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簡論面向工程設計的知識處理關鍵技術
  • 簡論面向工程設計的知識處理關鍵技術
  • 文章片段: 論文簡介:簡論面向工程設計的知識處理關鍵技術理工論文計的所有知識通過整合對象知識得到,這樣系統就能實現面向對象的知識推理。最后,通過有效組合子對象,就形成了面向工程設計理由的總體。  知識推理技術的特點是:規則系統的前向反向推理能夠得到分利用。對需要求解的子對象進行搜索,運用推理規則將搜索范圍縮小,在完成子對象的推理后,整合形成總體工程設計。  圖1 知識推理

簡論面向工程設計的知識處理關鍵技術

面向工程設計的知識處理關鍵技術【摘 要】工程設計隨設計的展開而逐步推進,先對子對象進行單獨設計,然后整合為一體。工程設計知識是設計過程中關系與過程的集合。文章詳細分析了工程設計的過程,并介紹了工程設計知識處理的關鍵技術。
  【關鍵詞】工程設計;知識處理;技術
  工程設計并非一開始就進行整體設計,而是先拆分設計對象為子對象,對子對象的設計領域進行單獨設計;然后將子對象的設計整合,形成總的設計方案。所以,面向工程設計的知識處理系統具有一個樹狀結構,子對象所擁有的知識和規則集合后分布在子結構中。整合子對象,就是將所有知識整合。使用軟件工具實現知識的表示與運用,可以增強設計的正確性。
  一、分析知識處理工具使用目前狀況
  通俗的說,知識處理工具是處理理由的智能化程序。它根據工程設計領域的設計經驗與知識,對人類設計思維進行模擬,探究解決專業性要求較高的理由。只是處理工具必須具備四大要素:具有高水平的專業知識;能夠進行知識推理;具有人機接口,能夠實現知識的獲取;能夠對設計進行解釋。一個優秀的知識工具能減輕工程設計師的工作壓力,減少重復性工作,提高設計效率,對設計的正確性也有著積極影響。但是,我國目前運用的多數知識處理工具都存在缺陷:第一,知識的表示形式單一,沒有區分工程設計特點,有組合爆炸的風險;第二,運用字符竄表示知識,運用字符竄匹配完成知識的匹配,使得知識表示能力弱,邏輯運算被局限于運算層面,不能進行大小比較;第三,集成函數運算語言未被應用到知識處理工具中,使得知識與設計經驗不能有效溝通。為解決這些理由,必須加強對知識表示技術、函數運算語言以及推理技術的研究,設計開發面向工程設計的知識系統。
  二、面向工程設計的知識處理技術的要求
  面向工程設計的知識處理技術,必須要針對產品的具體功能,完成對對象的推理與表示,能夠降低知識的使用難度,并降低組合爆炸風險;面向工程就需要以產品的實際功能為建模依據,提高表達能力,減小知識冗余度,并加快知識的檢索速度;在設計規則推理時,在實現邏輯規則匹配的前提下,要對規則的推理能力與邏輯表示能力進行擴展。此外還要完善函數設計語言,實現經驗公式與規則、實踐理論的集合。
  三、知識表示技術
  面向工程設計的知識表示內容包括三部分:第一,對象組,它是實現知識表示的基礎,具體內容就是建立整個領域的層次結構;第二,變量組,它是將對對象的所有變量進行集成,并整理它們的求解方式;第三,規則組,將對象的所有工程知識進行集合。
  (一)分析對象的表示方式
  對象與工程設計中的子領域相對應,包含子領域的所有規則組和變量組,能夠快速實現子領域的知識建模與求解。面向工程設計的知識用層次結構表示,能夠實現系統的面向子領域推理功能,將對象進行合理集成之后,就形成了一份完整設計方案。
  (二)分析規則表示技術
  在面向工程設計的知識表示方式中,使用變量與規則模型描述規則。變量服務于對象領域中的參數建模,建立模型之后對規則中的變量進行計算。在傳統的知識處理工具中,使用字符串匹配實現規則匹配,也就是說當事實字符串和規則前件中的字符串相同時,才證明規則匹配。這種方式具有明顯的局限性。例如,在計算變量數值時,字符串匹配方式不能判別變量的大小。
  (三)分析函數計算語言
  工程設計領域經過多年發展,已經有許多成熟的設計理論和設計經驗,建立函數設計語言廣義表,能夠實現知識建模階段的理論公式與經驗公式集成。計算函數主要分為三類:第一類是基本計算函數,主要包括Add、Mul、Div、Exp、Log、Mod等;第二類是雙曲函數與三角函數,主要包括Sin、Cos、Tan、Acos、Asin、Atan等;第三類是多層前饋神經網絡函數,主要包括nnrea-son、nninput等。
  四、知識推理技術
  對象與工程設計中的某個子領域向對應,對象中包含變量組與規則組。工程設計的所有知識通過整合對象知識得到,這樣系統就能實現面向對象的知識推理。最后,通過有效組合子對象,就形成了面向工程設計理由的總體。
  知識推理技術的特點是:規則系統的前向反向推理能夠得到分利用。對需要求解的子對象進行搜索,運用推理規則將搜索范圍縮小,在完成子對象的推理后,整合形成總體工程設計。
  圖1 知識推理技術
  圖1所示的知識推理技術,實現了查找求解對象、查找與應用知識、合并推理中間與結論事實功能。該技術的根節點包含了面向工程設計知識的子對象名與求解策略。子對象包含了該領域的變量與設計知識。知識推理技術,運用前線推理手段實現了工程設計分目標與整體目標的定位,能夠將推理領域集中在部分子對象中,減少了在知識求解與運用過程中出現
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