Реализация модели предметной области интеллектуальной

Ульяновский государственный
технический университет
Кафедра «Вычислительная техника»
Выпускная работа бакалавра
Реализация модели предметной области
интеллектуальной АОС САПР КОМПАС
Специальность 230100.62
Студент : Канев Д.С.
Группа: БЭВМд-41
Руководитель: Афанасьев А.Н.
Ульяновск - 2010
Постановка задачи
2
Целью данной работы является проведение
научного эксперимента по разработке учебнометодического
наполнения
модели
предметной
области
интеллектуальной
автоматизированной обучающей системы для
доказательства её адекватности и полноты на
примере изделия «Редуктор» САПР КОМПАС.
Модели представления
знаний
3
Сравнительный анализ моделей
представления знаний
Модель
представления
знаний
Продукционная
модель
Примеры
ИАОС
Авторская
древовидная
модель Войта
Н. Н.
ИАОС
ООО
"УМЗ",
УлГТУ
Преимущества
4
Недостатки
МОНАП,
МОНАП
ПЛЮС
Мал объем памяти для хранения Значительные затраты времени на построение
элемента знаний модели
цепочки вывода
База знаний должна содержать сотни и тысячи
правил
Не может одновременно манипулировать
знаниями из разных предметных областей.
Логическая
NORMIT,
Мал объем памяти для хранения Не может одновременно манипулировать
модель
KERMIT,
элемента знаний модели
знаниями из разных предметных областей.
CAPIT
Модель универсальна
База знаний должна содержать сотни и тысячи
правил
Семантическая WordNet, Наследуемость свойств элементов. Таят
в
себе
угрозу
возникновения
сеть
Alice
противоречий.
Модель универсальна и легко Неудовлетворительная способность объяснить
настраивается.
свои решения.
Наглядность знаний.
Фреймовая
ИАОС по Обладает
высоким
уровнем Обучение фреймовых систем затруднено.
модель
физике
абстрактности
ДОУ
Позволяет описывать метазнания. Для хранения элемента модели требуются
Модель является универсальной.
значительные объемы памяти.
Наследуемость свойств элементов.
Наглядность знаний.
Адаптивность модели под разные
области САПР
Не может одновременно манипулировать
знаниями из разных предметных областей.
Недостаточный универсализм
Предметная область
Предметная область представляется в виде дерева
онтологий.
Типы связи:
• иерархические;
• порядковые;
• ассоциативные.
Каждой онтологии соответствует учебный элемент.
5
Предметная область
6
Иерархические связи используются для описания объекта и
процесса проектирования с разной степенью детализации.
Порядковые связи упорядочивают описание на одном
иерархическом уровне и определяют цепочки онтологий.
Ассоциативные связи соединяют иерархические и
порядковые онтологии разных уровней .
Графический
конструктор
7
Программа обеспечивает разработку модели предметной
области САПР и наполнение проектным содержанием
модели (промышленными объектами) в графическом виде.
Содержанием
модели
является
конструкторская
документация (текст, рисунки, гипермедиа материал и файлы
(объекты) САПР).
Графический конструктор
8
Представление модели обеспечено с помощью узлов и
связей.
Узел - учебный элемент, который описывает
• простейшая операция (повернуть, выдавить);
• атомарное понятие (дуга, отрезок);
• объекты и композиции элементов (вал, крышка)
К узлу прикрепляются проектные файлы, которые детально
описывают элемент (рисунки элементов, эскизы, схемы и
т.п.).
Графический конструктор
9
Отношения между узлами задаются тремя видами связей:
• Порядковые связи задают порядок перехода между
узлами, порядок выполнения проектных операций.
• Иерархические связи описывают вложенность операций,
элементов (составляющих частей).
• Ассоциативные связи описывают связность по ключу
(ссылке) с узлами, соответственно изменение одного узла
повлечет за собой изменение всех связных узлов.
Подшипник 410 ГОСТ 8338-75
10
Подшипник 410 ГОСТ 8338-75
порядковая
иерархическая
ассоциативная
11
Подшипник 410 ГОСТ 8338-75
(Шарик)
Структура:
1. Операция вращения
Родители:
1. Совпадение
2. Массив по концентрической сетке
3. На расстоянии
4. На расстоянии
Ассоциация: Массив1
1. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (1)
2. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (2)
3. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (3)
4. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (4)
5. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (5)
6. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (6)
7. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (7)
8. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (8)
9. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (9)
10. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (10)
11. Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик) (11)
Содержание:
Для создания подшипника необходимо создать его эскиз, и операцией вращение создать подшипник.
Наименование = Подшипник 410 ГОСТ 8338-75 (Шарик)
Цвет = HEX {80, 80, 80}
12
Подшипник 410 ГОСТ
8338-75 (Шарик)
13
Дуга
Структура:
1. Радиус
2. Точка 1
3. Точка 2
• Родители:
1. Эскиз 1
Содержание:
Дуга по двум точкам
Чтобы построить дугу с заданными
конечными точками, вызовите
команду Дуга по 2 точкам.
Выполните следующие пункты:
1. Радиус
2. Точка 1
3. Точка 2
Радиус
14
Родители:
1. Дуга
Содержание:
Введите значение радиуса или
диаметра создаваемой дуги в
соответствующее поле на Панели
свойств.
………
Радиус = 12.7 мм
-----------------------------------------------Следующий: Точка 1
Редуктор
15
Редуктор
16
Редуктор
Модель редуктора содержит:
•
•
•
•
узлов – 4630;
иерархических связей – 4899;
ассоциативных связей – 27;
порядковых связей - 1906.
17
Адекватность модели
18
Публикации
19
• Войт Н.Н., Канев Д.С. Интеллектуальная автоматизированная
обучающая система в САПР КОМПАС // Труды Всероссийской
конференции с элементами научной школы для молодежи
«Проведение научных исследований в области обработки,
хранения, передачи и защиты информации». – Ульяновск:
сборник научных трудов. В 4 т. Т. 3. УлГТУ, 2009. С. 410 – 413.
• Афанасьев А.Н., Войт Н.Н., Канев Д.С. разработка учебнометодического наполнения модели предметной области
интеллектуальной обучающей систем на примере САПР КОМПАС
// Информатика и вычислительная техника: сборник научных
трудов. - Ульяновск: УлГТУ, 2010. - С. 410-413.
• Войт Н.Н., Канев Д.С. Графический конструктор модели
предметной области САПР // Информатика и вычислительная
техника: сборник научных трудов. - Ульяновск: УлГТУ, 2010. - С.
410-413.
• РОСПАТЕНТ: СВИДЕТЕЛЬСТВО о государственной регистрации
программы для ЭВМ № 2010613515 «Графический конструктор
модели предметной области САПР», Москва. 2010.
Заключение
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
20
Реализована модель предметной области интеллектуальной АОС САПР
КОМПАС, разработано учебно-методическое наполнение модели
предметной области интеллектуальной автоматизированной обучающей
систем на примере САПР КОМПАС.
Проведен научный эксперимент по разработке учебно-методического
наполнения модели предметной области интеллектуальной
автоматизированной обучающей системы на примере
САПР
КОМПАС (используя авторскую древовидную модель Войта Н. Н. для
представления знаний).
Исследованы продукционная, логическая, фреймовая, древовидная
модели и семантическая сеть.
Реализован графический конструктор модели предметной области САПР.
Разработана БД для хранения и обработки компонентов предметной
области на базе MySQL-сервера.
Разработан переносимый формат для представления модели предметной
области на базе XML.
Разработана серверная компонента по технологии Enterprise JavaBeans.
Реализована интеграция системы с САПР КОМПАС посредством COMинтерфейса.