Автоматизация производственных систем (стр. 15 из 26)

Методы автматизации конструирования

Система автоматизированного конструирования, представленная в самом общем виде на рис.7.1 описывается такой формулой

X_u: I_u® O_u (1)

Таблица 7.1 Методы автоматизации проектных работ

Методавтоматизации	Характерработ	Описаниепроектныхработ	ВходныеданныеI_u	ВыходныеданныеO_u
Информационно-поисковые системы	Стереотипные поисковые действия	Одновариантный поиск готового решения O^j_uпо одновариантным исходным данным I^j_uс использованием оператора X^j_u	1.I_w+O_wзаданы входные и выходные данные изделия или процесса2.O_wвыходные данные3.I_wвходные данные	1.X_wхарактеристика изделия или процесса2. I_w+X_wвходные данные и характеристики3. O_w+ X_wвыходные данные и характеристики
		То же, но с использованием многовариантного поиска
Типовое вариантное проектирование	Стереотипные проектные действия	Получение проектного решения O^j_uпо исходным данным I^j_uизвестными способами X^r_uна базе известных решений	I_w+ O_wзаданы входные и выходные данные проектируемого изделия или процесса	X_wхарактеристика изделия или процесса
		То же, но с использованием многовариантного проектирования
		То же, но с использованием многовариантных исходных данных I^r_u
Поиск методов проектирования	Поисковые действия	Поиск новых входов и выходов для известного проектного решения, полученного известными способами по одновариантным исходным данным	X_wзаданы характеристики проектного решения	I_w+ O_wвходные и выходные данные
		То же, но с использованием многовариантных исходных данных
		Синтез новых проектных решений с использованием известных способов
Поиск методов проектирования	Поисковые действия	Создание новых способов проектирования X^p_u	I_w+ O_w+ X_wинформация об объектах проектирования	X^p_uновые способы проектирования

Объект проектирования, рассматриваемый также как черный ящик, может иметь такое формализованное представление

S_m: I_w® O_w (2)

Здесь S_m технический объект как система, I_w¾ входной операнд реализуемого этой системой технического процесса, а O_w¾ выходной операнд технического процесса.

Для составляющих проектных действий X_u, I_u, O_u введем общее обозначения Z [4]:

Z^r¾ использование одного из многих известных решений;

Z^j¾ использование единственного известного решения;

Z^p¾ использование нового решения.

В табл.7.1 представлены результаты системного анализа методов автоматизации проектных работ.

Первая группа методов относится к классу проектирования по аналогам с поиском их и последующим редактированием для выпуска рабочей документации.

I^j_u O^j_u X^j_u¾ метод, основанный на отборе готовой информации O^j_u (проектной, конструкторской или технологической) по заданным исходным данным I^j_u, определяющим критерии отбора. Метод основывается на стереотипных информационно-поисковых операторах X^j_u, допустимых в используемой информационно-поисковой системе.

I^j_u O^r_u X^j_u¾ метод, аналогичный предыдущему, но обеспечивающий информационный поиск одновременно нескольких вариантов выходной информации O^r_u, удовлетворяющих критериям отбора I^j_u.

Следующая группа методов автоматизации проектирования принадлежит к классу типового вариантного проектирования. Она базируется на использовании различных операторов проектирования X^r_u, основанных на наборе эвристических методов, логических или математических

алгоритмов, описанных в литературе либо на собственной или коллективной практике [4] и заложенных в базу знаний системы автоматизированного проектирования:

I^j_u O^j_u X^r_u¾ метод, где входной информацией служат данные I^j_u, содержащие однозначное описание входных и выходных данных проектируемого изделия или процесса. С использованием известных методов проектирования X^r_u в проект O^j_u закладываются известные технические решения.

I^j_u O^r_u X^r_u¾ метод типового вариантного проектирования с получением нескольких альтернативных проектных решений для выбора из них наилучшего.

I^r_u O^r_u X^r_u¾ метод типового проектирования, аналогичный предыдущему, но с варьированием исходных данных.

Следующие две группы методов представляют творческие действия с замыслами [4]. Они направлены на поиск того, что еще не известно.

I^j_u O^p_u X^r_u¾ метод поискового проектирования с использованием известных способов X^r_u. Метод направлен на поиск новых входов и выходов O^p_u для известного технического средства или технологического процесса, информация о котором содержится в I^j_u. Соответствует изобретению на применение.

I^r_u O^p_u X^r_u¾ метод поискового проектирования, аналогичный предыдущему, но с варьированием исходных данных.

I^p_u O^p_u X^r_u¾ метод поискового проектирования, направленный на синтез принципиально новых проектных решений (способ, устройство) с использованием существующего проектно-конструкторского или проектно-технологического потенциала. Относится к аппарату изобретательских действий.

Последний метод I_u O_u X^p_u относится к области исследования новых методов проектирования X^p_u.

Программные средства автоматизации конструирования

Разработка интеллектуальных систем типового вариантного проектирования связана ссозданием банка знаний. Функциональная схема этого процесса представлена на рис.7.2.

Рис.7.2. Функциональная схема разработки банка знаний

Разработка банка знаний включает следующие этапы:

1. Формирование концептуальной модели прикладной области и генерация логической и физической структур базы данных

2. Заполнение базы данных стандартных и покупных изделий

3. Формирование геометрической и графической баз знаний

4. Формирование базы экспертных знаний и генерация методов агентов

5. Генерация мультиагентной метасистемы

Формирование концептуальной модели прикладной области связано с разработкой системы понятий и формированием на этой основе структурированной системы данных в форме И/ИЛИ графа. Вершинами этого графа являются понятия. Понятия связываются друг с другом отношениями «целое-часть», которые моделируются дугами типа И, а также отношениями «род-вид», которые моделируются дугами типа ИЛИ.

Понятие ¾ это основная единица любой интеллектуальной деятельности, базовая конструкция представления знаний. Понятия именуют с помощью слов или словосочетаний естественного языка, которые играют роль знаков, или имен. Знак¾ это заменитель некоторого предмета, явления или события, используемый для накопления, хранения, переработки и передачи информации. Понятие может относиться ко множеству однотипных объектов или к конкретному единичному объекту.

Основными характеристиками понятия являются объем и содержание. Объем понятия¾ это множество (класс) всех объектов, обладающих существенными признаками понятия. Содержание понятия¾ совокупность всех существенных признаков (свойств) данного понятия, которые позволяют однозначно идентифицировать его среди множества других понятий.

Всякое системное описание ПО состоит из элементов и связей. При концептуальном моделировании в качестве элементов выступают понятия, а в качестве связей ¾ отношения понятий.

Каждому понятию при концептуальном моделировании, приписывают некоторое уникальное имя, или знак. С другой стороны, каждый конкретный объект, входящий в объем понятия, также должен иметь уникальное имя, или знак.