。その後、最終的にＡＮＤ条
件を満足する変数値が存在すれば、その値をＴＨＥＮ部
の文字列の対応する変数に書込んだものを、新たに状態
記憶部１３に薔き加える（■）。先願の「ルール型シス
テムの演算装置」は、以上におけるＡＮＤ条件を満足す
る変数値の生成処理を高速に実行するものである。

以上のように、先願のルール型システムでは、状態記憶
部１３のデータのうちルールの変数に対応するものの全
て、中間的に作られる変数値の全てを一旦ワーク・テー
ブル（第２図の１２〜２５）に格納し処理を進める方式
となっている。このため、状態記憶部１３からワーク・
テーブル（第２図の２１．２２．２４）へのデータの転
送、ワーク・テーブル（第２図２１．２２，２３．２４
）からのデータの読み出しとＡＮＤ条件満足変数値の別
ワーク・テーブル（第２図の２３．２５）への格納、ワ
ーク・テーブル（第２図の２５）データの状態記憶部へ
の転送といった多くのメモリアクセスを必要とする。こ
のことから、対象状態の数が多くなると状態記憶部１３
のデータが増加しデータの移動に伴なうメモリアクセス
回数が多くなシ処理速度上のネックとなる問題が発生す
る。

また、データを全て保持して処理を進めるためワーク・
テーブルの容量が増大するという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、ルー
ルを用いる可読性、理解性、および変更容易性の扁い論
理記述方式を多量の状態を取り扱う必要のある対象にも
適用できるようにしたルール処理方式を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

従来の方式は、ルールのＩＦ部の１つ１つのｉＦの文字
列に対し一致する全ての状態記憶部１３の文字列データ
から変数値を一旦すべて取り込んだ後、ＡＮＤ条件を満
足する変数値の組合せを探し出す方式でめった。これに
対し、本発明によるルール処理装置では、前記状態記憶
部１３を異なる複数の検索キーによるデータの検索、検
索結果の読み出しを任意の時点で行なうことのできる連
想記憶装置（本装置については関連出願として提出済。

なお、通常の連想記憶装置では、ある検索キーで検索の
後そのキーに対する検索結果を全て読み出してからでな
いと、検索結果情報が失われてしまうため、別の検索キ
ーによる検索は実行できず、任意の時点での異なる検索
キ、−による検索、検索結果の読み出しは行なλない）
とし、ルールの処理に際してルールのＩＦ部の１つ１つ
のＩＦの文字列を検索キーとして検索を行ない、更にそ
の際、ＩＦ部のＩＦの文字列の後のものでは前の文字列
の検索結果から得られた変数値を代入した文子列を検索
キーとすることにより、ＡＮＤ条件を満足する必要最少
限のデータのみを検索しＡＮＤ条件を満足する変数値の
みを読み出して処理する。これによりＡＮＤ条件を満足
しない無駄なデータの転送が排除され高速なルールの処
理が可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第３図は、本発明の一実施例のブロック構成図である。

第３図において、ルール記憶部１１は通常の記憶装置、
ルール運用部１２は通常の論理回路等で実現できる。状
態記憶部１３は、特願昭６０−８０１６３号に述べた方
法等で実現できる。更に各部は内部に、記憶セル１１１
、変数値レジスタ１２１、空エリアポインタレジスタ１
２２、連想記憶セル１３１、検索キーレジスタ１３２、
マスクレジスタ１３３、応答レジスタ１３４（す１〜φ
ｎ）、応答レジスタ査号指定レジスタ１３５を持つ。以
下各部を説明する。

ルール記憶部１１は、ルールを記憶しておく部分であり
内部にルールの文字列を格納しておく記憶セル１１１を
持つ。記憶セル１１１の内容は、どの部分をアクセスす
るのかのアドレスをアドレス信号線１１０２に指定し、
制ｇｉｌｌ信号線１１０３にリード、ライト等を指定す
る信号を発生させることで、データ信号線１１０１を通
し読み書きできる。

状態記憶部１３は、対象の状態、ルールで結論された内
容等の文字列を格納すると共に、これらの検索キーによ
る検索と読み出しを行なうものである。対象の状態、ル
ールで結論された内容等の文字列は、連想記憶セル１３
１に格納される。本セルへのデータの格納、および読み
出しは、通常のメモリと同様に、どの部分をアクセスす
るかのアドレスをアドレス信号線１３０２に指定し、制
御信号１１３０３ＫＩＪ−ド、ライト等を指定する信号
を発生させることで、データ信号線１３ｏ１全通して行
なわれる。本状態記憶部１３は、このような通常のメモ
リとしての機能に加えて、検索キーと一致する連想記憶
セル１３１内データを瞬時に検索し、一致したデータの
みを順に絖み出せる連想検索機能を有している。検索キ
ーレジスタ１３２は、連想検索すべき検索キーを指定す
るものである。また、検索キーと連想記憶セル１３１内
データの一致判定において考慮したくない部分をマスク
レジスタ１３３に＊１ｍを立てて指定することができる
。応答レジスタナ１〜すｎ１３４←、連想検索の結果、
検索キーと一致した連想記憶セル１３１内データの位置
を一時記憶しておく部分である。連想検索の結果、一致
したデータの格納されている連想記憶セル１３１の行に
対応する部分に１”が立つ。連想検索は、検索キーレジ
スタ１３２、マスクレジスタ１３３にデータを指定し、
検索信号線１３ｏ４に信号を発生させることによって行
なわれる。ここで、本状態記憶部１３は、応答レジスタ
１３４を複数布しており、連想検索の結果の一致データ
位置をどの応答レジスタ１３４に格納するかを、応答レ
ジスタ番号指定レジスタ１３５にて指定できる。本レジ
スタに指定した番号の応答レジスタ１３４にのみ、一致
データ位置が格納される。連想検索の結果の一致データ
の読み出しは、次読み出し信号線１３ｏ５に信号を発生
させることで行なう。信号を発生させる度に、応答レジ
スタ１３４で下から見て最初に１”の立っている行の連
想記憶セル１３１のデータがデータ信号線１３０１上に
読み出される。

データが読み出された後は、そのデータに対応する行の
応答レジスタ１３４の′１′″は消される。

ここで、データの読み出しをどの応答レジスタ１３４の
内容に基づいて行なうかは、検索結果情報の格納の時と
同様に、応答レジスタ番号指定レジスタ１３５で行なう
。本レジスタに指定した番号の応答レジスタ１３４で最
初に１″の立っている行のデータが読み出され、このレ
ジスタのその行のＰ′１″のみが消される。なお、応答
レジスタ番号指定レジスタ１３５で指定した番号の応答
レジスタ１３４に未読み出しの検索結果が有る（１つで
も′１″′が立っている行が有る）場合は、そのことが
未読み出し検索結果有信号として、信号線１３０６上に
示される。

ルール運用部１２は、ルール記憶部１１に格納されたル
ールの条件と状！甜記憶ｓ１３に格納された情報を比較
照合し、条件が満足されたルールの結論を状態記憶部１
３に追加するという動作を行なう部分である。本ルール
運用部１２は、内部にルールの変数の値を処理するため
変数幀を一時保存しておく変数値レジスタ１２１　（Ｘ
、Ｙ、Ｚ等の変数ごとに１つずつエリアが有る）、連想
記憶セル１３１の空エリアを管理する空エリアポインタ
レジスタ１２２（連想記憶セル１３１にはデータを上か
ら順に格納し、どこから先が空いているかを本レジスタ
に指定する）を有している。本ルール運用部は、信号線
１１０１．１１０２，１１０３゜１３０１．１３０２，
１３０３，１３０４，１３０５．１３０６を制御してル
ールの処理を進める。以下、本ルール運用部１２の動作
を説明する。

第４図はルール運用部１２の動作フローチャートである
。

ルール運用部１２は、ルール記憶部１１の１つ１つのル
ールについて順に処理を繰シ返しくステップ４０１）、
もはや新たにルールのＴＩ−ＩＥＮ部の結論の文字列を
状態記憶部１３内の連想記憶セル１３１に薔き込んだル
ールが無くなると処理を終了する（ステップ４１７）。

１つ１つのルールの処理は以下の様である。ルール運用
部１２は、１つのルールの処理に先立って変数１直レジ
スタ１２１をクリア（４０２）Ｌｌ、何も変数値を取シ
込んでない状態にする。その後、ルールのＩＦ部の何番
目の文字列を処理するかを示す内部的に記憶しである添
字ｉの値を１として（４０３）、ルールのＩＦ部の１査
目の文字列から処理を開始する。ルール運用部１２は、
今処理しているルールのＩＦ部のｉ−ｆ目の文字列を取
シ出しく４０４）、その文字列が変数を含みかつ変数値
レジスタ１２１にその変数に対応する値が取シ込まれて
いれば、その値を取り出した文字列の対応する変数の部
分に書き込んだ（直き換えた）文字列を作成する（４０
５）。次に、この作成した文字列を検索キーとしく４０
６）、変数に対して値の曹き込まれなか−っ九部分（こ
の変数の値は状態記憶部１３の文字列から得られる）を
マスクしく４０７１、検糸紹果をｉ番目の応答レジスタ
１３４に得ることを指定して連想検索を行なう（４０８
）。検索結果が有れば（４０９）、それを１つ読み出し
今処理しているルールのＩＦ部の１番目の文字列におい
て新たに出現した変数に対応する部分の値を新しい変数
値として変数値レジスタ１２１に取シ込む（４１０）。

ここで今処理している文字列がＩＦ部の最後のものであ
ればＴＨＥＮ部の処理に移り（４１１）、そうでなけれ
ば、更にＩＦ部の次の文字列の処理に進む（４１１，４
２２）。次の文字列の処理では、今取り込んだ変数値を
もとに処理が行なわれるので、それまで処理してきた文
字列においてＡＮＤ条件を満足する変数値のみが検索さ
れ、無駄な変数値の取り込みが排除される。ルールのＩ
Ｆ部のｉ番目の文字列に対する検索結果をすべて処理し
検索結果データが無くなるとそれより以前の文字列でま
だ検索結果のデータを処理していないものの処理に戻る
（４０９）。この際、ｉ番目の文字列で新たンこ出現し
た変数に対する値は、それ以前の文字列では取り込まれ
ていてはいけないのでクリアして戻る（４１８，４１９
）。このように後戻シしつつ処理を進めあるルールのす
べてのＩＦ部の文字列に対する検索結果を処理し終ると
次のルールの処理に進む（４２０）。すべて処理し終ら
ないうちは前の検索結果を読み出し処理を続ける（４２
１）。ルールのＴＨＥＮ部の処理では、ＴＨＥＮ部の１
つ１つの文字列に対しく４１２）、変数の部分に、変数
値レジスタ１２１に取込まれている値を書き込み（４１
３）、その文字列がまだ状態記憶１３に存在しないこと
を＃ｉ認しく４１４）、存在しなければ（４１５）、そ
れを新たに連想メモリセル１３１の空エリアに格納し空
エリアポインタレジスタ１２２の値を更新する（４１６
Ｊ。

最後に、本発明の動作をデータフロー図にて説明し理解
を補っておく。第５図〜第９図は、第２図にて例として
示したルールと対象状態が本発明にて処理される場合の
データフロー図である。本発明では、変数１直レジスタ
１２１がクリアされた後、内部の添字ｉが１となり（■
風光ず、ルールのＩＦ部の１査目の文字夕じ（Ａ＜Ｘ＞
＜Ｙ＞）”が取り出される（■）。この時点では、変数
値レジスタ１２１には無も格納されていないので、この
ままの文字列を検索キーとしく■）、変数部分をマスク
しく■）、１番目の応答レジスタ１３４を使用しく■）
、連想検索を行なう。その結果、連想メモリセル１３１
の上から４行目までが検索結果として見つかる（■）。

次に、検索結果の最初のデータ（１行目のデータｔ−１
つ読み出し、ＩＦ部の１査目の文字列で新たに出現した
変数Ｘ。

Ｙに対応する変数値Ｘ＝３４’、Ｙ＝ａを変数値レジス
タ１２１に取シ込む（■）。本発明では、、ここでＩＦ
部の次の文字列の判定に進む（第６図■、以下第６図）
。すなわち、Ｉ　Ｆ部の２査目の文字夕じ（Ｂ＜Ｙ＞＜
Ｚ＞）”を取シ出しく■）、変数値レジスタ１２１で値
の取り込まれている変数の値Ｙ＝ａ（この時点では変数
Ｚにはまだ値は取り込まれていない）を取り出した文字
列に書き込む（［相］）。次にこれを検索キーとしく０
）、値の書き込まれなかった変数２をマスクしく◎）、
今度は２番目の応答レジスタ１３４に検索結果を得るよ
うに指定しくＱ　）　、連想検索を行なう。

・その結果、連想記憶セルの６行目のデータが検索結果
として見つかっている（◎）。このように本発明では、
ＡＮＤ条件を満足するデータのみを検索するので、無駄
な変数値の読み出しを省略できる。続いて今検索した結
果に基づき、検索結果の最初のデータ（今の場合は６行
目の１つしかない）が１つ読み出され、新たに出現した
変数ＺＫ対応する新しい変数値２＝口が変数値レジスタ
１２１に曹き込まれ（［相］）、更にＩＦ部の次の文字
列の判定に進んで行く（第７図ＯＬ以下第７図）。ＩＦ
部の次の文字列の判定でも、以上と同様の処理が繰シ返
され（０，［相］、［相］。

［相］、＠）、＠）、Ｑ　　）ＩＦ部の全ての文字列に
ついて判定を終え、それぞれについて連想検索結果が存
在した場合、最終的にＩＦ部のＡＮＤ条件を満足する変
数値の組合せが１組変数値レジスタ１２１に得られる（
今の場合、Ｘ＝３４．Ｙ＝ａ、Ｚ＝［Ｊ）。（なお、連
想検索結果が存在しなかった場合は、後に示す後戻りが
生じ途中の未処理の検索データの処理に戻る］その後、
ＴＨＥＮ部の文字列を順に、ｄみ出しくＱ　＞　、変数
の部分に値を書き込み（［相］）、使用してない応答レ
ジスタ１３４を指定しその文字列が連想記憶セル１３１
内に無いことを確認しく連想検索してみる［相］）、そ
の文字列を連想記憶セルの空エリアに格納しく、　＠　
＞　、空エリアポインタを更新する（０）。ここで、後
戻りが生じ、ＩＦ部の各文字列に対する連想検索結果で
まだ処理していないものがあるかを探す（第９図、［相
］、［相］）。今の場合、ＩＦ部の１番目の文字列まで
後戻りしく２査目の文字列に対する検索結果は１つしか
なく、既に処理済である）、ＩＦ部の１蕾目の文字列の
連想検索に使用した第１査目の応答レジスタ１３４の２
行目の検索結果が次に処理されるデータとして新たに変
数値レジスタ１２１に取シ込まれ（［相］）以下、すべ
ての検索結果の処理を終了するまで同様に処理が行われ
る。ここで後戻シの際、ルール運用部１２°の動作説明
の際述べたように、以前の変数値はクリアされる。今の
場合、ＩＦ部の１番目の文字列で後戻りしたので、Ｘ、
Ｙ、Ｚ全ての値が−Ｈクリアされ、その後、Ｘ＝１３゜
Ｙ　＝　Ｃが取り込まれている。本発明では、このよう
に一時に一組の変数値のみを転送し処理する。

更に、後戻シ時に不必要となった変数値をクリアしてい
くため、従来の方式のように中間的な変数値を全て覚え
ておくワーク・テーブルを必要とせず、必要メモリの大
幅な削減が図られる。

以上述べたように、本実施例によれば、状態記憶部１３
のデータのうち、ルールのＩＦ部のＡＮＤ条件を満足す
るもののみを検索し、読み出して処理するため、無駄な
データの読み出しを省略することが可能となり、ルール
の処理速度を向上することができる。また、一時に一組
ずつ変数値の処理を進めるので途中で変数値を記憶して
おくためのメモリの容量を非常に小さくすることができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、あらかじめルー
ルのＩＦ部のＡＮＤ条件を満足するデータのみを検索し
処理するため必要最少限のデータ転送で済ますことがで
きルールの処理を筒速に実行できる。また、データの処
理は、一時に１つずつ行なえるので、中間的にルールの
変数値を記憶しておくバッファを小さくできる。したが
って、ルールを用いる可読性、理解性、変更性の高い論
理記述方式を、多量の状態を取扱う必要のある対象にも
適用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 設備群の条件と結論からなるルールを格納するルール記
   憶部、設備群の状態と実行すべき作業内容とルールで結
   論された内容を格納する状態記憶部、該状態記憶部に格
   納された情報と上記ルール記憶部に格納された条件とを
   比較照合し、条件が満足されたルールの結論を上記状態
   記憶部に格納するルール運用部を有し、設備群に対する
   制御指令を決定するルール型システムにおいて、上記状
   態記憶部を異なる複数の検索キーによる検索を以前の検
   索結果を破壊することなく連続して実行できる連想記憶
   装置とし、１つのルールの条件のそれぞれに対する比較
   照合を連想記憶装置の連想検索にて行ないある条件の比
   較照合で得られた情報を別の条件の比較照合時に加味し
   次々と比較照合を実施することで、１つのルールの条件
   全体のＡＮＤ条件を満足する上記状態記憶部の情報のみ
   を検索し読み出し結論を作成し、状態記憶部に格納する
   ことを特徴とするルール処理方式。