Реализация модели предметной области интеллектуальной АОС САПР КОМПАС Ульяновский государственный технический университет Кафедра «Вычислительная техника» Выпускная работа бакалавра Специальность Студент : Канев Д.С. Группа: БЭВМд-41 Руководитель: Афанасьев А.Н. Ульяновск

Постановка задачи Целью данной работы является проведение научного эксперимента по разработке учебно- методического наполнения модели предметной области интеллектуальной автоматизированной обучающей системы для доказательства её адекватности и полноты на примере изделия «Редуктор» САПР КОМПАС. 2

Модели представления знаний 3

Сравнительный анализ моделей представления знаний Модель представления знаний Примеры ИАОС ПреимуществаНедостатки Продукционная модель МОНАП, МОНАП ПЛЮС Мал объем памяти для хранения элемента знаний модели Значительные затраты времени на построение цепочки вывода База знаний должна содержать сотни и тысячи правил Не может одновременно манипулировать знаниями из разных предметных областей. Логическая модель NORMIT, KERMIT, CAPIT Мал объем памяти для хранения элемента знаний модели Не может одновременно манипулировать знаниями из разных предметных областей. Модель универсальнаБаза знаний должна содержать сотни и тысячи правил Семантическая сеть WordNet, Alice Наследуемость свойств элементов.Таят в себе угрозу возникновения противоречий. Модель универсальна и легко настраивается. Неудовлетворительная способность объяснить свои решения. Наглядность знаний. Фреймовая модель ИАОС по физике ДОУ Обладает высоким уровнем абстрактности Обучение фреймовых систем затруднено. Позволяет описывать метазнания.Для хранения элемента модели требуются значительные объемы памяти. Модель является универсальной. Авторская древовидная модель Войта Н. Н. ИАОС ООО "УМЗ", УлГТУ Наследуемость свойств элементов. Не может одновременно манипулировать знаниями из разных предметных областей. Наглядность знаний.Недостаточный универсализм Адаптивность модели под разные области САПР 4

Предметная область Предметная область представляется в виде дерева онтологий. Типы связи: иерархические; порядковые; ассоциативные. Каждой онтологии соответствует учебный элемент. 5

Предметная область 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. 6

Графический конструктор 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). 7

Графический конструктор 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.). 8

Графический конструктор 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. 9

Подшипник 410 ГОСТ

Подшипник 410 ГОСТ порядковая иерархическая ассоциативная 11

Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) Структура: 1.Операция вращенияОперация вращения Родители: 1.СовпадениеСовпадение 2.Массив по концентрической сеткеМассив по концентрической сетке 3.На расстоянииНа расстоянии 4.На расстоянииНа расстоянии Ассоциация: Массив1 1.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (1)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (1) 2.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (2)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (2) 3.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (3)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (3) 4.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (4)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (4) 5.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (5)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (5) 6.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (6)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (6) 7.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (7)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (7) 8.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (8)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (8) 9.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (9)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (9) 10.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (10)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (10) 11.Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (11)Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) (11) Содержание: Для создания подшипника необходимо создать его эскиз, и операцией вращение создать подшипник. Наименование = Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) Цвет = HEX {80, 80, 80} 12

Подшипник 410 ГОСТ (Шарик) 13

Дуга Радиус Структура: 1.РадиусРадиус 2.Точка 1Точка 1 3.Точка 2Точка 2 Родители: 1.Эскиз 1Эскиз 1 Содержание: Дуга по двум точкам Чтобы построить дугу с заданными конечными точками, вызовите команду Дуга по 2 точкам. Выполните следующие пункты: 1.РадиусРадиус 2.Точка 1Точка 1 3.Точка 2Точка 2 Родители: 1.ДугаДуга Содержание: Введите значение радиуса или диаметра создаваемой дуги в соответствующее поле на Панели свойств. ……… Радиус = 12.7 мм Следующий: Точка 1Точка 1 14

Редуктор 15

Редуктор 16

Редуктор Модель редуктора содержит: узлов – 4630; иерархических связей – 4899; ассоциативных связей – 27; порядковых связей

Адекватность модели 18

Публикации 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, С. 410 – 413. Афанасьев А.Н., Войт Н.Н., Канев Д.С. разработка учебно- методического наполнения модели предметной области интеллектуальной обучающей систем на примере САПР КОМПАС // Информатика и вычислительная техника: сборник научных трудов. - Ульяновск: УлГТУ, С Войт Н.Н., Канев Д.С. Графический конструктор модели предметной области САПР // Информатика и вычислительная техника: сборник научных трудов. - Ульяновск: УлГТУ, С РОСПАТЕНТ: СВИДЕТЕЛЬСТВО о государственной регистрации программы для ЭВМ «Графический конструктор модели предметной области САПР», Москва

Заключение 1.Реализована модель предметной области интеллектуальной АОС САПР КОМПАС, разработано учебно-методическое наполнение модели предметной области интеллектуальной автоматизированной обучающей систем на примере САПР КОМПАС. 2.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). 3.Исследованы продукционная, логическая, фреймовая, древовидная модели и семантическая сеть. 4.Реализован графический конструктор модели предметной области САПР. 5.Разработана БД для хранения и обработки компонентов предметной области на базе MySQL-сервера. 6.Разработан переносимый формат для представления модели предметной области на базе XML. 7.Разработана серверная компонента по технологии Enterprise JavaBeans. 8.Реализована интеграция системы с САПР КОМПАС посредством COM- интерфейса. 20