方案设计两级实例推理过程模型及系统结构的研究
教育技术学研究方法1-1
第一部分
第一章
9
信度与效度
信度：（研究）的可信程度 效度：（研究）的有效程度
信度和效度的关系：信度是效度的必要但不充分的条件；信度 是消毒的必要前提，效度可能是信度的充分但不必要的条件。 效度是定量研究和定性/自然主义研究的必备条件。（分析： 不看广告看疗效？）效度中有时包含着信度。
第一部分
第一部分
第一章
4-1
理论、变量与假说的概念2
变量研究过程中需要进行操控和测量的因素。这些因素 的特点是第一具有两个或两个以上不同的值；第二不同 值所带来的差异对研究结果产生一定的影响。 变量的三种类型：自变量、因变量、干扰变量
干扰变量（可 能的干扰因素） 干 自变量（可能 的原因） 影响 扰
50个101，即
第一部分
第一章
2-5
经验与经验科学的五个步骤Mouly（1978）
经验：这是最初级的科学活动的起点。 分类：对各种难以理解的庞杂的物料进行形式上的系 统化。 量化：这是一个更为复杂的阶段，测量的精确性需要 通过数学的手段对现象进行更为充分的分析。 关系的发现：对各种现象之间的功能关系进行确认和 分类。 逼近真理：科学是通过逐渐逼近真理向前发展的。
第一章
10
信度定量描述方法：
信度定量描述方法： 作为等值性的信度： 第一：通过使用一个测验或资料收集工具的等价形式（备择形式）获取信度； 第二：通过评分者之间的信度，达成作为等值性的信度； • 评分者之间的一致性可以用下面的公式简单计算： 实际一致的数量/可能一致的数量*100% • 斯皮尔曼—布朗公式（用作内部一致性的信度） 信度=2r/（1+r）r 为测量工具两半之间的实际相关 • 科隆巴赫α系数
常用课题研究方案经典框架图-
产业人力资本结构对城镇化的影响分析人力资本对城镇化的影响理论人城力 影响机制镇产业人力资我国城镇化资 化本存量估算不同阶段划本 水 结 灰色分析平构不同产业人力资本对我国城镇化率提升的关联性排序结论及建议作者：学校问题与困惑人类社会领域的问题自然物质世界的问题题确的定途分径析问此处不作讨论其他研究方法(不作讨论 )社会科学研究方法 (逻辑与实证 )科学的两大支柱是逻辑与实证（观察），科学的结论都是有可证伪性的。
科学只能回答真与假的问题，不能解决善、恶、美、丑的问题。
范式是用来组织我们的观察和推理的基础模型，在科学中扮演了一个相当根本性的角色。
范式指一般框架或视角，理论指用来解释社会生活特定方面的系统化的关联性陈述。
范式提供视角，理论则在于解释所看到的东西。
理论是由概念、假设、定理、命题等组合而成。
研究的逻辑模式解释了理论与研究之间是怎样的关系。
研究的目的分为探索、描述和解释三种；我们可以对某一问题提出通则式或者个案式的解宏观与微观理论研究范式究研的确逻究理定辑范论研模式体究式及系所研、用早期实证社会达尔文冲突范式主义范式主义范式研选究择设具计体。
的演绎研究归纳研究模式模式科学研究三大层面之：理论。
处理科学的逻辑层面。
来源于哲学、逻辑学等学科。
释；我们可以分析现象的必要或充分原因；我们可以选择对个体、群体或者组织进行分析；当然还可以选择长期、者短期或者截面研究。
研究设计要求我们对上述进行选择。
必须先将研究的问题进行概念化、操作化才能进行准确的测量。
科学家们用“测量”来代表对现实世界小心、细心、谨慎的观察，并凭借变量的属性来描述事物。
用概念、构念来统一人们对现实的理解、用维度和指标将抽象的概念具体化、可操作化。
个案研究设计问卷调查法资料分析方法主要分为定性分析实地研究设计实验与准实验研究设计其他的研究设计科学研究三大层面据选之：资料收集。
处理观）择收资察的层面。
集料来源于社方（会学、心理法数。
学、人类学和统计学等。
基于实例-排序推理算法的FMS专家优化设计系统
・28・机械2020年第12期第47卷基于实例一排序推理算法的FMS专家优化设计系统李彦儒，胡晓兵，陈应飞，刘志明，彭正超(四川大学机械工程学院，四川成都610065)摘要：以某机床厂某柔性生产线项目为对象，研究了目前企业柔性生产线工艺资源、加工管理现状和车间设备布局方法，分析了目前企业在FMS80系统柔性单元设计和车间内产线布局的相关特点。
在相关研究工作的基础上，对FMS快速化设计过程中的涉及到的工艺性能、设计属性等数据进行研究分析，完成了FMS虚拟仿真设计系统的数据库设计和软件设计，确定了该系统开发的总体环境，对整个FMS快速设计流程进行了归纳整理分析，建立了FMS快速设计的专家系统知识库结构和相关推理规则，为工艺设计人员和生产现场的技术人员提供设计卖例的经验参考，以提高设计人员的工作效率，减小资源浪费，降低企业FMS设计运行成本。
关键词：柔性制造系统；车间布局；工艺数据库；Visual Studio；专家系统技术中图分类号：TH164；TP315文献标志码：A doi:10.3969/j.issn.1006-0316.2020.12.005文章编号：1006-0316(2020)12-0028-09An Expert Optimization Design System for FMS Based on Case-Sort Reasoning Algorithm LI Yanru,HU Xiaobing,CHEN Yingfei,LIU Zhiming,PENG Zhengchao(School of Mechanical Engineering,Sichuan University,Chengdu610065,China) Abstract:Based on a flexible production line project of Ningjiang Machine Tool company,this paper studied the process resources,the status quo of processing management and the method of workshop equipment layout and analyzed the characteristics of FMS80system flexible unit design and the layout of production line in the workshop.Data analysis was conducted regarding process performance and design attributes of FMS rapid design.After database design and software design of virtual simulation FMS design system was completed,the overall environment of the system development was determined and the whole process of FMS rapid design was summarized and analyzed.Knowledge base structure of expert system and related inference rules of rapid design of FMS structure was established.This research provides cases for reference,so as to improve the design efficiency and to reduce the waste of resources and the cost of enterprise in FMS design and operation.Key words:flexible manufacturing system；workshop layout；process database technology；Visual Studio；expert system technology柔性制造系统(FMS,Flexible Manufacturing设计过程包含了FMS功能单元资源管理、车间System)是典型机电液组成的复杂大系统，其布局与工艺流程优化智能算法研究、工艺资源收稿日期：2020-04-20基金项目：国家科技重大专项(2018ZX04032001)作者简介：李彦儒(1995-),男，重庆人，硕士研究生，主要研究方向为智能制造、数字化生产，E-mail：*****************;胡晓兵(1970-),男，湖北黄冈人，博士，教授，主要研究方向为企业信息化、机器视觉、数字化车间。
美国新一代科学教育标准NGSS能力要求细则
2）设计可能的解决方案 3）优化设计方案 1）相互依赖的科学、工程和技 术 2）工程、技术和科学对人类社 会和自然世界的影响
四级（分年级）
2-3年级
4-6年级
1）如果变了改变，对即将要发生的情 1）提问源于对现象、模型或预料之外的结
况进行提问；
果的仔细观察；
2）鉴别科学和非科学问题；
2）定义可以通过物体、工具、过程或系统 得到解决的问题，确定多样的标准和限制条 件；
a-模式 b-原因与结果：机制与解释 a-尺度、比率和数量 b-系统与系统模型 c-物质与能量：流动、循环与守恒 d-结构与功能 e-稳定性与变化
a-物质和相互作用 b-力与稳定性：力和相互作用 c-能量
d-波及其在信息传递技术中的作用 a-从分子到组织：结构与进程 b-生态系统：相互作用、能量、动力学 c-遗传：性状继承与变异 d-生物进化：统一与多样性 a-地球在宇宙中的位置 b-地球系统
3）所提的问题能够进行调查，并且能 够预测可能性结果；
4)使用已有的知识描述问题；
5）定义可以通过物体、工具、过程或 系统得到解决的简单问题，确定限制性 条件；
1）明细模型的局限性；
1）评估一个物体或工具模型的局限性；
2）通过论证共同制作和修改模型；
2）通过论证制作或修改模型来匹配系统的 变量或因素改变后状况；
f-识别数据中值得进一步调查的其它关系
a-运用科学的数学公式和图表，使用合适的单位 b-运用恰当的数学或算法形式，表示科学模型和数据关系 c-认识到计算机模拟建立的基础，即对研究对象的基本假设 d-运用数学表达式、计算机程序或模型进行简单测试，把计算结果与实 际条件作比较，判断该结果是否有意义
f-使用不同年级水平的数学和统计学知识来分析数据
管理信息系统名词解释
管理信息系统名词解释1.人机系统：由人和机器构成并依赖于人机之间相互作用而完成一定功能的系统。
2.系统结构：是指系统内部各组成要素之间的相互联系、相互作用的方式或秩序，即各要素在时间或空间上排列和组合的具体形式。
3.数据结构:相互之间存在着一种或多种关系的数据元素的集合和该集合中数据元素之间的关系组成。
4.数据模型：对客观事物及其联系的逻辑组织描述。
5.制造资源计划：是在物料需求计划上发展出的一种规划方法和辅助软件。
它是以物料需求计划MRP为核心，覆盖企业生产活动所有领域、有效利用资源的生产管理思想和方法的人－机应用系统。
6.企业资源计划：所谓ERP，就是企业资源计划，它将企业的财务、采购、生产、销售、库存和其它业务功能整合到一个信息管理平台上，从而实现信息数据标准化，系统运行集成化、业务流程合理化、绩效监控动态化、管理改善持续化。
7.数据处理：把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据，用一定的设备和手段，按一定的使用要求，加工成另一种形式的数据的过程。
8.数据文件：把数据按某种数据结构组织起来存放在外部设备上那个，就构成了数据文件。
一般来说，数据文件是为某一目的而形成的同类记录的集合，记录是文件中数据组织的基本单位，由若干个数据项组成，数据项又是数据处理的最小单位。
9.文件组织：文件的组织是指文件的构造方式。
10.因特网：由多个计算机网络相互连接而成，而不论采用何种协议与技术的网络。
11.数据库管理系统：一组对数据库进行管理的软件，通常包括数据定义语言及其编译程序、数据操纵语言及其编译程序以及数据管理例行程序。
12.记录：在数据库里面，表的“行”称为“记录”,“列”称为“字段”13.企业内部网：企业内部网是给企业内的员工们用的，一般的消费者是不可以进入的。
通常企业内部网的资料都是一些关于员工福利，公司最近的培训计划，和一些内部资料的分享。
14.战略规划：所谓战略规划，就是制定组织的长期目标并将其付诸实施，它是一个正式的过程和仪式。
四、课程内容——2017年版《普通高中课程标准》化学(word文档)
（一）必修课程必修课程设置5个主题，旨在促进全体学生在“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养的各个方面都有一定的发展。
主题1：化学科学与实验探究【内容要求】1.1 化学科学的主要特征认识化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化及其应用的一门基础学科，其特征是认识物质和创造物质；了解化学科学的发展历程及其趋势。
认识化学科学研究需要实证与推理，注重宏观与微观的联系；了解实验、假说、模型、比较、分类等方法在化学科学研究中的运用。
了解物质的量及其相关物理量的涵义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。
1.2 科学探究过程认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。
了解科学探究过程包括提出问题和假设、设计方案、实施实验、获取证据、分析解释或建构模型、形成结论及交流评价等核心要素。
理解从问题和假设出发确定研究目的、依据研究目的设计方案、基于证据进行分析和推理等对于科学探究的重要性。
1.3 化学实验认识化学实验是探究和学习物质及其变化的基本方法，是科学探究的一种重要途径。
初步学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等化学实验基础知识和基本技能。
学习研究物质性质，探究反应规律，进行物质分离、检验和制备等不同类型化学实验及探究活动的核心思路与基本方法。
体会实验条件控制对完成科学实验及探究活动的作用。
1.4 科学态度与安全意识发展对化学实验探究活动的好奇心和兴趣，养成注重实证、严谨求实的科学态度，增强合作探究意识，形成独立思考、敢于质疑和勇于创新的精神。
树立安全意识和环保意识。
熟悉化学品安全使用标识，知道常见废弃物的处理方法，知道实验室突发事件的应对措施，形成良好的实验工作习惯。
1.5 学生必做实验● 配制一定物质的量浓度的溶液。
● 完成各主题的必做实验（见各个主题）。
【教学提示】1.教学策略● 整体规划实验及探究教学, 发挥典型实验探究活动的作用。
外文翻译译文
齐齐哈尔大学毕业设计（论文）外文翻译译文题目一种注塑工艺设计计算系统学院机电工程学院专业班级机械074班学生姓名郝壮壮指导教师陈集一种注塑工艺设计计算系统结合黑板的专家系统和基于案例的推理方法邝志强和G. F. Smitht制造工程学系，香港理工大学，香港高级技术中心，华威大学，英国注塑成型工艺设计涉及注塑机，模具设计，生产调度，成本估算，与注射模具参数的确定选择。
专家系统方法已被用于计算在过去数年的注塑成型过程的解决方案。
但是，这种方法被发现的确定由于注射模具参数设置的成型参数对知识的脆弱性无能。
此外，对工艺设计缺乏适当的组织架构，现有专家系统异构知识源。
在这个文件中，一个黑板的专家系统和基于案例的推理方法结合引入消除现有专家系统方法来处理的设计缺陷，从一个进程的设计计算系统的注塑成型名为CSPD，已经研制成功。
CSPD首次导出了包括注塑机和模具基地的选择，工装成本流程的解决方案，处理成本估算，与生产调度的基础上黑板的专家系统方法。
它是随后的注射成型的基于案例的推理方法和以前得到部分解决方案的参数的确定的保证。
关键词：黑板结构;基于案例推理专家系统;成型工艺的注射模设计1．介绍注塑成型工艺设计主要涉及注塑机，模具设计，成本估算，生产调度和注射成型工艺参数的确定选择。
传统上，这些活动是由一批经验丰富的人员，包括模具设计师，一次成型工程师，造价工程师和生产工程师，以连续的方式，由零件的设计团队完成。
可能由于在设计过程阶段的信息缺乏，导致了一部分频繁的重新设计。
如今，在设计阶段取得的过程设计解决方案减少了产品开发时间，缩短将产品推向市场的时间。
在人工智能（AI）技术进步，推动了工艺设计计算系统的开发。
流行的人工智能专家系统正在开发过程中采用多种研究工作设计.计算系统技术利用工艺设计专家系统方法，里斯和骑士在早期选择的处理顺序专家系统[1]产品设计阶段，示范如何将专家系统方法可以用来制造工艺选择上的设计和生产参数的设定，为达到成本效益的制造和加工费用估计确定的流程的基础上进行决策[2]。
常见的研究设计方案有哪些类型
常见的研究设计方案有哪些类型常见的研究设计方案有哪些类型摘要:研究设计是科学研究中的重要环节，它决定了研究的目标、方法和结果的可靠性。
本文将介绍常见的研究设计方案，包括实验设计、问卷调查、案例研究、观察研究、文献综述和实证研究等。
通过对这些研究设计方案的介绍和分析，读者可以更好地理解和选择适合自己研究的设计方案。
关键词: 研究设计、实验设计、问卷调查、案例研究、观察研究、文献综述、实证研究一、引言研究设计是科学研究过程中的重要环节，它决定了研究的目标、方法和结果的可靠性。
不同类型的研究设计适用于不同的研究问题和目标。
本文将介绍常见的研究设计方案，包括实验设计、问卷调查、案例研究、观察研究、文献综述和实证研究等。
通过对这些研究设计方案的介绍和分析，读者可以更好地理解和选择适合自己研究的设计方案。
二、实验设计实验设计是一种通过对研究对象进行干预和控制，来验证因果关系的研究设计。
实验设计可以分为实验组和对照组，实验组接受某种干预措施，对照组不接受干预。
实验设计的优点是可以控制其他变量的干扰，从而得到可靠的结果。
常见的实验设计包括前后实验设计、随机对照实验设计和因子实验设计等。
三、问卷调查问卷调查是一种通过发放问卷并收集被试者的意见和经验来获取信息的研究设计。
问卷调查的优点是可以获取大量的数据，对于一些主观性的问题可以得到被试者真实的想法和感受。
在进行问卷调查时，需要注意问卷设计的科学性和合理性，确保问题的准确性和可信度。
四、案例研究案例研究是一种通过深入研究个别现象或个别个体来了解其特征、原理和发展趋势的研究设计。
案例研究可以通过观察、访谈、文献分析等方式进行数据收集。
案例研究的优点是可以提供详细的描述和分析，对于某些特殊的研究对象非常适用。
五、观察研究观察研究是一种通过观察和记录研究对象的行为和现象来获取信息的研究设计。
观察研究可以分为自然观察和实验观察。
自然观察是在自然环境下观察研究对象的行为和现象，实验观察是在实验室条件下对研究对象进行观察。
结构模型解析法
实际数据往往存在不确定性，如噪声、异常值等，这些不确定性因素会对结构模型解析法的结果产生影 响，需要采取相应的方法进行处理。
模型复杂度和计算效率的挑战
模型复杂度
结构模型解析法通常涉及复杂的数学模型和算法，这些模型的 复杂度可能会很高，导致计算量大、计算时间长等问题。
计算效率
在实际应用中，结构模型解析法需要处理大量数据，并进 行大量的计算，如何提高计算效率是一个重要的问题。
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结构模型解析法
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目 录
• 引言 • 结构模型解析法的基本原理 • 结构模型解析法在工程领域的应用 • 结构模型解析法在金融领域的应用 • 结构模型解析法在医学领域的应用 • 结构模型解析法的挑战和未来发展
结构模型解析法的定义和作用
定义
结构模型解析法是一种基于结构主义思想的分析 方法，它通过对系统或结构的构成元素、元素间 的相互关系以及整体结构进行深入研究，以揭示 系统或结构的本质特征和运行规律。
预测功能
通过对结构模型的分析，可以对系统或结构的未 来发展趋势进行预测，为决策提供支持。
描述和解释功能
结构模型解析法可以对系统或结构的本质特征和 运行规律进行描述和解释，帮助人们更好地理解 和把握其内在逻辑。
信用评级中的应用
信用风险评估
结构模型解析法可用于评估借款人的信用风险，通过分析其财务状 况、经营情况、行业环境等因素，预测其违约可能性。
体系结构设计与设计模式
关于体系结构设计与设计模式摘要：本文从设计模式与软件体系结构的关系探讨设计模式运用在软件设计中的可行性，经分析表明采用设计模式既可很好的继承成熟技术，提高系统设计的可靠性，又能提高工作效率。
引言软件的发展不仅要求软件有更高的生产率和可靠性，而且对软件的可重用性和可维护性也提出了更高的要求。
设计模式以文档的形式把软件设计经验记录下来，并予以系统的命名、解释和评价，使开发人员在进行系统的设计与开发时可以使用别人的成功经验而不必为普通的、重复的问题重新设计解决方案，使设计者更容易理解其设计思路，能为自己的问题找到更合适的解决办法，帮助设计者更快更好地完成系统设计。
本文试图从设计模式与软件体系结构、软件重用技术间的关系探讨设计模式运用在软件设计中的可行性，并对设计模式的性能进行分析。
软件体系结构的基本单位是软件构件，软件构件是一个软件体系结构的核心。
它承担控制构件，问题领域构件，基础设施构件这三个重要角色之一。
软件体系结构的不同形式分别有概念结构，模块结构，代码结构，执行结构。
软件构件还必须具备独立部署单元，作为第三方的组装单元，不能有任何外部可见状态。
体系结构是很重要的。
体系结构的表示有助于项目干系人相互交流软件体系结构是系统的高层次的描述，是一种隐藏了实现细节的抽象。
有助于与系统相关人员交流。
体系结构提供了一个平台语言，可用来表达各种关注和协商，有助于对大型复杂系统进行管理。
体系结构突出了早期设计决策软件体系结构是可传递和可复用的模型在系统结构设计中，首先要考虑系统所采用的体系结构风格，这也是体系结构设计的核心问题。
体系结构设计一般要遵循建立软件的环境模型，定义体系结构的原始模型。
体系结构的求精与完善。
在体系结构设计层，软件架构师用体系结构环境图对软件与外部实体交互方式进行建模。
与目标系统交互的系统有上级系统，下级系统，同级系统，参与者。
体系结构的结构风格包括数据流风格，调用一返回风格，仓库风格。
调用一返回风格还包括3种子风格主程序/子程序体系结构，面向对象风格，层次结构。
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机械方案生成可分解为两个阶段: 第一阶段是根据用户 提出的设计任务建立功能结构图; 第二阶段是找出与功能结 构图中每一子功能相匹配的子结构 (装置)。 在这一过程中, 功能结构图的建立是最能体现设计者匠心的, 也是设计者在
图 1 方案创新设计两级实例推理过程模型 理的方案生成的过程模型如图 1 所示。这种模型比直接存储 整个机械方案实例优越得多。 其一: 对于给定一个功能结构 图, 通过子结构的组合可以有许多种不同结构方案, 如果存 储每一种结构方案, 将造成系统资源的很大浪费。其二: 根据 功能结构图中每一个子功能提取与之相匹配的装置并组合 为一个完整的设计方案本身就是一种实例转换和调整的创 新过程。
图 5 机械装置运动形态属性实例描述
示形式来装置装置属性以及建立装置实例库。一侧面组成, 框架描述如下:
框架 (装置名)
槽 1 ( IN PU T ) 侧面 1: 类型
槽 2 (OU T PU T ) 侧面 1: 类型
《机械设计与研究》1999 No. 2
描述实例的功能结构图。一个方案实例功能结构图对应一个
框架, 框架由槽组成, 框架名对应系统中的实例目录, 槽名对 应于该实例方案的一个工艺动作。 每个槽由个侧面组成: 框架 (实例代码) 槽 1 (工艺动作代码) 槽 2… … 槽 n…
侧面 1: F 1 (功能词汇 ) … … 侧面 2: 上层节点 … … 侧面 3: 所属层数 … … 侧面 4: 下层节点集合 … … 功能结构图往往是多层的, 对于多层功能结构图采用层 次框架表示。 整个功能结构图实例库就是由这些框架组成。 以上所描述的框架数据结构完全能描述一个功能结构图, 槽 中的侧面 1 的功能词汇对应功能结构图中的子功能名; 侧面 2 和侧面 3 描述子功能之间的关系, 如果某一子功能既出现 在上层节点中又出现在下层节点中, 则该子功能与本槽所对 应的子功能是环形结构排列, 如果仅出现在上层或下层节 点, 则是串行排列, 如果上下层都不出现则是平行排列 (参照 图 4)。给定一个设计任务, 概括设计任务的名称在实例目录 中找到对应于该实例的代码 (目前系统采用实例名汉语拼音 表达)。 根据实例代码在功能结构图实例库中提取功能结构 图。 如果是实例目录中没有新的设计问题, 系统提供一个空 的框架, 以便用户通过人机交互的方式创建功能结构图。 3. 3 机械装置定性表示及装置实例库的建立 连续的物理现象的离散化是符号推理 (相对于数值计 算) 的基础, 且在研究结构系统的定性推理中被广泛采用。这 种离散化方法同样可以应用到机械方案设计的研究中。机械 方案结构可以离散化为多个的子方案—基本的机械装置 (积 木元) , 这种离散化有助于形成统一的表达形式。 前文已经提及, 对于一个运动的机械装置, 运动形态最 能反映它的本质特征。 一个有限的运动形态的标注集合 (例 如, 转动、移动、连续、往复等) 可用于机械装置的连续结构行 为的特征表示和推理。 例如, 一个曲柄滑块机构可看作是一 个将连续转动转换为往复移动的装置。 在方案设计阶段, 输 入与输出之间的关系不需要表示为精确的数学函数的形式。 因此可以采用定性的方法对机械装置建立统一的表达形式, 以便于机械装置的存储和管理以及装置实例库的建立。 用什么属性来表达一个机械装置一直没有形成统一的 认识。 作者采用四个属性表达一个机械装置。 即输入 ( IN 2 PU T )、输 出 (OU T PU T )、关 系 (R ELA T ION )、性 能 指 标 (PER FO RM AN CE)。 前面三个是装置的运动形态属性。 IN PU T: 描述与输入运动联系的装置的输入端口。 OU T PU T: 描述产生输出运动的装置的输出端口。 R ELA T ION : 描述输入与输出运动的关系。 PER FO RM AN CE: 描述装置的一些定性属性, 如工作 性能, 动力性能, 经济性能, 结构紧凑性。 这也是装置实例所 携带的设计经验。 每个属性具有一些子属性。每个子属性可赋予 0、1 或更 多的属性值。 其中装置的运动形态属性取值描述如图 5。 图 5 是一个典型的层次结构, 因而很自然的采用框架表
2 基于实例推理机械方案设计系统结构
基于实例推理是在传统的基于规则和基于框架的专家 系统 (ES) 或基于知识系统 (KB S) 上多了一种知识组织和管 理的方式, 它并不独立于传统的 ES 或 KB S 单独存在, 相反,
设计类似的问题可资利用的宝贵的设计经
验, 因此功能结构图应成为智能设计系统知
《机械设计与研究》1999 No. 2
它们是紧密联系相辅相成的。作者根据上面提出的两级实例 动精度、结构紧凑性以及结构复杂性采用模糊综合评价的方
推理的过程模型, 开发了基于实例推理的方案创新设计, 系 统的结构如图 2 所示。 系统主要由图 2 中被虚线框的分割三大模块组成: 实例 提取模块、装置组合协调设计模块以及评价模块, 各模块协 调工作由总控模块 (控制通道) 进行控制。下面对每一模块作 一简单介绍: 2. 1 实例提取模块
2. 3 评价模块
评价模块主要根据评价规则库中一些评价
规则对装置提取以及装置组合的结果进行评价。
这些规则是对装置从制造工艺性、制造成本、运
图 4 功能结构图中子功能之间关系
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© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
《机械设计与研究》1999 No. 2
方案设计两级实例推理过程模型及系统结构的研究
五邑大学 (江门·529020) 孔凡国 上海交通大学 邹慧君
摘要 本文将重点研究机械方案创新设计过程。作者根 据机械方案设计特点, 提出两级实例推理过程模型, 设计并 描述基于实例功能推理的机械方案智能设计系统。同时对实 例分解表示进行详细研究, 并讨论了功能结构图及机械装置 的框架表示方法, 描述一种改进的组合功能分类方法, 建立 了方案功能结构实例库和机械装置实例库。
关键词 实例推理 创新 功能结构图
0 引 言
设计者通常依据以前的设计经验来完成当前的设计, 并
不是每次从头开始设计, 以前的失败经验被用来避免犯同样
的错误, 而成功的经验则被用来指导当前的设计。 基于实例
推理是 A I 中新崛起的一种重要的推理技术, 这一模型符合 上述设计思维规律。该模型应用类比推理来选择和转换一个 以前已解决的设计问题的设计解为一个新的设计问题的解。 开发具有广泛适应性的设计知识库是困难和费时的, 因而成 为知识系统开发的“瓶颈”问题, 基于实例推理为解决这一问 题提供一个比较好的知识组织和管理模式。在基于实例推理 中的关键问题是以最简单形式存储实例, 以便有效的提取实 例。
切实可行的系统化方法。作者将基于实例推
理引入到方案设计系统中, 尽管也有一些学
者探讨基于实例推理在设计中的应用, 但目
前比较成功的系统还是在调整结构参数设
计中的应用。作者根据机械系统的组成以及
方案设计问题的特点, 提出两级基于实例推
图 2 方案创新两级实例推理系统
— 17 —
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
该模块有两个主要任务: 建立功能结构图以及针对功能 结构图中每一子功能在装置实例库中提取装置。建立功能结
法给出的一些定性的评价准则。
3 机械方案实例表示及实例库建立
3. 1 设计方案实例分解 一个复杂系统的设计问题往往转化为子系统的设计问
题。 与系统设计的分解模型相应, 设计方案实例也可分解成 一棵设计方案实例树。 对于每一个分解后的子系统设计, 都 有一组子系统的设计实例与之对应, 它们代表了以往子系统 的设计方案的过程和结果。系统分解与实例分解形成两个树
子系统实例
系统实例
子系统实例
子系统实例
2. 2 装置组合协调设计模块 (1) 协调设计约束。 通过这些约束保证装置的动作满
足工艺要求、时间同步、空间同步, 避免空间干涉以及两个子 装置在动作衔接处发生干涉, 优化工作循环周期, 提高运行 效率。
(2) 设计约束 设计约束是根据具体的设计任务提出的, 诸如几何约 束、工艺约束、功能约束、制造约束以及装配约束。 以上这些约束在系统中以启发式规则形式存在。除了以 上这些约束以外, 在装置组合时, 还必须有一套组合协调规 则来保证装置组合的有效性和协调性。下面给出一些规则的 描述: 规则 1: IF 将具有移动输入和转动输出的两个装置组合 TH EN 组合装置可以满足移动输入和移动输出功能要 求或转动输入和转动输出的设计要求
TH EN 组合的装置能满足匀速输入和变化输出的设计 要求
……
借鉴和参考的宝贵经验。功能分解方案的结果一般采用功能 结构图来表达。 从总体上看, 功能结构图一般为层次树状结 构。一个功能结构图主要表达三个方面的信息: 工艺动作、功 能类型及功能之间的关系。 功能结构图中的子功能排列方式可分为三种形式 (如图 4 所示) : ①串联 (链式) 结构- 用于按先后顺序进行的工程; ②并联 (平行) 结构- 用于同时进行的过程; ③环型结构- 用 于反馈过程。 因为功能结构图具有层次特性, 本文采用框架
状层次结构。这两根树在具有相同的层次分解结构和一一对 应的关系的同时, 也存在各自的特点, 设计模型树描述的是 系统的设计方法, 第一个节点所代表的是该子系统的一组设 计方法, 所描述的是不依赖于具体设计方案的共性知识, 而 设计实例树描述的是具体的一组设计实例, 是依赖于以往设 计方案的个性知识。 图 3 描述实例分解示意图。
识库中一个重要组成部分加以存储和利用。
尽管在工程实际应用中, 机械系统的结
构千变万化, 但通过观察不难发现机器总是
由有限的零部件组成, 我们可以称这些元素