Онтология автоматизированного структурно-параметрического проектирования основовязаного трикотажа

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

А. А. Казначеева, О. В. Кочеткова, Е. Н. Ломкова, А. А. Эпов
ОНТОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВОВЯЗАНОГО ТРИКОТАЖА
Камышинский технологический институт (филиал)
Волгоградского государственного технического университета
ivt@kti. ru
В статье приведена онтология задачи автоматизированного структурно-параметрического проектирования основовязаного трикотажа. Основой построения онтологии является описание ее математической модели, а результатом — модель проектирования, ассоциированная с состоянием проектирования. При решении задачи генерируется множество состояний проектирования, которые в совокупности представляют пространство проектирования. Переход от одного состояния к другому в процессе поиска решения осуществляется с помощью операторов проектирования.
Ключевые слова: автоматизированное, структурно-параметрическое, проектирование, основовязаный трикотаж, онтология, модель, структура, параметр, оператор, пространство.
A. A. Kaznacheyeva, O. V. Kochetkova, E. N. Lomkova, A. A. Epov
ONTOLOGY OF AUTOMATED STRUCTURAL AND PARAMETRICAL DESIGN OF WARP-KNITTED FABRIC
Kamyshin Technological Institute (branch) of Volgograd State Technical University
The article gives an ontology of the problem of the automated structural and parametrical design of warp-knitted fabric. The basis of the ontology creation is its mathematical model description, and the result is a design model associated with a condition of design. While solving the task a set of design conditions which in the aggregate represent design space is generated. A transition from one condition to another in the course of search of a decision is carried out with the help of design operators.
Keywords: automated, structural and parametrical, design, warp-knitted fabric, ontology, model, structure, parameter, operator, space.
Основой построения онтологии автоматизированного структурно-параметрического проектирования трикотажа служит описание его модели [1]. В общем случае структурно-параметрическое проектирование — это процесс, в результате которого определяется структура объекта и находятся значения параметров составляющих ее элементов таким образом, чтобы были удовлетворены условия задания на проектирование. Если при этом проектируемый объект получается оптимальным по какому-либо критерию, то проектирование является оптимальным.
Описание математической модели структурно-параметрического проектирования основовязаного трикотажа определяется [2]: множеством компонентов Dk = & lt-S, P, Vr, C, R, Pr, cf& gt- и множеством моделей проектных решений {DSoi-i, — -, Dso?_n}, где S — набор элементов структуры {si,…, sn}- P — набор параметров {pi, —, pn}- Vr — набор значений параметров {Vi,., Vn}, где V1={v1i,-, vu} - набор значений каждого параметра- C — набор ограничений на значения {ci, —, cm}- R — набор требований, предъявляемых к модели {ri,…, rk}- Pr — набор предпочтений {Pri,-, Prj}- cf — глобальная стоимостная функция.
Элемент структуры s? определяет примитивный элемент модели проектирования. Параметр р, характеризует тот или иной элемент структуры. Каждый параметр связывается с диапазоном значений v, который определяется множеством величин, присваиваемым р,. Предположим, что существуют в среднем m возможных значений для параметра и n параметров. Тогда размер пространства проектирования N определяется по формуле N=mn. Функционально зависимыми называются параметры, чье значение однозначно определено функциональными зависимостями или требованиями. Параметр, который функционально независим, называется ключевым, и его возможные значения определяются степенью свободы в процессе проектирования, т. е. действительным размером пространства проектирования [2].
Ограничения c, определяют условия, которые не должны нарушаться проектируемым объектом. Требования r? устанавливают свойства, которым должно удовлетворять решение. Обычно ограничения независимы, а требования, как правило, зависят от конкретного случая. В общем, ограничения и требования выражают проектные предписания, которые помо-
гают различать конкретную результирующую модель проектирования (МП) от всех остальных моделей.
Предпочтения РгI описывают знания задачи, которые классифицируют модели проектирования в соответствии с некоторой точкой зрения. Формально, предпочтение — это отношение частичного порядка, определенное в пространстве моделей проектирования. Различные точки зрения связаны с различными отношениями частичного порядка. Очевидно, что частичный порядок, определенный для одного предпочтения может отличаться от другого. В некоторых случаях различные точки зрения могут противоречить друг другу.
Обычно спецификация задачи структурнопараметрического проектирования включает несколько предпочтений, которые моделируют различные точки зрения для классификации результатов. Для того чтобы получить множественный критерий предпочтения, появляющийся в течение предметного анализа, обычно вводится понятие глобального предпочтения. Глобальное предпочтение gp — это отношение частичного порядка, которое комбинирует отдельные предпочтения для обеспечения универсальной точки зрения при классификации моделей проектирования. Для удобства включают понятие глобальной стоимостной функции с/, такое, что с/(В) & lt- с/(Вр), если и только если (Вр Вк) е gp.
Глобальная стоимостная функция является критерием порядка достижения конечного состояния. Такой критерий должен конструироваться для комбинации предпочтений по стоимостному критерию. Величина стоимостной функции связана с моделью проектирования, поэтому для любых двух моделей проектирования отношение gp можно оценить сравнением с ним стоимостей.
Рассмотрев элементы структуры, параметры и их значения, наборы требований, ограничений, предпочтений и стоимостную функцию, покажем, как определяются модели проектирования: 1) МП — это набор & lt-яь рУу& gt-, где si -элемент структуры, рi — параметр, характеризующий si и ц — определенное значение pi в модели проектирования [3]- 2) М П Вк называется полной, если каждый параметр в наборе параметров Р имеет значение в множестве компонентов Вк- 3) МП называется согласованной, если не нарушается ни одной зависимости в наборе ограничений С- 4) МП называется прием-
лемой, если она удовлетворяет всем требованиям Я, предъявляемым к модели- 5) МП называется функциональной, если она является согласованной и приемлемой- 6) МП называется решением, если она является функциональной и полной- 7) проектное решение В01-к — оптимальное, если оно является решением и не существует никакого решения В^ц такого, что
с/(Во1-з) & lt- с/(Вт1-к).
Обычно М П ассоциируется с состоянием проектирования. При решении задачи генерируется множество состояний проектирования, которые в совокупности называются пространством проектирования. При этом переход от одного состояния к другому в процессе поиска решения осуществляется с помощью операторов проектирования, которые определяются переходом между моделями проектирования. Предполагается, что операторы определяются ключевыми параметрами проектирования. Связь между состояниями проектирования в модели также описывается операторами проектирования [4].
На основе выше приведенного математического описания модели онтология автоматизированного структурно-параметрического проектирования трикотажа уточного переплетения с заданными начальными условиями имеет следующий вид [5]:
Имя задачи: структурно-параметрическое проектирование основовязаного трикотажа уточного переплетения.
1. Понятия: 1.1. Цель задачи ^ осуществить структурно-параметрическое проектирование основовязаного трикотажа уточного переплетения. 1.2. Входные параметры ^ матрица рисунка, раппорты рисунка по высоте и ширине, вид нити, линейная плотность нити, класс вязальной машины, раппорты сновки и проборки грунтовых и уточных гребенок, цифровые записи работы грунтовых и уточных гребенок. 1.3. Выходные параметры ^ средний диаметр нитей, петельный шаг, высота петельного ряда, количество петельных столбиков в 100 мм трикотажа по ширине, количество петельных рядов в 100 мм трикотажа по длине, количество грунтовых и уточных нитей в раппорте, поверхностная плотность трикотажа, теоретическая производительность вязальной машины.
2. Свойства: ограничения ^ допустимые значения длин грунтовых и уточных нитей в раппорте- количество игл в грунтовых и уточных гребенках- требования ^ малая растяжи-
мость трикотажного полотна, незначительная усадка.
3. Правила ^ 1) определение параметров структуры трикотажа с учетом заработки уточных нитей- 2) определение поверхностной плотности и содержания в трикотаже уточных и грунтовых нитей.
4. Аксиомы ^ 1) модель проектирования закончена, когда все элементы структуры определены и все параметры означены- 2) модель проектирования определяет однозначное отображение параметров на значения- 3) модель проектирования корректна, когда все параметры связаны с допустимыми значениями- 4) модель проектирования является решением, когда она корректна и закончена.
Следует отметить, что уже на этапе создания онтологии задачи структурно-параметрического проектирования трикотажа в них присутствуют предметные знания, заданные начальной спецификацией, такие как: цель, входные и выходные параметры, требования и ограничения. При этом предметные знания представлены в онтологии задачи не конкретными значениями, а ролью этих знаний в предметной области [4]. Определенные в онтологии задачи предметные знания влияют на дальнейший выбор онтологии метода решения, и уточняются конкретными значениями при соединении онтологий задачи и принятия решения с онтологией предметной области.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кочеткова О. В. Реализация онтологического подхода в учебно-исследовательской САПР основовязаного трикотажа / О. В. Кочеткова, А. А. Казначеева // Известия ВолгГТУ. Серия «Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах». Вып. 12. — 2011. — № 11. — С. 118 — 122.
2. Motta E., Zdrahal Z. Parametric Design Problem Solving. In Gaines B. And Musen M. (editors) Proceedings of the 10-th Banff Knowledgr Acquisition for Knowledge-Based Systems Workshop (KAW'-96), Banff, Canada, November 9 -14, 1996.
3. Zdrahal Z., Motta E. An In-Depth Analysis of Propose & amp- Revise Problem Solving Methods. In B.R. Gaines and M. Musen (editors) Proceedings of the 9-th Banff Knowledge Acquisition for Knowledge-Based Systems Workshop. Banff, Canada, 1995.
4. Елисеева Н. В. Разработка метода и средств представления модели знаний в задачах автоматизированной конструкторско-технологической подготовки производства: Автореф. дис. канд. техн. наук / МГТУ «СТАНКИН». -М., 2007. — 22 с.
5. Казначеева А. А. Автоматизированное проектирование трикотажа основовязаных переплетений: Автореф. дис. канд. техн. наук / ВолгГТУ. — Волгоград, 2013. — 21 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой