
- •Б.С. Падун
- •«Искусственные подсистемы сапр»
- •Содержание
- •Глава 1. Развитие и понятия систем искусственного интеллекта, экспертных 7
- •Глава 2. Основные понятия инженерного проектирования 29
- •Глава 3. Построение машин логического вывода 33
- •Глава 4. Представление знаний в системе автоматизации проектирования 51
- •Введение в1. Необходимость создания экспертных систем в технологии
- •В2. Цель и задачи курса
- •В3. Связь курса с другими дисциплинами
- •Глава 1. Развитие и понятия систем искусственного интеллекта, экспертных систем и сапр тпп
- •1.1. Искусственный разум
- •1.2. Система искусственного интеллекта
- •1.3. Определение и основные свойства экспертной системы
- •Системы ии
- •Системы, основанные на знаниях;
- •Экспертные системы
- •1.4. Основные характеристики экспертной системы
- •1.5. Структура экспертной системы
- •Пользователь
- •Экспертная система
- •Механизм вывода (общие знания о решении задачи)
- •1.6. Развитие сапр тпп
- •Средства организации диалога с технологом
- •1.7. Классификация экспертных систем
- •1.7.1. Классификация по решаемым задачам
- •Программные средства проектирования алгоритмов и программ решения задач тпп (преподавание и усвоение знаний)
- •Экспертные системы
- •По задачам
- •По типу вм
- •1.7.2. Классификация по связи с реальным временем
- •1.7.3. Классификация по типу эвм
- •1.7.4. Классификация по степени интеграции с другими программами
- •Глава 2. Основные понятия инженерного проектирования
- •2.1. Базовые понятия проектирования
- •2.2. Особенности инженерного проектирования
- •Решить, что делать на I-ой операции Выполнить o (I)
- •2.3. Замечания к процессу инженерного проектирования
- •Глава 3. Построение машин логического вывода
- •3.1. Типология систем проектирования
- •3.1.1. Простые системы проектирования
- •3.1.2. Системы с адаптацией
- •3.1.3. Модельные системы проектирования
- •3.1.4. Семиотические системы
- •3.2 Примеры построения структур систем, решающих технологические задачи
- •Сфера функционирования Производственная среда Изделие Технологическая система
- •Система проектирования оснащения
- •Производственная среда
- •Технологическая система
- •Система проектирования производственных подразделений
- •Производственная среда
- •Технологическая система
- •3.3. Классификация теорий решения задач
- •Теория решений
- •3.4. Формальные и семиотические системы
- •Множество ппс
- •Множество вс
- •Множество а
- •3.5 Теория проектирования технологических процессов (школа н.Г. Бруевича)
- •Глава 4. Представление знаний в системе автоматизации проектирования
- •4.1. Реляционные языки
- •4.1.2. Функциональные классы в естественных языках
- •4.1.3. Шкалирование квантификаторов
- •4.1.4. Семантические сети
- •4.1.3. Фреймовые представления
- •4.2. Предикатные языки
- •4.2.1. Продукционные модели
- •4.2.2. Формальные логические модели
- •4.1. Логико-лингвистические модели
- •Организация процесса принятия решений в экспертных системах
- •Экспертная система
- •Пользователь
- •Данные и знания
- •Модели представления знаний
- •Продукционные модели
- •Семантические сети
- •Формальные логические модели
1.7.2. Классификация по связи с реальным временем
Различают ЭС статические, квазидинамические и динамические.
Статические ЭС разрабатываются в предметных областях, где база знаний и интерпретируемые данные не меняются во времени.
Квазидинамические ЭС принимают решения, когда ситуация меняется с некоторым фиксированным интервалом времени.
Динамические ЭС работают в ситуациях, когда интерпретируемые данные постоянно меняются во времени. Поэтому ЭС сопрягаются с датчиками объектов в режиме реального времени.
1.7.3. Классификация по типу эвм
На сегодняшний день существуют:
ЭС для уникальных, стратегически важных задач на суперЭВМ (Эльбрус, CONVEX и др.);
ЭС на ЭВМ средней производительности (типа IBM);
ЭС на символьных процессорах и рабочих станциях (SUN, Silicon Graphics);
ЭС на мини и супермини ЭВМ (VAX);
ЭС на ПК (IBM PC и др.).
1.7.4. Классификация по степени интеграции с другими программами
Различают автономные и гибридные ЭС.
Автономные ЭС работают с пользователем при решении специфических задач, для решения которых не требуется привлекать традиционные методы обработки данных (расчеты, моделирование и т.д.).
Гибридные ЭС интегрируют в единой системе программные комплексы, решающие традиционные задачи инженерной практики (математическая статистика, линейное программирование, расчеты конструкций, управление данными) и программные средства манипулирования знаниями. Средства манипулирования знаниями могут представлять собой надстройку над инженерными программными комплексами или интегрированную среду для решения сложной задачи с элементами экспертных знаний.
Разработка гибридных ЭС на порядок сложнее разработки автономных ЭС. Организация взаимосвязи различных методов и методологий решения задач порождает целый комплекс теоретических и практических трудностей.
Глава 2. Основные понятия инженерного проектирования
2.1. Базовые понятия проектирования
Определение: Проектирование - это процесс составления описания, необходимого для создания ещё несуществующего объекта (алгоритма его функционирования или алгоритма процесса), путем преобразования первичного описания, оптимизации заданных характеристик объекта или алгоритма его функционирования, устранения некорректности первичного описания и последовательного представления (при необходимости) описаний на различных языках [ГОСТ 22487-77].
Таким образом, проектирование можно рассматривать как целенаправленную последовательность актов принятия проектных решений, приводящую к построению описания проектируемого объекта с заданной степенью детализации.
В основе процесса проектирования лежат объективные закономерности, позволяющие строить и развивать строгую научную теорию проектирования с целью решения проблемы автоматизации инженерной деятельности. Установление определённой общности в структурах процессов проектирования, отражённых в их формальных моделях, является одной из важнейших задач разработчиков автоматизированных систем проектирования. Именно наличие такого инварианта в процессах проектирования является основой для разработки универсальной системы проектирования, которая охватывала бы широкий класс задач проектирования и, в то же время, способна была бы учитывать специфику прикладных задач.
Проектная процедура - это формализованная совокупность действий, в результате выполнения которой принимается проектное решение. Например, процедура моделирования.
Проектное решение - это промежуточное или конечное описание объекта проектирования, необходимое и достаточное для рассмотрения и определения дальнейшего направления или окончания проектирования.
Проектная процедура состоит из элементарных проектных операций. Проектная операция - это действие или совокупность действий, составляющих часть проектной процедуры. Например, операция извлечения квадратного корня. Обычно, операция является неизменной для ряда процедур, т.е. алгоритм её выполнения неизменен.
Алгоритм проектирования - это совокупность предписаний, необходимых для выполнения проектирования.
Стратегия проектирования - это поиск и определение последовательности операций, выбираемых проектировщиком с целью решения поставленной или сформулированной задачи.
При этом используются методы и алгоритмы проектирования, однако исход применения этих методов и алгоритмов не определён и зависит от творческой деятельности.
Стратегия проектирования может быть линейной, циклической, разветвлённой, адаптивной и др. (рис.10).
Технология проектирования - это опробованная последовательность действий или операций, позволяющая технически выполнить проектирование заданного объекта. Технология проектирования - это опробованная стратегия проектирования.
Язык проектирования - это способ представления информации (промежуточного или окончательного решений, входных данных). Например, графическое представление решений.