采用智能化電器計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì)

1、采用智能化系統(tǒng)電器計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì)采用智能化系統(tǒng)電器計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì)人工智能作為一門科學(xué)開(kāi)始于50年代中期。當(dāng)時(shí)人們認(rèn)識(shí)到，計(jì)算機(jī)不僅是一個(gè)快速運(yùn)算數(shù)字的機(jī)器，同時(shí)也非常有利于符號(hào)表達(dá)和邏輯演繹。數(shù)值計(jì)算和符號(hào)處理的研究，迅速地形成了兩個(gè)備具特色的研究萬(wàn)向。符號(hào)表達(dá)和邏輯演繹能更好地表達(dá)事物的本質(zhì)。因此，計(jì)算機(jī)在工程技術(shù)中的進(jìn)一步應(yīng)用，必須把數(shù)值運(yùn)算分析和符號(hào)邏輯處理結(jié)合起來(lái)。而采用人工智能的概念及其技術(shù)則是計(jì)算機(jī)解決符號(hào)演繹問(wèn)題的根本出路。人工智能技術(shù)在許多領(lǐng)域都取得了重大進(jìn)展，如問(wèn)題的求解、定量證明、模式識(shí)別、歸納推理、自然語(yǔ)言理解等方面。一、設(shè)計(jì)概念與特點(diǎn)：要在CAD系統(tǒng)中利用人工智能技術(shù)，首先

2、應(yīng)弄明白設(shè)計(jì)概念及其過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程通常由兩大部分組成，是以數(shù)值計(jì)算、圖形處理及代碼生成為主的公式化內(nèi)容，這是一種確定性過(guò)程，已由眾多的CAD系統(tǒng)所支持；而另一部分則是以概念性描述、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)推理為主導(dǎo)的過(guò)程，依靠思考推理、判斷來(lái)解決問(wèn)題，現(xiàn)行的CAD系統(tǒng)對(duì)解決這一部分問(wèn)題是無(wú)能為力的?，F(xiàn)在把設(shè)計(jì)過(guò)程作為一種制作模型綜合和分析的反復(fù)迭代的過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程大致有下列幾方面的特點(diǎn)：1、創(chuàng)造性 ：設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的腦力勞動(dòng)，建立產(chǎn)品的概念模型，需要對(duì)事物有升華的想象力。2、經(jīng)驗(yàn)性 ：創(chuàng)造和評(píng)價(jià)任何設(shè)計(jì)模型，借鑒前人和自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是十分重要的。完全遵循現(xiàn)成的理論方法或憑空構(gòu)思全新的設(shè)計(jì)模型幾乎是不可能的，

3、這也不符合人類的設(shè)計(jì)思想和認(rèn)識(shí)過(guò)程。因此，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累是十分重要的。3、多解性：對(duì)于任何一個(gè)設(shè)計(jì)，有可能提出多種方案，盡管每種方案各有側(cè)重，均能達(dá)到符合技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上要求的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 4、近似性 ：設(shè)計(jì)過(guò)程中往往伴隨著從許多性質(zhì)不同的參數(shù)中挑選出主要參數(shù)，忽略影響小的次要參數(shù)(因素)，以減少設(shè)計(jì)的重復(fù)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程。這樣得到的結(jié)果是近似7采用智能化系統(tǒng)電器計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì)5、綜合性：設(shè)計(jì)是一個(gè)多目標(biāo)的綜合優(yōu)化過(guò)程。上述特征，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初階段，表現(xiàn)得尤為明顯從某種意義上講，這些特性是機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中最為重要的方面，是最難數(shù)值化和計(jì)算化的，它是一個(gè)思維推斷的過(guò)程。人工智能理論支持的CAD系統(tǒng)正是

4、在這個(gè)階段發(fā)揮著重要作用。二、設(shè)計(jì)的方法與步驟：傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程分為如下幾個(gè)步驟：1、概念設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))：根據(jù)用戶對(duì)產(chǎn)品提出的要求，確定設(shè)計(jì)的目標(biāo)和總體結(jié)構(gòu)，并確定解決問(wèn)題的基本方法。2、基本設(shè)計(jì)(特性分析)：決定解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的布局和結(jié)構(gòu)，以及件能分析。3、詳細(xì)設(shè)計(jì)： 決定零部件所選月的材料、形狀尺寸與公差等具體細(xì)節(jié)，考慮生產(chǎn)要素對(duì)設(shè)計(jì)的影響。4產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià) ：結(jié)構(gòu)工藝審核，確定生產(chǎn)工藝需要的主要數(shù)據(jù)，編制各種文件與說(shuō)明。上述設(shè)計(jì)過(guò)程，可看成是一個(gè)設(shè)計(jì)的決策過(guò)程。要在設(shè)計(jì)過(guò)程中引入智能因素，首先要確定設(shè)計(jì)的知識(shí)模型，即闡明知識(shí)在設(shè)計(jì)中的地位與作用。它的基本出發(fā)點(diǎn)是：(1)設(shè)計(jì)的目的不變(或暫時(shí)

5、不變)；(2)已知這種設(shè)計(jì)需要的技術(shù)訣竅；(3)設(shè)計(jì)結(jié)果形成的信息，可按某種方式編成文件用于生產(chǎn)個(gè)基于知識(shí)的有目標(biāo)的活動(dòng)。在設(shè)計(jì)的最初階段，設(shè)計(jì)者需要關(guān)于產(chǎn)品的技術(shù)要求(技術(shù)規(guī)范)，有可能設(shè)計(jì)的技術(shù)要求不全面，或不完全正確，這就要求在動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷充實(shí)或修正采用智能化系統(tǒng)電器計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)成功的設(shè)計(jì)往往要反復(fù)多次，但在設(shè)計(jì)初期，要求采用試探法來(lái)確定最后設(shè)計(jì)的某個(gè)持征，而這種決策對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生的影響尚不知道，這個(gè)過(guò)程稱為設(shè)計(jì)的綜合。如上圖所示。還有一個(gè)重要的事實(shí)是，可以使用的知識(shí)不是一成不變的。開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，知識(shí)是不完備的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，知識(shí)具有積累的功能。三、設(shè)計(jì)過(guò)程中的知識(shí)

6、知識(shí)對(duì)干產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綜合、分析、評(píng)價(jià)是十分重要的，一個(gè)好的設(shè)計(jì)，往往取決于豐富而準(zhǔn)確的知識(shí)。這些知識(shí)可以用一些規(guī)則來(lái)描述采用智能化系統(tǒng)電器計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，綜合的目的是對(duì)模型的求精使后面的分析有滿意的結(jié)果。否則，在評(píng)價(jià)階段往往出現(xiàn)不能令人滿意的結(jié)果因而進(jìn)行回溯查明求精的操作引起的結(jié)果與要求不一致的原因，并再進(jìn)行求精。求精過(guò)程可以看成從巴知的規(guī)則集中選取一個(gè)子集加人到可用規(guī)則中。而分析和綜合相反，它是利用已選好的規(guī)則，可以把綜合、分析、評(píng)價(jià)與規(guī)則相結(jié)合。綜合：當(dāng)某種情況出現(xiàn)時(shí)，在已知規(guī)則集合之中選取一個(gè)子集加入到可用規(guī)則集合中。分析：應(yīng)用可用的規(guī)則集合。評(píng)價(jià)：如設(shè)計(jì)結(jié)果滿足要求，則結(jié)束。否

7、則，在可用規(guī)則集合中剔除引起失敗的規(guī)則從上述情況看出，設(shè)計(jì)過(guò)程和人工智能專家系統(tǒng)的工作過(guò)程極為相似。從可用規(guī)則集合和已知規(guī)則集合出發(fā)，我們不難說(shuō)明學(xué)習(xí)和規(guī)范的含義。如上所述，運(yùn)用規(guī)則來(lái)描述設(shè)計(jì)過(guò)程中的知識(shí)是可行的，必須應(yīng)用專家系統(tǒng)技術(shù)才能較好地解決上述問(wèn)題。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般包括以下幾種知識(shí)：(1) 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、原型知識(shí)：(2) )圖形知識(shí)：(3) 數(shù)學(xué)知識(shí)：(4) 設(shè)計(jì)規(guī)則：四、實(shí)現(xiàn)智能CAD的策略 傳統(tǒng)的CAD技術(shù)減輕了設(shè)計(jì)者的手工勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)過(guò)程更趨合理化。但從技術(shù)方面來(lái)看，為使設(shè)計(jì)者在整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中從計(jì)算機(jī)得到創(chuàng)造性和智能化支持，新一代CAD系統(tǒng)智能CAD技術(shù)成為CAD領(lǐng)域的

8、主要研究?jī)?nèi)容。 利用人工智能，尤其是專家系統(tǒng)技術(shù)，我們能夠做到： (1)設(shè)計(jì)過(guò)程中人類思維和問(wèn)題求解的知識(shí)，通過(guò)知識(shí)表示技術(shù)和學(xué)習(xí)手段化成計(jì)算機(jī)能夠處理的形式； (2)將專家的知識(shí)以及標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則存儲(chǔ)于知識(shí)庫(kù)(及數(shù)據(jù)庫(kù))中。使一般的采用智能化系統(tǒng)電器計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者在計(jì)算機(jī)輔助下也能完成具有專家水平的高質(zhì)量設(shè)計(jì)，并使其提高設(shè)計(jì)技術(shù)，豐富知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。 (3)特設(shè)汁目標(biāo)、設(shè)計(jì)領(lǐng)域的知識(shí)描述、設(shè)計(jì)知識(shí)以及推理機(jī)制相互分離， 具有廣泛的適應(yīng)性。該系統(tǒng)應(yīng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)系統(tǒng)是一個(gè)軟件模塊集成化的環(huán)境，在設(shè)計(jì)的所有階段支持設(shè)計(jì)者。這意味著兩個(gè)事實(shí)：一是所有的設(shè)計(jì)工作，包括繪圖、計(jì)算、信息檢索、

9、工藝規(guī)劃等均能在同一系統(tǒng)上完成；二是所有設(shè)計(jì)所需求的信息均可以從系統(tǒng)中獲得，如過(guò)去完成的設(shè)計(jì)資料、專利信息、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)相技能等。(2)數(shù)據(jù)的描述方法是集成的，而且所有的設(shè)計(jì)階段唯一表示并普遍使用，也就是說(shuō)設(shè)計(jì)模型的表示是唯一的。 (3)系統(tǒng)是智能化的，這是因?yàn)椋菏紫仁菓?yīng)具備智能化的人機(jī)界面來(lái)支持設(shè)計(jì)者其次是系統(tǒng)應(yīng)具備智能的推理能力，使一個(gè)不熟練的設(shè)計(jì)考也能做出良好的設(shè)計(jì)，糾正錯(cuò)誤，提出建議，回答問(wèn)題等。(4)系統(tǒng)能夠節(jié)約整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的時(shí)間和費(fèi)用，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。這是采用CAD技術(shù)的最終目的。五、開(kāi)發(fā)智能CAD系統(tǒng)專家系統(tǒng) 近年來(lái)，人們迫切希望利用人工智能技術(shù)來(lái)解決那些用傳統(tǒng)的CAD技術(shù)難以解決

10、的工程設(shè)計(jì)問(wèn)題。已著手研究出若干試驗(yàn)性的基礎(chǔ)知識(shí)的CAD系統(tǒng)，并且開(kāi)始顯示出其優(yōu)越性。專家系統(tǒng)的概念還沒(méi)有一個(gè)規(guī)范他的公認(rèn)定義。專家系統(tǒng)是一個(gè)基于知識(shí)的，程序設(shè)計(jì)方法建立起來(lái)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(在觀看段主要表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng))。它擁有某個(gè)特殊領(lǐng)域的專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并能像專家那樣應(yīng)用這些知識(shí)。通過(guò)推理，在那個(gè)領(lǐng)域內(nèi)做出智能決策，以解決通常需要專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)才能解決的復(fù)雜問(wèn)題。這一定義較準(zhǔn)確地描述了專家系統(tǒng)的特征和功能，它有以下三方面的含義：(1)專家系統(tǒng)是軟件，但又具有智能而不同于一般的軟件。傳統(tǒng)軟件的程序采用智能化系統(tǒng)電器計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法是： 數(shù)據(jù)十算法程序它在處理人類知識(shí)方面卻存在著一些問(wèn)題，因而導(dǎo)致了基于知識(shí)的程序設(shè)計(jì)方法的出現(xiàn)，專家系統(tǒng)的出現(xiàn)。其主要持征是系統(tǒng)中有一個(gè)巨大的知識(shí)庫(kù)，存儲(chǔ)著某個(gè)領(lǐng)域的專門知有一個(gè)推理機(jī)。這種系統(tǒng)是以知識(shí)和推理機(jī)為中心的結(jié)構(gòu)，可用下式表達(dá)：知識(shí)十推理系統(tǒng)(2)它的智能來(lái)源于專家的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)及解決問(wèn)題的訣竅要特征，知識(shí)庫(kù)又是專家系統(tǒng)的