文档介绍：第十章设计型专家系统
专家系统概述
专家系统的特点与类型
1.  专家系统的特点
专家系统:是在特定领域中的一套计算机程序,它具有专家工作时利用知识推理的能力。
人工智能以计算机模拟人的智能为目标,其基本特点是对符号信息系统的自动处理。
(1) 启发性它除了能利用大量专业知识外,还能利用经验知识做出假设和判断,引导推理的正确性。
(2) 透明性专家系统能将其工作过程显示给用户,能对用户提问做出必要的解释,并能为用户提供咨询。
(3) 灵活性正如人类专家可以修改自己拥有的知识和学习新知识一样,专家系统也能增加和修改它所拥有的知识,以适应逐渐复杂化的问题求解。
专家系统有以下特点:
方面
传统程序
专家系统
编程思想
依据某一算法
强调启发式知识的利用
编程方法
知识和推理混在一起
知识库与推理机分开
处理对象
数值量
符号+ 数值
性能修改
难,要修改源程序,重新编译
易,只需修改知识库
执行中解释
不能
可以
执行过程
按编程规定的内部逻辑,顺序执行
根据条件和知识,决定执行路线
所得结果
结果正确,不允许不确切
结果满意,可以不确切
专家系统与传统程序的区别
(1)  解释型专家系统根据获得的数据去分析问题的结构或状态。
(2)  预测型专家系统根据过去及现在所有的情况推断将来的情况。
(3)  诊断型专家系统根据观察到的事实推断对象系统的功能故障。
(4)  监控型专家系统连续地对对象系统的行为进行观察,并在需要干预的时候发出警报或进行监控。
(5)  规划型专家系统为完成特定目标而采取的一系列动作或解决问题的步骤。
(6) 设计型专家系统构造对象模型(方案),而且满足约束条件,如机械设计、电子电路设计、建筑设计等。
2. 专家系统类型
人机接口
知识获取模块
知识库维护模块
解
释
机
制
上下文(数据库)
推理机
知识库
专家系统的基本结构
专家系统的基本结构
(2) 上下文它与数据库相似,动态地反映或存放求解领域问题时的原始数据及事实,以及中间和结果信息。
(3) 推理机在一定的控制策略下,针对上下问中的当前信息,选取知识进行推理,以求解问题的结果。常见的推理控制方式有:数据驱动的正向推理,目标驱动的反向推理,正反向结合的混合推理等;针对知识的精确与否,又可分为精确推理与不精确推理两种。
(4) 知识获取模块知识获取分为人工方式、智能编辑及自动方式三种。
(1) 知识库存放领域专家提供的专家知识。它们包括书本知识(理论知识)、常识性知识以及凭经验得到的启发式知识。
人机接口
知识获取模块
知识库维护模块
解
释
机
制
上下文(数据库)
推理机
知识库
(6)  解释机制回答用户的提问,对求解过程及求解状态进行说明。帮助用户了解求解的过程,判断求解的正确性,发现系统的错误,增强对所得结果的信任度。
(7) 人机接口一方面将专家或用户的输入信息翻译成计算机可接受的内部信息形式;另一方面将系统的反馈信息(如解释,结果等)输出显示。
(5)  知识维护模块实现对知识库中知识的矛盾、冗余检查,新知识加入后对已有知识的调整检查,以及对知识库的浏览、增、删、改等操作。
人机接口
知识获取模块
知识库维护模块
解
释
机
制
上下文(数据库)
推理机
知识库
机械设计的决策:
①设计过程决策即决定下一步应该做什么,如是材料选择还是应力计算,即决定设计步骤;
②技术过程决策即对某个具体技术问题在记过某些分析、计算或比较后,决定是否可以接受,例如材料、几何形状、结构大小、加工工艺等;
③评价性决策即对整个设计进行综合评价,确定可接受的标准,并在满足所有约束条件及目标要求的情况下选择一个较优的设计。
机械设计型专家系统的特点
2. 设计过程决策、技术问题决策及评价性决策需要多种资源支持
机械设计型专家系统有以下特点:
1. 时常采用“设计—决策—再设计”的决策模型
规划资源
设计资源
数据资源
分析资源
图形资源
评价资源
设计过程决策
技术问题决策
评价性决策
决策所需资源
a)    大的决策空间
b)    机械设计的多目标性及解的不一致性
c)    机械设计知识的多样性、病态结构及其模糊性
d)    设计变量、设计子任务和设计目标的相关性
e)    接口技术的综合性
3. 机械设计型专家系统具有的特殊困难