Numerous rule-based expert systems are successfully applied to field problems, while more attention of Artificial Intelligence researchers is given to Constraint Satisfaction Problems (CSP). Recent research on CSP attempts to improve CSP representation and solving algorithms for real world problems. So it's time to integrate rules with constraints in a unified framework.
We propose a hybrid representation of rules and constraints along with so called hybrid reasoning for our target problem - Constraint and Rule Satisfaction Problems (CRSP). The hybrid reasoning has the following three characteristics : 1) supporting user interaction to reflect user intention about the problem situation and to resolve conflicts between objectives, 2)concurrent reasoning with multiple starting points to enhance the search efficiency, 3) integrated reasoning encompassing the backward chaining popularly used in the rule-based systems and constraint propagation methods developed for CSP.
The CRSP framework is applied to the planning of expert system development. For expert system development planning, there has been yet no systematic, computerized tool to generate a feasible plan. ES development planning problems need both constraints and rules for representation, and the proposed hybrid reasoning can provide a feasible plan. We can show the applicability of CRSP framework with the illustrative tax advisory ES development planning. A prototype system UNIK-CRSP is developed to realize the proposed representation and reasoning. The CRSP framework seems applicable to many other planning and design problems, like configuration, system integration, and information system planning.
지금까지 많은 규칙기반 시스템들이 실제 문제의 해결에 성공적으로 이용되었다. 한편, 인공지능 분야의 연구자들은 제약풀이 문제(Constraint Satisfaction Problems, CSP)에 관심을 갖게 되었고, 최근의 연구방향은 실제 문제의 해결을 위한 제약풀이 문제의 표현과 해결방법의 개선에 두어 졌다. 이러한 배경하에서, 이제 규칙과 제약을 하나의 틀로 합쳐, 문제를 해결해 보려는 시도가 이루어질 때이며, 이에 ‘제약과 규칙 만족문제’(Constraint and Rule Satisfaction Problems, CRSP)라는 목표 문제를 설정하고, 이를 해결하기 위한 통합 표현방법과 추론방법을 제시하고자 한다.
통합추론은 다음과 같은 특징을 갖는다. 첫째, 문제 상황에 대한 사용자의 견해를 반영하고, 복수의 목표간에 불일치 현상이 일어났을 때에 사용자 판단에 의한 상호교환(Trade-off)과정을 거쳐 불일치 현상을 해결할 수 있도록, 통합추론 과정이 사용자의 의사결정과정을 반영하는 구조를 갖는다. 둘째, 추론의 효율을 높히기 위해, 복수개의 씨앗변수(Seed Variable)에서 추론이 시작되는 동시다발적 추론(Concurrent Reasoning)을 수행한다. 셋째, 규칙추론에 사용되었던 역방향 추론기법(Backward Chaining)과 제약풀이 문제 해결에 사용되었던 전방향 검토기법(Forward Checking)이 결합된 통합추론을 수행한다.
본 논문에서 제시한 ‘제약과 규칙 만족문제’의 통합 표현과 추론 방법을 ‘전문가 시스템 개발계획의 수립’이라는 문제에 적용하여 해결해 보았다. ‘전문가 시스템 개발계획의 수립’ 문제는 전문가 시스템 개발에 소요되는 소프트웨어, 하드웨어 등의 자원들간에 많은 제약이 존재하고, 또한 지식공학자의 경험이 반영되어야 하는 문제로, 지금까지 이의 해결을 위해서 컴퓨터를 이용한 체계적인 방법론이 없었다. 본 논문에서는 세무자문 전문가 시스템의 개발이라는 예제 문제에 대해, 제시한 방법론으로 제약과 규칙들을 모두 만족하는 계획안을 제시한다. ‘제약과 규칙 만족문제’ 해결을 위한 통합 표현과 추론 방법론을 구현하기 위해, 프로토타입 시스템인 UNIK-CRSP를 SUN Workstation에서 UNIK tool과 lisp 언어를 이용하여 개발하였다. 본 논문에서 제시한 방법론은 정보시스템 구축계획, 시스템 구성, 시스템 통합 등의 계획, 디자인 문제들에도 적용가능할 것으로 기대된다.
