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1、1998年2月系统工程理论与实践第2期 探索机械智能CAD系统的可拓决策方法王万良 赵燕伟(浙江工业大学,杭州310014)摘要 研究基于可拓知识模型和决策模型的机械智能CAD方法,它不仅能够表示和处理设计中的信息转化关系,而且能够利用物元变换理论进行复杂的辩证和求异推理,转化约束问题中的矛盾因素,从而为解决定量计算与辩证分析决策共存系统的优化设计,形成基于可拓决策的智能CAD理论与方法。文中探索了可拓智能CAD系统的研究内容与方法,并给出机械产品方案设计中可拓智能CAD系统的结构模式。关键词 可拓决策 智能CAD
2、 方案设计ResearchExtensionDecisionofMechanicalIntelligentCADSystemWangWanliangZhaoYanwei(ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014)AbstractInthispaper,theextensiondecisionisappliedtoresearchtheknowledgerepresentation,decisionmodelsandrealizationintheintelligen
3、tCAD(ICAD).Itisappliedtosolvetheproblemsaboutdeepknowledgerepresentationandcomplexinfer2enceonthemechanicalschemedesign.ThetypicalextensionintelligentCADsystemofmechanicalschemedesignisdiscussed.TheextensionICADmodelonthemechanicalschemedesignisbuilt.Keywordse
4、xtensiondecision;intelligentCAD;schemedesign1 引言 机械产品方案设计是一个复杂的决策过程,具有创造性、多解性、近似性、经验性和综合性,这些特性在方案构思阶段尤为突出,对整个设计具有决定性作用。为了解决这个问题,模仿人类专家经验设计的智能CAD成为当前CAD技术的前沿课题。智能CAD系统最明显的特征是拥有解决机械设计问题的知识库、具有选择知识、协调工程数据库、图形库资源共同完成设计任务的推理决策机制。因此,智能CAD系统除了具有图形库、工程数据库等CAD功能部件外,还应
5、具有工程专家系统中知识库、推理机等智能模块。知识获取、知识表达、知识推理是智能CAD技术的关键。针对这些问题,国内外已进行了大量的研究,规则、框架、语义网、过程以及逻辑都是目前被普遍采用的知识表达方式,它们都有各自的侧重点、优点和缺点,它们共同的缺点是仅能够研究常规逻辑推理方法,难以描述促进矛盾转化从而解决问题的辨证思维逻辑关系。而辨证思维正是解决矛盾问题重要的思维方式。 本文于1997年10月27日收到 国家863CIMS主题项目 浙江省自然科学基金资助项目©1995-2004TsinghuaTongfangOp
6、ticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第2期探索机械智能CAD系统的可拓决策方法115 本文针对智能CAD研究中的瓶颈问题,运用可拓学的理论与方法,研究机械智能CAD系统中的可拓方法,从而探索智能CAD中的辨证思维关系。2 当前智能CAD研究的主要方法与存在问题 以经典人工智能方法为工具的现有智能CAD方法,有专家系统与CAD相结合的方法、黑板控制结构设计法、基于事例(CASE)推理以及约束满足的设计方法等,它们侧重于对设计问题整体描述以及知识和经验的继承,因此难以表达产品方案设
7、计中的深层知识和创造性思维规律。80年代后出版了一些智能CAD研究新方法,面向对象的设计方法试图模仿人们建立现实世界模型的方式来描述问题,利用了人们对事物分类的抽象的自然倾向,引进了对象、类、消息和继承等几个基本概念,描述问题的各个方面及其相互联系。但因难以表达启发的知识等原因,使其应用范围受到一定的限制。人工神经网络技术打破了长期以来认为人的思维本质是符号操作的传统思想,使不少问题的处理过程更接近于人的思维。与传统智能方法相比,一方面是它们对消息的处理机制不同,另一方面是前者强调程序的处理,系统的功能取决于程序设
8、计者的能力;而后者则强调系统的学习和训练。人工神经网络技术虽然为许多问题的研究开辟了一条新途径,但由于缺乏智能计算机硬件的支持,所以能解决的问题还是很有限的。从应用角度考虑,无论神经网络技术本身还是解决问题的方式等,都需要作进一步深入的工作,才能不断满足人们在解决各种复杂问题中对它的要求。近年来,模糊技术在CAD领域的应用,主要是在模糊模式识别与模糊聚类、模
