6.13.1.4 Формирование баз знаний в аэстм

Известно, что при разработке экспертных систем один из наиболее трудоемких этапов связан с формированием базы знаний. При этом следует различать ряд специфических задач, связанных с извлечением, представлением и использованием знаний в экспертной системе.

Применительно к задаче обработки первичных экспертных оценок разработав специальный программный комплекс "Эксперт-Кор", позволяющий проводить оперативные экспертные исследования с обработкой результатов на персональной ЭВМ. Его применение было наиболее эффективным на этапе структуризации технологических знаний, который выполнялся с привлечением большого числа экспертов.

Для представления знаний могут быть использованы системы продукции, семантические сети, фреймы и др. Исходя из доступных для широкого пользователя программно-аппаратных средств наиболее удобно разрабатывать экспертные системы на основе продукционного подхода, используя правила типа "ЕСЛИ – ТО". В качестве примера приведем правила для оценки целесообразности применения в технологическом маршруте этапа малоотходного формообразования. Исходной информацией для выбора служат следующие характеристики проектируемой детали:

- группа металла (изменяется от 1 до 10);

- коэффициент сложности формы - К;

- масса детали - М, кг;

- годовая программа выпуска - Р, шт.;

- диаметр заготовки - D, шт.;

Применение малоотходного формообразования ЦЕЛЕСООБРАЗНО, ЕСЛИ:

М 005 К<0,16; 0,01M<0,l; Р600;

ИЛИ

М 010 К<0,16; 0,1M<1; Р200;

ИЛИ

М 015 К<0,16; 1M<10; Р60;

ИЛИ

М 020 К<0,16; 10M<100; Р20;

ИЛИ

М 025 К<0,16; M>100;

ИЛИ

М 030 металл групп 5 – 10; 0,16  К < 0,32;

0,01  M < 0,1; Р600;

ИЛИ

М 035 металл групп 5 – 10; 0,16  К < 0,32;

0,1  M < P200;

ИЛИ

М 040 металл групп 5 – 10; 0,16  К < 0,32;

.

.

.

ИЛИ

М 060 металл групп 3 – 6; D  200.

Для представления технологических знаний могут быть использованы таблицы решений, в которые заносятся экспертные оценки специалистов. В этом случае в таблице (рисунок 6.10.) может быть отражена вероятность получения заданного параметра на конкретном технологическом модуле или модификации модуля.

Рисунок 6.10 - Пример таблицы решений для выбора технологического модуля

В целях обеспечения большей гибкости при принятии решений используется пятиуровневая шкала оценок. Для более полного описания процедуры выбора на основе таблиц решений могут быть использованы дополнительные правила типа «ЕСЛИ – ТО».

6.13.1.5 Реализация прототипа аэстм

Для отладки базы знаний и механизмов принятия решений прототип АЭСТМ был реализован в стандартной оболочке. Были проанализированы две системы: «Интер-Эксперт» и «Эксперт-Приз». Предпочтение было отдано первой системе. В настоящее время прототип состоит из 4 основных компонент:

- интерфейс с пользователем;

- базы знаний технологических методов;

- экспертная система для определения степени целесообразности использования этапа малоотходного формообразования;

- экспертная система формирования маршрута изготовления детали.

Интерфейс с пользователем позволяет:

- вести информацию о детали в виде числовых значений ряда заранее определенных параметров;

- исключить из рассмотрения параметры, значения которых по каким-либо причинам не известны или не существенны для конкретного случая;

- получить наглядное представление результатов консультаций и принять окончательное решение о выбранном маршруте;

- провести анализ влияния каждого параметра на процесс выбора технологических модулей в маршруте.

База знаний технологических методов состоит из набора таблиц решений, о которых уже упоминалось в предыдущем разделе (см. рисунок 6.10.)

Экспертная подсистема для определения степени целесообразности этапа малоотходного формообразования содержит знания экспертов, представленных в виде правил (примеры этих правил были представлены в предыдущем разделе), позволяющие по заданным значениям параметров детали определить степень целесообразности по шкале «весьма целесообразно» – «целесообразно» – «не целесообразно».

Экспертную систему формирования маршрута изготовления детали рассмотрим более подробно. Функциональная структура задачи выбора технологического маршрута представлена на рисунок 6.11. из которого видно, что ее удалось разбить на несколько шагов. На первом шаге по множеству значений параметров, описывающих входную де-

6.11 – Функциональная структура задач выбора технологического маршрута

таль (назовем ее входным вектором Д) для каждого этапа определяется подмножество технологических модулей, либо их модификаций, которые могут быть использованы для изготовления этой детали. На первом этапе активно используется база знаний технологических методов.

Второй шаг заключается в вычислении или оценке для каждого выбранного на первом шаге технологического модуля значений пяти показателей ресурсоемкости (назовем их входным в ктором К) по методике описанной выше.

На третьем шаге формируются возможные технологические маршруты и для каждого из них вычисляется выходной вектор К. При этом в маршрут попадает не более одного технологического модуля из каждого этапа. Задача формирования технологического маршрута интерпретируется как задача планирования, в которой планом является последовательность технологических модулей, преобразующих заготовку в деталь, либо наоборот. Три результирующих маршрута с наибольшими значениями степени уверенности визуализируются и специалист-пользователь принимает окончательное решение.

По первым результатам испытаний прототипа были определены два основных режима работы АЭСТМ: «Консультация» и «Генерация маршрута».

В режиме «Консультация» конструктор, выбирая методы, формирующие маршрут обработки детали, по мере необходимости консультируется с системой с целью уточнения условий применения методов, его ограничений, последствий его применения, особенностей его применения на конкретном предприятии и др. После выбора маршрута конструктор вводит в систему всю исходную информацию о детали и созданный маршрут. Система проводит оценку маршрута по пяти критериям и представляет ее конструктору. Конструктор может предложить системе несколько вариантов маршрута. Она их все оценит и представит конструктору на экране в сравнительном виде.

Во втором режиме «Генерация маршрута» человеко-машинная система в диалоговом режиме генерирует по исходной информации о детали несколько приемлемых маршрутов, оценивает их и представляет конструктору для принятия окончательного решения.