САПР с элементами искусственного интеллекта.

В настоящее время существуют следующие поколения САПР:

1. Моделирующая (Система автоматизированного моделирования).

2. Синтезирующая. Синтез выполняется не через многократное моделирование или оптимизацию, а путем создания сразу работоспособного состояния (генерационный синтез).

1. САПР с формальными языками. Средства общения с пользователем ограничены определенными конструкциями, не подлежащими изменениям.

2. САПР с неформальными языками, где возможно изменение лексики.

Обычно САПР относится к первому поколению, создание САПР второго поколения зависит от использования в системе искусственного интеллекта. Поэтому все САПР можно разделить на: интеллектуальные и неинтеллектуальные.

Обычные САПР работают в заданном режиме, при этом не используется опыт проектировщика, не обеспечивается взаимодействие проектировщика с ЭВМ на языке, близком к естественному. Существует три метода интеллектуализации САПР:

1. Внешняя универсальная интеллектуализация с применением инструментальных систем. Используются различные оболочки диалоговых, экспертных, обучающих систем.

Достоинства: высокая скорость разработки и малые финансовые затраты.

Недостатки: низкое качество проектирования (скорость работы, требуемая память, мощность, надежность)

Системами искусственного интеллекта удобно пользоваться на начальных стадиях разработки на ЭВМ.

2. Внешняя специализированная интеллектуализация с применением специализированных программных приставок, работающих на принципах искусственного интеллекта.

Данный метод является развитием предыдущего, но при этом обеспечивает более высокое качество проектирования. В данном методе все сводится к улучшению сервисных характеристик САПР, что дает, в свою очередь, возможность формулировки типовой задачи проектирования на предметно-ориентированном языке. Дает возможность организации обучения пользователя.

3. Внутренняя интеллектуализация со встроенными в САПР алгоритмами и методами искусственного интеллекта, что увеличивает возможности адаптации, самоорганизации, синтеза, работы с нечеткой формулировкой задач.

1. Бессловесный ИИ (низкий уровень). Нет интеллектуального интерфейса (совокупность средств общения пользователя с САПР). Пользователь работает в терминах предметной области, но присутствуют процедуры, которые имитируют целесообразное поведение (адаптация, самоорганизация).

2. Словесный ИИ (высокий уровень) Присутствует интеллектуальный интерфейс с языками предметной области. Для представления знаний используются понятия.

3. Искусственный разум (технически не реализован).

Традиционные САПР имеют следующие характерные черты:

1. Описание объекта и процесса проектирования осуществляется с помощью формализованных, фиксированных, символьно-цифровых конструкций.

2. Работа САПР ориентирована на жестко формализованную постановку задачи проектирования.

3. Процедура моделирования используется как основа процесса проектирования.

4. Используются алгоритмы, не адаптируемые и не учитывающие опыт пользователя.

5. САПР имеет фиксированную функциональную структуру.

6. В качестве основы математического аппарата применяют теории численных методов, теории множеств, теории имитационного моделирования.

7. Информация представлена в численном виде.

8. Используются традиционные языки (Си, Pascal и др.).

9. Хранение больших объемов информации в виде баз данных.

10. Выходная информация представлена в виде таблиц, графиков, чертежей.

Архитектура интеллектуальных САПР должна обеспечивать:

1. Входная информация представлена на ограниченном естественном языке или на предметно-ориентированном языке, который допускает описание пользователем не только объекта, но и самого алгоритма проектирования.

Постановка задачи может быть не четкой или некорректной, тогда интеллектуальная САПР путем диалога с пользователем устраняет нечеткость и некорректность. Это заключается в распознавании задачи и отнесение ее к типовой при определении необходимых уточнений. В этом случае интеллектуальная САПР имеет архив типовых задач с соответствующими наборами корректной входной информации.

2. Информация представлена не в виде данных (чисел), а в виде знаний (понятий, правил), т.е. характеризуется независимостью от пользователя, активностью и ситуативными связями. Информация хранится в виде баз знаний, частью которых может быть база данных.

3. Подсистемные САПР функционируют не с помощью внешнего управления программой, а автоматически, по факту наличия или отсутствия необходимых данных, с помощью процедуры контроля необходимой информации. При ее появлении автоматически срабатывают процедуры обработки информации.

4. Представление информации в виде знаний, а не чисел позволяет вести обработку данных не численными, а логическими средствами. Основным математическим аппаратом ИСАПР является аппарат логики.

5. ИСАПР ориентированы не на процедуры моделирования и анализа, а на процедуры синтеза.

6. Входная и выходная информация представлена с использованием принципов когнитивной психологии (приемы визуального отображения информации):

- различные способы образных отображений действий пользователя (анимация).

7. ИСАПР имеют экспертную систему для консультации пользователя, методики проектирования (диагностика ошибок, сбоев, выдачи советов, обучение).

8. ИСАПР представляет объект проектирования многоаспектно. Даны связи с другими объектами, правила модификации свойств объекта с целью его эквивалентного представления. такое описание облегчает многоуровневое проектирование.

Количественные и качественные характеристики ИСАПР.

1. Число входных, внутренних и выходных языков;

3. Глубина «дерева» диалога ИСАПР с пользователем;

4. среднее время реакции ИСАПР на вопрос пользователя;

5. Число уровней иерархии представления объектов;

6. Число экспертных систем или число проблем по которым пользователь может получить консультацию»

1. Функциональные возможности (моделирование, расчет, оптимизация, параметрический и структурный анализ);

2. Тип структуры (внешняя универсальная интеллектуализация, внешняя специальная интеллектуализация, внутренняя локализованная интеллектуализация, внутренняя распределенная интеллектуализация);

- языковый (ограниченный естественный язык, предметно-ориентированный язык);

- графический (иерархические меню, многооконный интерфейс, графический ввод, графический вывод).

Выполняет описание объекта и задачи моделирования (расчета, анализа, оптимизации) на предметно-ориентированном языке

Структура и начальные параметры объекта проектирования считаются известными. Задача состоит в выявлении конечных параметров и характеристик объекта. Интеллект ИСАПР заключается в ее адаптации к особенностям объекта.

При составлении математической модели базы знаний 2 выдает те же модели компонентов, которые наиболее соответствуют требованиям точности и скорости моделирования с учетом сложности самого объекта. База знаний 3 в соответствии с требованиями выдает способ составления математической модели объекта.

После проведения основной процедуры моделирования с учетом сведений поступающих от интеллектуальных датчиков о процессе моделирования. САПР управляет ходом моделирования, используя базу знаний 7. При этом изменяются параметры моделирующей процедуры или ее алгоритм.

В состав ИСАПР входят подсистемы диагностики, которые указывают пользователю как его ошибки при составлении описания объекта, так и ошибки системы.

Для проектирования вычислительной системы решается задача фрагментации объекта, т.е. разделение по частям, и отдельное моделирование каждой части с последующим объединением результатов моделирования.

Решает задачи структурного и параметрического синтеза. Задачи решаются:

Синтез состоит в построении «дерева» декомпозиции задачи (в качестве задачи может выступать объект или процесс (блок 2)). Поиск структуры выполняется блоком 3. В случае найденной структуры выполняется параметрический синтез. Параметризация выполняется двумя способами:

1. Эвристический (на основе знаний эксперта, опытным путем);

2. Формально (с помощью оптимизирующей системы)

Процедура поиска может применяться на каждом иерархическом уровне.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: