基于实例设计的专家系统开发研究

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1、武汉测绘科技大学学报990115武汉测绘科技大学学报JOURNALOFWUHANTECHNICALUNIVERSITYOFSURVEYINGANDMAPPING(WTUSM)1999年第1期第24卷No.11999基于实例设计的专家系统开发研究*陈应波　武永焱　王小平　李桂青摘　要　通过对基于实例的设计方法、实例的相似性及相似实例提取的研究，给出针对建筑工程类的实例的特征、特征属性和实例相似度的概念，提出了一个可以实施的基于工程设计实例相似度检索的数学模型；给出了基于知识导向的实例检索方法和基于相似度的层次化加权检索方法；介绍了作者开发的基于优秀实例设计的

2、住宅设计专家系统CRBD。关键词　基于实例设计；专家系统；相似度分类号　TP311；TP18TheStudyofCase-basedDesignExpertSystemDevelopmentChenYingboWuYongyanWangXiaopingLiGuiqing(DesignInstituteofWuhanUniversityofTechnology,122LuoshiRoad,Wuhan,China,430070)AbstractThepaperstudiesthecase-basedreasoningtechnologyandcase-base

3、ddesignmethod.Subjecttothearchitectureandstructureengineeringdesigncases,thethreeconcepts,casecharacteristics,casepropertiesandcasesimilarity,aredefined.Thetwomethodsofcasesearching,whicharesubjectedtoknowledgedirectionandlevelweighted,aregiven.TheCRBDsystemdevelopedbytheauthorsis

4、introduced.Keywordscase-baseddesign;expertsystem;similarity1　基于实例的设计方法研究　　在设计方法论中，有代表性的设计方法主要有两种：基于知识的设计方法和基于实例的设计方法。　　基于知识的设计方法（knowledge-based-design,KBD）以知识库为核心，因此知识的获取和表示成为其关键性技术问题。但是由于目前的种种技术原因，这种方法既缺乏设计者的感性经验和设计中的个性特征，也不能提供对已完成的设计实例的表示和管理、利用。　　基于实例推理（case-basedreasoning,CBR）

5、是80年代末90年代初于AI技术中新崛起的一项重要技术，是一种相似推理方法，其核心在于用过去的实例和经验来解决新问file:///E

6、/qk/whchkjdxxb/whch99/whch9901/990115.htm（第1／6页）2010-3-239:45:27武汉测绘科技大学学报990115题。事实上设计经验表明，设计人员通常根据以前的设计经验来完成当前的设计任务，并不是每次都从头开始。知识工程之父Feigenbaum认为：“CBR是一种前景非常好的方法”，“几乎所有的工程问题都是面向实例的。”通常CBR按以下步骤工作：　　1）提出问题。输入待解决问题的

7、要求、初始条件及其它相关信息（约束条件）。　　2）提取相似实例。根据问题的要求及初始条件，从实例库中提取一组与当前问题相似的实例，相似实例的提取是CBR技术中的关键。　　3）修改实例。从相似实例中找出最相似的实例或通过多个实例的组合，形成目标问题的解决方案，并通过对目标方案的修改来满足当前的要求。　　4）存贮实例。将设计问题的最终解作为新的实例存入实例库中，作为新的原始实例供以后设计的原型调用。　　CBR技术应用到设计领域，则形成了基于实例的设计模型CBD（case-baseddesign）。　　基于实例设计的突出特点在于将设计实例作为重要的设计依据，使得

8、设计能从由相似实例形成的初始方案开始，一方面减少了设计中间过程（状态）和迭代次数，提高设计效率；另一方面更符合人的设计习惯。但是CBD毕竟是相似推理，初始方案还必须通过基于归纳性能知识的不断修改过程，才能成为最终设计结果供用户使用。2　实例的相似性研究与相似实例提取2.1　实例的相似性研究　　根据实例的相似性判断实例与当前设计问题的相似程度是基于实例设计的关键，也是体现智能化行为和鲜明特点的技术。相似作为一种现象已被人们普遍认识，并应用到包括工程设计在内的广泛的研究领域。　　如何确定相似实例是实例提取的重要技术问题。为此给出以下概念定义，并从这些定义出发，

9、针对建筑结构设计实例的特点，提出两种相似实例检索与实例提取的具体实