某射击装置智能化产品的设计模式优化

根据某射击装置实际产品设计过程需求,提出一种知识库支撑的某射击装置智能化产品设计模式,以多领域、异构知识资源服务与混合智能推理与决策的融合为特征,以构建广义案例知识模型来支持智能主模型为主线,以可配置知识库技术、多领域知识处理与服务技术、混合智能推理与决策技术、知识资源组件封装与重用技术为手段,实现面向某射击装置的智能化产品设计模式。该模式的目标是整合企业知识资源、缩短产品设计周期、提高智能化产品设计能力。图7.3所示为知识库支撑的某射击装置智能化产品设计模式,该模式的特征是有效地集成分布、异构知识资源,并使其更好地服务智能推理与决策过程,更符合实际产品设计过程中设计人员的决策思维以及对知识的需求;同时通过知识组件对设计工具及知识资源的封装,提高了知识重用率,缩短了设计周期。

某射击装置智能化产品设计模式不只是简单地从技术上实现和改进了该产品的智能设计,改进传统的系统设计过程,更是综合考虑管理机制、关键技术、支撑平台以及设计过程等不同层次的需求而构建的一种新的系统设计模式。该模式总体上分为四个层次,包括管理机制层、关键技术层、支撑平台层以及设计过程层,不同的层面为该模式的实现提供相应的保障,协调不同的角色在该模式中高效完成不同的工作。

管理机制层提供了某射击装置智能化产品设计模式实现的制度保障,重点解决分布案例知识资源的积累手段、案例知识积累的绩效考核方式、部门之间案例知识共享与集成机制,只有在具有完善的管理机制的情况下才能实现案例知识的有效积累,进而推进智能化产品设计模式的应用。关键技术层提供了实现智能化产品设计模式的技术基础,重点解决了智能主模型技术、可配置知识库结构建模的模板设计技术、设计知识资源建模与服务技术、基于CBR和RBR集成的混合智能推理技术、方案综合评价技术、基于知识组件的设计工具封装与重用技术等。支撑平台层提供了实现智能化产品设计模式的功能,基于平台提供的功能相关设计人员开展该装置的设计工作,完成设计任务。该模式中提供的智能设计平台主要包括三个系统,即知识库管理与服务系统、智能推理与决策系统、知识组件系统。知识库管理与服务系统主要完成分布、异构知识的获取、表示,可配置知识模板的构建、管理,语义建模、标注以及辅助决策服务等功能;智能推理与决策系统主要实现相似案例检索、修改,相似方案综合评价排序等功能;知识组件系统主要完成设计工具、经验规则和模型等知识的封装与重用。设计过程层是根据不同设计阶段的工作任务,智能设计平台依据不同用户的角色可以完成不同角色的任务工作。

根据智能设计模式的定义,在某射击装置智能化产品设计模式中定义了两类角色,一类是面向可配置知识库的用户角色,具体可以分为知识管理人员、知识使用人员、知识审核人员,这类角色主要完成与知识资源管理和服务相关的工作;另一类是面向智能推理与决策的用户角色,主要涉及设计人员,这类角色主要完成具体的智能设计相关工作。这里的设计人员可以是主要负责总体方案阶段的总设计师,也可以是详细设计阶段完成具体设计任务的设计人员,同样也可以是改进阶段完成局部修改等设计任务的设计人员。与此同时,相关的知识库用户角色也是随着设计阶段的推进,不断收集、添加新的设计知识和案例,实现知识的动态更迭,以满足智能设计对案例知识资源的需求。

知识管理人员的职能如图7.4所示,其主要任务是及时调研获取设计人员的知识需求,以及对设计知识及时更新,通过对知识资源的分类,完成知识库的维护及管理工作,同时根据需求更新配置相关的知识模板,并对其管理。知识使用人员的职能如图7.5所示,其可以实现的功能是知识检索、知识贡献、知识分享、知识收藏,其中知识贡献是重点,设计人员可以将设计过程中总结的经验等相关知识选择对应的知识模板及时添加。知识审核人员的职能是对新添加的知识进行审核,如图7.6所示。

图7.4　知识管理人员职能

图7.5　知识使用人员职能(www.xing528.com)

图7.6　知识审核人员职能

设计人员的职能如图7.7所示,其主要流程包括:

(1)获取设计任务。

(2)明确本阶段设计任务的具体技战术指标需求。

(3)配置各指标权重。

(4)智能推理与辅助决策。首先输入设计需求,通过案例检索获取相似案例集,借助编辑好的知识规则完成基于规则推理的方案参数的验证和修改,自动获取参数修改推荐值,设计人员再借助方案参数相关联的知识,对参数自定义修改,实现设计知识的自动和半自动辅助决策功能,最后综合各种评价指标(射速、枪重、故障率、寿命、成本等),合理选择出最优的设计方案。

(5)三维建模与仿真分析。设计人员首先配置需要的组件模板,注册发布知识组件后自动注入智能推理出的设计方案参数作为组件输入参数,检验输入参数的合理性(也可以用于改进阶段的参数修改),借助规则知识进行修改,组件运行生成三维模型或图像等文件。

(6)生成报告。将设计方案和相关的模型等自动生成统一规范格式的设计报告,方便与企业产品数据管理系统交互。