2.3.1. Класс задач, наиболее приспособленных к решению с помощью блоков принятия решений
При выполнении инженерных расчетов в машиностроении сложились определенные формы представления знаний (формулы, таблицы). Пример записи таких знаний в виде таблицы приведен на рисунке 2.10. В такой форме накоплена большая база нормативно- справочной информации, которая содержится в справочниках, стандартах и т.д.
----------------------------------------------------------------------
¦ ¦ ¦ Тип заготовки ¦
¦ Диаметр ¦ Ширина ¦---------------------------------------¦
¦ обрабатываемой ¦ резца, мм ¦ из стали и стальные ¦ ¦
¦ заготовки, мм ¦ ¦ отливки с G , МПа ¦ из чугуна ¦
¦ ¦ ¦-----------------------¦ ¦
¦ ¦ ¦ до 800 ¦ св. 800 ¦ ¦
-----------------+-----------+-----------+-----------+----------------
¦ До 20 ¦ 3 ¦ 0.08-0.10 ¦ 0.06-0.08 ¦ 0.11-0.14 ¦
¦ 20 - 30 ¦ 3 ¦ 0.10-0.12 ¦ 0.08-0.10 ¦ 0.13-0.16 ¦
¦ 30 - 40 ¦ 3 - 4 ¦ 0.12-0.14 ¦ 0.10-0.13 ¦ 0.16-0.20 ¦
¦ 40 - 60 ¦ 4 - 5 ¦ 0.14-0.18 ¦ 0.13-0.16 ¦ 0.20-0.22 ¦
¦ 60 - 80 ¦ 5 - 6 ¦ 0.18-0.20 ¦ 0.16-0.18 ¦ 0.22-0.26 ¦
¦ 80 - 100 ¦ 6 - 7 ¦ 0.20-0.25 ¦ 0.18-0.20 ¦ 0.26-0.30 ¦
¦ 100 - 125 ¦ 7 - 8 ¦ 0.25-0.30 ¦ 0.20-0.22 ¦ 0.30-0.35 ¦
¦ 125 - 150 ¦ 8 - 10 ¦ 0.30-0.35 ¦ 0.22-0.25 ¦ 0.35-0.40 ¦
----------------------------------------------------------------------
Рис. 2.10. Определение подачи (мм/об) при отрезке и прорезке канавок
на токарных станках ("Краткий справочник металлиста", стр.365, табл.39)
По существу знания, представленные в приведенных таблицах, являются продукционными правилами, реализующими следующий алгоритм:
ЕСЛИ значения исходных данных удовлетворяют определенным условиям,
ТО требуемые значения определяются по таблице.
Традиционной формой представления продукционных правил в программировании выступает запись вида:
IF (условие) THEN (действие 1) ELSE (действие 2)
Такого типа записи легко воспринимаются универсальными языками программирования. Например, обращение к содержимому левой верхней клеточки (рис.2.10) может быть записано так, как приведено на рис. 2.11.
----------------------------------------------------------------------
¦ЕСЛИ "Вид работы" имеет значение "на токарных станках" ¦
¦ И "Вид обработки" имеет значение "отрезка и прорезка канавок" ¦
¦ И "Тип заготовки" имеет значение: ¦
¦ "из стали" ИЛИ "стальные отливки" ¦
¦ И Значение "G в, МПа" < 800 ¦
¦ И Значение "Диаметр обрабатываемой заготовки, мм" < 20 ¦
¦ И Значение "Ширина резца, мм" = 3 ¦
¦ -----------------------------------------------------------------¦
¦ ¦ ТО Значение "Подача (мм/об) минимальная" = 0.08; ¦
¦ ¦ Значение "Подача (мм/об) максимальная" = 0.10; ¦
----------------------------------------------------------------------
Рис. 2.11.Пример записи алгоритма обращения к верхней левой клеточке таблицы, изображенной на рис.2.10
Современная технология программирования может предложить несколько вариантов написания программ для решения такого типа задач. Методической и инструментальной базой для этих вариантов решений могут выступать языки программирования и базы данных.
Решение на базе языка программирования предполагает использование труда программистов. Возможная структурная схема для записи правила, приведенного в таблице (рис.2.11), может иметь вид, соответствующий рис. 2.12. Любое изменение в правилах, записанных в таблице, добавление или удаление строки потребует повторного программирования задачи. Кроме того, если информация в исходной таблице (рис. 2.10) понятна и доступна большинству инженеров, то эта же информация в программе "размыта" и работа с ней требует от пользователя определенной квалификации в области программирования.
Рассмотрим возможный вариант решения указанной задачи средствами базы данных. Следует отметить, что базы данных изначально ориентированы на работу с большими объемами взаимосвязанных таблиц. В машиностроении наиболее подходящей областью применения баз данных являются ГОСТы и специальные задачи работы с архивами (инструментов, комплектов чертежей и т.д.). Особенностью машиностроительных справочников является наличие большого числа разнородных таблиц, которые, очень часто, состоят из нескольких строк. Применение баз данных в этом случае не всегда является целесообразным.
-----------------------------------------------------------------
¦ IF ((WIDR ^= "на токарных станках") ¦
¦ OR (WIDO ^= "отрезка и прорезка канавок") ¦
¦ OR (DIAMETRO <= 0.) OR (DIAMETRO > 150.) ¦
¦ OR (SIR < 3.) OR (SIR > 10.) ¦
¦ OR (TIPZ = "из стали" ) ¦
¦ OR (TIPZ = "стальные отливки" ) ¦
¦ OR (TIPZ = "из чугуна" )) ¦
¦ ------------------------------------------------------------+
¦ ¦ KB=1 ¦
¦ ¦ "Входные данные не соответствуют допустимым ограничениям ¦
¦ ¦ на применение правил" ¦
¦ ¦ EXIT ¦
+---+-----------------------------------------------------------+
¦ KB=0 ¦
+---------------------------------------------------------------+
¦ IF ((TIPZ = "из стали" ) ¦
¦ OR (TIPZ = "стальные отливки" ) ¦
¦ AND (GMPA < 800.) ¦
¦ AND (DIAMETRO < 20.) ¦
¦ AND (SIR = 3.)) ¦
¦ ------------------------------------------------------------+
¦ ¦ PODMIN = 0.08 ¦
¦ ¦ PODMAX = 0.10 ¦
¦ ¦ EXIT ¦
+---+-----------------------------------------------------------+
. . .
+---------------------------------------------------------------+
¦ IF ((TIPZ = "из чугуна" ) ¦
¦ AND (DIAMETRO > 125.) AND (DIAMETRO < 150.) ¦
¦ AND (SIR > 8.) AND (SIR < 10.)) ¦
¦ ------------------------------------------------------------+
¦ ¦ PODMIN = 0.35 ¦
¦ ¦ PODMAX = 0.40 ¦
¦ ¦ EXIT ¦
-----------------------------------------------------------------
Рис. 2.12. Структурная схема выбора правила
Отдельные понятия, используемые при описании структуры таблиц, обозначим следующим образом:
A30 - Минимальный диаметр обрабатываемой заготовки, мм
A31 - Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки, мм
A40 - Минимальная ширина резца, мм
A41 - Максимальная ширина резца, мм
A5 - Тип заготовки
A6 - Предел прочности, МПа
A7 - Подача (мм/об) минимальная
A8 - Подача (мм/об) максимальная
Тогда таблица для хранения данного правила в базе данных может состоять из следующих колонок:
A5, A30, A31, A40, A41, A7, A8
Возможный вид таблицы базы данных для хранения содержимого фрагмента таблицы (рис. 2.10) приведен на рис. 2.13. При обращении к таблице пользователю надо помнить о том, что содержимое таблицы имеет смысл использовать при работе на токарных станках и при виде работы "Отрезка и/или прорезка канавок" и если предел прочности (A6) меньше 800.
----------------------------------------------------------
¦ A5 ¦ A30 ¦ A31 ¦ A40 ¦ A41 ¦ A7 ¦ A8 ¦
----------------------------------------------------------
¦ из стали ¦ 0. ¦ 20. ¦ 0. ¦ 3. ¦ 0.08 ¦ 0.10 ¦
¦ из стали ¦ 20. ¦ 30. ¦ 0. ¦ 3. ¦ 0.10 ¦ 0.12 ¦
¦ из стали ¦ 30. ¦ 40. ¦ 3. ¦ 4. ¦ 0.12 ¦ 0.14 ¦
¦ . . . ¦
¦ из стали ¦ 125. ¦150. ¦ 8. ¦ 10. ¦ 0.30 ¦ 0.35 ¦
¦ стальные отливки¦ 0. ¦ 20. ¦ 0. ¦ 3. ¦ 0.08 ¦ 0.10 ¦
¦ стальные отливки¦ 20. ¦ 30. ¦ 0. ¦ 3. ¦ 0.10 ¦ 0.12 ¦
¦ стальные отливки¦ 30. ¦ 40. ¦ 3. ¦ 4. ¦ 0.12 ¦ 0.14 ¦
¦ . . . ¦
¦ стальные отливки¦ 125. ¦150. ¦ 8. ¦ 10. ¦ 0.30 ¦ 0.35 ¦
----------------------------------------------------------
Рис. 2.13. Фрагмент записи правила в форме реляционной таблицы
При использовании технологии баз данных редактирование фактических данных, добавление новых строк с данными не требует специального перепрограммирования и может быть выполнено силами пользователей. К недостаткам этого варианта решения можно отнести отсутствие в явном виде в реляционной таблице ограничений на условия ее применения, и возможности использования арифметических выражений (вместо констант). Кроме того, необходимо иметь в виду, что таблица обычно используется совместно с запросом для получения требуемых данных.
- Часть 2. Представление знаний в сапир при решении машиностроительных задач
- 2.1. Особенности переноса деятельности конструктора в компьютерную среду
- 2.1.1. Использование объектно-ориентированного подхода в машиностроении
- 2.1.2. Параметрическая графика
- 2.1.3. Инструментальные средства сапир
- Представление объекта в компьютерной среде
- 2. Задание отношений и условий их применения, выраженные в форме:
- 2.1.4. Повторное использование знаний
- Глава 2.2. Система словарей - справочников данных
- 2.2.1. Словарь понятий предметной области
- 2.2.2. Список таблиц и табличные зависимости
- 2.2.3. Отбор строк из таблицы базы данных
- Глава 2.3. Блоки принятия решений
- 2.3.1. Класс задач, наиболее приспособленных к решению с помощью блоков принятия решений
- 2.3.2. Возможности блоков принятия решений
- 2.3.3. Блоки принятия решений и вычислительные модели
- 2.3.4. Язык спецификации блоков принятия решений
- 2.3.5. Соглашения о связи блоков принятия решений с языком программирования Си
- 2.3.6. Программа – планировщик и планировщик действий
- Глава 2.4. Использование системы t‑flex cad для создания параметрических прототипов чертежей
- 2.4.1. Основные понятия системы t-flex cad
- 2.4.2. Создание параметрических чертежей деталей
- 2.4.3. Создание параметрических сборочных чертежей
- Глава 2.5. Сценарий проектирования объекта
- 2.5.1. Меню расчетов
- 2.5.2. Выполнение расчета по вычислительной модели
- 2.5.3. Запуск проектной процедуры
- 2.5.4. Выбор строки таблицы базы данных в диалоге
- 2.5.5. Запись значений таблицы параметров в файл
- 2.5.6. Считывание значений таблицы параметров из файла