智能设计
开放分类:CAD研发管理
  智能化是实现设计自动化的重要途径。智能设计应用现代信息技术,采用计算机模拟人类的思维活动,提高计算机的智能水平,从而使计算机能够更多、更好地承担设计过程中各种复杂任务,成为设计人员的重要辅助工具。

编辑本段一、智能设计的主要特点

  在设计技术发展的不同阶段,设计活动中智能部分的承担者是不同的:在以人工设计和传统CAD为代表的传统设计技术阶段,设计智能活动是由人类专家完成的;在以智能CAD为代表的设计技术阶段,智能活动是由设计型专家系统完成的,但是由于采用单一领域符号推理技术的专家系统求解问题能力有限,设计对象的规模和复杂性都受到了限制;在以人机智能化设计系统为代表的设计技术阶段,由于集成化和开放性的要求,智能活动是由人机共同承担的。虽然人机智能化设计系统也需要采用专家系统技术,但只是将其作为技术基础之一,两者仍有较根本的区别:其一,设计型专家系统只处理单一领域知识的符号推理问题,而人机智能化设计系统则要处理多领域知识以及多种描述形式的知识,是集成化的大规模知识处理环境;其二,设计型专家系统一般只解决某一领域的特定问题,比较孤立和封闭,难以与其他知识系统集成,而人机智能化设计系统则面向整个设计过程,是一种开放的体系结构;其三,设计型专家系统一般局限于单一知识领域范畴,相当于模拟设计专家个体的推理活动,属于简单系统,而人机智能化设计系统涉及多领域、多学科知识范畴,是模拟和协助人类专家群体的推理决策活动,是人机复杂系统;其四,从知识模型看,设计型专家系统只是围绕具体产品设计模型或针对设计过程某一特定环节(如有限元分析)的模型进行符号推理,而人机智能化设计系统则要考虑整个设计过程的模型、设计专家的思维、推理和决策的模型以及设计对象的模型。
  在智能设计发展的不同阶段,解决的主要问题也不同。设计型专家系统主要解决模式设计问题,方案设计可作为其典型代表,属于常规设计范畴,但也包含一些革新设计的问题。人机智能化设计系统主要解决创造性设计问题,这是因为在知识经济时代,设计活动涉及了多领域、多学科的知识,其影响因素错综复杂,必须采用集成化智能设计系统才能满足日益增长的需求。
  设计型专家系统主要模拟的是人类专家的逻辑思维能力;人机智能化设计系统除了模拟逻辑思维外,主要模拟人类专家的形象思维,甚至包括某些灵感思维能力。

编辑本段二、智能设计系统的关键技术

  智能设计系统的关键技术包括:设计过程的再认识、设计知识表示、多专家系统协同技术、再设计与自学习机制、多种推理机制的综合应用、智能化人机接口等。
  1)设计过程的再认识 智能设计系统的发展取决于对设计过程本身的理解。尽管人们在设计方法、设计程序和设计规律等方面进行了大量探索,但从计算机化的角度看,目前的设计方法学还远不能适应设计技术发展的需求,仍然需要探索适合于计算机处理的设计理论和设计模式。
  2)设计知识表示 设计过程是一个非常复杂的过程,它涉及到多种不同类型知识的应用,因此单一知识表示方式不足以有效表达各种设计知识,如何建立有效的知识表示模型和有效的知识表示方式,始终是设计类专家系统成功的关键。
  3)多专家系统协同技术 较复杂的设计过程一般可分解为若干个环节,每个环节对应一个专家系统,多个专家系统协同合作、信息共享,并利用模糊评价和人工神经网络等方法以有效解决设计过程多学科、多目标决策与优化难题。
  4)再设计与自学习机制 当设计结果不能满足要求时,系统应该能够返回到相应的层次进行再设计,以完成局部和全局的重新设计任务。同时,可以采用归纳推理和类比推理等方法获得新的知识,总结经验,不断扩充知识库,并通过再学习达到自我完善。
  5)多种推理机制的综合应用 智能设计系统中,除了演绎推理外,还应该包括归纳推理、基于实例的类比推理、各种基于不完全知识的模糊逻辑推理方式等。上述推理方式的综合应用,可以博采众长,更好地实现设计系统的智能化。
  6)智能化人机接口 良好的人机接口对智能设计系统是十分必要的,对于复杂的设计任务以及设计过程中的某些决策活动,在设计专家的参与下,可以得到更好的设计效果,从而充分发挥人与计算机各自的长处。
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李翔(1)
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最近更新:2008/12/3 13:34:21
创建者:李翔