46 (2). Основные этапы проектирования управляющих и вычислительных систем. Особенности проектирования на ранних стадиях. Автоматизации поискового конструирования.

АСПК разрабатывались в 70-80-е годы. К середине 90-х годов новые методы искусственного интеллекта и принятия решений в условиях неопределенности стали основой для эволюции этого направления по трем ветвям:

1. АСПК+ЭС и создание АБИЗ (автоматизированный банк инженерных знаний и экспертная система)

2. АРИЗ алгоритм решения изобретательских задач, проект "ИМ" (изобретающая машина – см. далее)

3. КОМПАС – компьютерное проектирование Анализ и Синтез. Методологический, информационный и программный комплекс на основе методов кластерного анализа.

В АСПК запрограммированы процедуры:

• генерация случайных ассоциаций,

• синтез рациональных теорий решения (ТР) на И/ИЛИ-графах,

• приемы, формализуемые методами математического программирования,

• синтез физических принципов действия.

Генерация случайных ассоциаций

А – список объектов, В – список признаков, С – матрица связей: c_ij=1, если i-й объект обладает j-м признаком.

1. Случайный выбор а  А.

2. В ыбор всех признаков а  В_а, где В_а  B.

3. Случайный выбор b  В_а.

4. Выход: а, В_а, b.

5. Выбор всех объектов с признаком b  А_b.

6. Случайный выбор а  А_b.

7. П ерейти k раз на шаг 2.

8. Конец.

А={ручка, фонарь, приемник, часы}

В={стеклянный, многоцветный, встроенный, плавающий, гигантский, миниатюрный, источник энергии – тепло, излучаемое телом человека}.

Получили: фонарь для подводного плавания, приемник для плавания с источником энергии от температуры тела человека, часы с подзарядом от тела человека.

АБИЗ

В некоторых задачах АСПК полезно накапливать знания в виде экспертных систем (ЭС). В ЭС закладываются закономерности перехода от конкретных знаний к абстрактным. В задачах поискового конструирования, наоборот, при синтезе конкретных решений на соответствующих этапах идет процесс рассуждений от абстрактных данных к более конкретным. Закономерности перехода обычно неизвестны. Таким образом, ЭС не может реализовать проектные процедуры поискового конструирования, но полезно ими дополнять АСПК.

ЭС для проекта АБИЗ

Этап
Определение потребности	ЭС для прогнозирования и анализа потребностей
Формирование тактико-технических требований (ТТТ)	ЭС для анализа ТТТ
Формирование функциональной структуры объекта	ЭС для анализа функций ТО
Разработка принципа действия	ЭС для анализа принципов действия
Разработка теорий решения (ТР)	ЭС по свойствам веществ и материалов ЭС по эвристическим приемам преобразования ЭС для построения качественной модели технического решения и ее анализа
Разработка математических моделей расчета параметров	ЭС для построения расчета узлов и деталей ТР ЭС для планирования эксперимента ЭС для постановки задачи оптимизации и ее решения