Использование элементов интеллектуального проектирования при разработке автоматизированных производственных систем

Современные системы автоматизированного проектирования содержат элементы интеллектуализации, позволяющие выбирать необходимые решения на уровне специалиста высшей квалификации, используя базу знаний (БЗ).

Автоматизация решения многочисленных задач проектирования технологических систем и ИПС, как показано в подразделе 2.4, дает значительный эффект связанный, прежде всего с получением существенного сокращения сроков проектирования. Однако для такого рода крупных проектов очень важным является качество принимаемых проектных решений. Ошибки проектирования могут привести к отрицательным результатам в виде малоэффективного или даже убыточного производства. Использование элементов искусственного интеллекта при принятии решений или экспертных систем проектирования позволяет в значительной степени избежать крупных ошибок проектирования и получить высокоэффективный проект.

Основные принципы создания интеллектуальных процедур в процессе автоматизированного проектирования состоят в следующем:

- все элементы, которыми в ходе проектирования оперируют, на основе чего создается проект или принимается решение, должны быть классифицированы;

- все классифицированные элементы должны иметь атрибуты, индексированные с применением определенных правил;

- алгоритм проектирования строится на основе ориентированного графа, представленного деревом решений, в узлах которого находятся решения, полученные по правилам формирования экспертных оценок;

- каждый этап процесса проектирования обеспечивается решением, содержащим атрибут, к которому добавляется комментарий (обоснование, рекомендация, правило).

Все варианты решений, комментарии, правила формирования решений по запросу и выводы содержатся в БЗ. Основой построения БЗ служат различные способы представления знаний. Одним из способов такого представления является представление декларативных знаний в виде фрейм-таблиц.

В качестве примера рассмотрим структуру процесса проектирования автоматизированного сборочно-монтажного производства с использованием классифицированных решений виртуальной БЗ.

Пример построения фрейм-таблицы, основанной на типовых структурных формах и схемах сборочно-монтажной ТС (СМТС), приведен на рис. 3.13.

Рис. 3.13. Пример фрейм-таблицы представления декларативных знаний по типовым структурным формам и схемам ТС

Каждому классифицированному элементу структуры ТС присваивается системный атрибут с принятым принципом индексации. Пример типовых структур ТС сборки с присвоенными атрибутами приведен на рис. 3.14.

Алгоритм поиска решения при анализе типовых структур автоматизированных СМТС приведен на рис. 3.15. Фрагмент схемы классификации вариантов построения ТС в виде графа представлен на рис. 3.16. Поиск решения на графе осуществляется в соответствии с алгоритмом поиска решения при обходе ветвей графа «по глубине» или «по ширине» в зависимости от решаемой задачи проектирования – анализа или синтеза.

Рис. 3.14. Типовые структуры СМТС с атрибутами вариантов схем построения