DE69519507T2

DE69519507T2 - Produktionssystem

Info

Publication number: DE69519507T2
Application number: DE69519507T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Fukuoka; Hikida Satoshi
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Ld Technologies Us LLC
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2015-08-22
Also published as: US5754740A; JP2840923B2; EP0712074A2; JPH08137827A; DE69519507D1; EP0712074B1; EP0712074A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Produktionssystem, und im besonderen ein Produktionssystem, das den Status in einem System entsprechend der Zeitspanne, während der das System gestoppt ist, bei einem erneuten Start simulieren kann.

Beschreibung der verwandten Technik

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein allgemeines Konfigurationsbeispiel eines herkömmlichen Produktionssystems zeigt. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 81 eine Regelbasis, die einen Satz von mehreren Produktionsregeln umfaßt, wovon jede eine Form von "WENN-DANN (Bedingungsteil - Ausführungsteil)" hat. Bezugszeichen 82 kennzeichnet einen Arbeitsspeicher, in dem die Situation oder das Ereignis, das durch das System zu verarbeiten ist, als Datenbank in der Form von Variablen oder Daten gespeichert ist. Bezugszeichen 83 verkörpert eine Folgerungsverarbeitungseinheit, die die Variablen in dem Arbeitsspeicher 82 aktualisiert, indem die Regeln in der Regelbasis 81 angewendet werden.
Die Folgerungs- oder Inferenceverarbeitungseinheit 83 führt eine Zuordnungsverarbeitung 91 aus, indem der Bedingungsteil von jeder Produktionsregel der Variablen in dem Arbeitsspeicher 82 zugeordnet wird und die Produktionsregel, die dem Bedingungsteil gerecht wird, aus der Regelbasis 81 aufgenommen wird. Wenn zu dieser Zeit mehrere Produktionsregeln aufgenommen werden, werden diese als Konfliktregeln bezeichnet, und eine Konfliktauflösungsverarbeitung 92 wird ausgeführt, um nur eine Produktionsregel durch die Folgerungsverarbeitungseinheit 83 gemäß der vorbestimmten Basis zu selektieren. Auf diese Weise führt die Folgerungsverarbeitungseinheit 83 eine Ausführungsverarbeitung 93 der selektierten Produktionsregel aus. Während die Folgerungs verarbeitungseinheit 83 solch eine Verarbeitung wiederholt, wird eine Datenverarbeitung ausgeführt.
Wenn in solch einem herkömmlichen Produktionssystem jedoch irgendeine Veränderung der Variable in dem Arbeitsspeicher 82 auftritt, wird die Zuordnungsverarbeitung 91 an allen Produktionsregeln in der Regelbasis 81 vorgenommen, um ein Resultat zu erhalten, das einem neuen Status nach der Veränderung entspricht. Wenn die Anzahl von Produktionsregeln oder Variablen zunimmt, wird deshalb die Zeit, die für die Zuordnungsverarbeitung erforderlich ist, verlängert, und der Verarbeitungszyklus der Zuordnungsverarbeitung, der Konfliktauflösungsverarbeitung und der Ausführungsverarbeitung wird länger, wodurch verschiedene Probleme verursacht werden.
In "Suspending and resuming the execution of an expert system", IBM TDB Bd. 28, Nr. 7, Dez. 1985, Seiten 3187-3188, wird die Fortsetzung der Operation der Regelbasis an dem Punkt offenbart, wo ein einstweiliges Aussetzen eintrat.
In letzter Zeit wird übrigens ein System realisiert, bei dem ein Bild, das auf einen Fernsehbildschirm projiziert wird, durch externe menschliche Beeinflussung über verschiedene Schnittstellen verändert werden kann. In solch einem System wird das System gewöhnlich gebootet, wenn die Energie eingeschaltet wird und das Grundprogramm geladen wird, wodurch es ein Mensch extern beeinflussen kann. Wenn die Energie ausgeschaltet wird, sind alle Verarbeitungen auf der Stelle vorüber, und wenn die Energie das nächste Mal eingeschaltet wird, wird das System ungeachtet des vorherigen Operationsstatus vollständig neu gebootet, und das Grundprogramm wird geladen, wodurch es in einen Zustand versetzt wird, der für einen externen menschlichen Einfluß bereit ist, oder in denselben Zustand, als die Energie beim vorherigen Mal ausgeschaltet wurde.
Anders als solch ein herkömmliches System, in dem das Programm durch einen externen menschlichen Einfluß ausge führt wird, wird ein System entwickelt, das ohne menschlichen Einfluß autonom läuft oder durch menschlichen Einfluß ausgelöst wird. Genauer gesagt, wenn eine gewisse Welt innerhalb eines Systems angenommen wird, ist es das System, in dem virtuelle Wesen solch eine Welt bewohnen. Solch ein System ist zum Zweck des Darstellens von virtuellen Haustieren für Leute, die sich auf Grund von häuslichen Problemen keine Tiere als Haustiere halten können, oder für jene, die sich aus Zeitmangel nicht genügend um Haustiere kümmern können, entwickelt und schon in die Praxis umgesetzt worden.
Fujita, T. et al beschreiben in "Simulated world of hypothetical life forms - Virtual Creatures -" virtuelle Wesen, die in Echtzeit durch Computersimulation erzeugt werden.
In solch einem System, in dem mit virtuellen Wesen gearbeitet wird, während es läuft, ist es möglich, das Verhalten der virtuellen Wesen in Echtzeit synchron mit der wirklichen Welt außerhalb des Systems zu simulieren, und es reagiert auf einen Einfluß durch eine Person außerhalb des Systems. Dieser Zustand wird als Echtzeitsimulation bezeichnet.
Andererseits ist es verglichen mit den Fällen, wo echte Lebewesen gehalten werden, sehr unnatürlich, wenn ab der Zeit, zu der die Systemenergiequelle ausgeschaltet wird, bis sie wieder eingeschaltet wird, das heißt, während der Stillstandsperiode des Systems, bei den virtuellen Wesen und in der Welt, in der sie leben, keinerlei Veränderung eintritt. Um solch eine Unnatürlichkeit zu eliminieren, ist es erforderlich, die virtuellen Wesen und die Welt, in der sie leben, entsprechend der Dauer der Systemstillstandsperiode zu verändern. Veränderungen der Welt, in der die virtuellen Wesen leben, sind hauptsächlich zeitliche Veränderungen durch die Bewegung der Sonne an einem Tag und jahreszeitliche Veränderungen in einem Jahr. Veränderungen der virtuellen Wesen selbst sind hauptsächlich täglich wiederkehrende Handlungen entsprechend den Veränderungen der Welt an einem Tag, das heißt, verschiedene Handlungen, die für die Wesen ab dem Aufwachen am Morgen bis zu dem Einschlafen am Abend bei tagaktiven Wesen charakteristisch sind, und Veränderungen in einem Jahr sind die Handlungen, die im Jahresabstand wiederholt werden, wie etwa die Wanderzeit und der Winterschlaf, und von den jahreszeitlichen Veränderungen der Welt abhängen, und das Wachstum, das von der Wachstumsrate von spezifischen Wesen abhängt.
Wenn die Systemstillstandsperiode nur einige Minuten beträgt, braucht deshalb solch eine Periode nicht unbedingt simuliert zu werden, wenn aber die Periode einige Stunden beträgt, ist es erforderlich zu simulieren, ob das Wesen gefüttert wurde oder nicht und sich hungriger fühlt. Wenn die Systemstillstandsperiode einige Tage ausmacht, ist es notwendig zu simulieren, ob das Wesen in dieser Periode irgendeinen Kontakt mit einem anderen Wesen, das in derselben Welt lebt, gehabt hat oder nicht oder ob die Gesinnung gegenüber dem Halter des Wesens verändert worden ist oder nicht. Wenn die Periode darüber hinaus mehrere Monate beträgt, ist es notwendig zu simulieren, ob sich das Fell entsprechend den jahreszeitlichen Veränderungen verändert hat oder nicht oder ob eine andere Veränderung eingetreten ist oder nicht.
Deshalb ist es in solch einem System, in dem virtuelle Wesen eine virtuelle Welt bewohnen, erforderlich, wenn das System durch Einschalten der Energie gebootet wird, verschiedene Veränderungen der Situation, die oben erwähnt wurden, als Reaktion auf die tatsächliche Zeit zu simulieren, da die Systemenergie zuvor ausgeschaltet wurde. Im allgemeinen ist die Stillstandsperiode des Systems unbestimmt, und sie kann durch das System nicht vorhergesagt werden. Das System muß daher die Simulationsperiode ab einer sehr kurzen Periode bis hin zu einer ziemlich langen Periode annehmen. Dabei ist es von Bedeutung, wieviel Zeit für das System zur Simulation erforderlich ist und ob es notwendig ist oder nicht, die Zuordnung des Anfangswertes der internen Situation des Systems beizubehalten, der beim erneuten Start des Systems gesetzt wird.
Wenn solch eine Simulation, wie sie oben erwähnt ist, unter Verwendung des herkömmlichen Produktionssystems erfolgt, wird die Produktionsregel zur Echtzeitsimulation direkt angewendet, und obwohl die erforderliche Simulationszeit nicht so lang ist, wenn die zu simulierende Periode relativ kurz ist, ist eine lange Zeit zur Simulation notwendig, wenn die zu simulierende Periode länger ist, und dies ist unter dem praktischen Aspekt des Systems nicht realistisch. Wenn zum Beispiel das Verhalten von virtuellen Wesen während eines Monats simuliert wird, ist die Simulation real, wenn tägliche Handlungen sequentiell simuliert werden, aber eine gewaltige Menge an Berechnungen ist erforderlich, oder die Berechnung nimmt sehr viel Zeit in Anspruch und ist von einer Praktizierbarkeit weit entfernt.
Oder es kann auch erwogen werden, in dem Produktionssystem eine Anordnung aus einem Modul zur gewöhnlichen Echtzeitsimulation und einem Extramodul zur Simulation in der Stillstandsperiode des Systems zu bilden und den Extramodul zu betätigen, wenn das System erneut gestartet wird, und den Anfangswert des Arbeitsspeichers in dem System zu setzen. Obwohl in diesem Fall die Berechnungszeit relativ kurz ist, da ein Modul verwendet wird, der sich von dem gewöhnlichen Modul zur Echtzeitsimulation unterscheidet, kann möglicherweise ein Zustand simuliert werden, der von der Simulation durch den Modul zur Echtzeitsimulation abweicht. Somit macht sich die neue Vorbereitung von komplizierten Produktionsregeln erforderlich, um die Simulationsresultate von den zwei Modulen in Übereinstimmung zu bringen.
Wenn bei diesem Beispiel angenommen wird, daß die Produktionsregel so beschrieben ist, daß das virtuelle Wesen die Variable des Hungergrades mit einer Rate von 10% pro Stunde verändert, liegt die Variable des Hungergrades des virtuellen Wesens, wenn das System kurz vor der Mahlzeit gestoppt wird und neun Stunden später erneut gestartet wird, fast an der Grenze. In dieser Stillstandsperiode des Systems von neun Stunden sollte das Wesen jedoch gefressen haben, und um dem Status zu entsprechen, wird zusätzlich ein Algorithmus zum Einstellen der Variable des Hungergrades entsprechend der Systemstoppzeit und der Zeit des erneuten Startens benötigt. Solch ein Algorithmus ist auch für andere Variablen notwendig und ist unter dem Gesichtspunkt der erforderlichen Speicherkapazität und Berechnungszeit von der Realität weit entfernt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung ist angesichts solch eines Umstandes erdacht worden, und ihre Aufgabe ist es, ein Produktionssystem vorzusehen, das zu einer prompten Simulation in der Lage ist, ohne einen Extramodul zu benötigen, indem das Gradierungskonzept für die Zeitreihe eingeführt wird (im folgenden als Zeitgradierung bezeichnet) und mit Zeitgradierung entsprechend der Dauer der zu simulierenden Periode simuliert wird.
Ein anderes Ziel ist es, ein Produktionssystem vorzusehen, das zu einer prompten Simulation in der Lage ist, ohne einen Extramodul zu benötigen, indem mit Zeitgradierung entsprechend der Dauer der Stillstandsperiode zu dem Zeitpunkt des erneuten Startens simuliert wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Produktionssystem vorzusehen, das frei von den oben erwähnten störenden Punkten ist, indem in der Periode ab der Systemstoppzeit bis zu der Grenze eines Tages und in der Periode ab der Grenze eines Tages, an dem das System erneut gestartet wird, bis zu der Zeit des erneuten Startens mit einer Zeitgradierung simuliert wird, die kleiner als ein Tag ist, wenn mit einer Zeitgradierung von einem Tag beim Simulieren der Stillstandsperiode des Systems simuliert wird.
Die obigen und weitere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein allgemeines Konfigurationsbeispiel eines herkömmlichen Produktionssystems zeigt;
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, daß der Inhalt eines Arbeitsspeichers und einer Regelbasis eines Produktionssystems der Erfindung eine zeitbezogene hierarchische Struktur hat;
Fig. 3 ist eine Liste, die ein Beispiel für eine zeitbezogene hierarchische Struktur eines Arbeitsspeichers und einer Regelbasis des Produktionssystems der Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern der Struktur und Operation des Produktionssystems der Erfindung;
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Variablenvereinbarung in dem Arbeitsspeicher des Produktionssystems der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Produktionsregelvereinbarung in dem Arbeitsspeicher des Produktionssystems der Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm, das Variablen, die Zeitgradierungen entsprechen, und eine Produktionsregel, die der Zeitgradierung 3 entspricht, in einer Ausführungsform des Produktionssystems der Erfindung zeigt; und
Fig. 8 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer anderen Ausführungsform des Produktionssystems der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zuerst wird unten ein Grundprinzip des Produktionssystems der Erfindung beschrieben.
Das Konzept der Zeitgradierung, das bei der Erfindung eingeführt wurde, ist die Teilung einer Zeiteinheit von Echtzeit entsprechend einer Zeiteinheit, die für eine Verarbeitung des Systems selbst erforderlich ist, wenn das System Veränderungen der virtuellen Welt und das Verhalten der virtuellen Wesen simuliert, die in dieser leben. Genauer gesagt, wenn das System gebootet wird, wird die Zeitgradierung für eine Verarbeitung des Systems auf eine Sekunde, eine Minute, eine Stunde, einen Tag, eine Woche, einen Monat oder ein Jahr eingestellt, entsprechend der Dauer ab der Zeit, zu der die Systemenergiequelle zuvor abgeschaltet wurde, und eine Simulation ausgeführt. Deshalb ist die Echtzeitsimulation nichts anderes als eine Simulation der echten Zeit entsprechend der durch das System benötigten Zeit durch eine Verarbeitung. Bei der Erfindung wird die Simulation der virtuellen Welt und des Verhaltens des virtuellen Wesens während der Systemstillstandsperiode als dynamische Zeitgradierungssimulation bezeichnet.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, daß der Inhalt eines Arbeitsspeichers 82 und einer Regelbasis 81 des Produktionssystems der Erfindung eine zeitbezogene hierarchische Struktur hat, das heißt, daß er in Abhängigkeit von der Zeitgradierung klassifiziert wird. Unter Bezugnahme zuerst auf Fig. 2 wird unten ein Grundprinzip des Produktionssystems der Erfindung beschrieben.
Bei der Erfindung werden sowohl die Variablen in dem Arbeitsspeicher 82 als auch die Produktionsregeln in der Regelbasis 81 entsprechend der Zeitgradierung klassifiziert. Genauer gesagt, in der Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt ist, werden sowohl die Regelbasis 81 als auch der Arbeitsspeicher 82 in vier Klassen klassifiziert, die vier Zeitgradierungsebenen entsprechen, und die Zeitgradierung 1 dient zum Beispiel dazu, wie in der Liste von Fig. 3 gezeigt, eine Periode von etwa 10 Minuten bis zu mehreren Stunden zu simulieren, und das System führt eine dynamische Zeitgradierungssimulation für die Zeit von ungefähr mehreren zehn Sekunden durch eine Verarbeitung aus. Die Zeitgradierung 2 dient dazu, eine Periode von etwa einem Tag bis zu einer Woche zu simulieren, und das System führt die dynamische Zeitgradierungssimulation für die Zeit von etwa 10 Minuten bis zu mehreren Stunden durch eine Verarbeitung aus. Die Zeitgradierung 3 dient dazu, eine Periode von etwa zehn Tagen bis zu einem Monat zu simulieren, und das System führt die dynamische Zeitgradierungssimulation für die Zeit von etwa einem Tag bis zu einer Woche durch eine Verarbeitung aus. Die Zeitgradierung 4 dient dazu, eine Periode von etwa mehreren Monaten bis zu einem Jahr zu simulieren, und das System führt die dynamische Zeitgradierungssimulation für die Zeit von etwa zehn Tagen bis zu einem Monat durch eine Verarbeitung aus.
In diesem Fall ist die Variable, die bei der Zeitgradierung einer kürzeren Zeiteinheit verarbeitet wird, im Abstraktionsgrad in der Zeitreihe im allgemeinen niedrig oder, mit anderen Worten, spezifischer, während die Variable, die bei der Zeitgradierung einer längeren Zeiteinheit verarbeitet wird, im Abstraktionsgrad in der Zeitreihe hoch ist. Zum Beispiel wird der Ort des virtuellen Wesens als Variable der Zeitgradierung 1 angesehen, die Bewegungsgröße des virtuellen Wesens als Variable der Zeitgradierung 2, die Ermüdung oder Bewegung/Nichtbewegung des virtuellen Wesens als Variable der Zeitgradierung 3 und das Behagen/Unbehagen des virtuellen Wesens als Variable der Zeitgradierung 4.
Eine Zuordnungsverarbeitung wird bei der Zeitgradierung ausgeführt, die der Simulation unterliegt, und die Klassen der Regelbasis 81 und des Arbeitsspeichers 82, die höher oder niedriger als die zu simulierende Zeitgradierung sind, werden nicht verarbeitet. Bei der Änderungsverarbeitung kann jedoch als Reaktion auf die Notwendigkeit des Ausführungsresultates der Produktionsregel eine Verarbeitung sowohl für höhere Klassen als auch für niedrigere Klassen erfolgen.
Indem wirklich simuliert wird, nachdem zuerst die Zeitgradierung bestimmt wird, die der Verarbeitung unterliegt, wird die Zeit, die für die Simulation benötigt wird, bei dem Produktionssystem der Erfindung wesentlich verkürzt.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird unten eine spezifische Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines spezifischen Konfigurationsbeispiels des Produktionssystems der Erfindung und seiner Operation.
In Fig. 4 bezeichnet Bezugszeichen 81 eine Regelbasis, die aus einem Satz von mehreren Produktionsregeln in der Form von "WENN-DANN (Bedingungsteil - Ausführungsteil)" gebildet ist. Bezugszeichen 82 bezeichnet einen Arbeitsspeicher, in dem die Situation oder Ereignisse, die durch das System zu verarbeiten sind, als Datenbank in der Form von Variablen oder Daten gespeichert sind. Bezugszeichen 83 bezeichnet eine Folgerungsverarbeitungseinheit, die die Variablen in dem Arbeitsspeicher 82 durch Anwenden der Regel in der Regelbasis 81 aktualisiert.
Bei dem Produktionssystem der Erfindung werden die Produktionsregeln in der Regelbasis 81 und die Variablen in dem Arbeitsspeicher 82 jedoch, wie in dem schematischen Diagramm von Fig. 2 gezeigt, entsprechend einer spezifischen vorbestimmten Zeitgradierung zuvor klassifiziert. Genauer gesagt, Variablen in dem Arbeitsspeicher 82 werden zuvor in der Form vereinbart, daß sie die Zeitgradierung enthalten (1 bis 4 in dieser Ausführungsform), wie es in dem schematischen Diagramm von Fig. 5 gezeigt ist.
Bei dem gewöhnlichen Produktionssystem entspricht ein Ausführungsausdruck einem Bedingungsausdruck, aber bei dem Produktionssystem der Erfindung wird jede Produktionsregel in der Regelbasis 81 so vereinbart, daß ein Bedingungsaus druck entweder einem Ausführungsausdruck (#1) oder mehreren Ausführungsausdrücken (#1, #2, ...) entsprechen kann, je nach Erfordernis. Hierbei ist der Ausführungsausdruck #1 der Ausführungsausdruck für dieselbe Zeitgradierung, und der Ausführungsausdruck #2 und die folgenden sind Ausführungsausdrücke für niedrigere Zeitgradierungen.
Die Folgerungsverarbeitungseinheit 83 ordnet den Bedingungsteil von jeder Produktionsregel der Variable in dem Arbeitsspeicher 82 zu und führt eine Zuordnungsverarbeitung 91 aus, um die Produktionsregel, in der der Bedingungsteil vorhanden ist, aus der Regelbasis 81 aufzunehmen. Wenn zu dieser Zeit mehrere Produktionsregeln aufgenommen werden, werden diese als Konfliktregeln bezeichnet, und die Folgerungsverarbeitungseinheit 83 führt eine Konfliktauflösungsverarbeitung 92 aus, um nur eine Produktionsregel gemäß der vorbestimmten Basis zu selektieren. Auf diese Weise führt die Folgerungsverarbeitungseinheit 83 eine Ausführungsverarbeitung 93 der selektierten Produktionsregel aus. Während die Folgerungsverarbeitungseinheit 83 solch eine Verarbeitung wiederholt, wird eine Datenverarbeitung ausgeführt.
Ein Grundablauf der Verarbeitung durch das Produktionssystem der Erfindung, das in Fig. 4 gezeigt ist, ist wie folgt.
Wenn bei dem Produktionssystem das System gebootet wird, um die dynamische Zeitgradierungssimulation auszuführen, wird zuerst eine Verarbeitung 90 zum Bestimmen der zu verarbeitenden Zeitgradierung ausgeführt. Das heißt, wenn das System gebootet wird, wird die Zeitspanne ab dem Zeitpunkt, zu dem die Systemenergiequelle zuvor ausgeschaltet wurde, in Echtzeit erhalten, und die zu verarbeitende Zeitgradierung wird als Reaktion auf die Zeitdauer bestimmt.
Zum Beispiel wird in der Ausführungsform die Zeitgradierung so festgelegt, wie es in der Liste von Fig. 3 gezeigt ist. Wenn die Systemstillstandsperiode zum Beispiel zwei Wochen beträgt, wird deshalb die Zeitgradierung auf 3 festgelegt.
Auf dieselbe Weise wie bei dem herkömmlichen System wird dann die Zuordnungsverarbeitung 91 bezüglich der Regelbasis 81 ausgeführt, und zu dieser Zeit werden die Variablen in dem Arbeitsspeicher 82 verarbeitet, deren Zeitgradierung höher als die festgelegte Zeitgradierung ist. Als Resultat der Ausführung der Zuordnungsverarbeitung 91 wird, wenn mehrere Produktionsregeln aus der Regelbasis 81 aufgenommen werden, die Konfliktauflösungsverarbeitung 92 ausgeführt. Die Folgerungsverarbeitungseinheit 83 führt die Ausführungsverarbeitung 93 bezüglich der selektierten Produktionsregel aus. Wenn in diesem Fall die zu verändernde Variable eine Variable der Zeitgradierung 3 ist, wird der Ausführungsausdruck #1 der Produktionsregel ausgeführt, und wenn sie eine Variable der Zeitgradierung 2 ist, wird der Ausführungsausdruck #2 ausgeführt, und die Variable in dem Arbeitsspeicher 82, die dem Resultat entspricht, wird verändert.
Während die Folgerungsverarbeitungseinheit 83 solch eine Verarbeitung wiederholt, wird eine Datenverarbeitung ausgeführt.
Als praktisches Beispiel wird beispielsweise die dynamische Zeitgradierungssimulation des Verhaltens von virtuellen Wesen erläutert, die eine virtuelle Welt bewohnen. Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm, das Variablen V1 bis V5 zeigt, die jeder Zeitgradierung entsprechen, und die Produktionsregeln, die der Zeitgradierung 3 entsprechen.
Bei diesem Beispiel wird angenommen, daß im voraus in dem Arbeitsspeicher 82 der Ort des virtuellen Wesens als Variable 4 der Zeitgradierung 1, die Bewegungsgröße des virtuellen Wesens als Variable V3 der Zeitgradierung 2, die Ermüdung oder Bewegung/Nichtbewegung des virtuellen Wesens als Variable V2 der Zeitgradierung 3 und das Behagen/Unbehagen des virtuellen Wesens als Variable V1 der Zeitgradierung 4 gespeichert wird. Andererseits wird angenommen, daß in der Regelbasis 81, "wenn das virtuelle Wesen müde ist, dann #1 Nichtbewegung oder #2 Ruhe" als Produktionsregel gespeichert ist.
Auf diese Weise wird eine Variable mit einem niedrigeren Abstraktionsgrad in der Zeitreihe einer Zeitgradierung mit einer kürzeren entsprechenden Zeiteinheit zugewiesen, und eine Variable mit einem höheren Abstraktionsgrad in der Zeitreihe wird einer Zeitgradierung mit einer längeren entsprechenden Zeiteinheit zugewiesen. Mit anderen Worten, mehr Variablen entsprechen der Zeitgradierung mit kürzerer entsprechender Zeiteinheit, und weniger Variablen entsprechen der Zeitgradierung mit längerer entsprechender Zeiteinheit.
Wenn angenommen wird, daß die dynamische Zeitgradierungssimulation mit der Zeitgradierung 3 erfolgt, und wenn die Variable 2 "müde" lautet, wird als Resultat der Zeitgradierung 3 Nichtbewegung (V5 = 0) erhalten. Deshalb wird die Variable V5 des Arbeitsspeichers 82 auf "0" verändert. Es ist jedoch möglich, die Bewegungsgröße des virtuellen Wesens durch Verringern der Variable V3 der Zeitgradierung 2 zu reduzieren, das heißt, eine Klasse niedriger. In diesem Fall wird der Wert der Variable V3 des Arbeitsspeichers 82 verkleinert.
Da somit bei dem Produktionssystem der Erfindung die Variable V3, die den müden Zustand des virtuellen Wesens angibt, der Zeitgradierung 3 entspricht, erfolgt die Zuordnungsverarbeitung nur auf der Ebene der Zeitgradierung 3 der Regelbasis 81 und des Arbeitsspeichers 82, und nachfolgende Veränderungsverarbeitungen der Variablen werden ausgeführt. Deshalb werden keine Zuordnungsverarbeitungen bei den Klassen der Zeitgradierung 2 und 1 vorgenommen, wo wie bei der Aufstellung der Zeitgradierung 3 mehr Variablen zugewiesen sind, so daß die Zeit zur Verarbeitung verkürzt wird, und darüber hinaus erfolgt die Simulation durch die Variable und die Produktionsregel entsprechend einer längeren Zeiteinheit für eine Verarbeitungszeit des Systems, die der Zeitgradierung entspricht, in der die Simulation selbst angeordnet ist, so daß die Verarbeitungszeit wesentlich verkürzt wird.
Diese Ausführungsform betrifft eine sogenannte dynamische Zeitgradierungssimulation zum Simulieren des Zustandes der virtuellen Welt und des Verhaltens eines virtuellen Wesens während der Systemstillstandsperiode beim erneuten Start des Systems, aber die Erfindung ist offensichtlich auch auf eine allgemeine Simulation anwendbar.
Übrigens ist es auch möglich, die Zeitgradierung inmitten einer dynamischen Zeitgradierungssimulation zu verändern. Das geschieht aus der folgenden Notwendigkeit heraus. Wenn zum Beispiel eine dynamische Zeitgradierungssimulation mit einer relativ großen Zeitgradierung auf der Basis der Systemstillstandsperiode ausgeführt wird, ist es möglich, daß die Zuordnung in einer Klasse, die niedriger als die Klasse der simulierten Zeitgradierung in dem Arbeitsspeicher 82 ist, nicht gewährleistet werden kann. Zum Beispiel wird angenommen, wie in dem schematischen Diagramm von Fig. 8 gezeigt, daß das System gestoppt wird, wenn eine Echtzeitsimulation bis 21 : 00 (9 Uhr am Abend) am ersten Tag des x- ten Monats ausgeführt wird, und drei Tage später um 4 : 00 (4 Uhr am Morgen) am vierten Tag des x-ten Monats erneut gestartet wird. In solch einem Fall wird die dynamische Zeitgradierungssimulation ausgeführt, wenn das System um 4 : 00 (4 Uhr am Morgen) am vierten Tag des x-ten Monats erneut gestartet wird.
In diesem Fall spielt es keine große Rolle, ob das virtuelle Wesen um 21 : 00 (9 Uhr am Abend) am ersten Tag des x-ten Monats schon eingeschlafen war, als das System gestoppt wurde, und um 4 : 00 (4 Uhr am Morgen) am vierten Tag des x-ten Monats noch geschlafen hat, als das System erneut gestartet wurde. Wenn das virtuelle Wesen ein nachtaktives Tier ist, ist das virtuelle Wesen nach 21 : 00 (9 Uhr am Abend) am ersten Tag des x-ten Monats jedoch noch aktiv, wenn das System gestoppt wird, und es kann in dieser Periode fressen. Wenn das System um 4 : 00 (4 Uhr am Morgen) am vierten Tag des x-ten Monats erneut gestartet wird, wenn das virtuelle Wesen aktiv ist und frißt, bevor es einige Stunden später einschläft, oder auf verschiedene Weise aktiv ist, um den Müdigkeitsgrad zu steigern, ist es deshalb möglich, die Variablen in dem Arbeitsspeicher 82 zu verändern.
Wenn in dem oben erwähnten Fall die dynamische Zeitgradierungssimulation erfolgt, indem nur ein Tag als Zeitgradierung betrachtet wird, können möglicherweise deshalb die Variablen in dem Arbeitsspeicher 82, nicht insgesamt, aber teilweise, zwischen der Systemstoppzeit und der Zeit des erneuten Starts nicht zugeordnet werden. Um solch eine Situation zu bewältigen, wird bei dem Produktionssystem der Erfindung die folgende Verarbeitung ermöglicht.
Das heißt, in der Periode ab der Systemstoppzeit bis zu der Datumsveränderung wird die dynamische Zeitgradierungssimulation bei einer Zeitgradierung mit einer Zeiteinheit von zum Beispiel einer Stunde ausgeführt, und danach wird die dynamische Zeitgradierungssimulation bei einer Zeitgradierung mit einer Zeiteinheit von einem Tag ausgeführt, und dann wird die dynamische Zeitgradierungssimulation bei einer Zeitgradierung mit einer Zeiteinheit von einer Stunde an dem Tag des erneuten Starts des Systems ab der Zeit der Datumsveränderung ausgeführt. Bei solch einer Technik ist eine realere Simulation ohne jegliches praktisches Problem für die Verarbeitungszeit möglich.
Gemäß dem Produktionssystem der Erfindung wird die Zuordnungsverarbeitung nicht an Klassen vorgenommen, die niedriger als die festgelegte Zeitgradierung sind, wie hier beschrieben, so daß die Verarbeitungszeit um den entsprechenden Abschnitt verkürzt wird, und des weiteren erfolgt die Simulation durch die Variable und die Produktionsregel entsprechend einer längeren Zeiteinheit für eine Verarbeitungszeit des Systems, die der Zeitgradierung entspricht, in der die Simulation selbst angeordnet ist, so daß die Verarbeitungszeit wesentlich verkürzt wird.
Ferner ist, wenn der Zustand der virtuellen Welt und das Verhalten des virtuellen Wesens während der Systemstillstandsperiode im Moment des erneuten Startens des Systems simuliert wird, indem die Periode an beiden Enden der Simulationszeit mit einer niedrigeren Zeitgradierung als der zutreffenden Zeitgradierung simuliert wird, eine realere Simulation ohne jegliches praktisches Problem für die Verarbeitungszeit möglich.
Hinsichtlich der Periode an beiden Enden der Periode, die der Simulation unterliegt, kann weiterhin durch das Anwenden einer Zeitgradierung, die niedriger als die Zeitgradierung ist, die auf die mittlere Periode angewendet wird, eine realere Simulation realisiert werden, bei der die Zuordnung von Variablen in dem Arbeitsspeicher beibehalten werden kann.
Weil diese Erfindung in verschiedenen Formen verkörpert werden kann, dient die vorliegende Ausführungsform deshalb der Erläuterung und stellt keine Einschränkung dar, da der Schutzumfang der Erfindung vielmehr durch die beigefügten Ansprüche als durch die ihnen vorausgehende Beschreibung definiert wird, und alle Veränderungen, die in die Bereiche und Grenzen der Ansprüche fallen, oder Äquivalente von deren Bereichen und Grenzen sollen deshalb in den Ansprüchen eingeschlossen sein.

Claims

1. Produktionssystem zur Zeitreihensimulation eines in ihm gesetzten virtuellen Zustandes, das umfaßt:

einen Arbeitsspeicher (82), der mehrere Variablen zum Ausdrücken des virtuellen Zustandes speichert;

eine Regelbasis (81), die mehrere Produktionsregeln speichert, die die Veränderung des virtuellen Zustandes spezifizieren und von denen jede aus einem Bedingungsteil zum Spezifizieren der Variablen und einem Ausführungsteil zum Verändern derer gebildet ist; und

eine Folgerungsverarbeitungseinheit (83), die eine Zuordnungsverarbeitung (91) zum Zuordnen der Variablen und der Produktionsregeln ausführt und die Produktionsregel, die dem Bedingungsteil entspricht, aus dem Arbeitsspeicher (82) aufnimmt, eine Konfliktauflösungsverarbeitung (92) zum Selektieren von einer von mehreren Produktionsregeln, die gemäß einer vorbestimmten Bedingung aufgenommen worden sind, eine Ausführungsverarbeitung (93) zum Ausführen des Ausführungsteils von einer selektierten Produktionsregel und eine Verarbeitung zum Verändern der Variablen in dem Arbeitsspeicher (82) gemäß dem Ausführungsresultat;

bei dem der Arbeitsspeicher (82) die Variablen speichert, indem sie zuvor in mehrere Zeitklassen gemäß dem Abstraktionsgrad in der Zeitreihe klassifiziert werden, die Regelbasis (81) die Produktionsregeln speichert, indem sie zuvor in mehrere Zeitklassen auf derselben Basis wie die Variablen klassifiziert werden, und

die Folgerungsverarbeitungseinheit (83) eine Zeitgradierungsbestimmungsverarbeitung (90) zum beliebigen Selektieren von irgendeiner der mehreren Zeitklassen ausführt und dann die Zuordnungsverarbeitung (91) nur an den Variablen und Produktionsregeln ausführt, die zu den Zeitklassen gehören, die der selektierten Klasse gleich und höher als diese sind.

2. Produktionssystem nach Anspruch 1, bei dem die Folgerungsverarbeitungseinheit (83) die Zuordnungsverarbeitung (91) in der Periode an beiden Endabschnitten der zu simulierenden Periode nur an den Variablen und Produktionsregeln ausführt, die zu den Zeitklassen gehören, die niedriger als die Zeitklasse sind, die durch die Zeitgradierungsbestimmungsverarbeitung (90) selektiert wurde.

3. Produktionssystem zur Zeitreihensimulation eines in ihm gesetzten virtuellen Zustandes in einer Periode ab der vorhergehenden Stoppzeit bis zu der Startzeit, wenn gestartet wird, das umfaßt:

die Folgerungsverarbeitungseinheit (83) beim Starten eine Zeitgradierungsbestimmungsverarbeitung (90) zum Selektieren von irgendeiner der mehreren Zeitklassen ausführt, die der Dauer der Periode ab dem vorherigen Stopp bis zu dem Startpunkt entspricht, und dann die Zuordnungsverarbeitung (91) nur an der Variable und der Produktionsregel ausführt, die zu den Zeitklassen gehören, die der selektierten Klasse gleich und höher als diese sind.