ReteAlgorithmus

Der Rete-Algorithmus, oft als Rete-Netzwerk bezeichnet, ist ein Mustererkennungs- bzw. Matching-Verfahren, das in regelbasierten Expertensystemen eingesetzt wird, um Bedingungen (Left-Hand Side) von Regeln effizient gegen aktuelle Fakten in der Arbeitsbasis abzugleichen. Er wurde von Charles A. Forgy in den frühen 1980er Jahren erstmals formal vorgestellt und gehört zu den bekanntesten Algorithmen für Forward-Chaining.

Der Algorithmus baut ein Netz aus Knotenstrukturen, das aus Alpha-Knoten und Beta-Knoten besteht. Alpha-Knoten prüfen einzelne Bedingungen gegen die Faktenbasis, zum Beispiel Merkmale von Fakten. Beta-Knoten kombinieren übereinstimmende Teilmengen aus vorherigen Bedingungen, um vollständige Übereinstimmungen über mehrere Bedingungen hinweg zu bilden. Die Ergebnisse werden in Gedächtnissen abgelegt: Alpha-Memories und Beta-Memories. Wenn Fakten assertiert werden, propagieren sie schrittweise durch das Netz und bauen sukzessive Teilmengen auf.

Sobald die Bedingungen einer Regel vollständig erfüllt sind, wird eine Regelaktivierung ausgelöst und die Regelkonsequenz ausgeführt. Der Rete-Algorithmus speichert Zwischenergebnisse, um erneutige Überprüfungen zu vermeiden, wenn sich nur wenige Fakten ändern. Dadurch eignet er sich besonders gut für große Regelbasen mit vielen Regeln, in denen häufig neue Fakten hinzukommen oder bestehende Fakten geändert werden.

Zu den bekannten Varianten gehören Weiterentwicklungen wie Rete II und Rete III, die Optimierungen an Speicherbedarf und Update-Strategien bieten. Implementierungen des Rete-Algorithmus finden sich in verbreiteten Regel-Engines wie CLIPS, Jess oder Drools. Der Algorithmus eignet sich vor allem für seriell aufbauende Produktionen, hat jedoch auch Einschränkungen, etwa bei sehr dynamischen Regelbasen oder speicherintensiven Netzen.

---