3.6 Constraint-Wissen

Constraints werden in Konfigurierungssystemen zur Repräsentation und Verarbeitung von Konfigurierungsrestriktionen eingesetzt. Da diese Restriktionen u.U. einen großen Teil des statischen Wissens ausmachen können, sollte das Constraint-System eine adäquate Modellierungssprache und effiziente Inferenz- und Konsistenzmechanismen aufweisen. Im Detail dienen Constraints in Konfigurierungssystemen

• zur Beschreibung von Abhängigkeiten zwischen Konfigurierungsobjekten,

• zur Konsistenzüberprüfung, ob die aktuelle Teilkonfiguration den Restriktionen genügt,

• zur Einschränkung der Eigenschaften von Konfigurierungsobjekten entsprechend den Restriktionen,

• zur Berechnung von Eigenschaftswerten von Konfigurierungsobjekten, für die noch kein Wertebereich ermittelt wurde, anhand bestehender Eigenschaftswerte anderer Konfigurierungsobjekte (vgl. Günter, 1992, S. 73).

In ENGCON werden durch Constraints formulierte Beschränkungen dazu genutzt, Abhängigkeiten zwischen den Parametern der Konfigurierungsobjekte zu beschreiben (vgl. Ranze et al., 2002, S. 850). Mit Constraints ist es möglich, komplexe Abhängigkeiten, wie funktionale Zusammenhänge und Restriktionen zwischen Objekten der Begriffshierarchie, auf Konzeptebene deklarativ zu beschreiben. Dabei sind sie keine Mittel der objektorientierten Wissensrepräsentation, denn sie werden i.d.R. auf mehrere Objekte angewandt und es ist keine eindeutige Zuordnung zu einem bestimmten Objekt möglich.

Das Constraint-Modell von ENGCON basiert auf den von Gülden (1993) beschriebenen Konzepten zur Integration eines Constraint-Systems in KONWERK, dem Vorgänger von ENGCON. Es lässt sich in drei Komponenten einteilen, die in den folgenden Abschnitten detailierter beschrieben werden:^3.14

1. Konzeptuelle Constraints beschreiben bestehende Abhängigkeiten zwischen den Konzepten der Domäne. Sie werden genutzt, um durch sie eine Zuordnung zwischen den Attributen der Konfigurierungsobjekte und den Variablen der Constraint-Relationen vornehmen zu können.

2. Constraint-Relationen beschreiben die konkreten Abhängigkeiten zwischen Constraint-Variablen. Über konzeptuelle Constraints werden die Variablen der Relationen an Attribute der Konfigurierungsobjekte gebunden. Constraint-Relationen werden bei Bedarf instantiiert und stehen über ein Constraint-Netz zueinander in Verbindung.

3. Das Constraint-Netz repräsentiert alle durch Constraints definierten Abhängigkeiten der aktuellen Teilkonfiguration. Im Constraint-Netz werden die instantiierten Constraint-Relationen und deren Abhängigkeiten untereinander verwaltet. Abhängigkeiten zwischen Constraint-Relationen treten auf, wenn sich mehrere Relationen auf dieselben Parameter von Konfigurierungsobjekten beziehen, d.h. wenn an den Slot eines Konfigurierungsobjektes mehrere Constraint-Variablen von instantiierten Constraint-Relationen gebunden sind.

Ein wichtiger Aspekt ist, dass das Constraint-Netz während des Konfigurierungsvorgangs inkrementell anwächst. Nach und nach, immer wenn neue Komponenten aus der Begriffshierarchie dynamisch während der Konfigurierung erzeugt werden, zwischen denen Abhängigkeiten über konzeptuelle Constraints definiert sind, werden entsprechend neue Constraint-Relationen instantiiert und dem Constraint-Netz hinzugefügt.

Die Interaktion des Constraint-Systems mit ENGCON erfolgt über eine relativ schlanke Schnittstelle. Vor einer Propagation der Constraints werden die Constraint-Variablen mit den Wertebereichen aus der aktuellen Teilkonfiguration belegt bzw. aktualisiert. Die internen Mechanismen zur Auswertung innerhalb des Constraint-Systems laufen wie in einer Black Box unabhängig vom restlichen System ab und lassen sich von der Kontrollkomponente nach dem Anstoßen der Propagation bis zu deren Ende nicht weiter steuern. Am Ende einer Propagation werden die aktualisierten und neu berechneten Wertebereiche wiederum in die aktuelle Teilkonfiguration übertragen.

Fußnoten

...^3.14

Das domänenunabhängige Constraint-System von ENGCON bzw. KONWERK geht ursprünglich auf das von Güsgen (1989) bei der ,,Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung`` (GMD) entwickelte CONSAT-System zurück (vgl. Cunis und Günter, 1991, S. 46).