автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Информационная технология формирования проектов производства строительно-монтажных работ с элементами искусственного интеллекта



московский государственный строительный университет

NN V/

Нм орлшах рукоопсж ■

Рувжнская Виктория Михайл овна

ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЕКТОВ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ С ЭЛЕМЕНТАМИ ИСКУССТВЕННОЮ ИНТЕЛЛЕКТА

Спецяалляост» - 05.13.06 — Актоыатжзярояатшв системы упрлвлеяяя

а втореферат Ажссертацжя на соясжавяе ученой степевя жляляллта техиячссхях ваук

москва 1994

Работа выполнена в Центральном Межведомственном Институте повыша ли квалификации руководящих работников в специалистов в строительстве (ЦМИПКС) при МГСУ

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Дукарсхии ОЛЬ

Научный консультант кандидат технических наук, профессор Клевицкнй Г.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор -Сииенхо С А. кандидат технических наук Котельников С И.

Ведущая организации АО "ТВЦ Энеретикн"

Защита состоятся " .О_1994 г. на за здании диссертациоши го

совета А ¿3.11.11 при МГСУ в /Л) °° часов в аудитории N 2.0'1

по адресу: и^. ^^и-Г),

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Прост« Вас принять участие в защите и ш^.равить Ваш отзыв ва автореферат а 2х : зеэшлярах по адресу:

129337, г. Москва, Ярославское ш.. д26, МГСУ, Ученый Совет.

Автореферат разослав * 0-9", 09 1994 г.

Номер рассылст 4\А1- - 4 гг./

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУ АЛ ЬИОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. При но -»ведении крупных обьектов (в Юм числе в энергетическом строительстве) особое место принадлежит проектам производства работ (ППР). ППР ра (рабатываютси на строительство здания иди сооружения п целом, либо на возведение их о [дельных Частей и отвечают на вопрос: "Как строить Г'.

Создание И! 11' — весьма трудоемкий процесс (в энергетическом строительстве занимает в среднем 0.9 — 1% от объема работ), зребующий использования большого количества правил и норм их производства,а также знаний в пой области, присутствующих опосредованно в типовых проектных решениях и опыте специалистов технологов. И связи с этим разработка ПНР выполняется специализированными ироектно — коне — трук юрскими институтами те. в отрыве от организаций, осуществляющих непосредственно строительство, зачастую без учета сложившихся условий и их возможных изменений в процессе возведения обьекта

Для выполнения проекюв производства строительно — моныжных работ актуально сочдаиие автоматизированной <ис|емы проектирования (САПР ППР) на основе сети персональных Г)НМ, что позволяет перенести процесс разработки ППР непосредственно в строительные организации, создавать, поддерживать и использовать для выработки решений базы знании и данных, содержащие норма пито-справочную информацию и опыт работы экспертов; формировать и пополнять библиотеку фрагментов и готовых ППР, обеспечивать автом i niзированный выпуск чертежей.

Кроме тот, актуальность работы по автоматизации проектирования технологии в строитеМАТне обусловлена следующими фак-трами:

- разработка при\оженнй для ЗИМ должна опережать развитие компьютерной техники;

- необходимо в более полной мере обеспечить преемственность информации, те сохранить в компьютерной памяти знания по ,с ХНОЛ01 ни строители !мл;

- в свят с усложнением строительного производства необходимо увеличить ирои «води-гельпость труда проектировщиков, улучшить качество проектных решений для оптимизации выполнения строительно - монтажных работ;

- необходимо внедрение новых методов решения задач на ЗИМ, в час тности, методов, базирующихся на представлении и обработке знаний, что может быть успешно применено в

такой слабо формализуемой предметной области как технология строительства;

— автоматизация позволит оперативно без больших затрат вносить корректировки при замене проектных решений;

— создание САПР ППР должно способствовать стыковке САПР объектов строительства и АСУС.

Постановка проблемы создания САПР ППР н современных условиях базируется на тсюретнческих положениях специалистов в области формализации знаний по технологии и автоматизированным системам в строительство |Гусаков АЛ., Михайлов B.C., Соловьев М.М., Чулков В.О., Нагинскаи ВС, Ильин Н.И., Синенко С.А., Рыбальский В.И., Глушкои В М., Ивахненко А.Г., Драгунявичюс Г., Черненко В К. и др.|; отечественных и Зарубежных специалистов в области прикладных систем искусственного интеллекта [Поспелов Г.С., Поспелов Д.Л., Попов Э.В., Стефанюк В.Л., Кондрашина Э.Ю., Микулич ЛИ., Осипов Г.С., Эндрю А., Осуга С., Алели X. и др.|, а также практических разработках по автоматизации ППР в институтах ЦНИИОМТП, МИСИ, ПКТИпромстрой. КИСИ, ПИИЛСС, НПЦ "Проект" ассоциации "Стройтехинформатика", Opnmopi острой и АР-

Однако многие вопросы в области автоматизации формирования ППР недостаточно разработаны, в частности, такие как выбор работ по возведению об1.екта, проектирование решений по технологии их проведения, создание интерфейса с начинающим пользователем ЭВМ. Это и предопределило необходимость дальнейших исследований.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Основной целью диссертационной работы явилось исследование путей и методов создания САПР ППР на основе современных информационных технологий и элементов искусственного интеллекта.

Для достижения згой цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать общую концепцию САПР ППР на современном этапе развития вычислительных и программных средств.

2. Определить способы интеграции систем машинной графики, прикладных систем искусственного интеллекта и СУБД для решения задач проектирования.

3. Разработать САПР ППР для некоторых типов зданий и сооружений.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ явились процедуры разработки ППР и вопросы их автоматизации.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ - информационная технология формирования проектов производства СМР.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: системный анализ, математическое» моделирование, методы теории множеств, алгебры логики, теории графов, методы искусственного интеллекта, ориентированные на представление и обработку знаний.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Исследование потребовало решения рида методологических проблем, в связи с чем были получены следующие результаты:

- Разработана методика создании САПР ППР для различных типов объектов строительства с использованием методов искусственного интеллекта д\я выбора технологических решений с П0М01Ц1.Ю логического вывода из ряда гипотез на основе правил — продукций и планирования производства работ на базе иерархичес ких сценариев.

Предложена методика и реализовано "погружение" в большие иптерактивпые САГ) —системы оболочек экспертных систем консультирующего, планирующею и расчетно — логического типа с возможностью проверки противоречивости решений ноль »она теля.

Рафаботана методика реачпации и применения обьектно --ориентированного подхода в графических редакторах, но шолиющего не юлько хранить описания проектируемых обьектов с методами вычисления их свойств, а и выявлять их противоречивость, моделировать динамические процессы в них, создавать сложные программные комплексы на основе внутренних языков CAI) систем.

Рафаботана методика формирования графического интерфейса в САПР, созданных на основе графических редакторов. Получаемые системы позволяют работать в САПР начинающему полыователю ЗИМ, не знающему ни идеологии, ни команд CAI) - с истемы.

Па основе существующего естественно — языкового интерфейса к англом (ычным базам данных реализована во »можнос ть доступа к руссоязычным базам данных.

АИРОЕАЦИЯ. Ос новные научные и прамические результаты диссертации докладывались в НШ7г на семинаре "Многомерный статистический анализ и вероятностное моделирование," реальных троцессов" Научного Совета АН СССР "Оптимллыь.е планирование и управление народным хозяйством", и 1902г. на Коллегии Минтопэнерго России по вопросам состояния и перспектив развития САПР в институтах ' Оргзнергострой", в НИМ г. на научной конференции В Одесском инженерно -стро И те Л ЫIО M и Н С Т И туте.

ПРАКТИЧЕСКАЯ Л1АЧИМОСГЬ.

— Разработанные в диссертационной работе методы и

подходы использованы при реализации САПР ППР для одноэтажных промзданий и линий электропередач, а также MOiyr быть применены для любых типов объектов строительства.

— Экспертные системы со знаниями по технологии могут быть применены также в САПР для соответствующих объектов строительства с целью проверки проектных решений на соблюдение технологических требований.

— Разработанные оболочки экспертных систем и элементы объектно —ориентированного подхода на базе интерфейсного языка графического редактора AutoCAD позволяют использовать AutoLISP как интегрированную среду для функционального, процедурного, продукционного и объектного программирования. В результате в САПР, использующих AutoCAD, наполняя оболочки знаниями из различных областей, можно проводить консультации при проектировании, а объектно-ориентированный подход использовать для создания сложных программных комплексов на базе языка AutoLISP.

ВНЕДРЕНИЕ. Практическая реализация основных положений информационной технологии осуществлялась па базе' САПР ППР одноэтажных промзданий и линий электропередач. Внедрение и обучение системы было проведено в институтах

"Оргэнергострой", "Укроргэнергострой", ЦМИ11КС,тресте

"Киевэлектросетьстрой". В Одесском инженерно - строительном институте система внедряется для применения в учебном процессе.

ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ следующие основные результаты исследования:

— Информационные технологии формирования Г1ПР на основе интеграции методов представления, обработки знаний и графических средств для создания чертежей.

— Пути реализации интеллектуальных средств в составе графических редакторов для использования их в САПР.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (119 наименований) и семи приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

ВО ВВЕДЕНИИ обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цель и задачи исследования, показывается научная новизна полученных результатов.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ "Сиг мный анализ задачи и путей ее автоматизации" обсуждается план исследования, анализируются

(jfi w'KT и методы исследования по трем разделам. На этой основе ииделлкш к проблемы для дальнейшего исследования.

/. Анализ процесса проектирования технологии и строительстве.

/./. Онисанм цялн и задачи ППР, рассмотрено его место ti строительной отрасли: на »ход npoeiua поступают описания обьекта строительства, организационные услоиия, экономические и ресурсные ограничения; проект определяет, тсанологические требокаиии к строительстну, показателе технологичности решений, сроки ш.шолпеиия робот и порядок обеспечения их ресурсами,

1.2. Определяется состав ППР. Проект содержит: технологические карты на выполнение отдельных вндоя работ, объединение их во промоин (календарные графики), объединение робот н пространстве (объектный оройгеннл.аи), решений по технике бе чопасногти, охрани окружающей среды и т.п. В работе приноднтсн перечень возможных тиков листов проекта, который коикрети шропан для ППР линий электропередач, а также, список наиболее часто встречающихся проектных процедур

/..'/. Длм описания функций проекта исиользуются :»лементы теории множеств. Рассматриваются следующие множества : "ГО {то |то е ТО) - типов объектов, Р » {р | р е !'} — строительно - монтажных работ, К — {ки | кн е К} — строительных конструктивов, X ~ {х | х « X} — характеристик конструктивов, влияющих lia ныбор способа производств» CN1P,

у «= (у | у е У) — условий строительства,

M (м | м € M) — строительных машин и механизмов, а также отношении :

Сто - р { <то,ср> | то е ТО, гр с Р ) — см пит а гоотиетстнне каждому типу ой ьек га и »очньиЧ список работ (ср); в избыточном списке устанавливается отношение частичного порядка;

Скн - х ■* { <кн, <х (,.Н1ач i >,.. ,<х)<днач^>> ) кн с К, x¡ с X } — ставит а соответствие конструктивом вазмижные значения мрактеристнк, илииющих на выбор способа производства СМР, ,де к — количество характеристик, íHa4¡ - возможные зн чония, 1-1,7.....к;

Ср-ун » { <р, уп> | р € ср, yn i <Скн~х, у>, у « У } -стаиит а соответстаие работам услоппя их применимости (уп), т.е. какие конструктивы он . нозподит и яри каких условиях; :

См-ун - { <м, | м е Ц, уи в <Ски-х, у>, у i У } -ставит в соответстьие каждому механизму условия его

применимости;

Ср —м { <р, м> | р е ср, м е М ) — ставит в соответствие работам машины и механизмы, используемые при их выполнении. Очевидно, что Ср —м = Ср —уп * С*м —у», понимаемое как произведение соответствий. Символ # означает обратное соответствие.

Далее рассмотрены задачи ППР.

3 а д а ч а 0. Описать объект строительства и условия его возведения: то_ос — тип объекта строительства,

Сос= {<кн_ос, <<х},знач}>.....<х[1,знач(4>>|кн_ос £ К - \ х; е

X) — конструктивное описание объекта строительства,

где к — количество характеристик, идентифицирующих конструктив кн_ос, применительно к способу производства работ по его возведению; знач; — значения характеристик, числовые или

текстовые, (¡=1, 2.....к);

— объемно - планировочные решения здания или сооружения; У_ос = { у_ос | у_ос е У) — условия строительства. 3 а а я ч а 1. Определить набор работ, необходимых для сооружения объекта.

ср_ос =* Сто —р (то_ос) — избыточный список работ для объекта.

Далее выбираются те работы, для которых значения характеристик конструкций из Сое и условия возведения Уос объекта удовлетворикуг математическим или семантическим соотношениям, заданным в соответствующих условиях

применимости Ср —ун. Возможны альтернативные решения Получаем множество :

ПП = {раб | раб е ср) — производственная программа. 3 а а я ч а 2 . Для каждого вида работ определить методы их выполнения. о процессе исследования установлено, что обобщенные описания работ по своей структуре декларативны.

3 а а а V а 3 . Мппр = { Мр | Мр е М} — множество машин и механизмов — получается выбором элементов из соответствия Ср —м. Далее определяются схемы их движения и оснастка.

3 а а я ч а 4. Построить календарные графики выполнения работ производственной программы в соответствии с отношением частичного порядка, определенном в избыточном списке. Графики движения машин, рабочих, поступления на объект конструкций, материалов и оборудования совпадают с графиками для соответствующих видов работ.

3 а а я V а 5. Описание стройплощадки. Включает описание среды, в которой будет происх' \ить строительство, определение границ площадки, описание преобразований стройплощадки на

время но (ведения объекта, разбиение строящегося объекта на захватки.

И. Анализ существующих систем автоматизации решения задач ППР показал, что при автоматизации необходимо: интегрировать задачи ППР с другими частями строительного проектирования и производства, использовать знания для декларативных описаний, применять объектно—

ориентированный подход (совместная смысловая обработка графической, текстовой и числовой информации), учитывать вероятностный характер процессов в строительстве и уделять особое внимание графической части Г1ПР и графическому интерфейсу пользователя в системе

Ш. Анализ методов внешней интеллектуализации и средств интерактивной машинной графики показал, что известные интеллектуальные инструментальные средства ориентированы на обработку символьной информации и не интегрированы с графическими возможностями для получения чертежей. Их интеграции позволяет проводить смысловую обработке изображений проектируемых объектов, для чего предлагается встраивать интеллектуальные средства в существующие CAD— системы, и САПР ППР строить па их основе. Необходимо создавать графический интерфейс для начинающей) пользователя :>НМ, в том числе с возможностью доступа к базам данных на естественном языке

Iii > ВТОРОЙ ГЛАВЕ "Основные концепции и методы создания САПР на основе интеграции возможностей искусственном» интеллекта и графических средств" решаются проблемы, поставленные в первой главе».

/. Общая концепции САПР Г1Г1Р.

Определяется мое«» САПР ПГ1Р среди других автоматизированных систем в строительстве Многие вопросы, решаемые и ППР, могут использоваться при проектировании самих объектов и оргаин »ацни работ im стройплощадке для проверки технологичности принимаемых там решений Значит, консультирующие компоненты САПР ППР должны входить в состав САПР объектов строительств« и САПР ПОС. С другой стороны, системы автоматизации ППР должны использования для принятия технологических решений, Получения схем производства работ в ходе строительства, то должны решаться в составе АС УС.

Далее проведен апзлиз готовности предварительных условий для Автоматизации ППР, т.е. уровня автоматизации процедур, формирующих данные для него, и пходиой информации, д также степень формализуемости .задач ППР. На .зтой основе, а также п

результате анализа информационных потоков предложены рекомендации по созданию информационного обеспечения: баз данных и знаний, программ их ведения, определены этапы автоматизированного решения задач CAl iP ППР (рис.1).

Сформулирован основной принцип синтеза САПР ППР с использованием элементов искусственного интеллекта. Необходимо создавать автоматизированные системы на основе интеграции традиционных информационных технологий и новых, основанных, в частности, на метод;« представления и обработки знаний. При этом естественно чередование, когда принятие решений на каждой стадии проектирования будет происходить сначала на общем (качественном) уроэде с помощью знаний, представленных в декларативдой форме, п затем производятся расчеты с использованием алгоритмических описаний, уточняющие общие решения.

Далее рассматриваются возможные способы автоматизации проектных процедур в соответствии со сформулированным ранее принципом Предлагается использовать следующие

интеллектуальные средства: для ввода и хранения данных об объекте и условиях строительства, а также для динамического моделирования процессов производства работ целесообразно применить объектно — ориентированный подход-■ для анализа исходный данных предлагается воспользоваться базой знаний о сценарии компоновки зданий к сооружений из конструкций; задачу выбора работ б производственную программу целесообразно решать с помощью планирующей экспертной системы ¡ЭС); ддя выбора типовых технологических карт, описания работ и составе индивидуальной карты, а также для выработки решений по обустройству стройплощадки, технике безопасности предлагается использовать ЭС консультирующего типа, для выполнении расчетов — ЭС расчетмо — логического типа; результата, полученные при проектировании технологии будут сохраняться к системе у, использоваться для ее самообучения на примерах с помощью индукции и выводов по аналогии.

Долее приведены разукрупненные алгоритмы для наиболее сложных задач, уточняющих о( те решения, предложены рекомендации организаций эксплуатации системы а сети.

//. Интеллектуализация CAD-систем. Рассмотрены возможности применений ЭС различных типез и пути их разработки в графических редакторах.

ПЛ. Результат работы консультирующей ЭС — выводы о вариантах проектирования, либо о типах параметров проектируемого изделий или процесса, подбор типовых проектных решений.

Предлагается использовать продукционное программирование

ад конструкдаа

БЗ СЦЕНАРИЕВ КОШЮНОВКИ ЗДАНИЙ К СООРУЖЕНИЙ

БЗ СЦЕНАРИЕВ. ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

яя газюзьа

БЗ ДЛЯ ЕКВСРА псшеых юл

¡33 О СГ.ОССЕАХ ПРОИЗВОДСТВА РД.20Г

РИС.1. ЭТАПЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ФОРМИРОВАНИЯ ППР.

и обратный логический вывод, многоцелевую консультацию. В этом случае база знаний ОС состоит из совокупности баз правил, содержащих возможные гипотезы и правила, соответствующие своей подзадаче Для удобства работы с системой предназначен словарь, содержащий толкования терминов предметной области и их антонимы, которые предварительно транслируются во внутреннее представление. Система объясняет свои действия при консультации и после нее. Пользователь может сам выбирать решение, тогда система определяет возможные противоречия в его решении, исходя из своих знаний, на основе алгоритма поиска противоречий.

11.2. Планирущие ЭС могут решать следующие проблемы : выбор процедур решения задачи но ее постановке, получение осмысленных изображений, то. создание конфигурации рисунка на экране, состоящего из примитивов, на основе правил их комбинирования; планирование действий участников при производстве работ и т.н. Г>аза знаний планирующей Г К' состоит из сети иерахических сценариев, состоящих и ) независимых друг от друга подцелей - возможных компонент будущих планов (модулей, примитивов, работ). Па рис 2 представлен фрагмент сети сценарием для планирования производства СМР (сценарий возведения одпозтаЖНЫХ промзданий, линий электропередач, производства земляных работ. разработки грунта) Каждая подцель имеет следующие характеристики : контекстные условия, которые определяют порядок выполнения подцелей; условии применимости подцелей (примером может с лужить соответствие Ср — уп); тип подцели, определяющий результат ее выполнения (запись подцели в план, цере> д на сценарий нижнего уровня, вопрос пользователю). Результатом работы является иерархический список, содержащий необходимые шаги для решении задачи, либо набор примитивов изображении (для зданий и сооружений - .ми конструкция), список работ и др. В последнем применении он может быть входным для построения календарных графиков •производства работ.

11.3. Расчетно - логические ОС могут быть использованы для Проведении расчетов при проектировании H базе знаний хранитс я формулы и условия, при которых они применяются, и виде Математических выражений Причем, это не алгоритм решений задачи, п независимые' правила — продукции, в связи с чем они могут быть расположены в Bii в любом порядке. Использует* ч прямой логический вывод Решатель рассчитывает цел< Щ" значения переменных, обращаясь к базе в цикле. Разработан алгоритм определения противоречивости решений пользователь, а также выдачи пояснений в случае невозможности нахождения

СЦЕНАРИЯ ДЛЯ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЗДАНИЙ | ( ПОДЦЕЛИ )

Подготовительные и вспомогательные работы Земляные работы N_Г-— Устройство подземной части 1 Устройство наземной части

! СЦЕНАРИЙ ДЛЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 1 1 1 ПОДЦЕЛИ ) |

ГУстановм 1 1 фундаментов | 1 ' ! 1 I Сборы опор иантах | овор 1 Ыоктаж проводов 1 ж грозотросов 1 ! I

СЦЕНАРИЙ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА

Механизированны« способом

Бурением

БурозлрывнчЦ I способом !

Ручная ; разработка I

|СЦЕНАРИЙ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ 1 ( ПОДЦЕЛИ ) |

Разбивка контуров котлованов Разработка грунта Устройство подготовки

Рис.2. База знаний сценариев производства СМР.

аначенкя целевой переменной.

Для реализации многовариантности решении проблем предлагается использовать факторы уверенности, нршшшиаомые фактам, условиям is выходам правил, усложним подцелей сценариев и т.п. Тогда s результата консультации делается несколько вьшодоа о целевой компонента, е в результат« работы планирующей ЭС получает«! »«сколько йльтернагивных планов.

ЭС связываются но данным с другими программами CAD — системы через свою оперативную базу фактов. Способы интеграции часто разнородных представлений могут быть различны. Б работе прим:>д»и пример интеграции с помощью нечеткой математики Л.Заде, осли условии в правилах и подцелях сценариев заданы высказываниями, характеризующими на качественном уровне значения показателей ("большой","малый" и т.п.).

Щ. Использование объектно —ориентированного подхода при проектировании, Рассматриваются возможности применении объектного программировании в графических редакюрах при использовании их » САПР: хранение описаний различных, вариантов проектировании в виде экземпляров обьектов соответствующих классом, а программ их проектной проработки (вычерчивания, интерактивной компоновки и вычисления различных .характеристик) — в методах классов; динамической моделирование процессов, происходящих в проектируемом объекте; автоматическая проверка непротиворечивости создаваемого варианта объекта и его изображения на основе знаний, привязанных к классам, что позволяет структурировать знеиия, использовать для них наследование. Определены три урозня использовании обьектки —ориентированного подходя в CAD — системах. Разработана концепции создания базовой mû'»;:;:;::.: объектного программированоя в составе графической) редактора AutoCAD.

Ile рис.3 изображен фрагмент сети объектов для •проектирования технологии производства работ. Классы верхнего уровня — объект строительства, способы производства работ. Методами классов для обыпего» строителыгтвп ввлинпсй, в частности, программы их рисовании не экране, анализ« для дальнейшего проектирования способов их возведения, а методы классов для описания технологических решений — вычерчивание схем, выбор способов производства работ, вычисление различных критериев эффективности и т.д.

JV . Графический интерфейс для начинающего пользователя.

При автоматизации проектировании не основе графических редакторов нужно создавать наряду с традиционными

РИС.3. СЕТЬ ОБЪЕКТОВ СЯПР ППР

аппликациями и системы для начинающих пол».-»«нагелей с помощью внутреннего я зыка, по аналогии с современными системами обработки данных, выполненными с помощью различных ГУВД Если в системах проектирования на '»ИМ опытный пользователь сам "строит" работу, находясь в удобной среде, то и предлагаемых системах "ведомым" является проекгнронщик, который ири работе "попадает" в главное и иерархически с ним связанные меню, состоящие ит графических пиктограмм

Все сообщении графического редактора должны быть от пользователя спрятаны. Компоновку обт.екта предлагается проводить, и( пользуя 3-мерную графику, на '»кране помещать несколько проекций для наглядности, диалог нести в терминах предметной области проектировщика, а не СЛ!> -- с не темы; нри проектировании технологии создавать об'ьемную динамическую модель процесса, содержащую все данные для дальнейшего оформления чертежей.

V. Естественно - языковый (ЕЯ) интерфейс к базам данных

Отправной точкой для создания ЕЯ - интерфейса к русскоязычным базам данных явилась программа, осуществляющая доступ к базе данных на английском языке, в которой предпринята попытка понят», смысл запрос а пользователя с ПОМОЩЬ 10 сопоставления его с заранее »аготовленпой семантической сетью в базе знаний и значениями примитивов в базе данных, Сеть состоит' из "троек" типа "примитив-отношение — примитив", описывающих всевозможные бинарные отношения, ирису« гнующие во всех кортежах реляционной ба im данных К примеру, для базы \анных технике» - экономических показателей. в которой каждая строка опис ывает один Т')11, для показателя "обт.ем СМР" "тройки" следующие "источник -ДЛЯ ~ Об'Ы'м","значение • у -оС'н.см" и Til Произведен подбор всевозможных an<uu>i\>» Д\и всех '■¡римитикок И отношений сети. Отношения в русском языке ныражаютс я не только .предлогами, • как в английском, но и падежными окончаниями И этом случае в качестве отношения служит элемент "пусто", а аналогами примитивов - су щес тин тельные, прилага тельные, причастия в различных падежах lipon сведен Подбор игнорируемых елок, которые обычно ставит н начале» запроса |укпжнте, какой и т п ), а также неосновные слова в многословных аналогах примитивов и отношений.

Таким образом, получена система, П" »воляющая осущест нить доступ с помощью естественно - языкового интерфейса к любым бамм данных, причем, для ее дальнейшего обучения необходимо добавлять лишь новые "тропки" сети или аналоги в

базу знаний.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ "Реализация" описывается реализация концепций и методой, изложенных ранее Созданы САПР технологии одноэтажных промздаиий и технологии

строительства линий электропередач для ПЭНМ типа IBM PC/AT. Программное обеспечение выполнено в операционной системе MS-DOS ' версии 5 0 с использованном языка программирования AutoLISP в составе графического редактора AutoCAD версии 100, а также СУГ>Д DBASE Разработан графический интерфейс, рассчитанный на начинающего пользователя ЭВМ. Система состоит из грех '.астей:

- Подсистема ведения баз данных. Кроме описаний технических характеристик базы данных по строительным механи )мам и приспособлениям содержат iiapavoTpu и соответствующие параметрические программы д*\я их вычерчивания.

- Подсистема обучения (поддержки знаний). Содержит проблемно независимые оболочки. экспертных систем консультирующего И расчетно — логического типа, а также элементы объектного программирования в среде графического редактора AutoCAD. Экспертная система консультирующего типа наполнена знаниями по методам монтажа опор линий электропередач (содержит около 350 правил). Расчетно — логическая содержит расчетные положения из СНиПов. Объектное программирование используется для хранения описаний обтлктов строительства.

- Подсистема проектирования производства работ содержит:

1 (Программы ввода данных по объектам строительства (описаний линии электропередач и условии строительства, объемно —планировочных и конструктивных решений для одноэтажного промздания и пикета). Может быть применена не только в САПР ППР, но и в САПР объектов строительства.

2) Программы разработки графической модели монтажа конструкций одноэтажного промздания, фундаментов под опоры : проектируется геометрия котлованов, выбирается кран и дополнительное оборудование, рассчитываются стоянки, имитируется на экране процесс монтажа.

3) Программы разработки графической модели монтажа опор с помощью монтажной стрелы и тяговых механизмов имитируется процесс монтажа, рассчитываются усилия в элементах системы (параллелограммы усилий), производится подбор такелажа.

4) Программы формирования чертежа из графической модели. Экономическая эффективность от автоматизации обусловлена

следующими факторами: снижаются трудо затраты и сроки проектирования, увеличивается эффективность СМР, уменьшаются затраты в связи с переносом процесса создания Г1ПР из проектной организации в строительную

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработанные в диссертационной работе методы и подходы но автоматизации формирования ППР ориентированы на использование новых перспективных технологий и могут бы п. успешно применены для различных типов об|,ектон строительства, что подтверждается практическими результатами внедрения

2. Разработки автора позволяют:

— при настройке GAD — систем на конкретную область проектирования, кроме создания традиционных

специализироианиных графических библиотек, Польювазелы ких меню и новых команд, производить .наполнение баз знаний смысловой информацией;

— анализировать и принимать решения не только на разных этапах проектирования объекта, но и в процессе его с оздании и эксплуатации;

— принимать решения итерационно с возможностью возврата на предыдущие уровни;

— использовать для принятия решений данные не- только в символьном или числовом, но и графическом виде, а результаты применять для создании графических моделей

Получаемы«? .зкепертные системы могут ра шиватми в процессе эксплуатации, пак ' ак их модификации требует изменений в базе знаний, а не в программном обес печении

3. ОСгы'КТНое программирование в графических редакторах применено при проектировании строительмыл конструкций, объемно—планировочных и конструктивных решений зданий (сооружений), а также технологии их возведении

4. Предлагаемые н диссертации пути создании графического и естественно —языкового интерфейса позволяют ра !рабатывать системы, ориентированные на начинающих пользователей 'ЖМ

5. С совершенствованием информационных технологий и развитием архитектуры (распараллеливание обработки информации, внутренним интеллектуализация) задачи САПР будут решаться на новом уровне, однако и в рамках развития данной концепции в дальнейшем необходимо:

— исследование возможностей использования дрмих формализмов для представления знаний, интеграция их ме,хду собой;

— обеспечение самообучаемости системы в процессе эксплуатации;

— наполнение оболочек эка ртных систем знаниями из различных областей проектирования, разработка САПР ППР для различных зданий и сооружений и, главное, их широкое внедрение при проектировании и упраале! ш в строительстве.

Ошоюше лалажеяхя дяаавртащш опубллховашы я следующих работах автора:

ь

1. Бразерман. В.Я., Рувинская В.М. О возможности использования экспертных еж .ем при анализе хозяйственной деятельности СМО // Энергетическое строительство, 1992. — N 7.

2. Возможности применения интеллектуальных систем в энергетическом строительстве /Браверман В.Я.,Рувинская В.М.: Обзорная информация. —Сер. Средства и системы управления в энергетике. — М.: Информэнерго, 1992. — Вып.1.

3. Дукарский О.М., Браверман В.Я., Рувинская В.М. Автоматизированная система создания проектов производства строительно —монтажных работ / Энергетическое строительство, 1992. - N 8.

4. Методические рекомендации по определению производственной мощности и сбалансирог нности планов подрядных работ трестов энергетического строительства //Разработано инсп гутом "Оргэнергострой" (Дукарский О.М., Браверман В.Я., Рувинская В.М.). - М.,1988.

5. Основные направления интеллектуализации автоматизированных систем /Браверман В.Я., Рувинская В.М.: Экспресс —информация. — Сер. Средства и системы управления в энергетике.— М.: Информэнерго, 1991. - Вып.9— 10.

6. Рувинская В.М., Фургель И.А. К вопросу об языковом интерфейсе /Депонировано в УкрИНТЭИ 21.09 <52, N 1459-Ук92.

7. Браверман В.Я.,Рувшська В.М. Використання ЕОМ для створення npoeKTiB виконання po6iT " буд1вництв1 // Буддвництво Украши, 1994. - N 1.

Подписано к печ. Заказ_. Тираж 100 эк т.

Москва, ГИ "Оргэнергострой", Варшавское ш., д. 17