JPS633334A - 前向き推論方式 - 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〕 この発明は、知識工学応用システムに３ける前向き推論
方式に関する。

〔従来の技術〕

近年、人工知能の分野に３いて、プロダクションシステ
Ｌ　［Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ；以下ＰＳ
という］が知識表現法の１つとして非常に有望視され、
Ｄ　Ｅ　Ｎ　Ｄ　ＲＡ　ＬをはじめＭＹＣＩＮ、ＮＡＶ
ＥＸや既に実用システムとして使用されているＸＣ０Ｎ
などの数多くのシステムに用いられている。

そして基本的なＰＳの特徴は、ルールの泪互関係をあま
り気にせずにルールの記述が出来ることと知識表現がｉ
ｆ　−ｔｈｅｎ形式で統一されている之めに、単純でわ
かりやすく拡張・変更か容易なことであり、従って、全
体の知識の構造や個々の知識の相互関係が不明確な分野
へのＰＳの適用は、極めて有効である。

ところが、従来のＰＳでは知識ベースが大規模複雑化し
てくると解の探索が望ましい方向へ向っていることが、
はっきりしないまま探索空間が拡大するために実行速度
が著しく遅くなるという不都合が生じ、また、従来の競
合の解消だけでは、推論実行が困難になり、予期せぬ結
果を招くこともある。

そこで、このようなＰＳの欠点を改善するために、これ
まで妓つかの推論の高速化のための研究が為されて８す
、その手法として、（１）コンパイラの性能の向上、（
ｉｔ＋推論の制御による探索空間を狭める機能の追加の
２つがあり、（１）のコンパイラの向上を目指した研究
の１つに、ＭｃＤｅ　ｒｍｏ　ｔ　ｔらの弁別ネットを
用いた推論実行方式があり、これはあるファクトを入力
するとこれに照合する可能性のある条件項をもつルール
を出力する。いわゆる弁別ネットワークを事前に作成し
て３き、推論の実行は、ワーキングメモリに追加（削除
）されるファクトを弁別ネットワークに入力して、出力
されたルールのカウンタ（初期値は該ルールの条件数）
を１減ら（増）し、カウンタが０以下のルールに対して
だけ完全な実行条件のチエツクを行うものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、この場合、ファクトと照合する可能性のある
項を条件部に含むルールを弁別するのに、ルールの項の
要素を一つずつ、定数項も含めて照合するため、定数項
のように変化しない部分の無駄な照合を繰り返すことに
なり、さらに多数の要素と照合をとり、その結果により
状態遷移を行なうことを繰返して弁別を進めるため、処
理自体もたんなる照合よりも複雑になり、実行効率は結
果的にあまり上がらないという問題点がある。

まｔ、ルールの特定の条件項のみに照合するファクトの
みが生成されｔ時でも、カウンタが０になってしまうと
いう問題点がある。

そこで、この発明では、作成したコンフリクトセットか
ら実行可能なルールを選択して実行したのち、コンフリ
クトセットに、実行により生成あるいは削除されるファ
クトノードを含むインスタンシエイシヨンを追加あるい
は削除する際に、同じ符号のノードであればノードの定
数項をチエツクするのみでよいようにし、推論の高速化
を図り、あるファクトがルールの特定の条件項のみに照
合する場合に、これを確実に識別することを技術的裸部
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
知識をプロダクションルールの形式で表現して蓄積して
８き、蓄積した複数のプロダクションルールのなかから
条件部を満足するルールからなるコンフリクトセットを
作成するとともに、前記コンフリクトセットから実行可
能なルールを選択して実行し、選択した前記ルールの実
行後に所定のノードを含むインスタンシエイシヨンを前
記コンフリクトセットへの追加あるいは前記コンフリク
トセットからの削除を行ない、これらの処理を繰り返し
てより抽象度の低い解系列を得る前向き推論方式に３い
て、定数項が同じで定数項の数２位置が同じ形式のノー
ドを条件部にもつルールを、ノードの制限条件ごとに区
別するとともに、区別した前記制限条件ごとのルールに
、該各制限条件を満足するワーキングメモリエレメント
の数Σよひ条件部の条件要素項の数を付加情報として設
け、前記両付加情報の内容にもとづき、前記所定のノー
ドを条件部にもつルールを含むインスタンシエイシヨン
を、前記コンフリクトセットに追加しあるいは前記コン
フリクトセットから削除することを特徴とする前向き推
論方式である。

〔作用〕 し比がって、この発明によると、作成したコンフリクト
セットから実行可能なルールを選択して実行したのち、
コンフリクトセットに、実行により生成あるいは削除さ
れるファクトノードを含むインスタンシエイシヨンを追
加あるいは削除する際に、定数項が同じで定数項の数１
位置が同じ形式のノードを条件部にもつルールをノード
の制限条件ごとに区別し、かつ制限条件ごとのルールに
。

付加情報としてのワーキングメモリエレメントの数２よ
び各条件部の条件要素の項の数を設けたため、ノードが
同じ符号であれば前記付加情報の内容にもとづく変数部
のチエツクを行なうだけでよく、推論の高速化を図れる
ことになる。

また、ルール実行後に生成あるいは削除されたファクト
ノードかルールの特定の条件部のみに照合する場合であ
っても、このルールを確実に識別シ、該ルールを含むイ
ンスタンシエイシヨンのコンフリクトセットへの追加、
削除を防止できることになる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、そのｌ実施例を示した図面ととも
に詳細に説明する。

ＰＳに２ける前向き推論では、プロダクションルールの
集合としてのプロダクションメモリの各ルールうち、ル
ールの条件部がワーキングメモリのファクトと照合する
ものが選択されてコンフリクトセットか作成され、作成
されたコンフリクトセットのなかから、競合解消により
実行可能なルールが選択されて当該ルールの動作部の実
行カ行なわれ、ルール実行の結果、新しいファクトノー
ドが生成あるいは削除されると、このファクトノードを
含むインスタンシエイシヨンが前記コンフリクトセット
に追加あるいは前記コンフリクトセットから削除され、
これらの処理の操り返しにより、より抽象度の低い解系
列が得られること（こなる。

このとき、定数項が同じで変数部の数１位置が同じ形式
のノードに、すべて同じ符号を与え、同一符号の７−ド
を条件部にもつルールを、たとえば第２図に示すように
、ノードの制限条件Ａ１．Ａ２゜Ａ３．・・ごとに区別
し、区別したノード制限条件ことのルール群Ｒ１，Ｒ２
，Ｒ３，・・・をコンパイルして連偲ネットワークの作
成を行なうものとし、ルールコンパイルの際に、付加情
報として、ノード制限条件ごとの各ルール群に、ＷＭ中
に記述されているファクトノードすなわちワーキングメ
モリ要素の数（以下ＷＭＥ数という）　Ｂｌ、　Ｂ２．
　Ｂａ、　　・・２よび各ルールの条件部の条件要素積
の数（以下必要数とＧ１う）　Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・
・をそれぞれ設けて８く。

ｔだし、Ｗ　Ｍ　Ｅ数の初期値はゼロであり、ノード制
限条件が無制限である場合には、ワーキングメモリに存
在する所定ノードのすべての数がＷ　ＭＥ数となる０ま
念必要数は１つのルール群内に複数種存在し得る。

さらに、各ルールごとにたとλば〔１〕、　［２］、・
・・のようなルール番号を与えて２くとともに、照合カ
ウンタＭＣをそれぞれもた仕て３き、カウンタＭＣの初
期値として、各ルールの条件要素の数を与えてどく。

そして、前記し念ようにして、あるルールが実行される
ことにより、たとえば“ａ”という符号が割り当てられ
たノード（以下ノードａという）が生成あるいは削除さ
れると、第１図に示すフローチャートに従って７−ドａ
ｋ含むインスタンシエイシヨンの追加あるいは削除が行
なわれる。ただし、このフローチャートは追加の場合の
処理を示してあり、削除の場合は括弧内の処理が行なわ
れるものとし、以下の記載も同様とする。

まず、ステップ８１において、ノードａと制限条件のチ
エツク、Ｔなわちコンフリクトセット内に前記ノードａ
の制限条件内容を満足する制限条件部が存在するか否か
の判定が行なわれ、判定の結果が否定（Ｎｏ）であれば
、ステップＳ２に２いて制限なしつまり無制限の内容を
もつ無条件項が存在するか否かの判定が行なわれ、判定
の結果がＮＯであれば、何の処理も行なわれない。

−方、ステップ８１．８２の両判定の結果が肯定（ＹＥ
Ｓ）であれば、ステップＳ３に８いて、前記制限条件内
容を満足する制限条件部または無条件項のルール群に設
けられたＷ　Ｍ　Ｅ数ｐ１インクリメント（ディクリメ
ント）され、その後ステップＳ４に８いて、インクリメ
ント（ディクリメント）された前記ＷＭＥ数が当該ルー
ル群シこ設けられた必要数以下（未満）であるか否かの
判定かなされ、判定の、結果がＮＯであれば、すなわち
必要数よりも大きい（必要数以上）であれば、ステップ
Ｓ５＆こ８いて当該ルール群の各ルールに設けられた照
合カゥンタの値がゼロであるか否かの判定がなされ、判
定の結果がＮｏであれば処理は終了し、ＹＥＳであれは
ステップＳ６に？いて、ノードａの照合カウンタがゼロ
となるルールを要素に含むインスタンシエイシヨンが前
記コンフリクトセットに追加（前記コンフリクトセット
から削除）され、処理が終了する。な３、各ルール群に
２以上のルールがあり、ステップＳ５の判定の結果、−
方のルールの照合カウンタの（直がゼロであれば、この
−方のルールを含むインスタンシエイシヨンかコンフリ
クトセットシこ追加（削除）されることになる。

ところで、前記ステップＳ４の判定の結果がＹＥＳであ
れは、ステップＳ７に３いて、インクリメント（ディク
リメント）されたＷＭＥ数をもつ当該ルール群の各ルー
ルの照合カウンタがディクリメント（インクリメント）
されたのち、ステップＳ８において、ディクリメント（
インクリメント）された照合カウンタがゼロであるか否
かの判定がなされ、判定の結果が、ＮＯであれば処理は
終了し、ＹＥＳであればステップＳ９に８いて、ノード
ａの照合カウンタがゼロとなるルールが候補集合へ送ら
れるとともに、ノード間のインタラクションのチエツク
が行なわれたのち、当該ルールを含むインスタンシエイ
シヨンが前記コンフリクトセットに追加（前記コンフリ
クトセットから削除）さ几、処理が終了する。

したがって、インスタンシエイシヨンのコンフリクトセ
ットへの追加、削除が行なわれるとともに、同じ符号の
ノードであればノードの変数項のみをチエツクするのみ
でよく、従来のようにノードの定数項をチエツクする必
要がなく、推論の高速化か図れ、しかもノードａが特定
の条件項のみを照合するようなルールであっても、この
ルールを含むインスタンシエイシヨンがコンフリクトセ
ットに追加、削除されることが防止される。

また、ノード間のインタラクションチェックのないルー
ルは必ず候補集合に送られるので、その分高速化が図れ
ることになる。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明の前向き推論方式シこよると作
成したコンフリクトセットから実行可能なルールを選択
して実行したのち、コンフリクトセットに、実行により
生成あるいは削除されるファクトノードを含むインスタ
ンシエイシヨンを追加あるいは削除する際シこ、定数項
が同じで変数項の数１位置が同し形式の７−ドを条件部
にもつルールをノードの制限条件こと）こ区別し、かつ
制限条件ことのルールに、付加情報としてのワーキング
メモリエレメントの数８よび各条件部の条件要素の項の
数を設けたため、ノードが同じ符号であれは前記付加情
報の内界にもとづく変数部のチエツクを行なうだけでよ
く、推論の高速化を図ることができ、推論の実行効率の
向上を図ることができる。

さらに、ルール実行後に生成あるいは削除され之ノード
が特定の条件項のみに照合するようなルールであっても
、このルールを含むインスタンシエイシヨンをコンフリ
クトセットに追加、削除することを確実シこ防止できる
。

また、前記実施例によると、ノード間のインクラクンヨ
ンチェックのないルールは必ず候補集合に送られるため
、チエツクの不要になる分、推論の高速化？図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の前向き推論方式の１実施例を示し、
第１図は動作説明用のフローチャート、第２図は７一ド
制限条件ごとの各ルールの区別の説明図である。 Ａｔ、　Ａ２．　Ａ３・・・制限条件、Ｂｌ、Ｂ２．Ｂ
３・・ＷＮＩＥ数、ＣＩ、Ｃ２，Ｃ３・・必要数。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）知識をプロダクシヨンルールの形式で表現して蓄
   積しておき、蓄積した複数のプロダクシヨンルールのな
   かから条件部を満足するルールからなるコンフリクトセ
   ットを作成するとともに、前記コンフリクトセットから
   実行可能なルールを選択して実行し、選択した前記ルー
   ルの実行後に所定のノードを含むインスタンシエイシヨ
   ンを前記コンフリクトセツトへの追加あるいは前記コン
   フリクトセットからの削除を行ない、これらの処理を繰
   り返してより抽象度の低い解系列を得る前向き推論方式
   において、定数項が同じで変数項の数、位置が同じ形式
   のノードを条件部にもつルールを、ノードの制限条件ご
   とに区別するとともに、区別した前記制限条件ごとのル
   ールに、該各制限条件を満足するワーキングメモリエレ
   メントの数および条件部の条件要素項の数を付加情報と
   して設け、前記両付加情報の内容にもとづき、前記所定
   のノードを条件部にもつルールを含むインスタンシエイ
   シヨンを、前記コンフリクトセットに追加しあるいは前
   記コンフリクトセットから削除することを特徴とする前
   向き推論方式。