Интеллектуальные системы автоматизированного проектирования

Классические САПР используются в тех случаях, когда при проектировании изделий данного класса накоплен достаточный опыт. Интеллектуальные САПР необходимы проектировщикам тогда, когда отсутствуют достаточно проработанные методики проектирования или изделие принципиально новое и требует значительных затрат творческого труда.

Рисунок 4.1 - Типовая схема САПР

Как и всякая другая система искусственного интеллекта, ИСАПР имеет в своем составе базу знаний, в которой хранится вся необходимая для ее работы информация о предметной области, в которой решается задача проектирования. В этой базе знаний собран и тот опыт, который накоплен проектировщиками, и экспертная информация о возможных путях поискового конструирования — она опирается на методы моделирования рассуждений, типичные для специалистов, которые работают в данной области.

Общая схема ИСАПР может быть такой, как она показана на рис. 4.1.

Рисунок 4.2 - Автоматизированная информационная система

Когда на вход системы поступает задание на проектирование, которое в ИСАПР может формулироваться на естественном профессиональном языке, оно с помощью естественно-языкового интерфейса и других диалоговых средств понимается системой, уточняется у пользователя и переводится в специальное внутреннее представление. После этого делается попытка свести процесс проектирования к стандартным процедурам, реализуемым в классических САПР. Если эта попытка оказывается безуспешной, то логический блок передает задачу на вход экспертной системы, ориентированной на решение задачи проектирования в данной предметной области. Взаимодействуя с базой знаний и САПР, экспертная система ищет решение задачи.

В рамках современных ИСАПР интегрируются различные процедуры, задачи, этапы и уровни проектирования, обеспечивается непрерывный сквозной цикл автоматизированного проектирования, начиная от этапа подготовки технического задания и выработки технического предложения и кончая созданием рабочего и технического проектов. Автоматизируются не только рутинные, но и эвристические и творческие задачи, в частности, процедуры поискового конструирования, структурного синтеза и оптимизации. ИСАПР помогает поддерживать и интенсифицировать творческую активность разработчиков, повышает качество и производительность труда проектировщиков различных категорий, помогая сохранять и тиражировать уникальный проектный (экспертный) опыт и строить интеллектуальный интерфейс между проектировщиком и системой. Человек начинает доверять результатам машинной обработки информации. В результате повышается качество проектируемых объектов, так как увеличивается число просматриваемых вариантов и глубина проработки каждого из них. Сокращаются и сроки проектирования, так как шире используются средства моделирования, ускоряются проектные расчеты и графические работы.

В процессе работы ИСАПР решаются все основные задачи технического проектирования.

1. Составляется обоснованное техническое задание — это внешнее проектирование.

2. Анализируется техническое задание — это внутреннее проектирование.

3. Проводится концептуальный анализ: выбирается конструктивно-компоновочная схема, анализируется стоимость проекта.

4. Проводятся структурный синтез и оптимизация.

5. Ведется поисковое конструирование (изобретательство).

6. Проект планируется.

7. Конструкции перепроектируются и дорабатываются.

8. Повышается эффективность и качество инженерного анализа благодаря планированию вычислений и обучению пользователя владению пакетом прикладных программ. Проводится имитационное моделирование, выбираются численные методы расчета; результаты контролируются.

9. Проверяется соответствие отраслевым стандартам.

10.Готовятся рабочие чертежи и документация.

Каждая из этих задач требует сложного программного и информационного обеспечения. Поэтому ИСАПР — это дорогостоящие и сложные системы, но без них вряд ли возможно создавать такие сложнейшие технические изделия, как современные самолеты или подводные лодки, атомные электростанции или космические корабли.