автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Логико-лингвистическое моделирование процессов проектирования в интеллектуальных АСТПП

ч 0 1

Министерство народного образования Республики 1 П Ш Кыргызстан

КЫРГЫЗСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи Бабак Валентин Федорович

УДК 658.512.011.56: 621.95

ЛОГИКО-ЛИНГВИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ АСТПП

Специальности: 05.13.07.

05.03.01.

Автоматизация технологических процессов и производств Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструменты

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

БИШКЕК 1994 ' Л

Работа выполнена в Кыргызском техническом университете

Официальные оппоненты:

— доктор технических наук, профессор, академик международной АН

Н. А. Муминов

— доктор технических наук, профессор

В. Л. Дорофеев

— доктор технических наук, профессор

Ж. Н. Кадыров

Ведущая организация — Казахский национальный технический университет (г. Алма-Аты)

Защита диссертации состоится «» ¿.1994 г. г. с/7^' часов на заседании расширенного специализированною Совета Д. 05.93.16 в Кыргызском техническом университете по адресу 720044, г. Бишкек, просп. Мира, 66.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кыргызского технического университета.

Ваши отзывы по данной работе, в двух экземплярах, заверенные печатью организации, которую Вы представляете, просим направить по указанному адресу. Тел. 44-59-44.

Автореферат разослан «/У » 1994 г.

Ученый секретарь специализированного Совета к. т. н., доц.

ВВЕДЕНИЕ

Ссвременный этап развития мирового производства характеризуется резким повышением уровня автоматизации производственых процессов. Автоматизацией охвачены не только сферы собственно производства, но и все, что, в той или иной мере, имеет к нему отно-ношение - сфера изучения конъюнктурных начал и оценки социальной целесообразности выпуска новых изделий, сфера научного поиска и исследования, сфера конструкторской и технологической подготовки производства (ТШ), область организации и управления производственным процессом, сбыт и хранение материальных ресурсов и др.

Наиболее слабое звено в цепочке комплексной автоматизации производств и производственных процессов составляет область автоматизации их подготовки или модернизации. И если в облает конструкторской подготовки можно назвать несколько известных во всем мире компьютерных систем, поддерживающих процессы конструирования (например, А^оОАП), то в области автоматизации технологической подготовки производств (АСТПП) таких систем нет. Множество локальных, ориентированных на специализированные производства АСТПП не только не снимают проблем автоматизации, но и, что особенно опасно, создают иллюзии их решения.

Практика автоматизированного проектирования, а также последние достижения в области систем искусственного интеллекта (СШ!) и экспертных систем (30) определили дальнейшие'тендэнгда и направления развития теории автоматизированного проектирования. Одним из основных достижений теории СИИ является отработка методологии практического создания интеллектуальных систем.;. Согласно этой методологии разработка любой интеллектуальной системы включает вта-ш идентификации, концептуализации, формализации, кодирования и сопровождения. Каждый этап характеризуется определенным составом и направленностью работ. Содержание этих работ Для АСТПП специфично и составляет предмет настоящего научного йсследования.

В развитие теории и практики создания АСТ1{П (ранее называемых САПР ТП) внесла значительный вклад большая Группа отечественных и зарубежных ученых. Среди них осооо -выделяются имена Г.К.Горанского, В.Д.Цветкова, С.П.Митрофанова, ¡В.В.Павлова, Ю.М. Соломенцева, Б.С.Падуна, Б.Е.Челищева, Н.М.Капустина, А.Г.Ракови-ча, Я.Г.МалыЕОьа, С.Н.Корчака, Г.П.Тегерана, Т.С.Нусратова, Д.Д. Куликова, в.Г.Старостин?, В.И.Комиссарова, К.Х. Темпельгофа и др.

Технологические основы проектирования технологий Шли сформулированы классиками технологической науки В.М.Кованом, Ь.С.Корсаковым, Б.С.Балакшшшм, А.II.Соколовой«,1, А.А.Маталиным, С.П.Митрофановым и др. Особо следует отметить работы Д.В.Чарнко и его структурную теорию развития операция, так как именно этой теорией еще 30 лет назад были заложены основы для создания современных интеллекту альта АСТПП.

Несмотря на использование новых информационных технологий при создании современных АСТПП, концепция компьютерного технологического проектирования фактически не изменилась. Так ке как и в САПР ранних поколений, в основу методологии проектирования положено использование типовых и групповых технологий или их фрагментов. Однако, эта методология обладает рядом недостатков принципиального характера, что порождает пакет трудноразрешимых проблем.

Актуальность работы обусловлена потребностями совремешшх производств в универсальной АСТПП, способной учитывать их разнообразие и динамику, различия в проектных ситуациях, а такве выполнять многовариантное проектирование и полиформное представление его результатов. Это требует использования в АСТПП иной методологии и методов технологического проектирования, а так ке средств математической и программной поддержи. Отмеченная универсальность может быть достигнута, если в процессе проектирования отказаться от поиска и доработки готовых (унифицированных) технологических решений и перейти к реюшу их генерации на основе правил, законов и закономерностей технологической предметной области (ТПО).

Поэтому целью настоящей работы является разработка научно-обоснованных принципов создания универсальных интеллектуальных АСТПП, путем решения научных проблем, включающих проблемы моделирования технологических процессов на новой концептуальной основе и применения новейших информационных технологий. Работа направлена на разработку научных методов и средств создания АСТПП нового поколения, способных проектировать технологические процессы механической обработки различных классов деталей с ориентировкой на любые технологические системы и производства.

Методы исследования, принятые в работе, обусловлены методологией,создания СИИ. Для этого целей привлекались и использовались положения и методы математической теории"-систем, теория множеств, математическая логика и формальные сис-

темы.В качестве основного средства моделирования технологических объектов и процессов принята математическая теория формальных грамматик и дискретных автоматов. Предметный Оазис работы составила структурная теория развития технологических операций. Анализ и постановка проблем моделирования проектирующих систем, выявление их природы и предметной сущности выполнялись при разработке первой версии САПР ТП АЛАТОО. Теоретические положения и научные результаты проверялись при разработке программного обеспечения второй интеллектуальной версии АСТПП АЛАТОО.

Научную новизну работы составляют разработанные положения и результаты. Научные положения излагаются в разделах, где исследуются системные аспекты моделирования и построения проектирующие систем. Они развивают принципы: комплексного представления компонент задач проектирования (инкапсуляция методов я данных), унификации модельных представлений, функциональности, канонических представлений л многоаспектного управления порядком решения проектных задач. Принципы моделирования ориентируют разработчиков АСТПП на различные классы математических моделей (алгебры, теории, формальные системы) и их конструктивность рассматривается именно в этом смысле. Научные результаты получены в тех разделах работы, в которых разрабатываются различные аспекты теории и практики моделирования объектов п проектных задач ТПО, а так зе конструктивные системы модэ-делей, составляющих основу математического - обеспечения второй интеллектуальной версии АСТПП АЛАТОО.

Практическая ценность работы заключается в разработке методологии, методов и средств лсгшга-лшгвисткчес-кого моделирования проектных задач технологического назначения, научно-обоснованной методики концептуального моделирования объектов ТПО и процессов проектирования технологий, т.о. тех научно-обоснованных средств создания АСТПП прзшцжиольно нового интеллектуального поколения, которые позволили получить практические результаты,в виде макета АСТПП, способной проектировать как унифицированные, так и принципиально ноша, на имеющие мировых аналогов ТП с учетом проектных ситуаций и условий производства.

Макет щ-.адставлэн пакетами прикладных программ для опт -сания широкого класса деталей машиностроения и разнообразных структур технологических операций и маршрутов обработки, а так ке

универсальной компьютерной системой распознавания и классификации символьных образов деталей машин.

Теоретические положения, метода и средства концептуального и математического моделирования зафиксированы в двух принципиально новых учебных курсах, отражающих системные принципы математического моделирования проектирующих систем и формально-языковое моделирование технологических объектов и процессов.

Результаты работы представлены в виде актов внедрения АСТПП в производство и учебный процесс, справок о внедрении в учебный процесс Кыргызского технического университета новых учебных курсов и разделов цикла дисциплин САПР.

Общий экономический эффект от внедрения результатов работы в производство составил 300 тыо.руб (по курсу 1990 г.).

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на 14 всесоюзных, зональных и республиканских конференциях, съездах и совещаниях:

1. IV Всесоюзное координационное совещание по автоматизации проектно-конструкторских работ, Минск, 1988 г.

2. I Всесоюзный съезд технологов-машиностроителей, Москва,

1989 г.

3. Технологическое обеспечение качества машиностроительных изделий.' Научно-техническая конференция, посвященная 100-летию В.М.Кована. МВТУ им Баумана, Москва, 1990 г.

4. Автоматизация технологического проектирования и подготовки производства для станков с ПУ и ГАП. Ш Дальневосточная научно-техническая конференция., Владивосток, 1986 г.

0 5. САПР и надежность автоматизированного производства в машиностроении., IV Дальневосточная научно-техническая конференция, Владивосток, 1990 г.

6. Повышение производительности и качества продукции в.условиях автоматизации машиностроительного производства. Научно-практическая Восточно-Сибирская региональная конференция, Барнаул, 1985 г.

7. Перспективы развития информатики и автоматизации в Северо-Западном регионе. Научно-практическая конференция, Ленинград,

1990 Г. и др.

а так не на кафедрах и в научных коллективах:

- в Ленинградском доме ученых, Ленинград, 1989 г.;

- в ЛИТМО, на кафедре технологии приборостроения, Ленинград,

1989 г.;

- в МОССТАНКИНЕ на кафедрах технологическрго проектирования и инструментов и инструментального обеспечение, Москва, 1991 г.;

в НИИ проблем машиностроения при ЧТУ, Бишкек, 1992 г.

Основные результаты работы опубликованы в двух учебных пособиях вновь поставленных курсов, содержание которых вглючает систематизацию математического обеспечения САПР ТП и разработанные автором методы логкно-лингЕистического моделирования, в трех монографиях (две из которых депонированные рукописи), одной брошюре, 30 научных статьях и тезисах докладов, а так же отражены в десяти научно-технических отчетах, описывающих аташ создания первой версии САПР ТП АЛАТОО.

Работа содержит введение, восемь глав основного текста работы, 17 таблиц, 50 рисунков, заключение, список используемой литературы (280 наименований) и представленные отдельным томом приложения.

На защиту выносятся

- доказательство научного положения, утверждающего, что АСТПП, построенные на методологии обработки данных ("электронных архивов"), принципиально не могут быть универсальными, а АСТПП нового интеллектуального поколения должны строиться на принципиально новой предметной концепции и интеллектуальных средствах математического моделирования;

- методика концептуального моделирования ТПО и обоснование положения о том, что универсальность АСТПП может быть обеспечена предметной теорией - теорией развита структур технологических операций и введенной в работу концепцией "технологической идеи";

- доказательство, научные вывода и положения о том, что наиболее подходящим! средствами математического моделирования задач проектирования, удовлетворяющими принципам разработки больших сложных систем и концепции предметного технологического проектирования, являются формальные грамматики и дискретные автоматы;

- доказательство и научный вывод о том, что математические модели объектов и процессов проектирования ТПО долнаш представляться в виде алгебр над множаствсм формальных языков;

- научные результаты в виде конструктивных моДелей технологических объектов и процессов проектирования - автоматные и КО-языковые модели структур символьных образов деталей, фарйально-язнковыа генераторы структур технологических операций, семантические анализа-

торы и распознаватели структур технологических объектов, в том числе и сложных размерных цепей;

- методика построения канонических формально-языковых генераторов структур символьных образов деталей и технологических операций;

- научный вывод о том, что способ экспертизы структурных вариантов проектных решений зависит от проектной ситуации и может выполняться как решение задачи или структурной оптимизации или прогнозирования;

- научный вывод о том, что каноническая форма представления генератора структур технологических операций обеспечивает ЛСТПП возможность привлечения, в качестве подсистемы экспертизы проектных решений, любой инструментально-технологической ЭС, благодаря независимости генератора структур от управляющих им механизмов.

I. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ АСТПП

Современный подход к созданию проектирующих систем (ПС) основывается на ряде методологических принципов, включающих принципа ыоделей, принцип кошшжсносш (хштегратшшасти) иоделькых пред-ставлшгй,íipiüiii'.ai поэтапного иногоуроЕневого иоделироаания sí др., которые с современных позиций определяют глобальную технологию построения пнтодпектуалышх систем, состоящуы из этапов идентификации, концептуализации, формализации, кодировании и сопровождения, а так не о и и с т е м о л о г и ч а с к о г о атапа, на котором средства!«? наук верхиаго классификационного уровня решается вопрос выбора подходящих (и ьозмокио и лучших) формализованных средств моделирований.

Проблемы создания универсолышх - тиражируемых и переносимых АСТПП, надетого и аффективного проектирования ТП с помощью средств автоматизации инженерного труда заьисят от выбора методов, основных идей и подходов, с помощью которых реализуется технологическое проектирование.

Утвердившийся подход к автоматизированному проектированию ТП зафиксирован в классификационной схоме методов проектирования, разработанной проф. В.Д.Цветковым и схема, развитой Ленинградской школой прсф. С.ПДйггрофшюва. Согласно схеме проектирующая система рассматривается как систеш обработки дашшх, в которой абсолютизируются методы проектирования на основе унифицированных

(типовых или групповых) ТП или.их фрагментов. Методы проектирования ТП строятся на стратегиях поиска в "электронных архивах" унифицированных ТП или их фрагментов и соответствующей их доработке. В последние годы появились АСТПП, построенные на концепции обработки знаний, однако и в них доминируют тенденции использования типовых или групповых ТП

В результате анализа литературных источников, практически работающих систем, а также многолетнего опыта разработки авторской версии САПР ТП АЛАТОО был сделан вывод о том, что АСТПП, использующие унифицированные ТП или фрагменты, йне зависимости от метода автоматизированного проектирования (анализа Или синтеза), а так ке способов представления знаний, принципиально не могут быть универсальными..

Претендовать на универсальность, тиражируемость, непрерывно наращиваться без каких-либо изменений в программной оболочке, может система, во-первых, использующая концепция обработки знаний, т.е. обладающая интеллектуальностью, а во-вторых, построенная на прочном фундаменте предметной области, включающем ее понятийный базис, законы и эмпирический опыт и развивающаяся на основе мощной и надежной стратегии проектирования, такай как, например, "теория структурного развития технологических операций", проф. Д.В.Чарнко.

Анализ применяемых в АСТПП математических методов и средств, а также исследование интеллектуальных возможностей сстремэнных СИИ и 30 позволили сформулировать следующие вывода и предложения:

1) при наличии адекватной модели предметной области, как правило, нет необходимости в полной мере использовать ?яэтодн ЭС;

2) использование даье небольшого количества формализованного знания может значительно улучшить и упростить процесс моделирования предметной области;

3) системы, использующие метода теории СИИ и ЗС, столь ке интеллектуальны, как и системы,'использующие языки представления знаний и интеллектуальные инструменты;

4) предметная область, емзщвя отработанный понятийный базис, может претендовать на возможность построения Формальных моделей настолько успешно, насколько надежно и исчерпывающе этот базио определен;

5) использование формализованного знания не исключает, применения предметного эмпирического знания, иначе говоря, обучающая

роль примеров (экземпляров объектов) столь же велика, как и логических систем рассуждений;

6) формальные модели систем,претендующих на универсальность, долквы представляться в виде алгебр, теорий, систем, охватывая моделированием ту часть предметной области, которая обесгочивавт достижение поставленной цели;

7) для представления гчаний на программном уровне для АСТПП наиболее предпочтительны фреймовые системы или языки объектно-орионтированного программирования.

Подавляющее большинство систем интеллектуального типа строятся как оистемы обработки символьных последовательностей и, в той или иной мере» используют или аппарат или методологию формальных систем. Поэтому в работе была сформулирована гипотеза, что поиск средств формального описания объектов и проектных задач ТПО, изучение их системных и выразительных (дескриптивных) возможностей, свойств и ограничений следует вести в области теории формальных систем и, в частности, теории формальных грамматик.

Проведенный анализ методов технологического проектирования, методов моделирований й преДофайления знаний позволил выделить следукщий комплекс исследовательских задач, ориентированных на разработку принципов создания интеллектуальных. АОТПП нового поколения:

- разработка концепции и методов автоматизированного проектирования ТП механической обработки деталей машин на основе теории развития структур технологических операций и последних дости-*'¿Tmñ в области компьютерных технологий;

- исследование свойств и системных принципов моделирования интеллектуальных АСТПП, работающих с формально-языковыми моделями;

- разработка концептуальной модели ТПО, ориентированной на проеитироваш.е ТП;

- разработка математических моделей объектов ТПО и методов лсгтш-лпнгвистического моделирования проектных задач, включающих построение:

1) генераторов символьных описаний структур заготовок и плсмпнтоо ТП}

2) распознавателей и синтаксических анализаторов структур;

3) средств синтаксического и семантического управления порядком решения проектных задач;

4) механизмов многоаспектной интерпретации структурных ком-

понент технологических объектов и процессов;

5) генераторов предметно-ориентированных ¡текстов;

- исследование и оценка роли и места систеш экспертизы проектных решений в общей комплексе зада" проектирования; выявление предметных инвариантов, обеспечивай®и исчерпывающую управляемость качеством технологических репений;

- исследование возможностей логико-лингвистических моделей в программном окружении алгоритмических языков, изучение роли н места этих моделей в объектно-ориентированном подходе к создашяэ интеллектуальных АСТПП.

2. СИСТЕМНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ дСТПП

АСТПП - есть большая сложная система, в основу моделирования которой положены принципы единства функционально-целевых и причинно-следственных взаимосвязей, последовательного раскрытия неопределенности, однозначного представления свойств и закономерностей, управляемости и обратной связи, многоуровневой функционально-целевой и причинно-следственной интеграции.

В главе рассматривается как реализуются эти принципы при системном моделировании интеллектуальных АьГПП, какими свойствами должны обладать сложные систеш, оперируюшие формальными иоделяш и, как практическое следствие, даются рекомендации относительно того, каков дожец Сыть математический аппарат, чтобы с одной стороны он удовлетворял системным принципам моделирования, а с другой - не противоречил технологии создания интеллектуальных АСТПП, манипулирующих бесконечным, множеством структурных вариантов ТП.

Предложено принцип единства функционально-целевых и причинно-следственных взаимосвязей в ПС связывать с введенным в работе понятием проектная задача, которая формально описывается пятеркой математических объектов

5 = < X, У, Р, Рг, 1Гр>,

где X - описание входного объекта; У - описание выходного объекта; Р - некоторый преобразователь описания; Рг - эффективная разрешающая процедура; ир - механизм управления задачами. Входные и выходные объекты задачи - понятия ТПО, рассматриваемые как сложные структурные образования, построенные на системе базовых' понятий,

lo

входящих в алфавиты А и В - входной и выходной соответственно.

Тогда глобальное информационное описание проектной задачи можно описать выражениями, подобными тем, что рассматриваются в математической теории систем

Рг: С х X -» У; Рг: G х X-* MY); (I)

где С множество имен функциональных преобразователей, характеризующих интеллектуальное состояние системы, представленное функциональным элементом fjx) из множества С = í/c(xh: с е CJ.B глобальном описании G явно не фигурирует, вместо этого введено множество С имен функциональных преобразователей, что делает описание проектной задачи независимым от форма преобразователя. Замена выполнена с помощью условия у = fc(x) = Рг(с,х).

Описания (I) определяют функциональную и открытую системы соответственно. Вторая система - это система с неполными данными, что естественно для развивающихся систем. Включение в контур принятия решений человека делает систему функциональной.

Системы, заданные в форме.(I) есть системы, определенные на множестве проектных задач.По форме описания они отличаются от систем, задаваемых в виде S s х ж у. Между двумя формами представления существует однозначное соответствие. В математической теории систем доказано, что они согласуются между собой, если имеет место следующая эквивалентность

(х.у) с S «*» (ЭоИрЧс.х) = yj.

а исходным материалом для построения систем,представляет« в форме задач, служат системы, задавайте в вида S s X х У.

Множества входных К и выходных У последовательностей вводятся в систему S с помощью отображений х: Г —» А у: 1' —* В, тар что каждый элемент входного или выходного объекта может рассматриваться как функция x(t) или y(t), а элементы объектов хну, как линейные последовательности, соотносимые с такими известными понятиями, как лвдейшй иди вжженний список, позиционно-ско-бочная структура, цепочка (при правильной нумерации). Это позволяет причислить объекты -ТПО к широкому классу формальных систеи или к систеиаи динамического типа.

Вследствие большой размерности ПС и ее формального образа

на 98 компонентах вводится осмысленная система сужений, позволяющая на некотором фиксированном уровне описания производить разбиение (декомпозицию) задач на подзадачи. Сужения входного объекта х с X записываются следующим .образом:

= х|Г, ; а* = хи.= х\Ти. и др.,

где

г; = а': и; а* » г'< и; ги. = а*: t < ф t'};

Сужения выходного объекта задаются соответствующим образом, а подсистемы ^, , я , выражаются с помощью соответствующих сужений входного и выходного объекта. Композиция входных и выходных элементов сужения реализуется с помощью операции сочленения - конкатенации. При этом фрагменты х1, з?, хи, и последовательности х (равно как и X) в целом должны принадлежать области определения системы Б, характеризуя ее как занкпутуа систему о полным входом.

Удовлетворение системного принципа последовательного раскрытия неопределенности связывается с понятием объект начальных состояний или объект представления функциональных знаний, принцип относительности связан на только с иерархическими представлениями объектов проектирования - эта проблема уже ставилась и решалась во многих исследованиях, - речь, в значительной степени, идет о представлениях и многоуровневой декомпозиции объектов функциональных знаний - математических образов проектных задач.

Многоуровневая декомпозиция или редукция проектных задач вводится с помощью понятия объект глобальных состояний, под которым понимается некоторая формальная математическая теория (система, исчисление), способная на абстрактном уровне представить совокупность функционально-определенных знаний, необходимых и достаточных для постановки и решения проектной задачи. Объект начальных состояний - это некоторая реализация формальной теории, для которой определены средства представления знаний и выделено семейство начальных аксиом. Система или ее фрагмент задаются таким образом:

<рг : О х X -+ Г,

»о о

чтобы удовлетворялась эквивалентность

(х,у) е Э (ЭСо)[рго(0о,х) = у];

Здесь со - некоторвя реализация логической последовательности рассуждений (вывода, генерации), порождающая экземпляр релевантного проектного решения.

Если система £> представлена временными последовательностями входного и выходного объектов и обладает свойством композиции ее последовательностей, то каждому ее сужению может быть поставлен в соответствие некоторый объект начальных состояний. Иначе говоря, по определению объект начальных состояний С может быть представлен как фрагментом цепочки логических рассуждений, выделенным из глобального представления Со, так и относительно самостоятельным объектом, развивающимся из своего собственного начального состояния. Таким образом, для представления объекта состояний (логических знаний) необходим формализм, допускающий как первый, так и второй способ представлений, в применяемый математический аппарат должен обладать свойством, известным в математике как свойство замкнутости класса представлений.

На с тределенном уровне редуцирования проектная задача описывается в виде множества подзадач

Рг = {"рг; ^ х 1; & t е Т),

а дополненная механизмом управления Vр - в виде управляемого множества о

Рг = {ргл: 01 х Х^ г1 Пе Г}; (2)

ир = {ирД.; 01 хХи,-» Сг & { t Т).

Система 5рг может быть представлена в отмеченной форме, если она согласуется с системой, заданной в форма 5 с X х Г, является системой с полным входом, обладает свойством композиции входного и выходного объектов и, как следствие, свойством композиции переходов состояний. Этим системным свойствам удовлетворяют формальные объекты (проектные задачи), в общем виде определенные как полугруппы, системы подстановок (формальные грамматики), дискретные детерминированные и недетерминированные автоматы.

Выражения (2) задают общую форму представления проектных задач в виде сложного динамического образования. Однако, практи-

ческий интерес представляют их частные формы. Именно им и соответствуют те или иные формальные образы, рассматриваемые в современной дискретной математике и теории формальных систем.

В главе показано, что в зависимости от соотношения длин входной и выходной последовательностей (цепочек), обрабатываемых объектом представления функциональных знаний, проектные задачи могут представляться в,виде производящих функций выхода или управляемых выходных функций. Этим формальным объектам соответствуют или дискретные шшциальше автоматы без выхода либо с выходом, или же приведещше автоматно-управляоше автоматные сети.

Особое место отведено системам, развивающимся в пространстве состояний. Представителем таких систем являются минимальные (приведенные) формальные автоматные и контекстно-свободные грамматики или же приведение автоматы, построенные на основе автоматной сети. Здесь не предложено формально-языковые формы задач доводить до канонических представлений, что flawT возможность конструировать логические управляющие механизмы независимо от решателей задач.

Предложен конструктивный метод построения систем, функционирующих в пространстве состояний. Метод предполагает поэтапый переход от общесистемнох'о описания провктнсЛ задачи в виде отношения S с х х Y к формально-языковому через семейства промежуточных автоматных или простейших КС-языковых конструкций.

3. К0НЦЕ11ГУАЛЫЮЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Предметную основу АС'ГШ составляет основанная на знаниях внутренняя системная модель ТПО. Эта модель должна обладать свойствами, признаками, характеристиками, необходимыми и достаточными для того, чтобы для любых производственных условий спроектировать аффективный 'ГП или, иначе говоря, воспроизвести систему декларативных. предписаний для управления технологической системой (ТС). Поэтому, наряду с выбором подходящих средств моделирования ТПО, вторая, не менее важная задача создания АСТПП - отбор минимально необходимой совокупности знаний ПО, способной удовлетворить потребности проектирования.

И раоотэ предполагается, что предметную основу интеллектуаль-

ной АСТПП составляют знания ТПО о структуре понятий, их содержании, о структурной организации и вариантности проектируемых компонент, о схемах вывода решений (логике рассуждений) и характере необходимых действий для управления актами принятия решений. При втом понятийную систему .ТОО предполагается использовать в АСТПП двояким образом: во первых, для построения (генерации) исчерпывающих семантически окрвшвшх моделей Шин компонент, во-вторых, для формирования логических систем рассуждений, рассматриваемых (в системе) как логические средства управления актами генерации объектов.

В силу того, что в исходном представлении знания ТПО для использования в интеллектуальных АСТПП не пригодны, по причине разнородности их форм описания, различий в толковании одних и тех же понятий, слабой структуризации, неполноты и противоречивости, целостная, хорошо структурированная, непротиворечивая система понятий ТПО, способная обеспечить решение всего класса задач проектирования ТП, была сформирована на этапе концептуального моделирования ТПО. При этом решаемые задачи включали:

- формирование содержания каждого понятия и его формального описания, его интенсионалов и экстенсионален;

- формирование структурно выдержанной иерархии основных понятий ТПО в контексте целевых задач, возлагаемых на интеллектуальную систему;

- формирование описаний понятий через семейство характеризующих признаков, свойств, характеристик (атркСутоь);

- определение на структурах понятий причинно-следственных связей и механизмов признакового наследования; 11

- установление связей прадметно-ориентировашшх понятий с понятиями матэнаук.

Сложный и в то же время строгий характер формирования понятий ТПО обуславливает применение применение специальной методики. Ее особенность заключается в том, что она предполагает теоретико-интуитивный способ формирования иерархии понятий, где предметная теория служит как бы каркасом для образовании понятийной системы и связывает понятия в единое, объединенное предметной теорией целое. Отмеченный подход рассматривается в теории моделирования АСТПП впервые. В качестве.предметной теории принята структурная теория развития операций, разработанная проф. Чарнко Д.В.

Так как предметом концептуального анализа является понятий-

пая система, ориентированная на имитацию деятельности (логики рассуждения) технологов-проектировщиков, в работе выделены понятия, характеризующие целевую направленность процесса, понятия -объекты воздействия, понятия- объекты управления, понятия, характеризующие средства реализации процесса, базовые понятия, признаки, свойства, характеристики, не подлежащие дальнейшей семанти-зации. Проанализирована иерархическая понятийная система на предмет выявления противоречивых дефиниций, их избыточности и дефини-ционннх циклов и т.п., т.е. выполнена вся совокупность работ, определенная методикой концептуального моделирования.

Семантический анализ понятийной системы ТПО начат с определения понятия ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС (ТП). Определение характеризует его как некоторую часть более общего понятия ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС и включает две дефиниции ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ и СОСТОЯНИЕ ПРЕДМЕТА ТРУДА. Схематично определение представляется следунцим образом:

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС

I '

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ СОСТОЯНИЕ ПРЕДМЕТА ТРУДА

Понятие ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ предполагает существование некоторой ЦЕЛИ ОБРАБОТКИ и воздействия на ПРЕДМЕТ ТРУДА.

Различные формы представления двфаппционных понятий - обобщение или агрегирование характеризуют и различные формы их замещения в структурной иерархии: обобщение выполняет разделительные (классификацирнше) функции,агрегат (собирательное понятие) берет на себя нагрузку унификаций. Дальнейшее развитие иерархии понятий реализуется последующим раскрытием дефиниций через дефиниции следующего порядка. Например, после определения и схематизации понятий ЦЕЛИ ОБРАБОТКИ и ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МЕТОДА схема описания ТП приобретает вид:

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС

I

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

I I

ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ СОСТОЯНИЕ ПРЕДМЕТОВ ТРУДА

1-' '—I 1"' '-1

ЦЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЗАГОТОВКА ДЕТАЛЬ

ОБРАБОТКИ МЕТОД

в еэ позиционно-скобочнвя запись

ТП(ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЕ„ДЕЙСТВИЕ(ЦЕЛЬ_ОЕРАЕОТКИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ. МЕТОД), СОСТОШИЕ_ПРЕдаЕТОВ_ТРУДА(ЗАГОТОВКА, ДЕТАЛЬ)),

где понят-19 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД характеризуется схемой:

ПРОЦЕСС ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

I

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД

I—-1----1

ТИП ИНСТРУМЕНТА ТИП ПОВЕРХНОСТИ ОТНОСИТЕЛЬНОЕ

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ

Для построения концептуальной модели понятия ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОПЕРАЦИЯ использовалось доработанное ее определение, приведенное в структурной теории развития операций. Доработка заключалась в удвлении избыточных дефиниций и дефиниционных циклов. После доработки концептуальная модель ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ приобрела вид

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

ЦЕЛЬ ОБР-КИ <— ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТАЦИЯ —» СТРУКТУРА ОБР-КИ

I : 1

ОБЪЕКТ ТРУДА РАБОЧЕЕ МЕСТО ОПЕРАТОР

1—Ч г"-1 -■ЗАГОТОВКА ДЕТАЛЬ СТО СКЛАД

I I Ч I 1

ОБОРУДОВАНИЕ ИНСТР_РЕЖ ИНСТР_МЕРИТ ИНСТР_ВСП ПРИСПОСОБЛ

Г1 I 1 I

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАБОЧЕЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОД ПРОСТРАНСТВО' КОМПОНОВКА ХАРАКТЕРИСТИКИ

СТРУКТУРА ОБРАБОТКИ определяет роль и место ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ в системе развития технологических структур, определяемых законом развития технологических структур операций. В этой системе выделено 39 структур. Они характеризуют качественную сторону развития технологических операций механообработки по принципу совмещения выполнения основных V вспомогательных работ, направленных на достижение фиксированных целей обработки. В глави показано, что число структур может быть значительно больше, если понятию УСТАНОВ приписать разделительные (классификационные) .функции, а так:;;е включать в структурную организацию операции ПОЗИЦИИ ДИАГНОСТИКИ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ.

СХЕМА ОБРАБОТКИ рассматривается как реализация понятия СТРУКТУРА ОБРАБОТКИ, в каждой СТРУКТУРЕ ставится в соответствие практически бесконечн-е число конкретных СХЕМ. Концептуальная- модель понятия СХЭЛА ОБРАБОТКИ (в упрощенном виде) приведена ниже:

СТРУКТУРА ОБРАБОТКИ

СХЕМА ОБРАБОТКИ

II

ПОТОК

I—-I

УСТАНОВ

УСТАНОВ

I

4, 4- 4-

УСТАНОВОЧНАЯ ПОЗИЦИЯ РАБОЧАЯ ПОЗИЦИЯ ... ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ПОЗИЦИЯ

1 1 1

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕХОД РАБОЧИИ ПЕРЕХОД К0НТР_ИЗМЕРИТ_ПЕРЕХ0Д

и

Временные и пространственные совмещения влементов структуры ТП вводятся в описание (модель операции) с помощью характеризующих предикатов, что связано с намерением отличать структуры операций, где рабочие и установочные (измерительные) позиции совмещены по месту или времени от операций, где они не совмещены, либо определять как организовано выполнение переходов в рабочих позициях - последовательно, последовательно-параллельно или параллельно. Если ввести отмеченные предикаты в концептуальную модель и записать их в форме

савлецено_по_лесту(Н,Н);

савлщено_по__врелени( К,1);

Ёшюлншпь_парсииёАьна( I,}),

где И, V, К, Ь - предметные переменные, замещаемые номерами рабочих (установочных) позиций; £, ] - номера влементарных переходов, то модель отразит практически все ситуации, которые возможны при формировании структур операций. Над введенными предикатами разрешены все операции, присущие исчислению предикатов 1-го порядка.

Одна из проблем АСТГЛ, построенных на концепции обработки данных, - высокая (если не бесконечно большая) мощность базы данных. содержащей описания унифицированных ТП или их фрагментов.

В работе сделана попытка решить проблему размерности базы данных путем перехода от представления унифицированных ТП, описываемых в г-щэ предписаний "что делать" к представлениям формулирующим цели обработки, объясняющим "почему это следует делать".

Основанием для перехода к таким представлениям явилась точка зрения на формирование описания (проектирование) ТП как на проектирование системы управления ТО. Попытка выделить в системе управления иерархию целей, показала, что для каждой конструктивной группы (или типа) деталей машин существует конечное небольшое число таких иерархий. Иерархия целей не зависит от производственных условий (при традиционной форме описания, маршрутов ТП такая зависимость очевидна), а регламентируется исключительно конструктивными особенностями детали и законами технологии машиностроения.

Иерархия целей составляет содержание технологической идеи обработки той или иной группы деталей. Учитывая, что технологических идей несоизмерю/та меньше, чем способов их реализации (выражающихся в той или иной структурной организации единичного или унифицированного ТП), имеется реальная возможность значительно понизить мощность баз данных, придав им новый статус "банка технологических идей". При этом варианты технологических проектов можно рассматривать как различные пути достижения одной и той же технологической цели. Технологические идеи являются достоянием технологической науки и играют, по всей вероятности, ту же роль что и конструкторские идеи, фиксируемые патентами и "зобретениями.

4. АВТОМАТНО-ЛИНГВИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ

Одним из значительных результатов этапа концептуального анализа ТПО явилось построение четкой структурной иерархии описаний технологических объектов. Учитывая, что число структурных реализаций технологичеких операций практически бесконечно, а предложенные, в качестве основного средства моделирования, формальные грамматики обладают свойством порождать бесконечное число структур на конечных множествах терминальных и нетерминальных элементов, в главе исследуются свойства и возможности формальных языков и грамматик и обосновывается возможность их применения для моделирования актов генерации структур операций. Эти возможности фор ■ мулируются в виде конструктивных принципов, составляющих ядро и методологию формально-языкового моделирования задач ТПО. Принципы

отражают:

способность формальных языков описывать широкую гаииу как единичных, так и 1рупповых (классов) объектов;

возаожнсоть манипулирования как элементами языка, так и их осмысленными компонентами;

возможность манипулирования языками (подъязыками) путем их слияния, разделения, погружения, пополнения и развития, что обеспечивает иодульность конструирования моделей и потенциальную возможность непрерывного расширения и углубления представлений;

способность отображения как синтаксических, так и семантических аспектов описания;

многовспектность интерпретации синтаксических (структурных) компонент;

простота и естественность синтаксического и семантического анализа языковых форм;

возможность представления языка в формальных конструкциях операторов, многополюсников, преобразователей;

способность языка реализовать аффективные процедуры, позволяющие пррейти от концепции поиска проектных решений к концепции их генерации;

способность формально-языковых генераторов порождать только релевантные альтернативные структуры;

потенциальные возможности выполнения процедур эквиввлевтиро-вашя, понижения мощности средств описания без снихенин дескриптивной мощности самого языка;

возможность канонических представлений;

простота и естественность представления для интерпретации как пользователями, так ичшяенервки по знаниям л сводятся к .принципам:

1) модульного конструирования моделей технологических объектов;

2) относительности представлений структурных описапкй;

3) многоаспектной интерпретации структурных единиц;

4) относительной независимости генераторов структурах описаний от логических средств управлений процессом генерации.

Формальная грамматика, на основе которой создается формальный язык описания технологических объектов, характеризуется следующей четверкой математически.; объектов:

G = <4, VI, P, I>,

где V - алфавит терминальных символов, представляющий некоторое множества базовых, далее не специфицированных (не определяемых по смыслу) понятий ТПО;

jy - алфавит нетерминалов - множество понятий ТПО, которые определяются'через Оазотце или промежуточной понятия в понятийной иерархии ТПО;

F - конечное множество прввил подстановок типа £ —» т], где 5 и т| - цепочки (последовательности символов, слов, понятий) в алфавите V и W;

I - аксиома или начальный символ (понятие), с которого начинается еывод формально-языкового описания, часто это понятие означает класс объектов, для которого собственно и создается формальный язык.

В работе формальные грамматики и соответствующие им преобразователи используются в качестве средств внутршашинного моделирования объектов ТПО и процессов проектирования. Последние реализуются с помощью формально-языковых генераторов "правильных" слов и предложений, представляющих описания структурных компонент ТП. "Правильность" (релевантность) порожденных конструкций гарантируется не только тщательной прсработкой формальных компонент языка, но и, самое главное, тем, что в юс основе лежит концептуальная модель ТПО.

Енутримншишше модели объектов и процессов "ПО реализуются с помощью средств, предоставляемых автоматными и КС-сео6одными грамматиками, а так ко их образами в виде дискретных ишгциаль-ных аьтоматов и автоматов с магазинной памятью. В ряде- случаев (например, при описаниях основных контуров символьных образов деталей) вместо ьрломатных грамматик используются языки представля-ыцих выражений, построенные на основе алгебр регулярных событий.

Для описания слоимых объектов ТПО в конечном виде необходимы КС-грамм&ткки. 0!гд млеют недетерминированную природу и являются хорошим средством для представления релевантных альтернатив. В качестве двтерминкзаторов этих грамматик применяются рвЕ.шчного рода семантически определенные параметры и логические управляйте (генерацией .описаний) конструкции. Канонические представления усиливают эти возможности, позволяя выделить минимально необходимее предаетно-осмысленнаа число управляющих параметров. Следует

гг

отметить, что вопрос канонизации генераторов структур в теории САПР ставится впервые, а полученные в атом направлении результаты могут Сыть использованы не только в АСТПП, но и в САПР других предметных областей.

Расширение возможностей моделирования объектов ТПО, а так ке снятие проблемы размерности алфавитов терминальных и нетерминальных символов (т.е. проблемы сложности) связывается с возможностью выполнять над языками алгебраические операции. Множества операций, выполняемых над различными классами языков, различны.Это различив заключается в расширении состава операций при переходе от относительно простых языков к более сложным. Например, над регулярными языками определены операции объединения (и), конкатенации ( ) и итерации (*). Класс регулярных языков относительно атих операций замкнут.

Для КС-языков три перечисленные операции дополняются еще двумя: подстановкой языка в язык и зацикливвнием. Класс КС-языков относительно этих операций замкнут. Применение же их к регулярным языкам переводят эти языки в класс КС-языков. В работе это обстоятельство используется для реструктуризации автоматно-языковых описаний технологических объектов с тем, чтобы перевести их в КС-описания.

Использование свойства замкнутости обеспечивает разработчиков языков свободами манипулирования, а в теоретическом плана позволяет модели ТПО раесиатривать как алгебры над классами замкнутых языков.

Ь. ЯЗЫКИ ОПИСАНИЯ ДЕТАЛЕЙ И ЗАГОТОВОК,,

Подавляющее большинство исследований в области структуры язика описания деталей преследовало цоль - создать формальный язык, ориентированный на пользователя, т.е. внешний язык. Предлагаемая работа принципиально отличается от предыдущих, так как направлена на разработку символьного■(в отличие от графического или геометрического) языка описания деталей (СОД), являющегося частью внутриыашинной модели ТОО.

Практика разработки СОД выделяет подъязыки структурного и параметрического описания. К первым относят языки, с помощью которых моделируются структуры, определяющие состав и взаимосвязи мевду элементарными геометрическими объектами типа "цилиндр",

"торец", "фаска", "квнавка" и др. Они определяют наиболее устойчивую, инвариантную сторону описания структурной свойств деталей и по своей природе представляют обширный класс объектов.

Нормальную основу моделирования ПОД составляют атрибутные КС-грамматики. Однако, прямая их разработка имеет ряд трудностей. В раооте предлагается метод моделирования, согласно которому на первом этапе формирования СОД применяются автоматные грамматики, а на втором - использованием алгебраических операций подстановки языка в язык, автоматные представления прообразуются в КС-пред-ставленкя. Автоматные грамматики, несмотря на свою простоту, представляют класс языков, дескриптивная мощность которых достаточно высока.

Автоматная грамматика для СОД G = <7, W, I, Р> характеризуется следующими множествами:

множеством V , составляющим алфавит терминальных символов, означающих имена элементарных поверхностей;

множеством W, означающим алфавит нетерминалов, который' состоит из имен, характеризующие классы элементарных поверхностей, Р - множвством правил подстановок (продукции); I - начальной аксиомой в семействе продукций. Алфавит терминалов, применяемых для писания основного контура деталей типа тел вращения, например, составляют имена элементарных поверхностей, используемые в лексиконе технологического проектирования (а - торец правый, с - торец левый, Ь - цилиндр наружный, d - цилиндр внутренний, k - цилиндр конический правый, / - цилиндр фасонный и т.п.). Алфавит терминалов для алиментов наложения (на основную форму деталей) использует мнемоники фаак, кон, yj/Оч и т.д. Глобальный алфавит языка СОД содержит около сотки имен. По причине его оольшой мощности в работе используется прием раздела muí языка на подъязыки и применения к последним, для получения целостного оораза СОД, алгебраических операций. Пример подъязыка < У4, Pt, 14> описания группы деталей типа

тел вращения приведен ниже:

= < а, Ъ, а к, к1, f>; ff = <IÁ, А, В, О, D>;

Р4: It-i аЛ'' А — аВ|М|й?В|/В; В аА;

Б -» с; В сС;

а bD|MJ|í?JD|/D; D —» сО D —* с;.

Язык L (G ) допускает вариативное описание наружных контуров деталей,отличающихся различным сочетанием уступов справа и слева, • а также вариациями с точки зрения формы образующих элементарных круговых цилиндров: abato abo abala ока abab afc Ъа

abak abe bobobc и т.п.

В ряде случаев для символьного описания образов деталей использовался специальный язык представляющих выражений, основу которого составляет алгебра регулярных событий. В языке выделена система образующих, состоящая из двух подсистем (совпадение терминов ¡'образующие алгебры" и "образующие геометрических поверхностей" случайно) - образующих основного контура детали и свободных образующих, применяемых для описания семейства имен элементов наложения. Над образующими алгебры определены три операции:

конкатенация, позволяющая к образующим алгебры и словам приписывать справа определенные (разрешенные) символы. С помощью операции конкатенации генерируются описания единичных объектов;

логическое объединение, с помощью которого появляется возможность представления альтернативных групп объектов;

итерация; по определению эта операция позволяет представлять практически неограниченное число вариантов описаний регулярно повторяющихся структур (например, многоступенчатых деталей типа тела вращения).

Элементы наложения представляют свободные образующие. Над ними разрешена операция итерации. Свободные образующие могут быть размещены в любом месте предложения, описывающего символьный образ детали. Однако методически (для последующа приложений) их удобнее размещать в конце предложения.

Языки представляющих выражений удобно применять для описания обобщенных образов групп деталей, используемых при проектировании групповых технологий. Сопоставляя предложенный язык с языком, основанным на элементах булевой алгебры, моъшо увидеть, что язык представляющих выражений является более мощным и в то же время болев гибким с точки зрения представления тонких структурных особенностей как единичных, так и групповых описаний. Он допускает смысловые интерпретации,являясь подмножеством естественного языка'. Представление СОД автоматными языками или языками представ-

лящих выражений позволяет использовать в интеллектуальных проектных процедурах дискретные инициальные автоматы. В предлагаемой АСТПП рчтоматы применены для звдач распознавания структур деталей и заготовок, классификации групп, в качестве преобразователей информации в языковых процессорах и анализаторах структур.

Автоматные описания структуры СОД не устанавливают место элементов наложения в общем структурном описании детали. Корректное описание СОД можно получить или непосредственным использованием КС-грвмматики, или ко определить над автоматным языком операции подстановки языка в язык и, тем свмытл, преобразовать автоматное описание в КС-описание.В последнем случае следует последовательно реализовать следующий алгоритм:

сконструировать регулярный язык описывающий основ-

ную форму детали;

разработать множество языков (Ъ(С1)}, описывающих елементы наложения;

разработать семейство правил подстановки языков Цй.) в язык

определить предикат

находтся_в_ошошенш1_нсиохения_к(У, X) & & иля_баловой_поВерхности(X) & & ш^_элелента_налохекия(Т);

расчленить цапочку х, заданную в языке ) на "голову" ^ и "хвост" х, так что х = х1 х1, где "голова" определяет подцепочку, описывающую основной контур СОД, а "хвост" х1 - элементы наложения;

создать фрагмент базы данных (фактов),'содержащий высказывания о элементах, входящих в описание составного предиката;

для каадого элемента подцепочки "головы" реализовать последовательный просмотр всех элементов "хвоста" (элементов наложения) с проверкой истинности составного предиката; если предикат истинен, реализовать соотвотствущую подстановку, если ложен - подстановку не производить.

Например, для детали, описанной на языке Ъ(5Л) в виде

аЬ аЬс фас фас фас кан

описание на языке после подстановок принимает вид

аЬ^фаа, кап) аЬ^фаа, фаа)а Процесс подстановок иллюстрируется следующей диаграммой:

I-А— В— А— В

I I I I I а Ъ а Ь о

\ (

I

I I I

фас Л

I

кон

С

I I

«г ;

I

I I I

фаа б, д

I

фаа

)

Операции подстановки языка в язык применяются и при детализации (развертке) символьных описаний деталей, имеющих сложную структуру элементов наложения, т.е. элементов, которые по тем или иным проектным соображениям должны быть уточнены или детализированы. Нижеприведенная диаграмма иллюстрирует детализацию:

аЬ (фаа, кан) аЬ(фаа, фаа)а

порождающую развернутое описание элемента ион

аЬ(фаа, (а'Ь'а')) аЩфас, фаа)а В практике создания АСТПП задачи анализа ^сложных размерных цепей (СРЦ) до настоящего времени не автоматизированы. Это объясняется отсутствием подходящих методов и средств их описания и распознавания. Логико-лингвистическое моделирование позволило решить и эту проблему. Задача распознавания и анализа решгатся в три этапа. На первом этре СРЦ оп :сывается в виде предложения на модифицированном языке FDL (языке распознавания графических образов). Исходными данными служат матрицы списков размеров с указанными номерами начала и конца каждого размера.

Второй этап предполагает построение дерева грамматического разбора, позволяющего выделить локальные подцепи (сегменты). На третьем этапе компоненты размерной цепи наделяются соответствующей семантикой. Семантизация осуществляется с помощью специальных механизмов, рассматриваемых в теории атрибутных грамматик, и состоит в разметке вершин дерева грамматического разбора. Каждой нетерминальной вершина этого дерева ставится в соответствие вычисляемое значение атрибута - "двойка" номеров поверхностей, между которыми заключен анализируемый размер. О помощью специального алгоритма составляется список локальных подцепей, который и используется в дальнейшем при расчетах разь.зрных цепей.

6. ЛОГИКО-ЛИНГВИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

В работа принята точка зрения, что в АСТПП объектом проектирования является система логического управления технологической системой (СЛУТС)'. В этом качестве ТС есть объект управления.

С методической точки зрения разработка процесса управления сложной ТС или, иначе говоря, планирование работ ее структурных составляющих - многовариантная звдача, зависящая, в первую очередь, от того, какой исходной информацией располагает проектировщик, какие компоненты процесса проектируются и что принято За критерий оценки качества проектных решений. В работе предложено рассматривать шесть вариантов постановки задач проектирования, называемых проектными ситуациями.

Вариант I

Вариант 2

Деталь

Заготовка.

ТП (ОЛУГП)

I

Деталь |8 Проектирование

ТП (СЛИП) 1

Проектирование

Заготовка

ТС

ТС

ВаРиант 3 Деталь

Вариант 4

Вариант Б

Заготовка| ТС

Заготовка,

ТП (СЛУТП) 1

Проектирование

ТП (СЛУТП) • 1

ТП (СЛУТП) 1

ВаРиант 5 Заготовка1

тс | Проектирование

Деталь ТС

ТП (СЛУТП) 1

Проектирование

Деталь

ТС

Деталь

Проектирование

Заготовка

На схемах входными стрелками показаны исходные данные на проектирование, выходными - объекты, относительно которых принимаются проектные решения.

Вариант I соответствует ситуации, когда создаются новые или модернизируются действующее производства, а проектировщик стоит перед проблемой создания высокоэффективных технологий, возможно," не имеющих мировых аналогов. Вариант 2 также приемлем для опи-

санной вше ситуации, где вопрос получения заготовок каким-то образом предопределен. Вариант 3 соответствует ситуации, когда разрабатываемая технология ориентирована на действующие производства, а деталь имеет близкий аналог, опыт изготовления которого носит установившийся характер. Варианты 4 и 5 соответствуют проектированию технологий безотходных производств.Вариант в близок к варианту 3.

В работе предложена новая методология автоматизированного проектирования, основанная:

- на учете вариантов проектных ситуаций, что потребовало доработки и изменения мэтаалгоритмов проектирования, зафиксированных системой стандартов ЕСТПП;

- учете того, что проектируется система управления производственным процессом со всей атрибутикой свойств, признаков и характеристик, присущих логическим системам управления;

- осмысливании факта, что каждому конструктивному типу деталей может быть поставлено в соответствие несколько технологических идей обработки; эти идеи рассматриваются как иерархия целей ТП - системы логического управления ТС; содержание иерархии целей зависит от конструктивного типа деталей и не зависит от прочих обстоятельств - типа и способа организации производства, типа ТС и др. Технологическая идея обработки может быть реализована множеством возможных путей, определяемых существущими методами обработки и структурной организацией операций, ,тто собственно И характеризует вариантность технологического проектирования;

- каждая подцель иерархии целей ТП может быть достигнута конечным числом структурных вариантов организации операций,

что обусловлено научными полоиэниями теории развития их структур;

- иерархии целей должна быть поставлена в соответствие количественная или качественная мера, которая определяет, достигнута ли поставленная цель проектирования и какой ценой или с каким эффектом она может быть реализована; при оценке качества проектных решений в основа критерия успеха должны лежать показатели качества работы объекта управления - ТС и производственного процесса, а также окружающей его социальной сферы.

Прагматическую основу проектирования структур ТП составляют целевые описания его этапов или иерархия целей,а синтаксическую -семантическую - концептуальные модели ТПО. Структуры технологических операций в математическом плане могут быть отображены на

различные математические объекты. В настоящем исследовании предложено три формы представления,имеющие для задач технологического проектирования прикладное значение: I) прямое декларативное моде-равание, 2) продукционное моделирование и 3) собственно логико-лингвистическое .

Непосредственное, декларативное моделирование ТП и их компонент используется для сжатого, компактного описания или унифицированных или спроектированных ТП о помощью позиционно-скобочных конструкций, имеющих своими образами вложенные записи языков программирования.

Отличительную черту декларативного метода моделирования и проектирования составляет тот факт, что описание структуры групп деталей встроено в модель унифицированного ТП в виде формально-языкового генератора, способного воспроизвести описание структуры любой детали или части, предусмотренной обработкой данным ТП. Предлагаемый метод соответствует проектной ситуации проектирования в оредв действующих производств.

Вторая форма представления _ структур технологических операций относится к классу процедурно-декларативных моделей, известных в теории оЙИ как продукционные модели. Математически эти модели восходят к универсальным алгебрам Поста, определенным на множествах предметных символов (переменных и констант) и ш-мест-ных функций или отношений,над которыми определены пять элементарных операций,- позволяющих манипулировать позиционно-скобочными описаниями: подстановки, итерации, удаления, циклические и нормальные перестановки, размножение. Применимость той или иной операции определяется совокупностью условий, записанных в одноуровневую или многоуровневую"систему составных предикатов с вариантами их обработки в форме решающи таблиц, (сетей) или в форме дедуктивного логического вывода, как это делается в классических продукционных системах типа ОРБ-5, Ш'ОШ и др.

Третья форма моделирования основана на синтезе структурных схем этапов (операций) обработки с помощью формально-языковых генераторов, построе!шых на основе параметрических или логически управляемых КС-грамматик. Сконструированная в работе грамматика способна породить любое структурное описание операции обработки резанием (термообработки, сборки, контроля, транспортировки) для всех классов деталей. Условия применимости правйл вывода в процессе генерации задаются так же, как и при второй форме модели-

рования предикатными конструкциями исчисления предикатов первого порядка. Механизм вывода может строиться на дедуктивных логических ческих системах. Не исключено и применение сетей решающих таблиц.

Обобщенное описание технологических операций при втором методе моделирования представляется тремя классами алгебра'ческих и формально-языковых моделей. Эти модели путем использования отмеченных операций также в состоянии воспроизвести любое релевантное структурное описание операции, предусмотренное теорией их развития. Пример одного из классов моделей показан нижа:

опт,

(IIOTOR(Pt,

(УСТ(11а,

(П03(Рз,

nEP(BA3A(X,Y,Z), nil), С Г1ЕР( Рг, ОБР__ПОВ (L), ИНСТР_РЕЯ (Ir)))*

))*))*))*

);

совлещено_по_лесту(УСТ_П03(I), РАВ_П03(Рг)); совлещено_по_врелени(УСТ_ПОЗ(1), РАБ_П03(Р2)); виполняется_паршлёлъко(ПЕР(t),..., HEP(J)); выполняется_непрерывно(РАБ_ПОЗ(Рг)).

Для реализации описаний при третьей форме моделирования был разработан формально-языковый генератор, который представляет из своя формальную грамматику Cf, дополненную логическими средствами детарминизации вывода формальных предложений, составляющих язык 1,т описания структур технологических операций. Формальная грамматика языкового генератора имеет вид GT = <V, W, Р, 1>, где алфавит терминальных символов V задан семейством множеств

V = (yam, поз, пер, база, обр_пов, ft}, {J}, шстр_рек, инстр_лерш, шстр_всп, npu.cn, tot), (иа), {prJ, {рг), (ir), {im),{pra),(, ), ','},

а алфавит нетерминальных симеолов - множеством

(F = 11, ОП, ЭТАП, УСТ, ПОЗ, ПЕР, БАЗА, СТО, OBPJJOB, X, Y, z, Via, Pr, Pz, tit, Ir, Im, Iv, Pra).

Семейство продукций Р звдвно следующими правилами: I) I —* ОП;

2) I -* ЭТАП; 3) оп -> опт, УСТ);

4) УСТ — (УСТ); 6) УСТ УСТ, УСТ;

6) УСТ -» ycm(Ua, ПОЗ); •Г) ПОЗ (ПОЗ);

В) ПОЗ -» ЛОЗ, ПОЗ; 9) ПОЗ -» позГРг, ПЕР);

10) ПЕР -» (ПЕР); II) ЛЕР ¡IEP, ПЕР;

12) ПЕР -> пер(Рг, БАЗА, СТО); 13) ПЕР -> пер( Рг,ОБР_ПОВ,СТО);

14) OEPJIOB оОр_пов(L); 15) БАЗА - » ааза(Х, Y, Z);

16) СТО —> инстр_реж(1г); т СТО -> инстр_лерит(1т);

18) СТО —» инстр_всп(1и); 19) СТО -» npucn(Pra);

20) Mt- —» элелент днохестба типов технологии, оборудования;

21) Ua —» элелеют лножества целых чисел;

22) Pz —> элелент лножестйа целых чисел;

23) Рг —> элелент лножества целых чисел;

24) L —> элелент лножества целых чисел[славо в язшее L;

25) Ir —» элелент лножества типов леталлорежущиг инс;яруле>тов;

26) 1т -* элелент днохестба типов дерительних инструдентоб ;

27) lv —» элелент дножестбо тлшгоб бспологсмелшиг инеирулентов; 28J fV"a —> элелент лножества тшгов приспособлений;

29) К —» элелент лножества целых чисел\алаЬо а sisuiie L;

30) У —> элелент лножества целых чисел¡слово Ь языке Z;

31) Z элелет хнахества целых чиаел[слода 6 языке

В работе показано, что каждому нетерминальному символу из множества продукций может Сыть поставлено в соответствие семейство операторов, способных реализовать практически неограниченные возможности для описания дополнительных свойств, признаков, характеристик компонент ТП, включая и способы их полиформных отображений.

Разработанная теория моделирования ТП на оазе логико-лингвистических средств позволяет:

впервые в практике построения АСТПП и теории моделирования ТП предложить достаточно общую теорию моделирования структур технологических объектов и процессов;

ввести в теорию и практику моделирования ТП новую концепцию, согласно которой под структурной моделью TII понимается влгебра над,множеством формальных языков, с помдщью которых описываются

!как ТП в целом, так и их компоненты;

предложить различные методы технологического проектирования: на основе унифицированных ТП, унифицированных технологических решений, технологических идей и логик рассуждений, оставаясь в рамках единого метода формально-языкового моделирования;

повысить "объяснительную силу" модельных описаний путем наделения их структурных компонент семантическими интерпретаторами в виде естественно-языковых терминалов - терминов и понятий ТПО.

7. ЭКСПЕРТИЗА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИИ

В главе рассматриваются методы оценки проектных решений, получаемых на уровне проектирования структур. Соотнесены методы структурной оптимизации и методы получения лучших решений, применяемые в теории СИИ. Проводится точка зрения, что проблемы структурной оптимизации при проектировании ТП больше связаны с проблемами предметной области, нежели с математическими или вычислительными, а выбор структурных вариантов ТП - задача логического анализа и коллективной экспертизы.

Предлагается поиск лучших структурных решений выполнять методами подобны™ тем, что используются в экспертных системах с учетом особенностей вариантного технологического проектирования. Основания, которые делают это возможным, следующие:

интеллектуальная проектирующая система является человеко-машинной системой и, следовательно, допускает конструирование естественно-языкового професионально-ориентированного интерфейса, с развитой системой подсказок, примеров, качественных • оценок последствий принятых решений, научно-обоснованных рекомендаций, отражающих как общенаучные технологические знания и опыт, так и экспертные знания отраслевого или локального характера;

формально-языковая природа генерации структур операций гарантирует получение только релевантных проектных решений, число которых, кроме всего прочего, ограничено как при формулировке технического задания на проектирование (ограничения по стратегии развития предприятия), так и при выборе маршрута обработки;

выбор технологического маршрута, основанный на принятии ип отклонении некоторой технологической идеи обработки из ограниченного множества идей, фактически ориентирует технолога-проектиров-

щика на фиксированный маршрут обработки, что естественно снижает вс!мокную вариативность по структурам и методам обработки;

при формировании структур операций имеется возможность выполнять ету работу пошагово, последовательно, принимая решения по кавдой структурной компоненте: по потокам, установам, позициям и переходам. При этом каждое последовательно принимаемое решение опирается Н£ множество примеров, известные технологические компоновки и наладки и др.

В работе проведен качественный анализ подходящих стратегий оценки качества проектируемых структур (технологических) процессов и сформулированы предложения по построению соответствующего, практически работающего механизма, позволяющего выполнять "текущий контроль за характером последовательно принимаемых решений". Механизм учитывет, что в рамках одного и того же производства могут действовать процессы, отличающиеся типом и характером организации, а также целевую ориентацию проектирования - создание новых производств, модернизацию действующих, проектирование с ориентацией на стабильно функционирующие подразделения и т.п.

В качестве основных показателей качества производственного процесса предложено использовать показатели производительности и технологичности. Они являются центральными в системе стандартов ЕСТПП и именно их предлагается применить в качестве того "ядра", относительно которого можно будет раскрыть содержание и произвести "раскрутку" развернутой модели оценки качества решений.

Различие в проектных ситуациях не только предопределяет особенности проектирования ТП, но и требует построения принципиально различных систем качественных оценок.В одном случае эти оценки опираются на существующие" системы показателей производственного процесса и сеязэны с доказательством того, что свойства детали не противоречат существующей системе показателей и возможным резервам их повышения, а в другом - такие показатели должны быть еще установлены. Более того, показатели должны ориентироваться на будущее применение и содержать в себе мощные резервы развития. По существу задачи второго типа - это не только задачи оценки качества решений, но и, в значительной степени,задачи прогнозирования.

Отмеченные различия положены в основу построения логической системы оценки качества проектных решений и описываются двумя различными предикатами. Первый характеризует область решений по производительности, второй - по технологичности.

(ауНЗгНР^у, 3, 2) & Ра(д) & Рл(у) & рв(г)) ... (Эх)(Эг)(Р1(х, то, г) & Ра(х) & Рл(та) & Рв(г)) ...

Их области интерпретации включают:

Р - предикат-отношение прсшвсйшёльш1_по_ашашвтю_к', Р2 - предикат-отношение технолагична_по_ошашених>_Е; Рз - предикат-свойство естъ_де1палъ; Р4 - предикат-свойство естъ_ТС; Р= - предикат-свойство есшь_аагатовт;

х е А, где 4 - некоторое фиксированное множество деталей, а д - константа, характеризующая фиксированную деталь; у е ТС, где ТС - некоторое фиксированное множество ТС, а та - константа, характеризующая фиксированную ТС; 2 е 3, где 3 - некоторое фиксированное множество заготовок. Предикаты Р4и Ря будут истинны, если детали из множества Д по отношению к фиксированной та окажутся технологичными, а некоторая та из множества ТС по отношению к фиксированной детали (или ее обобщенному образу) Э будет производительной.

Приведенные предикаты являются теми исходными формула™, относительно которых строится логическая система доказательств. Правая часть предикатов содержит вторичное множество предикатов, уточняющих смысл лбЕой части. Вторичное множество, в свою очередь, раскрывается через следующее множество предикатов и т.д., пока на будет выражено через предикаты, истинность или ложность которых может быть доказана с помощью имеющихся в распоряжении системы фактов или константных утверждений 'высказываний).

При оценке технологичности детали необходимо доказать, что ее характеристики,как еыходного объекта производственного процесса, согласуются с некоторыми фиксированными, возможно предельными характеристиками ТС:

по качественным показателям изделия; количественным показателям выпуска;

требуемому временному режиму, соотносимому с формами организации производства.

При этом под согласованием по качественным показателем понимается соответствие:

I) между размерами детали (заготовки) и рабочим пространством оборудования, доступность для обработки ее поверхностей, соответствие требуемых методов обработки, методам, заложенным в

оборудовании;

2) между точностными характеристиками детали и характеристиками оборудования;

3) маршрута и содержания обработки принципам единства (сохранения) технологических баз, или, по крайней мера, принципу организованной их смены.

Согласование по количественным характеристикам включает сопоставление объемов планируемых к выпуску и выпускаемых изделий (изделий-аналогов, образцов), размеров партий и др.;

Согласование по временным характеристикам, по сути дела, отвечает на вопрос в какой мере имеющиеся мощности анализируемой ТС удовлетворяет требуемому объему выпуска, организационно-техническому ре;киму работы производственного подразделения. Здесь же, в конечном счете, производится оценка возможной производительности и того, возможна или невозможна обработка изделия по принятому унифицированному ТП.

Выполнение мероприятий по согласованию временных характеристик может привести или--к смене ТС и соответствующего ей ТП или к доработке существующего процесса. Так или иначе, это решение должно быть принято на стадии формирования структуры ТП и может привести даже к смене стратегии проектирования, цапримир, к проектированию принципиально новой структуры ТП, ориентированной па принципиально новое оборудование. Все это. соответствует мотодологическому принципу создания АС'ДГО,. требующему .чтобы проектирующая система обладала возможностями реализовать проектирование, адекватное текущим проектным чтоб« система Сила гайкой.

В работе сформулирован » другой важный цринцшг структурной оптимизации: структурная оптииизащщ некоторого объекта возиокна в той пере и настолько, насколько его, структура представляет семантику. Иначе, структурная оптимизация, носит качественный характер, а количественные оценки вариантов возможны тогда и только тогда, когда ее элементы обладают требуемой для этого семантикой. Кроме того требуется, чтобы ТПО располагала законами, эмпирическими или экспертными зависимости®., количественно связывающими, определенные в структуре ТП семантический единицы. Так как в ТПО эти законы имеют в большинстве своем качественный характер, то и структурная экспертиза (не. церэом этапе), может быть только качественной. В формальном цлеш система оценок (экспертизы) может" быть только системой лрте^Ш'О, твда* принимающей решения мето-

дами правдоподобных рассуждений.

Система логического доказательства Может строится на альтернативных И/ЙЛИ/КОМБ деревьях.

В соответствии с принципом эволюционного развития автоматизированных проектирующих систем вЫдеЛййо трй йтана развития подсистемы экспертизы проектных решений.

Первый этап соответствует МйййШМИМ Возможностям, когда система не содержит практически никйййХ СрЭДОТй ОЦёййй йj в силу диалогового характера проектироваййй, ййй йтЁеТСтвеййостЬ за пошаговое формирование решений ложиТйй йа Техйолога-провктйровщика. В особо ответственных случаях возможна внешняя экспертиза с привлечением лиц, наделенных полномочиями принимать ответственный решения. Этап соответствует начальной стадии эксплуатации проектирующей системы.

Второй втап развития и освоения АСТПП в минимальном варианте должен содержать I) блок рекомендаций, отражающий качественные зависимости между свойствами детали, ориентировками на форму организации производственного процесса, уровнем его автоматизации и возможными проектными решениями; 2) блок качественной оценки возможных последствий принятия тех или иных структурных решений, соотносимых как с возможной производительностью, затратными характеристикам, тан и с прогнозами по поводу дальнейших эффективных применений выбранных ТС; 3) блок примеров эффективных структурных компоновок, апробированных в отечественной и зарубежной практике.

Третий этап развития системы экспертных оценок включает построение логического модуля экспертизы на основе данных ведущих специалистов отрасли и производств и математических средств,предлагаемых современными экспертными системам!. В силу того, что данные для экспертизы в какой-то мере приближенны, размыты и ненадежны по своей природе, для вывода решений принимается логика, использующая как в своих посылках, так и заключениях некоторые вероятности или коэффициенты уверенности, как это делается, например, в системе иУОШ.

8. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАДАЧ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В заключительной главе иллюстрируются методы и средства

представления объектов ТПО - технологических операций, деталей и saiотовок на языке объектно-ориентированного программирования Turbo Pascal. Дается краткая характеристика метода ООП и раскрываются его основные свойства: инкапсуляция данных с процедурами к функция, наследование признаков и свойств, полиморфизм. Показана его близость к теории "акторов" и формальным атрибутным грамматикам, что подчеркивает внутреннюю глубинную связь между моделями ТПО и основаниями ООП.

Приведены примеры описания объектных типов ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОПЕРАЦИЯ и ДЕТАЛЬ, используемых в прогрэмной системе интеллектуальной версии АОТПП АЛАТОО. Более подробное описание названных объектов, их свойств, признаков и характеристик, а так же методов програмной обработки показано в приложениях к диссертации-

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований разработана общая теория формально-языкового шделирования TII и их компонент, позволившая предложить принципиально новую предметную концепцию построения процесса автоматизированного проектирования и сформулировать единую ыетодологию создания проектирующих систем.

Основные научные положения и полученные научные результаты исследования заключаются в следующем.

1. Предложен новый подход к исследованию системных принципов построения и организации проектирующих систем, заключающийся в то^л, что проектирующая система рассматривается как иерархически упорядоченное, динамически организованное множество проектных задач, а ее компоненты представляются как временные образования, задаваемые в яиде упорядоченных символьных последовательностей и обрабатывающил. процедур,как это рассматривается в теории формальных систем. Решены проблемы композиции и декомпозиции задач, методы многоуровневого раскрытия неопределенностей и многозначностей. Показано, что математическими образами проектных задач,отвечающих сформулированным в работе требованиям, могут служить полугруппы, формальные грамматики и автоматы. Полученные выводы соответст-ствуют современным тенденциям развития теории моделирования в СИИ и 30.

2. Установлено, что для концептуального моделирования проблемных областей наиболее подходящим оказывается теоретико-интуи-

тнвний метод, в основе которого лежат предметные теории. В области проектирования ТП такой теорией олужит теория развития структур технологических операций. Разработаны метаалгоритм формирова-роваяия понятийной системы T1I0 и ее концептуальная модель. Предложен принципиально новый подход к решению проблеш снижения размерности базы данных унифицировашшх ТП путем формирования банка технологических идей -упорядоченной совокупности подцелей уровня "технологическая операция" в иерархии целей ТП.

3. Показано, что формальные грамматики обладают достаточными методам! и средствам, способными воспроизвести внутримашииную модель внешнего мира - ТПО. Предложена простая технология построения КС-грамматик.Суть технологии заключается и первичном модали-ровашш объектов с помощью регулярных языков с последующим отображением первичных моделей в КС-описания с помощью операций подстановки языка в язык. Установлено, что алгебраические операции над языками позволяют не только выполнять модульное конструирование описаний, но и реализовать мобильное перестроение структур о пошаговым углублением и детализацией их семантики. Класс таких описаний откосителыю применяемых операций замкнут.

4. Разработано семейство языков для описания структуры деталей типа тела вращения. Форма льно-языкоь^ моделирование позео-лило создать простую и гибкую систему описания и манипулирования символьными образами деталей и заготовок, а также решить ряд принципиально новях для АСТПП задач, связанных с классификацией II распознаванием мапшншзх образов, построением лингвистических генераторов и анализаторов описаний. Разработана методика автоматического распознавания и анализа слокпих конструкторских и технологических размерных цепей.

5. Впервые в практике построения аптоматизироващшх проектирующих систем и теории моделирования технологических объектов н процессов предложены достаточно общая теория п исчервываище цз-тода моделирования структур технологических опертой. Введена а теорию моделирования ТП и их проектирования новая концепция, согласно которой мод ль ТП рассматривается как алгебра над цнсгзст-вш формальных языков.

6. Предложено три способа формирования описаний ТП: ирянаа декларативное описание, описание с помощью продукционных моделей, в основе которых лежат алгебры Поста, описание с помощью логичео-ки-управляемых формально-языковых генераторов. Показано, что вне

1*0

зависимости от предметной концепции проектирования и способа обработки данных или знаний,- системная модель ТП может быть представлена формально-языковой конструкцией, а расширение возможностей представления технологических знаний может быть выполнено путем введения в грамматику систем логических рассуждений, в виде относительно самостоятельных модулей, не влияющих на строение грамматик.

7. Показано, что экспертиза проектных решений относительно структуры ТП и его компонент может быть выполнена с помощью методов теории СИИ и ЭС с последующим уточнением (на этапе параметризации) принятых решений методами параметрической оптимизации. Содержание и методы проведения экспертизы структурных решений зависят^от принятой стратегии проектирования. При ориентировке процесса проектирования на унифицированные ТП, доминируют оценка технологичности обрабатываемого изделия по отношению к фиксированной ТС. При ориентировке на выбор подходящей (для заданных производственных условий) ТС доминируют оценки производительности ТС по отношению к производству фиксированного изделия или группы изделий. Доказано, что система экспертизы проектных решений должна конструироваться как гибкая система.

Установлено, что проведения экспертизы качества проектных решений относительно структуры ТП возможно в той море и настолько, .насколько структура анализируемого ТП наделена семантикой.

8. Создан макет интеллектуальной АСТПП, реализованный с помощью средств объектно-ориентированного программирования. Показано, что методология объектно-ориентированного программирования позволяет реализовать все возможности интеллектуального технологического проектирования, которые изложены в теоретической части работы, а также ряд дополнительных возможностей, связанных с представлением объектов (унификацией образов, классификацией, наследованием признаков и свойств, инкапсуляцией данных и методов) и человеко-машинным характером проектирования. Макет разработан на языке ООП Turbo Pascal б.О в среде Turbo Vision.

Разработанная теория и катода моделирования задач проектирования ТП позволяют надеяться, что автором диссертационной работы внесен посильный вклад в развитие научного направления, связаного с построением теории и научно-практических методов создания АСТПП."

ОСНОВНЫЕ ПЕЧАТНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бабак В.Ф. Аспекты теории моделирования САПР ТП// Труды IY Всесоюзного координационного совещания по автоматизации проектно-конструкторских работ. Минск: ИТК АН БССР, 198Э.

2. БаОак В.Ф. Автоматно-лингвистический подход к моделированию задач технологии машиностроения// Гибкие производства, промышленные роботы и системы управления/ Науч. совет АН СССР по проблемам "Робототехника и автоматизированное производство". Ы.* Фрунзе, 1990. С.25-38.

3. Бабак В.Ф. Модели и методы конструирования интеллектуальных САПР ТП механообработки. М., 1990. 56 с. (Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства. Сер. Автоматизированные системы проектирования и управления /ВНИИТЭМР: Вып.5). _ '

4. Бабак В.Ф. Логико-лингвистические модели и методы в САПР технологического назначения. Бишкек: КыргызНИИНТИ, 1991. 114 с.

5. Бабак В.Ф. Основы теории моделирования проектирующих систем технологического назначения: Учебноэ пособие:/ Фрунзеп.политехи.ин-т, Фрунзе, 1989. 98 с.

S. Бабак Б.О. Математическое обеспечение САПР :модоли и методы: Учебное пособие/ Фрунзеп.политехн.ин-т, Фрунзе, 1991. 56 с.

7. Бабак В.Ф., Рунг P.P. Система автоматизироватого проектирования технологических процессов// Материалы первого съезда технологов машиностроителей. М., ШАТ, 1989.- С.87-88.

8. Бабвк В.Ф. Распознавание сложных структур размерных цепей. //Тезисы докладов науч.-техн. конференции, посвященной 100 -летию В.М. Кована. М., МВТУ и«.Баумана, 1990. С.99.

9. Бабак В.Ф. Формализованные основы теории проектирования технологических САПР// Тезисы докладов Третьей Дальневосточной научно-технической конференции "Автоматизация технологического проектированияи подготовки производства для станков с ЧПУ"/ Владивосток: ПКНТО игл А.Н.Крылова, 1986. с.24.

10. Бабак В.Ф. Распознавание сложных структур размерных цепей //Тезисы докладов Четвертой Дальневосточной научно-технической конференции ?'САПР и надежность автоматизированного производства в машиностроении"/ Владивосток: ПКНТО им А.Н.Крылова, I990.C.29.

11. Бабак В.Ф., Болеславская И.Л. Диалоговая система ввода

чг

технического задания б САПР // Тезисы докладов Четвертой Дальне^ вогточной науч.-техяич. конференции "САПР и надежность автоматизированного производства в машиностроении"/ Владивосток: ПКНГО ЕМ А.Н.Крылова, 1990. 0.30..

12. Бабак В.Ф. Методологические аспекты теории моделирования автоматизированных проектирующих систем.//"Проблемы моделирования и автоматизированного проектирования", Л:, АН СССР,. ЛИАН, 1990.- 0.14-16.

.13. Бабак В.Ф. Логико-лингвистический подход к разработке интеллектуальных САПР // "Совершенствование технологических процес-процессов изготовления деталей машин".Тезисы докл. РНТК. Курган: Сов.Зауралье, 1991. 0.36.

14. Бабак В.Ф. Интеллектуальные САПР ТПП для гибких автомати-' вировашшх производств.//"Динамические режимы работы электрических машин и электроприводов".Материалы Всесоюзной науч-техн. конференции, Бишкек:, КыргСВДО-МЭИ, 1991. С.42.

15. Бабак В.Ф. Аспекты теории моделирования проектирующих систем (технологического назначения)/ Фрунзен.политехн.ин-т. Фрунзе,

1990. 121 е.- ДэП.е КыргНИИНТИ, & 490-Ки90.

16. Бабак В.Ф. Логико-лингвистическая концепция создания интеллектуальных АСТПП.//"Системы управления в гибком производстве "/Научный Совет АН СССР по проблема "Робототехника и автоматизированное производство". Бишкек:, 1991. С.24-35.

17. Бабак В.Ф., Акс Д.Г. Система ввода и анализа исходной информации для технологического проектирования в АСТПП // "Системы убавления в гибком производстве "/Научный Совет АН СССР по проблеме "Робототехника и автоматизированное производство". Бишкек:

1991. С.36-42.

10. Бабв-.с В.Ф., Журавлев В.М, Арсентьев Методологические и методические вопросы НИРС: Учебное пособие. Фрунзен. политехи, ин-т. Фрунзе: 1986. 117 с.

19. Бабак В.Ф.Методологические вспекты разработки технологических САПР.//"Совершенствование технологии проектирования в строительстве, энергетике к машиностроении на основе САПР". Тезисы докладов РНТК. Фрунзе: 1935.- С.20-22.

20. Бабак В.Ф., Журавлев В.М. Состояние и перспективы развития НИР в области САПР, робототехники и роботизированных производств.// "Автоматизаци. процессов подготовки производства в машиностроении". Материалы республиканского научно-технического семина-

ра. Фрунзе: АН КиргССР. 1983. О. 1-4..

21.Бабак В.Ф.К анализу наследственности В- действующих технологических процессах// "Состояние и перспективы развития технических наук в машиностроении". Фрунзе; 19^0. С.68-71.

22.Бабак В.Ф. Основы теории моделирования структур технологических процессов//"Вопросы теории и практики создания САПР ТП механической обработки". Фрунзе: 1387. С.3-18. '

йЗ.Бабак В.Ф. Моделирование объектов и процессов технологической предметной области. Лрунзе: 1983. 112 с . .Деп. в Кыргыз-ниинти, й 366 - киаа.