Представление информации на языке таблиц решений
Лекция 5. Представление информации на языке таблиц решений
Наиболее удобный инструмент представления инженерных знаний – таблицы решений – используют фреймы (комплексные таблицы) и системы продукций (таблицы решений с ограниченными и расширенными входами).
Таблицы решений (ТР) зарекомендовали себя как удобное средство, позволяющее четко, быстро и просто описывать сложные ситуации. Впервые язык программирования, основанный на таблицах решений, был предложен в 1964 году Л. А. Ломбарди.
Перечислим преимущества использования ТР:
- компактная, обозримая форма анализа задачи;
- единое (вместо последовательного) описание задачи;
- легкая изучаемость;
- требуемая ясность представления задачи, позволяющая легко установить, где отсутствует информация;
- простые возможности контроля полноты и содержательной корректности;
- возможность внесения изменений и добавлений в базу знаний специалистами предметной области без привлечения программистов.
Для технологического проектирования используются три типа ТР:
- комплексные таблицы (КТ);
- таблицы решений с ограниченными входами;
- таблицы решений с расширенными входами.
Комплексная таблица решений
Комплексная таблица (КТ) представляет собой описание конкретного объекта, процесса, явления, в котором всем элементам соответствуют определенные значения. Комплексные таблицы служат для той же цели, что и фреймы, описанные выше, и имеют следующие достоинства: естественность, наглядность представления, модульность.
КТ состоит из поименованных элементов – разделов (как фреймы–из слотов), характеризующих объект, и в этих разделах могут использоваться арифметические выражения типа «DИ = = (ТПС) D.K + 2x (ТР101)» для расчета значения данных. Разделы могут быть также заполнены конкретными значениями данных. Кроме того, предусмотрен механизм ссылок на другие таблицы, что позволяет конструировать сложные структуры, т.е. реализовать связи между понятиями предметной области.
Рассматриваемый нами вариант комплексной таблицы разработан для описания перехода операции механической обработки и состоит из 24 разделов-столбцов и переменного количества строк. Отличие этой таблицы от рассматриваемых фреймов в том, что в таблице заложено правило «ЕСЛИ–ТО» в разделе УФ–условие формализованное.
Структура таблицы имеет вид:
|
№
|
СП
|
КОП
|
УФ
|
DИ
|
…
|
ТВ
|
САП
|
ФКТ
|
ФП
|
1-я строка
|
|
0.1
|
|
|
|
|
…
|
|
|
|
|
2-я строка
|
|
1
|
|
|
|
|
…
|
|
|
|
|
3-я строка
|
|
…
|
|
|
|
|
…
|
|
|
|
|
|
|
N
|
|
|
|
|
…
|
|
|
|
|
|
Первая строка обязательна и состоит из названия разделов(имен данных):
№ – номер перехода; СП – содержание перехода;
КОП – код обрабатываемой поверхности, он может задаваться яв но (например, 21.0.0 или 11.11.0) или через переменную (К.0.0, К.6.0);
УФ – условие формализованное (условие выполнения строки); если условное выражение в этом разделе истинно, то строка обрабатывается до конца, иначе строка не выполняется;
DИ – диаметр исполнительный; ТDИ – точность DИ;
LИ – длина исполнительная; ТLИ – точность LИ;
РИ – режущий инструмент; ВИ – вспомогательный инструмент;
ИИ – измерительный инструмент:
DР – диаметр расчетный (диаметр заготовки);
LР – длина расчетная;
I – количество проходов; Т – толщина снимаемого слоя;
S – подача; V – скорость резания; N – число оборотов шпинделя;
ОВ – основное время; ВВ – вспомогательное время;
САП – вход в подсистему расчета фрагмента управляющей прог раммы для этого перехода;
ФКТ – в этом разделе запоминаются (присваиваются) размеры, полученные в переходе для дальнейшего оперирования ими;
ФП – форма печати.
Некоторые разделы таблицы могут быть не заполнены.
Вторая строка (строка 0.1) может отсутствовать, если переход не является первым в составе операции. Если это начальный переход, то в этой строке описывается информация, общая для всей операции: выбирается приспособление, формируется «шапка» операционной карты, определяются значения переменных, используемых в последующих строках, если есть в этом необходимость.
Третья и каждая последующая строка заполняются согласно названиям столбцов. Одна строка представляет один технологический переход. Удобнее в составе одной таблицы представить один вид обработки. Например сверление в трех строках: неглубокое, глубокое, глухого отверстия.
Так же как фреймы, таблицы представляются в двух вариантах: образцы и экземпляры. Образцы хранятся в базах знаний и содержат описание объекта в общем виде. Данные представлены только именами, формулами. А таблица-экземпляр содержит уже конкретные значения объекта. Для объекта «Технологический переход» таблица-экземпляр заполнена размерами, режимами обработки, шифрами инструментов, определенными для обработки конкретной детали. Описание детали должно быть представлена или с помощью ТКС, или на формализованном языке.
Таблицы решений с ограниченными входами
В таблицах решений с ограниченными входами (ТРО) входные условия являются логическими выражениями, представляются в виде вопроса и принимают значения «да», «нет». Каждая таблица состоит из заголовка (имя таблицы и комментарий к ее имени) и «тела» таблицы. «Тело» состоит из разделов, которые компонуются в зависимости от вида ТР. ТРО подразделяются на следующие виды:
- условные;
- безусловные;
- циклические;
- комбинированные.
Условная ТРО включает в себя четыре основных раздела:
1. Список условий.
2. Правила выбора решений (действий) – столбцы правил, или ситуации.
3. Список решений.
4. Указатели порядка выполнения решений.
Кроме этих четырех разделов, могут быть приведены комментарии к каждому условию и решению (разделы 5 и 6). Таблицы, содержащие, кроме указанных, разделы 7 и 8, называются комбинированны ми: 7 – это безусловная часть, состоит из равенств (присвоений или действий), 8 – это комментарий к равенствам. Кроме того, могут отсутствовать условия (безусловные ТР), и ТР приобретает вид последовательного алгоритма с указанием действий. С помощью ТРО также можно организовать циклы. Место расположения разделов ТРО:
|
8
Комментарии
|
7
Присвоения
|
|
5
Комментарии
|
1
Условия (ЕСЛИ)
|
2
Ситуации
|
|
6
Комментарии
|
3
Решения (ТО)
|
4
Последовательность решений
|
Приведем условный ТРО92 по определению N – числа оборотов шпинделя при фрезеровании паза. Вход в эту таблицу осуществляется через строку комплексной таблицы в разделе N.
Для расчета N необходимо знать диаметр фрезы и скорость резания V. V определяется в предыдущем разделе КТ. А вот диаметр фрезы определяется геометрией паза: продольный, поперечный или паз под сегментную шпонку радиусом RC. В таблице и представлены все три ситуации (три столбца): 1–для продольного паза, 2–поперечного (ширина кодируется через L), 3–для сегментного. Ситуации формируются разработчиком таблицы решений сочетанием выполнения или невыполнения условий, т.е. простановкой значений логических выражений «да» или «нет». Когда ситуация определена, остается принимать правильные решения, соответствующие конкретной ситуации.
ТРО92 N фрезерования паза
|
Паз сегментный
Паз продольный
|
RC > 0
B > 0
|
нет
да
|
нет
нет
|
да
-
|
|
D фрезы = ширине паза
Расчетные N
Принятые N
Уточнение V
|
D = В
D = L
D = RC
N = 318,4 V/D
N = (ТР1445)
V = N D / 318,4
|
1
2
3
4
|
1
2
3
4
|
1
2
3
4
|
Таблицы решений с расширенными входами
В отличие от ТР с ограниченными входами, входы которых принимают только значения «да» и «нет», ТР с расширенными входами имеют множество значений входных условий. В таблице также может быть несколько входных условий (ТР194) или одно (ТР194А). Здесь ОМ – код обрабатываемого материала, В– ширина шпоночного паза, (ТР194А) – одно из решений, где представлены обозначения совокупности фрез для диапазона ширины В от 0 до 12мм.
ТР194 Выбор шпоночных фрез для полуоткрытых пазов
|
ОМ< =
|
В < =
|
|
|
50
|
12
|
(ТР194А)
|
|
|
50
|
(ТР194В)
|
|
164
|
12
|
(ТР194С)
|
|
|
40
|
(ТР194G)
|
|
231
|
8
|
(ТР194D)
|
|
|
12
|
(ТР194E)
|
|
|
40
|
(ТР194Q)
|
|
277
|
12
|
(ТР194X)
|
|
|
40
|
(ТР194Q)
|
|
ИНАЧЕ
|
ИНАЧЕ
|
‘ ‘
|
ТР194А Шпоночные фрезы быстрорежущие с цилиндрическим хвостовиком (ГОСТ 16225-81)
|
В > =
|
|
|
12
|
‘2220-0533’
|
|
10
|
‘2220-0531’
|
|
8
|
‘2220-0527’
|
|
6
|
‘2220-0523’
|
|
5
|
‘2220-0519’
|
|
4
|
‘2220-0515’
|
|
3
|
‘2220-0513’
|
|
2
|
‘2220-0505’
|
|
1,8
|
‘2220-0493’
|
|
1,5
|
‘2220-0491’
|
|
ИНАЧЕ
|
‘ ’
|
Таблицы с расширенными входами содержат данные об объектах, так же, как и базы данных. Отличие в том, что таблица решений содержит правило выбора «ЕСЛИ» ( В>= 12, 10 и т.д.) – «ТО» (2220-0533, 2220-0531, …). Здесь фреза выбирается в зависимости от ширины шпоночного паза детали. Т.е., в этой таблице представлено знание: выбор обозначения фрезы в зависимости от ширины паза–отражено умозаключение о связи фрезы и детали через их данные.
С помощью таблиц решений с расширенными входами организуется выбор СТО (средств технологического оснащения), режимов обработки, нормы времени, уточнение чисел оборотов шпинделя и подачи применительно к конкретному оборудованию и т.д.
ТРО и ТР хранятся в базе знаний экспертной системы. При проектировании ТП в условиях имена данные заменяются их значениями, и условие В>0 принимает вид 24>0, если продольный паз имеет ширину В=24 мм. Решения в виде значений V и N заносятся в раздел таблицы-экземпляра КТ, далее посредством механизма оформления документации в операционную карту.
Вопросы к лекции 5
- Какие преимущества имеют таблицы решений?
- Назовите разновидности таблиц решений.
- Какая из таблиц решений представляется как образец и как экземпляр?
- Какие разделы содержит КТ для описания технологического перехода?
- Какую функцию выполняет раздел УФ комплексной таблицы?
- Сколько строк может содержать КТ?
- Из каких частей состоит таблица решений с ограниченными входами?
- Как представляется условие в таблицах?
- Как разрабатывается ситуация в таблице ТРО?
- В чем отличие таблиц решений с ограниченными и расширенными входами?
- Какая таблица решений используется для выбора обозначения инструмента и какая – для определения вида инструмента?
PAGE 2
Представление информации на языке таблиц решений