Инструментальные средства для создания, использования и накопления компьютерных баз знаний машиностроительного предприятия

Представленный комплекс инструментальных средств используется при формализации знаний и создании систем автоматизированной поддержки информационных решений (САПИР) в машиностроении. Данный комплекс программ ориентирован на специалистов предметной области. Эти средства позволяют не только выполнять формализацию знаний и создавать проектные процедуры, используемые при автоматизированном проектировании, но и более конкретно ставить задачи для прикладных программистов.

Набор инструментальных средств включает следующие основные компоненты (рис.1):

  1. Интеллектуальная компьютерная среда (ИКС);
  2. Интегрированная интеллектуальная система (ИнИС);
  3. Параметрическая графическая система (T-FLEX CAD фирмы Топ Системы).

Инструментальные средства для создания, использования и накопления компьютерных баз знаний машиностроительного предприятия

Рис.1. Компоненты автоматизированного рабочего места
конструктора, технолога

Конструктор в своей деятельности учитывает многие источники информации (справочники, стандарты предприятия, типовые решения и т.д.). Важнейшими составляющими процесса проектирования являются система понятий предметной области (понятийная модель), выполнение расчетов и графическое моделирование, которые составляют основу базы знаний объекта проектирования в машиностроении. Функционально база знаний состоит из символьной и графической части.

В состав символьной части базы знаний входят система словарей-справочников (свойства объекта), блоки принятия решений (инженерные расчеты по формулам и таблицам) и таблицы нормативно-справочных данных (базы данных) и т.д. Создание символьной части базы знаний выполняется посредством ИКС.

Система словарей и справочников — это программно-методический комплекс, обеспечивающий ввод, хранение и использование системы терминов, понятий и данных в рамках единого информационного пространства предприятия. Система словарей-справочников представляет собой программную среду для создания и ведения в компьютерной форме свойств объектов предметной области.

Блоки принятия решений (БПР) являются простой и удобной формой представления знаний, заданных в виде формул и таблиц. Блоки принятия решений служат для создания расчетных подсистем. Основой разработки и заполнения блоков принятия решений служит традиционная нормативно-справочная информация (справочники, ГОСТы, СТП и т.д.).

Таблицы данных являются еще одним способом представления знаний. Исторически в машиностроении сложилось так, что многие зависимости можно задать в табличном виде. Очень часто деталь или сборочная единица не могут принимать произвольные размеры, а имеют стандартные, нормализованные размеры. Эти зависимости сведены в ГОСТы и стандарты предприятий. На основе таких зависимостей создаются расчетные подсистемы выбора данных из таблиц.

Графическая часть базы знаний содержит набор параметрических чертежей деталей, сборочных чертежей, фрагментов видов, 3-х мерных моделей, эскизов и т.д., которые используются в качестве прототипов реальных чертежей при проектировании конкретного объекта.

Общая схема переноса знаний из традиционного бумажного представления в компьютерную модель представлена на рис.2.

Инструментальные средства для создания, использования и накопления компьютерных баз знаний машиностроительного предприятия

Рис.2. Схема переноса нормативно-справочной информации предприятия
в компьютерную модель

Представленная методика не исключает использования традиционных и других инструментальных средств при разработке автоматизированных систем, а именно, написание прикладных программ на языках С, С++, Visual C++, Visual Basic и т.д.

Примерами компьютерных баз знаний, созданных с применением данной методики и инструментальных средств, являются системы проектирования штампов для листовой штамповки, гладких и резьбовых калибров, станочных приспособлений, проектирование электродвигателей и т.д. Опыт показывает, что создание баз знаний возможно только при участии в разработке специалистов предметной области. Примерные объемы и состав некоторых компьютерных баз знаний приведены в таблице 1.

Таблица 1: Примерные объемы и состав некоторых компьютерных баз знаний

Типы файлов Кол-во файлов Объем (Мбайт) Сжатый объем Относительный объем
Штампы для листовой штамповки
Все файлы 35.4 18.0 1.00
Расчеты 7.4 5.6 0.30
Программы 1.6 0.05
Чертежи 26.4 11.4 0.65
Калибры для упорной резьбы
Все файлы 0.66 0.4 1.00
Расчеты 0.42 0.3 0.75
Чертежи 0.24 0.1 0.25

Здесь Расчеты включают, как работу с таблицами данных (как правило, из ГОСТов), так и расчеты с использованием блоков принятия решений (как правило, формулы и таблицы из справочников). Эти проектные подсистемы разрабатывались с помощью ИКС. Программы были написаны с использованием традиционных средств на языке программирования С. Параметрические Чертежи создавались с использованием графической системы T-FLEX CAD. В данном случае достаточно двумерных чертежей. Для 3D моделирования можно использовать другие параметрические системы Pro/ENGINEER, SolidWorks, Inventor, Unigraphics, Mechanical Desktop. Оформление чертежей в иностранных системах 3D моделирования сильно ограничено.

Процессы формализации и накопления знаний на предприятии не могут выполняться одномоментно. Поэтому в основу представленных методик и инструментальных средств были заложены методы и технологии, как для быстрой разработки программного продукта, так и для долговременного сопровождения созданных баз знаний. Как показывает практика создания сложных систем, программу на одну страницу может написать любой человек с техническим образованием. Десять или сто таких отдельных программ не могут составить программный комплекс. Для создания сложной программной системы требуются специальные знания и методы проектирования. Представленные здесь методики разрабатывались для применения их специалистами предметной области с учетом этих специальных знаний, необходимых при создании и сопровождении сложных программных систем.

Одним из способов представления знаний в машиностроении является параметрический чертеж. В параметрический чертеж, в отличие от обычного чертежа, конструктором дополнительно закладываются геометрические и функциональные взаимосвязи, основанные на поименованных свойствах детали или узла. Для сложного изделия в комплект входит несколько чертежей, которые имеют общий набор переменных параметров. При ручном способе изменения одних и тех же параметров в разных файлах чертежей возможны (и обязательно будут) ошибки. При создании объекта в системе ИнИС создается общий словарь параметров и список параметрических чертежей (3D-моделей, выходных документов и т.д.). При проектировании конкретного изделия значения параметров из словаря поступают во все необходимые чертежи по команде пользователя автоматически. Даже не включая в систему никаких расчетов можно получить эффект от автоматизации. Далее возможно включение в объект расчетных подсистем. Этот пример является только иллюстрацией того, что проверить и использовать разрабатываемые решения можно почти на автоматизированной системы.

Поставляемые инструментальные средства и системы проектирования развиваются в соответствии с задачами, возникающими в реальном производстве, и дорабатываются по заказу пользователей.

Контактная информация:

Email: avr48@rambler.ru, inisw@rambler.ru

Система создания базы знаний — Helperfy


Похожие статьи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: