JP2785319B2 - Expert system knowledge base management system. - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、エキスパートシステムに係り、特に知識ベ
ースにおける推論用データの管理装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION A. Field of the Invention The present invention relates to an expert system, and more particularly, to an apparatus for managing inference data in a knowledge base.

B.発明の概要 本発明は、フレーム表現の知識を有するエキスパート
システムにおいて、 フレームのスロット型に事象の発生を時刻順に並べた
事象単位を有する事象型を設げ、隣接する事象単位の識
別子の比較によって両事象単位間の状態を判定すること
により、 時間によって真偽値が変化する知識を管理できるよう
にしたものである。B. Summary of the Invention The present invention provides an expert system having knowledge of frame representation, in which an event type having an event unit in which the occurrence of events is arranged in time order is set in a slot type of a frame, and identifiers of adjacent event units are compared. By judging the state between both event units, it is possible to manage the knowledge whose truth value changes with time.

C.従来の技術 エキスパートシステムは、第３図に示すように構成さ
れる。各分野の専門家の知識をナレッジエンジニア（K
E）が整理して知識ベース１に格納しておき、ユーザか
らの質問に対して推論エンジン２が知識ベース１の知識
を使用した推論によって回答を得る。C. Prior Art The expert system is configured as shown in FIG. Knowledge of experts in each field (K
E) organizes and stores it in the knowledge base 1, and the inference engine 2 obtains an answer to the question from the user by inference using the knowledge of the knowledge base 1.

推論エンジン２は、LISPやPROLOG等の記述言語を使用
し、作業環境（WM）３に作業過程に必要な知識ベースの
領域，ルール，事実等のデータを確保しながら演繹的な
推論を行う。また、知識ベース１の知識格納には知識ベ
ースエディタ４及びデバッガ５のマンマシンインターフ
ェースを使用し、ユーザとは説明機能６を有して質問の
意図受け付や推論手順表示を行う。The inference engine 2 uses a description language such as LISP or PROLOG, and performs a priori inference while securing data of a knowledge base area, rules, facts, and the like necessary for a work process in a work environment (WM) 3. In addition, the knowledge base 1 is used to store the knowledge by using the man-machine interface of the knowledge base editor 4 and the debugger 5, and has an explanation function 6 for accepting a question intention and displaying an inference procedure with the user.

知識ベース１の知識表現には、1F＜条件部＞THEN＜結
論部＞形式のプロダクションルール表現と、抽象的概念
及び実体を夫々フレームとして階層型ネットワークで表
現するフレーム表現とが知られ、これら知識により推論
を行うプロダクションシステムやフレームシステムさら
には両者を併用したハイブリッドシステムが知られてい
る。The knowledge expression of the knowledge base 1 includes a production rule expression of the form 1F <condition part> THEN <conclusion part>, and a frame expression which expresses an abstract concept and an entity as a frame in a hierarchical network. A production system and a frame system that perform inference based on the above, and a hybrid system using both of them are known.

フレーム表現による知識ルールは、フレームのうち上
位概念に相当するフレームをクラスフレームとしその下
位概念に相当するフレームをインスタンスフレームと
し、各フレームにはその属性名（スロット）と該属性を
示す記述（値，バリュウ）、さらには手続き的知識（メ
ソッド）等が記述され、推論には上位フレームから下位
フレームへのスロット値の受け渡しを行うインヘリタン
ス（継承）等によって正しいスロット値を求める。The knowledge rule based on the frame representation is such that a frame corresponding to a higher concept among frames is a class frame, a frame corresponding to a lower concept is an instance frame, and each frame has an attribute name (slot) and a description (value) indicating the attribute. , Value), and procedural knowledge (method) are described. For inference, a correct slot value is determined by inheritance (inheritance) for transferring a slot value from an upper frame to a lower frame.

D.発明が解決しようとする課題 従来のエキスパートシステムにおいて、知識ベースの
知識は、システムの適用分野に応じたデータ形式や知識
表現が採用されるが、何れも単純な論理に基づく決定的
な知識になり、公理系での命題は永遠に真であるか偽で
あるかが決定されてしまう。D. Problems to be Solved by the Invention In the conventional expert system, the knowledge base knowledge employs a data format and a knowledge expression according to the field of application of the system. , And a proposition in axioms is forever determined to be true or false.

このため、プラントや電力系統など時間が関連するシ
ステムへの適用には、時間に係る知識の持続性が非決定
的になること、即時間によって変化する真偽値及び覆え
される可能性のある真偽値についての推論を難しくして
いた。For this reason, application to time-related systems such as plants and electric power systems requires non-deterministic persistence of time-related knowledge, boolean values that change with immediate time, and true and possibly overturned values. This made inference about false values difficult.

例えば、命題Ｐ、Ｑとして Ｐ＝｛ポンプのスイッチがオンである｝ Ｑ＝｛ポンプは作動中である｝ が与えられ、IF Ｐ THEN Ｑ及びIF Ｑ THEN Ｐが
成立しているとする。このとき、10時に命題Ｐが成立
し、15時に命題Ｑが観察されたとすると、12時には命題
Ｐが真であろうと推定できる。ところが、その後に新し
い事実が判明して14時には命題Ｑが偽であると観察され
たとすると、12時での状態は命題Ｐが真であるか偽であ
るかは決定できない。また、その後に11時には命題Ｑが
偽であることが判明すると、12時には命題Ｐが偽であっ
たと主張できることになる。For example, suppose that P = {the pump is switched on} Q = {the pump is operating} as the propositions P and Q, and IF P THEN Q and IF Q THENP are satisfied. At this time, if the proposition P is satisfied at 10:00 and the proposition Q is observed at 15:00, it can be estimated that the proposition P will be true at 12:00. However, if a new fact is later discovered and the proposition Q is observed to be false at 14:00, the state at 12:00 cannot determine whether the proposition P is true or false. Then, at 11:00, if proposition Q is found to be false, at 12:00, it can be asserted that proposition P was false.

このように、従来の知識ベースでは、時間に関連づけ
た知識管理が行われておらず、時間によって真偽値が変
化する事象の推論ができない問題があった。As described above, in the conventional knowledge base, knowledge management related to time is not performed, and there has been a problem that it is not possible to infer an event whose true / false value changes with time.

本発明の目的は、時間によって真偽値が変化する知識
を管理できるようにした管理装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a management device capable of managing knowledge whose truth value changes with time.

E.課題を解決するための手段と作用 本発明は、上記目的を達成するため、フレーム表現の
知識を有するエキスパートシステムにおいて、 前記フレームに事象を書込むスロットを設け、 前記事象には、事象毎の事象発生を時刻順に順序づけ
る時刻スロットと、前記事象を特徴付ける識別子の書込
まれる開始属性及び終了属性のスロットを有する複数の
事象単位と、この事象単位リストを管理し事象単位の並
び順序付けリスト情報を保持する事象フレームを設け、 且つ、前記事象についてのある時刻での判定に時刻ス
ロットの値から隣接する事象単位の開始属性と終了属性
との比較によって当該時刻での状態を判定する事象管理
機構を設け、事象を事象単位に時刻順に管理し、任意時
刻での事象の判定を事象単位の開始属性と終了属性を参
照して行い、時間によって変化する知識を使った推論が
できるようにする。E. Means and Action for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides an expert system having knowledge of a frame representation, wherein a slot for writing an event in the frame is provided, A time slot for ordering the occurrence of each event in chronological order, a plurality of event units having start and end attribute slots in which an identifier characterizing the event is written, and an event unit list for managing the event unit list and ordering the event units An event frame holding list information is provided, and the state at the time is determined by comparing the start attribute and the end attribute of the adjacent event unit from the value of the time slot for the determination of the event at a certain time. An event management mechanism is provided to manage events in chronological order in event units, and to judge events at any time by referring to the start attribute and end attribute of the event unit. Done, to allow inference using the knowledge that varies with time.

F.実施例 第１図は本発明の一実施例を示す事象管理構成図であ
る。知識ベース１のフレーム11は、従来からのフレーム
形式とそのデータ保管機能のほかに、スロット型として
事象が設けられ、事象の概念が追加される。事象フレー
ム12は、各フレーム11に追加された事象について事象単
位のリストを管理し、各事象毎に事象単位13₁〜13nの並
びを順序付けたリストとする事象管理情報を有する。F. Embodiment FIG. 1 is an event management configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the frame 11 of the knowledge base 1, in addition to the conventional frame format and its data storage function, an event is provided as a slot type, and the concept of the event is added. Event frame 12 has an event management information to manage a list of events units for additional events to each frame 11, a list of ordered sequence of events unit 13 ₁ -13N for each event.

事象単位13₁〜13nは１つの事象に対するものを示し、
夫々は時刻と開始属性と終了属性の３つのスロットを含
む。時刻スロットには当該事象単位を定義する時刻
（値）が代入され、該時刻は事象単位の並び順に管理さ
れる。この管理は事象フレーム12の管理によって行わ
れ、例えば事象単位13₂の追加にはその時刻スロットの
値から並び順序が変更される。同様に事象単位の削除も
行われる。Event Unit 13 ₁ -13N indicates that for one event,
Each includes three slots of time, start attribute, and end attribute. A time (value) defining the event unit is assigned to the time slot, and the time is managed in the order in which the event units are arranged. This management is carried out by the management of the event frame 12, for example, the additional event unit 13 ₂ arrangement order is changed from the value of the time slot. Similarly, an event unit is deleted.

事象単位13₁〜13mの開始属性と終了属性のスロットに
は事象単位を特徴づける識別子が記入される。この識別
子は次の３種類にされる。The slot start attribute and end attributes event unit 13 ₁ ~13m be filled identifier characterizing the event units. This identifier is classified into the following three types.

undefinitely‥‥事象の時刻が未定義 definitely‥‥‥事象の時刻は確定 sequel‥‥‥‥‥事象は前後に延長されることがあ
る。undefinitely The time of the event is undefined definitely The time of the event is fixed The sequel event may be extended back and forth.

事象管理機構14は、外部からの要求に対して事象に関
する情報（時刻等）を書き込んだり、事象単位のネット
ワーク情報を使って事象に関する命題の判定を行う。The event management mechanism 14 writes information (time and the like) related to an event in response to a request from the outside, and determines a proposition related to the event using network information of an event unit.

上述の事象管理機構14による命題の判定処理を以下に
詳細に説明する。The proposition determination process performed by the event management mechanism 14 will be described in detail below.

まず、事象Ｐ及び命題Ｑが同じ因果関係にあり、事象
Ｐ Ｐ＝｛ポンプのスイッチはオン｝ から命題Ｑ Ｑ＝｛ポンプは作動中｝ を判定するのに、フレーム11の当該ポンプスイッチの事
象スロットからフレーム12の事象管理情報を参照して事
象単位13₁〜13nを読み込む。First, the event P and the proposition Q have the same causal relationship, and the event P P = {pump switch is ON} to determine the proposition Q Q = {pump is operating}. read event unit 13 ₁ -13N by referring to the event management information of the frame 12 from the slot.

この事象単位13₁〜13nの読み込みで、事象Ｐがある時
刻に発生しているとき、例えば第２図の（ａ）に示すよ
うに、事象P₁₀が10時に発生しており、命題の判定要求
が13時に行われたとき、事象単位は事象P₁₀の１つだけ
であり、その開始属性＝def.（＝definitely）、終了属
性＝undef.（＝undefinitely）から、 hold at（Ｐ、13）＝｛13時における事象Ｐの状態｝ の判定には hold at（Ｐ、13）＝strongly yes を得る。また、hold at（Ｐ、10）の判定には10時の時
点で決定的（definitely）にP₁₀が成立することから、
事象単位P₁₀の開始属性＝def.より hold（Ｐ、10）＝definitely yes を得る。In loading this event unit 13 ₁ -13N, when occurring at a time where there is an event P, for example, as shown in of FIG. 2 (a), an event P ₁₀ has occurred at 10, the determination of the proposition when a request is made to 13:00, the event unit is only one of the events P _10, the start attribute = def. (= definitely), from the end attribute = undef. (= undefinitely), hold at (P, 13 ) = {State of event P at 13:00} to obtain hold at (P, 13) = strongly yes. Further, since the P ₁₀ is established hold at (P, 10) decisive at the time of 10:00 on determination of (definitely),
Get hold (P, 10) = definitely yes the start attribute = def. Events unit P _10.

次に、第２図の（ｂ）に示すように、10時の事象P₁₀
と15時の事象P₁₅が登録されているとき、12時での判定
には hold at（Ｐ、13）＝strongly yes となる。即ち、事象単位P₁₀の開始属性＝def.であり、
しかも事象単位P₁₅の開始属性＝seq.になり、これらの
前後開始からP₁₀の状態は持続していると判定する。Next, as shown in FIG. 2 (b), event P ₁₀ o'clock 10
When the event P15 at _15:00 is registered, hold at (P, 13) = strongly yes for the determination at 12:00. In other words, it is the start attribute = def events unit P _10.,
Moreover is the starting attribute = seq. Of events unit P _15, the state of P ₁₀ from these before and after the start is determined to be sustained.

次に、第２図の（ｃ）に示すように、事象P₁₂で命題
Ｑが偽であることが判ったとき、事象P₁₂では開始属性
＝undef.となると共に終了属性＝seq.となって事象Ｐが
中断状態になる。このとき、13時の判定では、 hold at（Ｐ、13）＝weekly yes となるか、又は hold at（Ｐ、13）＝weekly no となる。即ち、時刻13に隣接する事象単位はP₁₂とP₁₅で
あり、P₁₅は終了属性＝seq.でP₁₂は開始属性＝seq.であ
るため、そのどちらかが継続すると見做すことができ、
判定は弱く（weekl）yes又はnoと主張される。Next, as shown in FIG. 2 (c), when the proposition Q in the event P ₁₂ was found to be false, it terminates the attribute = seq. And it becomes the start attribute = undef event P _12. Event P is interrupted. At this time, in the determination at 13:00, hold at (P, 13) = weekly yes or hold at (P, 13) = weekly no. That is, events units adjacent to the time 13 is the P ₁₂ and P _15, since P ₁₅ ends attribute = seq. P ₁₂ in the start attribute = seq., Be regarded when either one is continued Can,
The verdict is weakly claimed as yes or no.

上述のように、事象管理機構14による判定は、事象単
位の参照、隣接する事象単位の開始属性と終了属性を参
照して行われ、この判定にも決定的（definitely）とほ
ぼ確定（strongly）と弱い（weekly）に分けられた判定
になる。このような判定規則は hold at（Ｐ、Ｘ） の問いに対して、 （ｉ）Ｘがある事象単位の時刻に一致する場合、 開始属性＝def.ならば判定はdef.yes 終了属性＝def.ならば判定はdef.no 開始又は終了属性＝seq.ならば判定は隣接する前後の
事象単位について計算する。As described above, the determination by the event management mechanism 14 is performed with reference to the event unit and with reference to the start attribute and the end attribute of the adjacent event unit, and this determination is also definitive and almost definitely (strongly). And weakly (weekly). Such a determination rule is as follows. In response to the question of hold at (P, X), (i) when X matches a certain time in event units, if the start attribute is def., The determination is def.yes and the end attribute is def. If it is. Then the judgment is def.no If the start or end attribute = seq.

（ii）Ｘが隣接する２つの事象単位P₁とP₂の時刻の間に
ある場合、次の表のようになる。(Ii) when X is between two time of the event unit P ₁ and P ₂ adjacent, as shown in the following Table.

従って、時間的に真偽値が変化する事象については、
時刻スロットにより順序づけられた事象単位を追加，変
更，削除しておき、任意時刻での事象判定には当該時刻
に前後する事象単位を読み込み、開始属性と終了属性の
関係から知ることができる。また、命題の真偽値の判定
は、決定的なものとほぼ確実なものと弱い判定という確
信度の付加もできる。また、従来のフレームシステムと
はスロット型に事象型を設けるのみで容易に整合性を得
ることができる。 Therefore, for events whose boolean value changes over time,
The event units ordered by the time slot are added, changed, or deleted, and event determination at an arbitrary time can be read from the event units before and after the time, and can be known from the relationship between the start attribute and the end attribute. In addition, the determination of the truth value of the proposition can be added with a certainty that it is deterministic, almost certain, and weak. In addition, consistency with the conventional frame system can be easily obtained only by providing an event type in the slot type.

G.発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、フレームのスロット
に事象型を設け、事象には事象発生を時刻順に順序づ
け、識別子により特徴づけておき、任意時刻での状態判
定には前後の事象単位から判定するようにしたため、時
間によって真偽値が変化するシステムでの知識管理がで
きるし、推論も確実，容易にする効果がある。G. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the event type is provided in the slot of the frame, the occurrence of the event is ordered in time order, and characterized by the identifier, and the state is determined before and after at any time. Since the judgment is made based on the event unit, knowledge management can be performed in a system in which the truth value changes with time, and the inference can be performed reliably and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す事象管理構成図、第２
図は実施例の命題判定態様図、第３図はエキスパートシ
ステムの基本的構成図である。 11……フレーム、12……事象フレーム、13₁,13n……事
象単位、14……事象管理機構。FIG. 1 is an event management configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a diagram of a proposition determination mode of the embodiment, and FIG. 3 is a basic configuration diagram of an expert system. 11 ... frame, 12 ... event frame, 13 ₁ , 13 n ... event unit, 14 ... event management mechanism.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 「情報処理学会研究報告」Ｖｏｌ．88 Ｎｏ．44（88−ＡＩ−59−19）（1988 −７) Ｐｒｏｃ．ｏｆ １ｓｔ Ｉｎｔ−Ｃ ｏｎｆ．ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｐ ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ａｒｔｉ ｆｉｃｉｏｌ Ｉｕｔｅｌｌｉｇｅｎｃ ｅ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｔ Ｓｙｓｔｅ ｍｓ（1988−６）Ｐ．492−497 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 9/44──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (56) References "IPSJ Research Report" Vol. 88 No. 44 (88-AI-59-19) (1988-7) Proc. of 1st Int-Conf. on Industrial and Engineering Applications of Artificiol Iteligence and Expert Systems (1988-6) P. on Industrial and Engineering Applications. 492-497 (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁶ , DB name) G06F 9/44

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】フレーム表現の知識を有するエキスパート
システムにおいて、 前記フレームに事象を書込むスロットを設け、 前記事象には、事象毎の事象発生を時刻順に順序づける
時刻スロットと、前記事象を特徴付ける識別子の書込ま
れる開始属性及び終了属性のスロットを有する複数の事
象単位と、この事象単位リストを管理し事象単位の並び
順序付けリスト情報を保持する事象フレームを設け、 且つ、前記事象についてのある時刻での判定に時刻スロ
ットの値から隣接する事象単位の開始属性と終了属性と
の比較によって当該時刻での状態を判定する事象管理機
構を設けたことを特徴とするエキスパートシステムの知
識ベース管理装置。1. An expert system having knowledge of a frame representation, wherein a slot for writing an event in the frame is provided, wherein the event includes a time slot for ordering the occurrence of events for each event in time order, and A plurality of event units having slots of a start attribute and an end attribute into which a characterizing identifier is written, and an event frame which manages the event unit list and holds a list of ordering list of the event units are provided, and An expert system knowledge base management characterized in that an event management mechanism for judging a state at a certain time by comparing a start attribute and an end attribute of an adjacent event unit from a value of a time slot at a certain time is provided. apparatus.