Введение к работе
Актуальность работы. Современный этап научно-технической революции характеризуется углублением противоречий между растущей потребностью в автоматизации различных видов практической деятельности" человека и ограниченностью существующих формальных методов, которые, с одной стороны, очень хорошо переносятся в компьютерную среду, а, с другой - неудобны, или неприменимы для описания огромного круга реальных задач. Основные причины этого противоречия связаны со структурой и составом запаса накопленных человечеством профессиональных знаний, характеризующегося на сегодня непропорционально большой долей знаний, практически не поддающихся традиционным методам формализации, по отношению к объёму формализованных знаний.
Задействование значительного объёма трудноформали-зуемых знаний является необходимым условием создания и применения интегрированных машиностроительных автоматизированных производств (ИМАП), которые позволили бы синтезировать методы проектирования и технологии изготовления технических систем. Основная составляющая роста производительности получается при этом за счёт автоматизации не столько технического, сколько творческого (в частности, инженерно-конструкторского) груда. В рамках идеологии ИМАП для современных машиностроительных САПР характерны следующие тринципиалыше особенности:
процесс "проектирование/производство" мыслится, кал единое целое: САПР являются неотъемлемой составной частью ИМАП (сохраняя самостоятельное значение);
САПР по своей природе - интегрированные системы: они содержат как традиционные, так и нетрадиционные компоненты (подсистемы), а также подсистемы взаимодействия с окружением, в которое они встраиваются:
интеллектуализация САПР является не просто некоторым полезным хотя необязательным "излишеством", но принципиально необходимым условием их существования и развития.
Большое разнообгіазие программно-технических средств (ПТС), входящих в состав интеллектуальных компонент ИМАП, не позволяет свести их к некоторому единому типу в силу естественной неоднородности решаемых в структуре ИМАП задач. Отсюда возникает важная проблема выбора и интеграции разнотипных средств автоматизации. Архитектура и вычислительная мощность ПТС интеллектуальных систем (ИС) могут меняться в широких пределах, а увеличение числа разнообразных инструментальных средств построения ИС (ИСИС) делает ещё более важной проблему выбора подходящей системы под задачу, т.к. только на базе правильно выбранного инструмента возмояшо построение эффективной и полезной интеллектуальной подсистемы САПР. Актуальность задачи обусловливается также тем, что г« решение открывает возможность формирования обоснованного
ТЗ на программно-технические средства САПР с учетом отраслевой специфики и особенностей решаемых задач.
Данная диссертационная работа посвящена проблеме
разработки методов и средств автоматизации выбора
программно-технических компонент интеллектуальных машино
строительных САПР. . '
Пелъ работы. Целью данной работы является повышение эффективности и сокращение сроков процесса проектирования программно-технических комплексов (ПГК), входящих в состав современных ИМАП, а также повышение качества проектных решений и надёжности результатов за счёт автоматизации решения трудноформализуемых "экспертно-проектных" задач.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие научные задачи:
-
выявление основных характеристик и особенностей предметных задач, существенно влияющих на выбор средств решения;
-
определение о_бщих закономерностей перехода от описания предметных задач к выбору средств решения на базе моделей и методов искусственного интеллекта;
-
разработка общих принципов организации и построения интеллектуальных систем для автоматизации выбора средств решения по спецификациям задач;
-
разработка архитектуры и программных средств проблемно-ориентированной интеллектуальной системы, предназначенной для решения задач выбора.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- установлено соответствие между существенными
свойствами трудноформализуемых предметных задач и
основными свойствами и особенностями средств реше
ния этих задач;
предложена мзтодика выбора программно-технических средств интеллектуальных машиностроительных САПР по спецификациям предметных задач; разработаны общие принципи построения автоматизированной системы выбора ПТС интеллектуальных САПР (АСВ ПТС) на базе моделей, методов и средств инженерии знаний;
разработанные принципы и методы использованы для реализации интеллектуальной системы выбора инструментальных средств интеллектуальных систем (ИСИС) по спецификациям трудноформализуемых задач машиностроительного поиэводства. Практическая ценность работы. На основе проведенных теоретических исследований разработан и реализован прототипннй вариант интеллектуальной системы выбора ПТС интеллектуальных САПР технических систем.
Применение разработанных методов и созданной на их основе прототипной интеллектуальной систегш подтвердило целесообразность использования инженерии знаний в задачах комплексной автоматизации машиностроительного производства и позволило:
- сократить сроки проектирования и построения совре
менных прикладных интеллектуальных систем;
снизить возможность ошибки на ранних стадиях проектирования ИС, особенно при выборе адекватной инструментальной системы;
дать возможность специалисту-предметнику осознанно влиять на выбор средств решения специфицированных игл задач, участвовать практически без посредника в процессе проектирования и создания ИС, а также повысить квалификацию в области методов решения трудноформализуемых задач;
проводить экспертизу и обследование существующих прикладных ИС;
формировать ТЗ на программно-технические средства САПР с учетом отраслевой специфики и особенностей решаемых задач.
Теоретические результаты диссертационной работы, а также разработанные на их основе инструментальные средства и прототипнцй вариант интеллектуальной системы выбора ПТС САПР используются в лаборатории САПР Мосстанкина, на совместном предприятии "Интерпроект", а также в учебном процессе.
Аппробапия работы. Отдельные результаты работы докладывались на научных семинарах и использовались при чтении лекций по курсам "Основы построения САПР", "Экспертные системы" и "Основы функционального программирования" для студентов и слушателей ФПК и спецфяка в Московском станкоинструментальном институте, а также докладывались на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах:
-
регулярный семинар "Искусственный интеллект" (Москва, МДНТП, 1987-1989 г.г.);
-
третий отраслевой семинар "Сквозное проектирование к изготовление изделий приборо- и машиностроения" (Москва, 1987 г.);
-
IV Всесоюзное координационное совещание по автоматизации проектно-конструкторских работ в машиностроении (Минск, 18-19 октября 1988 г.);
-
Всесоюзная конференция "Конструхторско-технологическая инфорттиха, автоматизированное создание машин и технологий - КТИ-87" (Мосі.ва, ЗІ марта -2 апреля 1987г.);
-
Всесоюзная конференция "Матеметическое моделирование познавательных процессов" (Звенигород, 3-5 апреля 1989 г.);
-
Всесоюзная конференция "Конструкторско-техноло-гическая информатика, автоматизированное создание машин и технологий - КТИ-89" (Москва, 4-6 апреля 1989 г.);
-
семинар Технического университета Западного Берлина по проблемам управления машиностроительным автоматизированным производством на международной конференции "РТК-Б9" (Западный Берлин, 14-16 неня 1989 г);
-
совещание-семинар "Опыт разработки и внедрения математического и программного обеспечений интеллектуальных САПР" (Москва, 19-21 сентября 1989 г.).
Методы исследования. Выполненные теоретические
исследования и экспериментальные работы базируются на
использовании методов теоретического и прикладного искусственного интеллекта.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Структури и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы (191 наименований). Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 13 таблиц и 2 приложения.
