После того как исходная система дополнена данными, т.е. фактическими состояниями основных переменных при определенном наборе параметров, рассматривают новую систему (исходную систему с данными) как определенную на эпистемологическом уровне 1 [2]. Системы этого уровня называются системами данных. В зависимости от задачи данные могут быть получены из наблюдений или с помощью измерений (как в задаче моделирования систем) или определены как желательные состояния (в задаче проектирования систем).

Уровень 2 применительно к задачам автоматизации проектирования представляет собой уровень базы знаний генерации значений переменных, определяющих свойства изделий и технологических процессов. На этом уровне задаются инвариантные параметрам функциональные связи основных переменных, в число которых входят переменные, определяемые соответствующей исходной системой и, возможно, некоторые дополнительные. Каждое правило преобразования базы знаний на этом уровне обычно представляет собой однозначную функцию, присваивающую каждому элементу множества переменных, рассматриваемых в этом правиле в качестве выходного, единственное значение из множества допустимых.

Поскольку задачей генерации свойств является реализация процесса, при котором состояния основных переменных могут порождаться по множеству параметров при любых начальных или граничных условиях, системы уровня 2 называются порождающими системами (generative system).

Применительно к конструированию на уровне 2 располагаются базы знаний, связанные с расчетом конструкций.

Применительно к проектированию технологических процессов на уровне 2 располагаются базы знаний по выбору заготовок, формированию набора операций и переходов, расчету режимов обработки, расчету норм времени и т.п.

На эпистемологическом уровне 3 системы, определенные как порождающие системы (или иногда системы более низкого уровня), называются подсистемами общей системы. Эти подсистемы могут соединяться в том смысле, что они могут иметь некоторые общие переменные. Системы этого уровня называются структурированными системами (structured system). Применительно к задачам автоматизации проектирования это - уровень структурного синтеза.

На эпистемологических уровнях 4 и выше системы состоят из набора систем, определенных на более низком уровне, и некоторой инвариантной параметрам метахарактеристики (правила, отношения, процедуры), описывающей изменения в системах более низкого уровня. Требуется, чтобы системы более низкого уровня имели одну и ту же исходную систему и были определены на уровне 1, 2 или 3. Это - уровни, необходимые для формирования концептуальных И/ИЛИ графов.

Рассмотренная классификация эпистемологических уровней тесно связана с основными научными дисциплинами информатики: математической лингвистикой, теорией баз данных, теорией искусственного интеллекта, вычислительной геометрией и машинной графикой.

Язык представления инженерных знаний

Под базой знаний (БЗ) понимают набор взаимосвязанных правил принятия решений специального типа, обеспечивающих получение новых данных на основе анализа имеющихся данных.

Элементарная порождающая система в САПР представляет собой обобщенный функциональный блок. Наиболее удачным и широко распространенным представлением функциональных блоков является стандарт IDEF0. В этом стандарте функциональный блок имеет конструкцию, приведенную на рис.6.1.

Рис.6.1. Функциональный блок IDEF0

В продукционных системах искусственного интеллекта элементом представления знаний является правило-продукция. Такое правило содержит предусловие, определяющее применимость его при конкретном состоянии переменных базы данных (если <условие>, то <действие>).

Приведенные выше теоретические схемы необходимо представить в форме, удобной для их определения человеком при вводе знаний в компьютер. Наиболее простой формой является таблица рис. 6.2.

Такая таблица содержит все элементы функционального блока, представленного на рис.6.1. Наименования параметров должны выбираться из словаря системы, также как и их имена идентификаторы, необходимые для написания формул. Условие представляет собой ограничения, накладываемые на входные и управляющие параметры и определяющие область определения функции, реализуемой модулем.

Модуль: < Имя>

Наименование: <Описание функции>

Рис.6.2. Внешнее представление модуля инженерных знаний

На рис.6.2 дано внешнее представление модуля инженерных знаний, реализующих элементарные порождающие системы [4]. В верхней части первой таблицы блока записано условие его применения pi(xi) в совокупности с аргументами Xi , а в нижней набор значений функции Yi.

Сама функция Rk содержится в нижней части первой таблицы или во второй таблице модуля. На рис.6.3 рис.6.13 приведены внешние представления различных типов модулей инженерных знаний.

Неструктурированная совокупность модулей инженерных знаний в определенной прикладной области представляет собой базу знаний этой области.

Наименования и имена входных, управляющих и выходных переменных МИЗ должны выбираться из словаря базы знаний (Табл.6.2).

Таблица 6.2 Словарь