
- •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
Экспертная система
База знаний и предметной области
Факты
Правила
Механизм вывода (общие знания о решении задачи)
Интерпретатор
Диспетчер
Рис.6. Схема взаимодействия базы знаний и механизма вывода
Механизм вывода - это механизм достижения цели и получения новых фактов. Именно механизм вывода позволяет генерировать новые факты из уже существующих, применяя имеющиеся знания к новой ситуации.
а знаний в ЭС содержит факты и правила (или другие представления знаний), использующие эти факты как основу для принятия решений. Например:
Факты и правила в ЭС не всегда либо истинны, либо ложны. Иногда существует некоторая степень достоверности факта или точности правила. Если достоверность выражена явно, то она называется «коэффициентом достоверности (уверенности). Например,
ФАКТЫ: деталь Ю-1330-0510 входит в изделие «насос» с коэффициентом достоверности 1.0;
деталь Ю-1330-0510 была качественно изготовлена по технологическому процессу ГМТП0037 с коэффициентом достоверности 0.9.
ПРАВИЛО: если деталь Ю-1330-0510 была изготовлена по технологическому процессу ГМТП0037 с коэффициентом достоверности 0.9, то изделие «насос» является качественным с коэффициентом достоверности 0.7.
Многие правила ЭС являются эвристическими (т.е. они получены опытным путем или упрощены), что позволяет эффективно ограничить поиск решений. ЭС использует эвристики, потому что задачи либо до конца не формализованы и не поддаются строгому алгоритмическому решению, либо сложны. Эвристический метод дает приемлемое решение в большинстве случаев, но поиск решения намного более легкий и практичный.
1.6. Развитие сапр тпп
Начиная с 50–х годов в СССР и 60-х годов за рубежом стали ставиться и решаться инженерные задачи на ЭВМ, которые требовали моделирование творческой деятельности человека. Наиболее продвинутые в этом направлении задачами являются задачи технологической подготовки производства. Характерной особенностью инженерных задач является их неформальность, что мешало применению строгих математических методов для их решения. Инженер решал их на основе собственного опыта и интуиции. Программные системы, решающие инженерные задачи, получили в дальнейшем название систем автоматизированного проектирования конструкторской, технологической и организационной подготовки производства.
Работы по автоматизации технологического проектирования в СССР начались в пятидесятые годы под руководством А. М. Гильмана. Первая крупная работа по решению технологических задач с помощью ЭВМ вышла в 1957 году. С этого момента число работ по этой тематике стало возрастать. Если первоначально автоматизацией проектирования занимались только в ПКТИ г. Горького, то уже в 1967 году число таких организаций достигло 50, а в восьмидесятые годы не было отрасли, в которой ее НИИ, КБ и предприятия не занимались бы АСТПП.
Определение 8: САПР ТПП - это программно-методический комплекс, предназначенный для решения задач ТПП, которые до создания САПР ТПП решал технолог.
Традиционно под этими задачами понимались только задачи целевых функций ТПП, а именно, проектирование ТП и оснастки, анализ ТП и унификация изделий и ТП, группирование деталей, а также задачи управления ТПП. Схема решения задач ТПП представлялась в виде, показанном на рис.7.
Но в процессе эксплуатации, тем более проектирования, возникали трудности с накоплением базы знаний, которые мешали эволюции САПР ТПП, что уменьшало жизненный цикл системы, и распространению систем на другие предприятия. Разработчики стали понимать, что круг задач, которые решает заводской технолог, не ограничивается только подготовкой производства для изготовления заданного изделия с наименьшими затратами времени, средств и стоимости. К задачам, которые решает технолог на производстве, относятся и задачи накопления знаний в области технологии, включая освоение или разработку принципиально новых технологий, проведение исследований по сравнительному анализу технологий в различных
Х
Х
Y
R-
системы решения задач ТПП