WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

 

На правах рукописи

Барков Игорь Александрович

  УДК 658.512.011.56

МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ СЕМАНТИКИ

В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ САПР

Специальности: 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

05.13.18 – Математическое моделирование, численные

методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Ижевск, 2007

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» (ИжГТУ)

Научные консультанты:

доктор технических наук, профессор  Кучуганов Валерий Никанорович,

заслуженный изобретатель Российской Федерации,

доктор технических наук, профессор Лялин Вадим Евгеньевич

Официальные оппоненты:

академик РАН,

доктор технических наук, профессор Липанов Алексей Матвеевич

(Институт прикладной механики УрО РАН),

доктор технических наук, профессор Малина Ольга Васильевна

(Ижевский государственный технический университет),

доктор технических наук, профессор Арасланов Анвар Мидхатович

(Казанский государственный технический университет),

Ведущее предприятие:

Казанский филиал конструкторского бюро ОАО «Туполев»

Защита состоится 1 ноября 2007 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д212.065.01 в ИжГТУ по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим направлять по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИжГТУ.

Автореферат разослан «____»_______________2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор ________________ А.В.Щенятский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Применение автоматизированного проектирования (АП) в различных отраслях инженерии привело к значительному повышению эффективности труда проектировщика. В развитии АП заметную роль сыграли работы Дж.Джонса, М. Принса, И. Сазерленда, И.П. Норенкова, В.А. Осипова, А.И. Половинкина, Ю.М. Соломенцева и многих других ученых.

Современное проектирование и производство приводят к изменениям в окружающей человека среде, зачастую затрагивающим интересы многих членов общества. Поэтому проектирование становится сферой интересов не только конструкторов, технологов и других «профессиональных» проектировщиков, но также экономистов, законодателей, администраторов, публицистов, ученых, участников движений охраны окружающей среды, политиков, потребителей - всех тех, кто стремится предъявить свои требования к форме, содержанию, производству и эксплуатации изделий. Перед создателями САПР возникла очень трудная задача автоматизации разнопланового по своей сущности и приемам труда специалистов. Постепенно осознается необходимость в явном виде размещать в САПР результаты естественных и прикладных наук для последующего использования их в процессе АП. Информация и проектные приемы должны поступать в САПР от первоисточника, а не через посредника - программиста, следовательно, необходимо обеспечить системы АП специальными инвариантными средствами сбора и обработки профессиональных, научных и потребительских представлений об изделии. Создание САПР изделия должно стать привилегией специалистов по проектируемому изделию. Специалистам различных профессий необходимы теоретические, методические, инструментальные средства, с помощью которых их знания и пожелания могут быть учтены при создании САПР интересующего изделия.

В настоящее время наметилась тенденция создания интеллектуальных автоматизированных систем. Известно, что конструкция является ядром, вокруг которого объединяются различные миры: технологические, эргономические, экономические и т.д. Представление о подобных множественных мирах и управление им являются теми новыми функциями, которыми должна обладать интеллектуальная САПР.

Предпочтение исследователей и разработчиков САПР отдается моделированию формы изделия. В результате, основой большинства систем АП является геометро-графическая подсистема. Задачи проектирования изделий реализуются как дополнительные возможности системы машинной графики. Метафорой методологии АП является: «от формы к содержанию изделия». Суть такого проектирования состоит в обосновании конечного результата с помощью большого числа профессиональных приемов. Построенная по данной метафоре САПР представляет собой конгломерат различных профессиональных подсистем. При этом неизбежны трудности согласования структур данных и алгоритмов. Возникает противоречие между желанием увеличить функциональные возможности САПР и лавинообразным возрастанием сложности САПР.

В настоящей работе показано, что заслуживают внимания и другие методологии АП: «от содержания к форме изделия» и «содержание одновременно с формой». Совместное моделирование в системах АП формы и содержания изделия отражает философское единство этих двух категорий, переходящее друг в друга.

Объект и предмет исследования. Исследование ориентировано на создание интеллектуальных САПР, характерной чертой которых является использование смысловых моделей изделия, отражающих единство формы и содержания. В содержании изделия выделены и систематически исследованы категории свойства и особенности изделия (СиОИ) как объекты моделирования и неотъемлемые составляющие САПР, отражающие профессиональные, научные и потребительские представления о проектируемом изделии. Концептуальной основой моделирования СиОИ и решения конструкторских задач анализа и синтеза является конструкторская семантика, позволяющая расширить системы АП смысловыми конструкторскими моделями. Поэтому конструкторская семантика является основным объектом исследования и средством решения поставленных задач смыслового анализа, автоматизированного и автоматического синтеза конструкторских моделей путем обработки СиОИ. Включение в АП моделей СиОИ и разработка на этой основе методов смысловой обработки проектно-конструкторских данных рассматривается как следующий шаг повышения интеллектуального уровня САПР. Исследование содержания изделия позволяет по-новому взглянуть как на модели изделия, так и на процедуры решения проектных задач.

Состояние проблемы. Анализ действующих САПР, тенденций развития и методов их построения показал, что до настоящего времени основной акцент ставился в направлении автоматизации труда инженера-конструктора и инженера-технолога. Большинство других профессиональных задач проектирования (оценка эргономичности, теплозащищенности, экономичности и т.д. изделия) решается за пределами САПР. Всесторонняя оценка потребительских свойств будущего изделия традиционно осуществляется путем экспертизы готового проекта или отдельных его этапов. Однако используется при этом пассивный способ фиксации свойств изделия, интерпретация СиОИ в конструкции остается пока прерогативой человека. Структурный синтез изделия алгоритмизируется и программируется, как правило,  с учетом свойств и особенностей конкретного изделия.

Целью исследования является расширение интеллектуальных функций САПР за счет обеспечения инвариантными смысловыми средствами моделирования профессиональных, научных, потребительских представлений о СиОИ и разработки научно обоснованного метода автоматизированного конструирования, позволяющего передать функции создания САПР изделия специалистам по изделию, получать конструкцию изделия путем автоматизированного и автоматического решения задач анализа и синтеза.

Методы исследования. В работе используется  лингвистический (семантический) подход к моделированию конструкторской информации. Данными в системе АП являются конструкторские понятия: термины, дополненные описанием свойств и особенностей обозначаемого денотата. Семантическое моделирование изделия ориентировано на передачу содержания конструкторских данных, а содержание конструкторских данных определяется как свойствами самих данных, так и свойствами моделируемых изделий. Моделирование конструкторского понятия выполняется двумя уровнями. Базовой моделью являются структурные СиОИ (структурная семантика), включающие компонентные свойства, атрибутные свойства и особенности внешнего мира изделия. Над ней выполняется надстройка в виде системы логических рассуждений о корректности, свойствах базовой модели (предикатная семантика).

Для описания СиОИ используется единая логическая основа. Такой основой является предлагаемая в работе формальная система (исчисление) СиОИ, основанная на самых распространенных в человеческой практике принципах иерархического абстрагирования и семантической сочетаемости понятий. Применение указанных принципов в совокупности с логико-математическими возможностями, а также принципами типизации языка и универсума рассматривается как инвариантное к различным отраслям знаний средство, заложенное в базовый семантический язык описания СиОИ. Возможность получения профессиональных расширений базового языка позволяет построить на одном ядре разнородную по своей прикладной направленности систему описаний СиОИ и, одновременно, применить единые алгоритмы смыслоотождествления.

Описание СиОИ рассматривается как конструкторская теория, а получаемые на ее основе конструкции – как модели конструкторской теории. Задачи анализа и синтеза семантических моделей конструкции реализуются как поиск решения системы логических соотношений, тем самым обеспечивается универсальность метода и его инвариантность к различным способам решения профессиональных задач.

Полученные в работе научные результаты отвечают всем признакам теории, поэтому предлагаемая система знаний названа в работе теорией конструкторской семантики.

Особенности использования полученных научных результатов потребовали разделения теории конструкторской семантики на две части: теория декларативной конструкторской семантики и теория операционной конструкторской семантики. Первая изучает принципиальные вопросы существования конструкторских теорий СиОИ и их моделей. Вторая – вопросы построения конструкторских моделей в реальных условиях проектирования изделий (неполнота или ошибочность конструкторских данных), что потребовало рассмотрения частичных конструкторских моделей.

Задачи исследования. С учетом выбранных методов исследования цель работы достигается путем решения следующих научных и прикладных задач:

  1. Разработка концепции конструкторской семантики - инвариантных к профессиональным, научным и потребительским представлениям принципов смыслового описания и использования СиОИ.
  2. Разработка формальной системы (исчисления) СиОИ.
  3. Разработка теории декларативной конструкторской семантики.
  4. Разработка теории операционной конструкторской семантики.
  5. Разработка декларативного профессионально расширяемого семантического языка описания СиОИ.
  6. Разработка методики создания САПР изделия путем формализации, систематизации и стандартизации профессиональных, научных и потребительских описаний СиОИ.
  7. Разработка методики и алгоритмов инвариантных к профессиональным, научным и потребительским представлениям способов решения конструкторских задач анализа и синтеза.
  8. Разработка методики и алгоритмов построения монотонного процесса семантических вычислений, протекающих в условиях неполного или ошибочного задания конструкторских данных
  9. Разработка информационной технологии семантического конструирования.
  10. Экспериментальная проверка разработанных методов, лингвистических средств и алгоритмов с целью подтверждения их достоверности и практической работоспособности.

Научная новизна. Разработана новая методология автоматизированного проектирования «Теория конструкторской семантики», характерными особенностями которой являются:

а) использование конструкторской семантики для моделирования на единой концептуальной основе содержания и формы изделия;

б) использование декларативных описаний изделия, что означает формализацию проектных задач путем указания конечных зависимостей между проектно-конструкторскими данными в виде высказываний и отказ от использования расчетных приемов;

в) использование профессионально расширяемого семантического языка для описания в явном виде профессиональных, научных и потребительских представлений об изделии;

г) использование логического вывода для решения задач анализа и синтеза конструкции изделия.

Изложенные в п.п. а), б), в) особенности методологии АП позволили получить инвариантные к профессиональным, научным и потребительским представлениям структуры данных САПР. Пункт д) позволил ввести инвариантные к профессиональным, научным и потребительским представлениям процедуры решения проектно-конструкторских задач.

Предлагаемая методология АП изменяет как структуру, характер проектно-конструкторской деятельности, так и структуру, алгоритмическую основу САПР и позволяет передать функции создания САПР изделия специалистам по изделию. Включение в проектно-конструкторскую деятельность новых специалистов (например, дизайнеров или специалистов по сборке изделия) не требует вмешательства программиста.

Разработаны математические основы теории конструкторской семантики. Использование математических моделий позволило доказательно обосновать существование допустимой конструкции изделия, возможности ее получения, использование средств автоматизированного конструирования.

В соответствии с теорией конструкторской семантики разработан метод семантического конструирования,  в котором СиОИ являются основным средством решения конструкторских задач анализа и синтеза.

Для практического использования метода семантического конструирования разработана информациолнная технология семантического конструирования, определяющая методику автоматизированного проектирования, структуры данных и алгоритмы автоматизированной системы семантического конструирования.

Достоверность теоретических результатов подтверждена доказательством 10 теорем и 11 утверждений; теоретическим экспериментом обоснования семантики спецификаций СиОИ с помошью аппарата позитивно образованных формул. Проведенные  на реальных данных эксперименты показали ожидаемое соответствие полученным теоретическим результатам.

Практическая ценность работы обусловлена включением описаний СиОИ в инструментальные средства САПР, что позволило перейти на новый интеллектуальный уровень решения задач АП.

Частными практическими результатами работы являются:

  • базовый профессионально расширяемый семантический язык описания свойств и особенностей изделий машиностроения;
  • методика построения САПР изделия путем формализации профессиональных, научных и потребительских представлений о СиОИ;
  • методика и алгоритмы основанного на описаниях СиОИ семантического анализа и проведения в реальном проектном времени профессиональной, научной и потребительской экспертизы конструкции изделия;
  • методика и алгоритмы основанного на описаниях СиОИ автоматизированного и автоматического семантического синтеза конструкции изделия;
  • информационная технология семантического конструирования, основанная на описаниях СиОИ.

Практические результаты работы позволяют ввести в АП новые возможности:

  • существенно повысить интеллектуальный уровень САПР;
  • интегрировать в автоматизированной системе профессиональные, научные и потребительские представления о СиОИ;
  • передать функции создания САПР изделия специалистам по изделию, без привлечения программистов;
  • реализовать доказательное конструирование;
  • вводить стандарты СиОИ, обеспеченные процедурой автоматизированного контроля их соблюдения;
  • создавать унифицированные и стандартизованные базы описаний СиОИ для последующего распространения с целью достижения заданного уровня качества конструирования в каждом проектном подразделении;
  • проводить по содержанию описания СиОИ  «квалификационную» оценку САПР;
  • использовать конструкторскую семантику как концептуальное и информационное средство интеграции компонентов САПР;
  • проводить в реальном времени процесса АП профессиональную, научную и потребительскую экспертизу конструкторских решений;
  • осуществлять гибкий вычислительный процесс локализации и диагностики смысловых конструкторских ошибок;
  • организовать монотонный процесс семантических вычислений, сохраняющих непрерывность в условиях неполноты или ошибочности конструкторских данных.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной научно-практической конференции «Роботы и роботизированные технологические комплексы в механообрабатывающем и сборочном производстве» (г. Ижевск, 1982 г.); на Первой всесоюзной конференции «Методы и средства обработки сложноструктурированной семантически насыщенной графической информации» (г. Горький, 1983 г.); на Шестом научно-техническом семинаре «Математическое обеспечение систем с машинной графикой» (г. Ижевск-Махачкала, 1989 г.); на международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (г. Ижевск, 2000 г); на IV Международном конгрессе «Конструкторско-технологическая информатика-2000» (г. Москва, 2000 г.); на международном научном семинаре «Современные информационные технологии. Проблемы исследования, проектирования и производства зубчатых передач» (г. Ижевск, 2001 г.); на международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ИжГТУ (г. Ижевск, 2002 г.); на IV международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (г. Ижевск, 2003 г); на Российском семинаре по оценке методов информационного поиска (г. Пущино, 2004 г.); на Девятой Национальной конференции по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2004 (г. Тверь, 2004 г.); на международном форуме «Высокие технологии» (г. Ижевск, 2005 г.); на международной научной конференции «Современные информационные технологии и письменное наследие: от древних рукописей к электронным текстам (Ижевск, 2006 г.);  на школе-семинаре TEL-2006 Казанской школы по компьютерной и когнитивной лингвистике «Интеллектуальный поиск в текстовых базах данных» (Казань, 2006 г.); на конференциях и семинарах ИжГТУ.

Публикации. Основные теоретические и прикладные результаты работы опубликованы в 44 трудах, в том числе: 1 монография (360 с.), 2 отчета о НИР, 10 статей в рекомендуемых ВАК изданиях, 31 прочее издание.

Использование в промышленности и образовании. Результаты работы использованы на промышленных предприятиях ФГУП «Ижевский механический завод», Ижевское ОАО «Редуктор»; в проектной организации: ГУП Республики Татарстан «Татинвестгражданпроект» в качестве средства автоматизации отдельных этапов проектных работ. Также результаты внедрены в образовательном учреждении Ижевский государственный технический университет. Создана новая дисциплина «Семантическое моделирование в САПР», включенная в учебный план специальности САПР  на кафедре АСОИУ ИжГТУ. Отдельные темы работы использовались в дисциплинах «Информатика», «Математическая лингвистика» (специальность АСОИУ), «Лингвистическое и программное обеспечение САПР» (специальность САПР),  «Теория языков программирования и методы трансляции» (специальность ПО ВТ и АС), а также в курсовом и дипломном проектировании (более 70 работ). В учебном процессе используется экспериментальная автоматизированная система SD (Semantic Design). Кроме того, методика и программное обеспечение информационной технологии семантического конструирования использовались в приемной комиссии для генерации вариантов тестов вступительного экзамена по информатике.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 212 наименований и 6 приложений. Основная часть содержит 325 страниц машинописного текста, 7 таблиц, 39 рисунков. Приложения занимают 78 страниц, содержат 3 таблицы, 11 рисунков.

На защиту выносится:

А) Методология автоматизированного проектирования «Теория конструкторской семантики», заключающаяся в использовании концепции конструкторской семантики для инвариантного к профессиональным, научным и потребительским представлениям моделирования содержания изделия и решения задач семантического анализа и синтеза конструкции.

Б) Математические модели СиОИ, включающие

  1. Аксиоматику семантических конструкторских моделей изделия как дедуктивную основу семантических преобразований.
  2. Многозначную логику как средство моделирования неопределенных ситуаций процесса конструирования.
  3. Формальную систему (исчисление) СиОИ как логическую основу семантических преобразований проектной информации.

3. Обоснование построения инвариантных к профессиональным, научным и потребительским представлениям конструкторских теорий СиОИ и семантических конструкторских моделей, а также обоснование автоматизированных методов получения конструкторских моделей в реальных условиях проектирования (21 теорема и утверждение).

В) Научный метод автоматизированного конструирования с использованием моделей СиОИ, включающий

  1. Базовый семантический язык и логические основы построения профессионально расширяемых языков описания СиОИ.
  2. Методику построения САПР изделия путем формализации профессиональных, научных и потребительских представлений о СиОИ на основе конструкторской семантики.
  3. Методику организации монотонного процесса семантических вычислений в условиях неполноты или ошибочности исходных конструкторских данных.
  4. Методику автоматизированого и автоматического решения конструкторских задач анализа и синтеза

Г) Информационная технология семантического конструирования, включающая математические, лингвистические, алгоритмические средства и позволяющая создавать автоматизированные системы семантического конструирования изделий.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена общая характеристика работы.

В первой главе на основе анализа тенденций развития САПР, логики АП, методов построения интеллектуальных автоматизированных систем сделан вывод о том, что задачи моделирования профессиональных, научных и потребительских представлений о СиОИ должны занимать одно из центральных мест в методологии создания систем АП. Для решения этих задач предложено использовать конструкторскую семантику. Анализ семантических исследований в различных областях позволил разработать концепцию конструкторской семантики. Сформулировано понятие конструкторской семантики и принципы семантического моделирования изделия. Под конструкторской семантикой в работе понимается отношение между изделием, описанием изделия в виде конструкции и представлением специалистов об изделии. Для повышения интеллектуального уровня САПР представления специалистов об изделии  должны явно фиксироваться в автоматизированной системе. В настоящей работе «конструкторская семантика» обозначает способы записи и адекватного воспроизведения в САПР профессиональных, научных и потребительских представлений о СиОИ. Отличительной чертой семантических моделей является то, что они являются смысловыми: понятие «свойство изделия» непосредственно связано с понятием смысла изделия. Семантическое моделирование изделия ориентировано на передачу содержания конструкторских данных, которое определяется как свойствами самих данных, так и свойствами моделируемых реальных объектов.

Сформулирваны основные принципы создания семантических средств описания изделия.

Принцип инвариантности. Мы будем использовать только инвариантные средства семантического описания проблемной области и инвариантные приемы решения конструкторских задач. Таких средств и приемов немного, но их нужно собрать, объединить и на этой основе в дальнейшем получать новые.

Принцип декларативности описания. При формализации своих профессиональных представлений эксперт должен указать «что сделать», не расшифровывая при этом «как сделать». Созданием САПР изделия будет заниматься довольно большая группа специалистов различных профессий, поэтому введение данного принципа рассматривается как попытка уменьшить объем дополнительных знаний и навыков, которые должен получить специалист перед использованием предлагаемой технологии автоматизированного конструирования.

Принцип языкового ядра и его профессиональных расширений. Необходимо создать инвариантный семантический язык, позволяющий построить описание базовых смысловых данных и операций. Далее необходимы средства построения профессиональных расширений базового языка. В этом случае деятельность эксперта будет заключаться в создании своего декларативного профессионального языка и последующего описания своей проблемной области на созданном языке.

Принцип исполняемости языка заключается в том, что автоматизированная система должна иметь возможность эффективной обработки профессиональных описаний проблемной области изделия при решении конструкторских задач.

Принцип смыслового абстрагирования. Суть этого принципа состоит в ориентации на смысловое, семантическое описание проблемной области. В качестве базовых семантических категорий в настоящей работе выбраны свойства и особенности изделия. Свойство характеризует изделие изолированно от внешнего мира. Особенность изделия представляет собой черту, зависящую от внешнего мира. Описание свойства представляет собой отношение, заданное на внутренних элементах изделия; описание особенности представляет собой отношение, заданное на элементах изделия и элементах объектов и явлений внешнего мира.

Принцип типизации языка и универсума. Данный принцип необходим нам для реализации механизма приписывания набора свойств и особенностей объектам и явлениям проблемной области изделия. Тип является носителем свойств и особенностей. Описание типа представляет собой перечисление определенного набора свойств и особенностей, таким образом, тип становится кратким обозначением заданного набора свойств и особенностей. Сопоставление имени объекта или явления некоторого типа представляет собой приписывание объекту заданного в типе набора свойств и особенностей. Указанное сопоставление является процедурной основой процесса семантического конструирования. В настоящей работе понятие «тип» отождествляется с понятием «понятие». Описание конструкторских понятий можно реализовать в автоматизированной системе в виде специализированного тезауруса, представляющего систему определений профессиональных понятий, а каждое такое определение представляет собой некоторый профессиональный термин, к которому приписывается фиксированный набор свойств и особенностей, обозначаемого термином денотата. Таким образом, понятие становится носителем набора свойств и особенностей некоторого денотата, система понятий (раздел описания) отражает профессиональный взгляд эксперта, а совокупность профессиональных разделов  представляет собой описание свойств и особенностей класса изделий.

Принцип существования представителя класса изделий. Построение описания изделия в виде системы вариантных определений понятий предполагает, что результатом будет описание класса изделий. Данный принцип утверждает непротиворечивость описания, возможность или даже необходимость существования конкретного изделия, отвечающего свойствам и особенностям класса изделий. Тогда возникают две задачи использования семантического описания изделия.

Первая, задача анализа, формулируется следующим образом: дана конструкция, заданная набором СиОИ; проверить, является ли она представителем класса изделий. В автоматизированной системе задача анализа решается путем проверки исполнения в предъявленной конструкции каждого свойства и особенности, определенных в описании класса изделий.

Вторая задача использования описания класса изделий является задачей синтеза: при некоторых начальных условиях (техническом задании) и выбранном описании класса изделий получить множество представителей. Предполагается, что в результате решения задачи синтеза в каждом элементе множества представителей выполняются свойства и особенности, заданные в описании класса изделий. В автоматизированной системе задача синтеза реализуется путем логического вывода.

Принцип сочетаемости понятий. Этот принцип состоит в том, что в описание проблемной области включаются условия сочетаемости понятий. В общем случае можно задавать как условия сочетаемости понятий, так и условия их не сочетаемости. Описание классса изделий представляет собой систему профессиональных понятий. Введение профессиональных понятий осуществляется с помощью определений. Основным средством построения определений понятий является задание условий сочетаемости понятий. В конкретном изделии должны присутствовать только сочетаемые понятия. Сочетаемость понятий реализуется в автоматизированной системе с помощью правил сочетаемости понятий, которые представляют собой некоторые высказывания.

Принцип иерархического абстрагирования является частным случаем принципа сочетаемости понятий. Выделение этого принципа обусловлено тем, что он является наиболее распространенным и проверенным историческим опытом принципом. Поэтому он является популярным средством во многих науках. Наиболее распространенными иерархическими отношениями являются: компонентная, атрибутная, компонентно-атрибутная, атрибутно-компонентная  сочетаемость понятий.

С учетом выбранных принципов разработаны изобразительные средства описания СиОИ и обосновано их применение в АП. Введение представлений специалиста о СиОИ в инструментальные средства САПР позволило сформулировать новые качества систем АП: доказательное конструирование, исполняемость описаний СиОИ, стандартизация СиОИ, квалификационная оценка САПР.

Анализ состояния дел в областях информатики и конструирования, существенно влияющих на построение систем АП, показал явное сходство проблем и применяемых для решения задач подходов. Поэтому в главе была поставлена и далее решена задача получения логико-математической концепции обработки семантической информации в системах АП, которая позволяет с единых позиций взглянуть на целый ряд проблем создания САПР и решаемых ими задач.

Предложены принципы построения основанных на описаниях СиОИ систем АП. Рассматривается двухуровневая технология создания и использования САПР изделия. Содержаниием первого этапа (создание САПР изделия) является формализация семантики класса изделий в виде системы профессиональных, научных и потребительских описаний СиОИ. Второй уровень (конструирование) включает получение конструкции, отвечающей СиОИ и техническому заданию.

Во второй главе исследуются вопросы систематизации описаний СиОИ. Сравнительный анализ методов смыслоотождествления в лингвистике, информатике и проектировании позволил выявить аналогии. В каждой дисциплине базовыми приемами являются: структурирование, сопоставление смыслового содержания структурным элементам, использование системы правил достижения человеком своих целей на основе семантической информации. Аналогичные приемы имеются и в других науках. Явная фиксация в автоматизированной системе СиОИ дает возможность, комбинируя свойства, получать конструкции.

Поиск инвариантных к профессиональной, научной и потребительской специфике средств описания СиОИ привел к конструкторскому понятию: некоторое слово, термин, с которым связано описание свойств и особенностей обозначаемого объекта или явления. Для создания интеллектуальных САПР необходимо от терминов перейти к понятиям. В этом случае нужно выписать все необходимые смыслы, обозначаемые конкретным термином и включить их в обработку.

В качестве способа образования более сложных семантических структур предложено использовать правила иерархической и общей сочетаемости конструкторских понятий. К иерархическим относятся: агрегациия и наследование. Правило агрегации использует отношение «целое-часть». Правило наследования строится на отношении «такой же как …». Важнейшей разновидностью отношения наследования является отношение референциального тождества, определяющее одинаковость смыслового соответствия конструкторских понятий, принадлежащих различным профессиям. Например, в предложении «вал является телом вращения» понятие «вал» является конструкторским, а «тело вращения» - математическим. При этом все свойства тела вращения наследуются валом и могут быть использованы для описания семантической сочетаемости с другими свойствами вала.

Как показал анализ, иерархические СиОИ определяют только часть описания изделия. Поэтому были введены предикатные СиОИ, которые представляют собой запись требований, ограничений, предъявляемых к модели изделия. Предикатные СиОИ задаются произвольными логическими соотношениями, характеризуют корректность структурной семантической модели и расширяют ее произвольными множествами. С помощью предикатных СиОИ происходит сопоставление смыслового содержания структурным элементам изделия.

Введенные средства образования семантических структур позволяют использовать различные профессиональные представления при описании конкретного изделия. Для этой цели вводится система профессиональных понятий и множество операций над понятиями, отражающие способы решения профессиональных задач. Каждый специалист может теперь составить свое профессиональное представление об изделии, его частях, сопутствующих объектах и явлениях. Разработаны правила совместного использования таких профессиональных описаний.

В главе также представлены результаты разработки концептуальных средств описания СиОИ. Важнейшими средствами являются: конструкторское имя, конструкторское понятие (тип), древовидное структурное конструкторское решение (СКР) и его система координат, табличные структуры, отношения и предикаты. Заканчивается глава введением принципов построения семантического языка и изобразительных приемов формулировки сочетаемости конструкторских понятий.

На рис.1 приведен простейший иллюстративный пример описания СиОИ.

Спецификация конструкторского понятия «крепежный узел»

Понятие крепежный узел Понятие гайка

Состав Состав 

  Болт : {болт}, Нет

  Гайка : {гайка}, Атрибуты 

[Стопор:  Диаметр : {диаметр}.

  {стопор_жесткий, стопор_фрикционный}].  Конец гайка 

Свойства

  ∀Х : крепежный_узел Понятие диаметр 

Номинал из Болт из Х =  Состав 

Номинал из Диаметр из Гайка из Х.  Нет

  Конец крепежный узел Атрибуты      

  Номинал : {вещественное}.

Понятие болт (диаметр) Свойства

Состав Нет  ∀Х : диаметр Номинал из Х > 0. 

Конец болт         Конец диаметр

Рис.1

Описание представляет собой систему конструкторских понятий, каждое конструкторское понятие определяет структурные свойства изделия (разделы «Состав» и «Атрибуты») и предикатные свойства изделия (раздел «Свойства»). Конструкторские имена записаны с заглавной буквы, а конструкторские понятия – с малой. Предикатные свойства изделия представляют собой логические соотношения специального вида. Описания понятий «стопор_жесткий» и «стопор_фрикционный» не приведены из-за ограниченности автореферата.

Структурное конструкторское решение

Рис. 2.

Залачей конструирования является получение СКР. На рис 2. приведен пример СКР, соответствующего описанию СиОИ (рис.1). Показанные непрерывными линиями дуги обозначают компонентные отношения, пунктирные линии обозначают отношение «является атрибутом». Особенности отношений агрегации и наследования можно проследить в описании понятий «болт» и «гайка».

Понятие «болт» сочетается с понятием «диаметр» отношением наследования. Понятие «гайка» сочетается с понятием «диаметр» отношением агрегации.

Как видно из рис. 1, 2, применение наследования позволяет существенно сократить экстенсиональную составляющую как спецификации СиОИ, так и конструкторской базы данных. Однако из рис.1, 2 видно, что при этом возможна потеря смысловой информации: в отличие от «гайки» у понятия «болт» исчезло атрибутное свойство «Диаметр» и осталось только атрибутное свойство «Номинал».

На рис.1 в описании структурного компонента «Стопор» можно увидеть также средства задания вариантности описаний. Заключение этого определения в квадратные скобки означает необязательность присутствия стопора в конструкции. Кроме того, выражение в фигурных скобках имеет теоретико-множественный смысл и означает, что конструкторскому имени «Стопор» можно сопоставить в СКР одно из конструкторских понятий «стопор_жесткий» или «стопор_фрикционный». В СКР на рис.2 элемент «Стопор» не попал.

Нетрудно представить, что описание (рис.1)  легко расширить такими объектами как: материал, геометрические составляющие детали, чистота поверхности, цена и т.д.

Разработанные средства позволили сформулировать принципы семантического конструирования. Множество СКР представляет теперь множество возможных конструкций. Подмножество возможных конструкций, в котором выполняются предикатные свойства изделия, представляет собой множество допустимых конструкций (на рис.2 структурные и предикатные СиОИ выполняются). Выбор единственного СКР в нашей постановке задачи может быть сделан поэтапным введением дополнительных предикатных свойств изделия и (или) ужесточением существующих. Возможна и обратная задача: при пустом множестве допустимых конструкций с помощью поэтапного сокращения и (или) ослабления списка предикатных СиОИ необходимо получить хотя бы одно допустимое СКР. Указанные действия фиксируются в техническом задании.

В третьей главе приведены результаты разработки формальной теории декларативной конструкторской семантики, позволяющей строить корректные описания СиОИ и допустимые СКР. Для построения описаний конструкторского понятия предлагается ввести множество S основ (обозначений) конструкторских данных определяемого понятия и множество Ω  идентификаторов операций над конструкторскими понятиями вместе с указанием их областей определения и значений. Тогда Σ = (S, Ω) - сигнатура (словарь) конструкторского понятия. Сигнатура Σ дополняется множеством Е утверждений, которые характеризуют свойства сигнатуры. В результате получаем конструкторскую теорию СиОИ.

Конструкторский тип – это либо реализация одноосновной сигнатуры, либо реализация такого расширения сигнатуры Σ в сигнатуру Σ′, которое состоит ровно из одного добавляемого конструкторского понятия, и непустого множества операций, в аргументах каждой из них имя вводимого понятия встречается хотя бы один раз. Конструкторская теория Т представляет собой множество описаний конструкторских понятий, моделью Т является специальная система транзитивных множеств, построенных из составных и простых конструкторских данных. Конструкторское понятие, определяемое с помощью одноосновной сигнатуры, синтезирует простые конструкторские данные. Составные конструкторские данные получают из понятия, введенного расширением сигнатуры. В работе формально определено универсальное множество составных конструкторских данных и способы построения структурной надстройки над последовательностью простых конструкторских данных с помощью введенной формальной системы порождения СКР. Эти принципы видны на рис. 1, 2.

Разработана формальная теория (система) структурной надстройки ТСН, определяющей правила построения наследственно конечной структурной надстройки СН(М) над моделью М последовательности простых конструкторских данных.

Определение. Формула вида ∀x∈y Φ(x), ∃ x∈y Φ(x), в записи которой встречаются только ограниченные кванторы, называется Δ0- формулой. Совместное использование Δ0- формул и транзитивных множеств позволяет обеспечить полноту ТСН.

Пусть Т структурная надстройка. ТСН в качестве своих аксиом имеет следующие.

Аксиома простых конструкторских данных: ∀ t∈ T U(t)→ x∉ t - существуют простые конструкторские данные U(t).

Аксиома существования пустой конструкции: ∃ x (V(x)∧ Components(x)=∅ ∧ Attributes(x)= ∅) – существует конструкция (составное конструкторское данное V(x)), которая имеет пустое множество компонентов и атрибутов.

Аксиома структурированности конструкции:∃ α (x∈α ∧ y∈α) - конструкция должна обладать внутренней структурой (возможно пустой). Эта аксиома вместе с предыдущими обеспечивает единую структуру конструкторских данных.

Аксиомы операций над составными конструкторскими данными определяют свойства операций.

Аксиома единственности СКР: Add(t, T) = Add(t′, T′) → (t=t′ ∧ T=T′) -  добавление конструкторского данного однозначно определяет СН(М).

Аксиома объемности  конструкции: для T∈CH(M) и T′∈CH(M) имеет место T=T′↔∀T′′⊆ T (T′′⊆ T′∧ (T′′≠ T′→∃ t∈T (Add(t,T′′)⊆ T∧ Add(t,T′′)⊆ T′))) – любая конструкция полностью определяется своими элементами.

Аксиомы фундируемости конструкции: ∀x(∀y∈x Φ(y)→Φ(x))→∀z Φ(z) для всех формул Φ(x) – конструкция является фундированной, если каждая составная часть имеет минимальный элемент (начальный элемент построения).

Аксиомы Δ0 - выделения: для каждой конструкции Т существует табличная функция, выделяющая только те элементы, на которых выполняется свойство Φ(t), t∈T. Позволяют вводить произвольные подмножества.

Аксиомы Δ0 - выборки позволяют с помощью табличных функций конструировать определенные формулой Φ(x, y) новые множества.

Разработка аксиоматики конструкторских данных позволила выявить и исследовать свойства семантических спецификаций СиОИ и СКР.

Утверждение. Структурная надстройка СН(М) является транзитивным множеством. Транзитивность СН(М) является мощным семантическим средством и позволяет естественно моделировать свойства вида: каждый сборочный узел образует элемент и, одновременно, подмножество входящих в него элементов другого сборочного узла (изделия).

Утверждение. Все Δ0 – формулы абсолютны. Благодаря абсолютности Δ0 – формул все счетные транзитивные модели (СКР) замкнуты относительно теоретико-множественных операций, что позволяет из существующих свойств получать новые свойства.

Определение. Σ - формулой называется любая формула, составленная из Δ0 - формул, операций  дизъюнкции и конъюнкции, а также присоединения ограниченных кванторов и неограниченного квантора существования.

Основное свойство Σ - формулы – это инвариантность вверх, т.е. если определяемое Σ- формулой свойство изделия выполняется на некотором элементе конструкции, то оно выполняется и на всей конструкции. Это доказано соответствующим утверждением. Кроме того, доказан ряд теорем и утверждений, обосновывающих: принцип рефлексивности, позволяющий неограниченные кванторы заменять ограниченными; принцип Σ  - выборки, позволяющий образовывать функциональное соответствие, определяемое формулой Φ(x, y) и, тем самым, вводить множества, элементы которого не присутствовали ранее в описании конструкции; принцип Δ - выделения, позволяющий выделять в СКР произвольное множество; принципы Р - и F- замещения, позволяющие строить профессиональные расширения семантического языка вводимыми операциями с использованием индуктивных определений.

Проведенное исследование теоретически показало возможность построения конструкторской теории и условия существования семантических конструкторских моделей, а также позволило сделать вывод о создании теории декларативной конструкторской семантики, являющейся составной частью теории конструкторской семантики.

Четвертая глава посвящена разработке теории операционной конструкторской семантики: системы приемов построения семантических конструкторских моделей по заданным описаниям СиОИ.

Пусть L = {P, F, c} - язык прикладного исчисления предикатов, где P, F, c - множества предикатных, функциональных, константных символов. Аксиоматическое описание СиОИ представляет собой конечное множество T предложений  языка L (рис. 1) и имеет в общем случае (без описаний функций и отношений) вид:

Понятие  t

  Состав  n1 : {},  …  ,  np : {}

Атрибуты  np+1 : {},  …  ,  nq : {} (4.1)

Внешние nq+1 : {},  …  ,  : {}

  Свойства

  Конец t.

В выражении (4.1) «Состав» включает описание компонентных отношений, «Атрибуты» - атрибутных отношений, «Внешние» - особенностей, т.е. внешних объектов, влияющих на определяемое понятие t. В совокупности эти описания представляют собой структурные отношения.

Для получения конструкторских моделей необходимо определить правила интерпретации конструкторской теории Т. В задаче синтеза структурного конструкторского решения основной операцией является сопоставление обозначаемому некоторый объект конструкторскому имени n набора свойств и особенностей, носителем которых является конструкторское понятие t∈T. Обозначим предикат сопоставления имени n понятия t через .

С учетом введенных в (4.1) обозначений смысл предиката можно выразить формулой вида:

. (4.2)

Описания конструкторских понятий вида (4.1) вводят некоторое множество T составных конструкторских данных, каждый элемент t∈T которого может быть сопоставлен некоторому имени n.  Предикат сопоставления s(n, t) в формуле (4.2) определяется следующим образом:

  1. Имеется множество N имен конструкторских данных и множество T описаний конструкторских понятий. В каждом описании конструкторского понятия t∈T имеется множество структурных описателей (содержимое разделов «Состав», «Атрибуты», «Внешние»).
  2. Любому конструкторскому имени n∈N можно сопоставить некоторый набор свойств, обозначаемый конструкторским понятием t∈T, описание которого присутствует в спецификации Т. Необходимым условием сопоставления s(n, t) имени n набора свойств t является исполнение формулы, стоящей справа от знака ⇒.
  3. Дизъюнкция в (4.2) обозначает необязательность некоторых структурных элементов описания конструкторского понятия. Например, понятие «строповочный узел» является необязательным элементом обозначаемой понятием «редуктор» конструкции.
  4. Конъюнкция в (4.2) понимается как ограниченный квантор всеобщности, члены конъюнкции указывают, что составное конструкторское данное состоит из элементов.
  5. Ограниченный квантор всеобщности∀ ni ∈ N означает, что любому имени, обозначающему конструкторское данное в описании конструкторского понятия t должно быть сопоставлено некоторое конструкторское понятие.
  6. Дизъюнкция в (4.2) понимается как ограниченный квантор существования, члены дизъюнкции указывают, что конструкторскому имени ni можно сопоставить значение одного из |Ji| конструкторских понятий, перечисленных в фигурных скобках выражения (4.1).
  7. понимаем как необходимость построения предиката , при этом в системе конструкторских понятий Т должно присутствовать соответствующее описание .

Конструкторскому имени сопоставляются структурные свойства, для которых, в свою очередь, необходимо исполнение предикатных свойств .

Описание предикатных свойств включает аксиомы четырех видов (предполагается, что ко всем аксиомам слева приписаны кванторы всеобщности по всем свободным переменным):

- определяющие аксиомы для функциональных символов F  вида  ⇒= (4.3), где - формула языка L, не содержащая свободных переменных, отличных от ,; - терм в языке L; если для набора показана истинность формулы , то значение функции равно значению терма , где значения ; в противном случае значение не определено;

- определяющие аксиомы для предикатных символов P вида ⇔ (4.4), где - формула, строится так же, как и предыдущая;

- система определяющих аксиом рекурсивного типа

R1(x1, … , xn) = τ1[R1, … , Rm] (x1, … , xn),

…  (4.5)

Rm(x1, … , xn) = τm[R1, … , Rm] (x1, … , xn),

где Ri (i=1, … , m) предикатный или функциональный символ языка L, τi[R1, … , Rm] (i=1, … , m) - функционал, зависящий от R1, … , Rm;

- любые предложения языка L, определяющие предикатные СиОИ ( в выражении (4.1)).

Нашей целью является построение для конструкторской теории Т ее модели М - параметризованного СКР.

Проектно-конструкторская деятельность характеризуется большим числом неопределенностей, которые необходимо учитывать при разработке программного обеспечения САПР. Причинами появления неопределенных ситуаций являются: многовариантность конструкторских решений, проведение вычислений в реальном проектном времени при недостроенных структурах данных, алгоритмические особенностий организации вычислительного процесса, конструкторские ошибки. В нашем случае, при произвольном числе различных неопределенностей необходимо организовать монотонные вычисления (без возникновения исключительных ситуаций) конструкторской модели М.

Рассмотрим модель M = ⟨A, J⟩ некоторого языка L = { P, F, c } описания СиОИ, где A - универсум модели. Интерпретирующее отображение J задает соответствие символам языка L, определенным на универсуме A отношениям P, функциям F и константам c. Мы допускаем частичные функции и предикаты в качестве интерпретаций. Для фиксации неопределенных вычислительных ситуаций и построения монотонного процесса семантических вычислений в работе введены множества неопределенных значений {α1, … , αn} для термов и {β1, … , βn} для формул. Каждая пара ⟨αi, βi⟩, i=1, … . n соответствует i – му виду неопределенной вычислительной ситуации. Теперь A+= A∪ {α1, … , αn} универсум расширенной модели описания СиОИ, B+= B∪ {β1, … , βn}, где B = {и, л} и B+⊆ A+. Будем теперь рассматривать все частичные функции как полностью определенные функции, отображающие (A+)m = A+ × … × A+ в A+. Все  m- арные частичные предикаты будем считать полностью определенными на (A+)m.

Предложена многозначная логика следующего вида:

φ

¬φ


и

л

β1

β2

βn-1

βn


и

л


и

и

л

β1

β2

βn-1

βn

л

и


л

л

л

л

л

л

л

β1

β1


β1

β1

л

β1

β2

βn-1

βn

β2

β2

β2

β2

л

β2

β2

βn-1

βn


βn-1

βn-1

βn-1

βn-1

л

βn-1

βn-1

βn-1

βn


βn

βn

βn

βn

л

βn

βn

βn

βn


На множестве A+ введено отношение частичного порядка, которое обозначает «менее определенный, чем или равный». Полагаем, что для всех i = 1, … , n,  j = 1, … , n, a ∈ A  и i ≥ j имеет место αiαj, αia, aa, где αi, αj – неопределенные значения, а – определенное значение. Для всех термов и операций разработаны правила их вычисления с учетом отношения .

Утверждение. Расширения классических логических функций до введенной многозначной логики монотонны.

Утверждение. Если p(x0, … , xm) - монотонный предикат, определенный на A+ и m ≥ l, то (∃ xk) p(x0, … , xm) и (∀ xk) p(x0, … , xm), где k = 0, … , m,  являются монотонными предикатами.

Аналогично построены расширения функций  и доказана их монотонность.

Введено понятие модели в многозначной логике. Выявлены условия выполнимости формулы, предложения. На множестве моделей введено отношение частичного порядка .

Утверждение. Пусть и - модели языка L. тогда и только тогда, когда для каждого предикатного символа P∈L , где - интерпретация  символа P в модели Mk, k=1, 2.  Аналогичное утверждение доказано для функционального символа F.

Для хранения конструкторских моделей предложено использовать диаграммный метод. Исследованы способы обогащения конструкторских моделей с помощью нерекурсивных и рекурсивных определений.

Теорема. Пусть T - некоторая теория в языке L и M=⟨A+, J⟩ - модель этой теории. Пусть T1=T∪σ, где σ - предложение вида (4.3) или (4.4), в котором формула и терм построены с помощью суперпозиции монотонных функций и предикатов. Тогда M имеет единственное обогащение M1, являющееся моделью теории T1 и интерпретация  символа F (P) является монотонной функцией (монотонным предикатом).

Для рекурсивных определений вида (4.5) введено специального вида преобразование π : M*→ M* над множеством моделей M*.

Теорема. Преобразование π : M*→ M*, соответствующее аксиоме (4.5), монотонно, если функционал τ[R] монотонен.

Пусть M=⟨A+,J⟩ - модель теории T в языке L. Очевидно, что модель M можно всегда тривиально обогатить до модели теории T в языке L∑ =L∪{R1, … , }, где Ri (i=1, … , kΣ) - рекурсивно определяемые символы, не содержащиеся в языке L. Для этого достаточно в качестве интерпретации символов из задать всюду неопределенные функции и предикаты, т.е. для всех положить равным  для функций и для предикатов. Заметим, что среди всех пар неопределенных значений последняя пара должна быть использована для указанной цели. Семантически это означает, что для фиксации начальной, «абсолютной» неопределенности, соответствующей началу процесса конструирования, нужно предусмотреть специальное обозначение.

Рассмотрим теперь последовательность моделей M0, M1, M2, … языка LΣ, где M0 - пустое обогащение модели теории T в языке L до модели теории T в языке LΣ, и π - преобразование, соответствующее аксиоме (4.5) с монотонным функционалом τ. В этой последовательности каждая модель является частичным обогащением для всех предыдущих в силу монотонности преобразования π, т.е. . Будем называть такую последовательность цепью моделей, полученную преобразованием π.

Утверждение. Каждая цепь моделей , полученная преобразованием π, имеет наименьшую верхнюю грань, т.е. такую модель , что для каждой верхней грани последовательности имеет место .

Теорема. Пусть - расширение теории T с помощью определяющей аксиомы вида (4.5) для символа R; M – модель теории T и функционал τ  непрерывен. Тогда

а) модель M обладает единственным обогащением, являющимся моделью теории . Таким обогащением является наименьшая верхняя грань последовательности частичных обогащений , ;

b) интерпретирующей функцией r для символа R в является наименьшая неподвижная точка функционала τ;

e) r монотонна.

Полученные теоретические результаты определили принципиальную возможность организации монотонного вычислительного процесса построения семантических конструкторских моделей (конструкции изделия). Совокупность полученных результатов названа в работе теорией операционной конструкторской семантики, которая, в свою очередь, является составной частью теории конструкторской семантики.

В пятой главе представлены результаты разработки информационной технологии семантического конструирования, основу которой составляют задачи  анализа и синтеза конструкции. Целью семантического конструирования является построение СКР по заданному описанию системы конструкторских понятий.

Пусть дана теория T=TH∪TS в языке прикладного исчисления предикатов L сигнатуры Σ , где TH – множество структурных аксиом. Пусть TS=TD∪TC, где TD  - аксиомы – определения предикатных и функциональных символов вида (4.3), (4.4), (4.5). Множество TH∪TD  представляет собой систему аксиом, определяющих сигнатуру (словарь) профессионального расширения базового языка и, одновременно, предикатных СиОИ ТС.

В соответствии с общей теорией конструкторской семантики и технологией автоматизированного конструирования рассмотрены четыре уровня конструкторской модели: а) структурная конструкторская модель ,  б) параметризованная структурная конструкторская модель MH, в) сигнатурная конструкторская модель MD, г) семантическая конструкторская модель M. Для построения модели необходимо реализовать все нульместные операции из описаний TH, т.е. построить непараметризованное СКР. В непараметризованном СКР присутствуют все структурные свойства изделия, но не указаны конкретные значения простых конструкторских данных, т.е. терминальных узлов СКР. Для построения модели MH необходимо параметризовать СКР. Модель MD получается из модели MH атрибутированием параметризованного СКР вычислением значений одно-, дву- и т.д. местных операций, определенных в TD. И, наконец, M совпадает с MD, если на MD выполняются все аксиомы из TC. Конструкторская модель более высокого уровня получается как обогащение модели предыдущего уровня, т.е. имеет место ⊆ MH ⊆ MD ⊆ М.

Задача семантического анализа конструкции формулируется теперь так. Дана (возможно частичная) параметризованная структурная конструкторская модель MH, проверить, является ли MH решением (моделью) системы логических соотношений TS. Теоретические основы этой задачи введены (глава 4) в виде пошагового процесса обогащения моделей до получения искомой. Если все аксиомы-ограничения на построенном обогащении M истинны, то M является моделью теории T, т.е. решением поставленной задачи. Если некоторые предикатные свойства на обогащении M получают значения л, то задачу построения модели теории T, удовлетворяющей начальным условиям MH  будем называть некорректно поставленной, а параметризованное СКР – некорректным. Если некоторые предикатные свойства на обогащении M получают значения βi (i=1, … , n), то полученная частичная модель, во-первых, может быть недостроенной и автоматизированная система подскажет, что еще нужно сделать; во-вторых, может быть не пригодной к использованию из-за конструкторских ошибок; в-третьих, может быть вполне приемлемой (неопределенные значения появились из-за отсутствия в конструкции необязательных элементов). Сама теория T всегда считается непротиворечивой, а обогащение M по начальным условиям  MH определяется единственным образом.

Потребности прикладной задачи, создания конструкции, удовлетворяющей заданным свойствам изделия, диктуют необходимость выявления источников некорректности параметризованных СКР с целью последующего их устранения. Очевидно, что с некорректностью параметризованных СКР связано множество тех атомных предложений из диаграммы обогащения M, значения которых влекут невыполнимость аксиом-ограничений, т.е. влекут значения л или βi (i=1, … , n) хотя бы для одной аксиомы. Множество d(M) таких атомных предложений из диаграммы обогащения в работе названо диагностическим множеством СКР. Ясно, что d(M) должно быть пустым для любой модели M теории  T, однако в работе рассмотрены варианты, когда частичная модель с непустым диагностическим множеством d(M) может рассматриваться как допустимое СКР. Под диагностикой СКР понимается процесс получения диагностического множества d(M) или его подмножеств. Для выделения диагностического множества d(M) в работе введено прямое и обратное диагностические преобразования над формулами Φ и рассмотрены различные варианты его применения с целью построения гибкой адаптивной к пользователю системы диагностики и локализации конструкторских ошибок.

В соответствии с предлагаемой теорией разработаны методика и алгоритмы решения задач анализа, диагностики СКР и локализации конструкторских ошибок.

Для решения задачи автоматизированного синтеза конструкции разработана формальная система S[G, z] порождения СКР, где G является непустым множеством правил вывода вида

Понятие С Cостав n1:j1, … , nk:jk 

  Атрибуты nk+1:jk+1, … , nl:jl

  Внешние nl+1:jl+1, … , nm:jm . (5.1)

Пусть z - начальный элемент вида ⟨n0, j0, p0⟩,  где n0 – конструкторское имя изделия, j0 – конструкторский тип изделия, p0 – позиция начального элемента в СКР.

Определение. Деревом порождения в системе порождения S[G, z] будем называть помеченное упорядоченное дерево D, если выполнены следующие условия:

а) корень дерева D помечен начальным элементом вида  ⟨n0, j0, p0⟩;

б) если - поддеревья, над которыми доминирует прямой потомок корня дерева, и корень дерева помечен , то существует спецификация конструкторского понятия вида (5.1), в которой в качестве С выступает , а в разделах «Cостав» или «Атрибуты» или «Внешние» имеется пара ; Di  должно быть деревом порождения, если имеется спецификация конструкторского понятия ji вида (5.1); Di состоит из единственного узла, помеченного , если является базовым типом данных и пара входит в раздел параметров; Di содержит узел, помеченный ⟨∅⟩, если имеется спецификация вида (5.1) и раздел «состав» не содержит ни одного элемента;

в) если корень дерева имеет единственного потомка, то потомком является узел, помеченный ⟨∅⟩.

Определение. СКР в системе S[G, z] называется дерево порождения, терминальными узлами которого являются узлы, помеченные метками ⟨∅⟩ или , где - обозначение базового типа данных.

Пример СКР приведен на рис.2.

Автоматизированный синтез СКР представляет собой процесс чередования шагов порождения и анализа до получения законченного СКР, являющегося приемлемой моделью М теории Т. Если шаг порождения является безвариантным, то он выполняется автоматизированной системой. В выполнении вариантного шага порождения участвует человек.

Задача автоматического синтеза СКР. На первом этапе в структурные аксиомы вида (4.2) выполнена подстановка конъюнкции аксиом описания функций, предикатов и предикатных свойств. Затем вместо каждого была подставлена определяемая предикатом формула. В полученную формулу сделаны аналогичные подстановки. И так далее, пока не выполнены все подстановки. В результате получили выражение вида:

. (5.2)

Полученная формула является системой логических соотношений, представленных в виде конъюнктивной игровой формулы, определяющей множество допустимых СКР. Нашей задачей является их построение. В работе определена теоретико – игровая семантика задачи автоматического порождения СКР двумя игроками ∧  и ∨. Получены и исследованы дерево поиска решений и дерево решений. Дерево решений определяет класс допустимых решений формулы (5.2).

Теорема. В каждой игре  один из игроков имеет выигрышную стратегию.

В рамках решения задачи автоматического синтеза СКР было формализовано техническое задание на проектирование изделия. Суть технического задания – определить некоторые дополнительные условия для решения системы логических соотношений (5.2). Все условия выбора игроком ∨ очередного шага были разбиты на два класса: постоянные и временные. Постоянные средства выбора характеризуют накопленные в конструировании закономерности. Постоянные условия выбора целесообразно включать в описание системы конструкторских понятий. Временные средства выбора применяются только в конкретной конструкции, исходя из соображений, придать изделию некоторые определенные свойства. Выделение временных условий в самостоятельную спецификацию представляет собой в нашей постановке задачи техническое задание на проектирование. Находящиеся в техническом задании условия выбора уточняют или перекрывают аналогичные, записанные в системе конструкторских понятий постоянные условия выбора.

В работе рассмотрено решение задачи автоматического синтеза СКР в многозначной логике. В этом случае полученная частичная модель может быть подвергнута диагностическому исследованию с целью выявления причин не определенности и уточнения технического задания на проектирование.

Заканчивается глава изучением принципов построения универсума семантических конструкторских моделей. Показана его конечность, являющаяся решающим фактором для построения вычислительного процесса семантических вычислений. Разработана позиционная система координат, которая дает возможность обрабатывать иерархические структуры в реляционных базах данных. Таким образом, позиционная система координат в сочетании с диаграммным методом представления семантических данных позволяют полностью перейти к использованию реляционных баз данных в семантическом конструировании.

Предложены: методика построения мультипрофессиональной спецификации СиОИ,  методика построения диаграммы семантического обогащения СКР, методика организации анализа и синтеза СКР, методика использования неопределенных значений.

Совокупность представленных в главе результатов позволяет говорить о создании информационной технологии семантического конструирования.

Шестая глава посвящена описанию практических результатов использования разработанных методов, лингвистических средств и алгоритмов при создании систем АП. Целью экспериментальных исследований является практическая проверка полученных в работе теоретических результатов. Содержанием эксперимента является: разработка языка SL/D (Semantic Language of Design) описания СиОИ; разработка методики построения и экспериментальной автоматизированной системы семантического конструирования SD (Semantic Design); испытание информационной технологии семантического конструирования на реальных данных.

В главе приведены результаты реализации языка SL/D описания СиОИ. Целью составителя описания СиОИ является описание множества корректных параметризованных СКР. Описание СиОИ является последовательностью разделов. Каждый раздел представляет собой взаимосвязанную последовательность конструкторских понятий и содержит описание отдельной профессиональной темы. В соответствии с теорией декларативной конструкторской семантики спецификация конструкторского понятия должна включать следующие описания:

Понятие С [H] [I] [V] [S] [A] [B] [F] [R] [M] [P] Конец С. (6.1)

В выражении (6.1) используются следующие обозначения:

С - наименование вводимого конструкторского понятия;

выражения «Понятие С» и «Конец С» образуют отделяющие каждую спецификацию от других структурные скобки;

скобки [ и ] - представляют собой символы метаязыка и обозначают необязательность использования заключенного в них средства;

H - наследование, I - референциальное тождество, V - формальные параметры понятия, S - состав, A – атрибуты понятия, B – внешние объекты; F - функции, R - отношения, M – множества, P - предикатные свойства. Описания F, R, M и P могут следовать в произвольном порядке.

Для примера рассмотрим фрагмент спецификации конструкторского понятия «фиксация».

  Понятие фиксация

  Параметры

  Тип_соединения : строка,

  Толщина_подвижной_детали_l : вещественное,

  Расстояние_L : вещественное.

Состав

  Ф : {фиксатор},

  П : {пружина}.

Атрибуты

Коэффициент_трения : {вещественное: 0.1}.

Функция Поднимающая_сила_Р(Х : фиксация) : вещественное

Область определения

Найти! Сила_затяжки ∈ Х  Найти! Угол_конуса ∈ Х Истина

Значение Сила_затяжки из Х / Sin (Угол_конуса из Х / 2)

Конец функции

Функция Реактивная_сила_на_конусе(Х : фиксация) : вещественное

Область определения  Найти! Угол_конуса ∈ Х Истина

Значение Поднимающая_сила_Р(Х) * Cos (Угол_конуса из Х / 2)

  Конец функции

  Функция Реактивная_сила_N1(Х : фиксация) : вещественное

Область определения 

Найти! Расстояние_L Найти! Толщина_подвижной_детали_l ∈ Х Истина

  Значение

  Реактивная_сила_на_конусе(Х) * Расстояние_L / Толщина_подвижной_детали_l

Конец функции

Функция Реактивная_сила_N2(Х : фиксация) : вещественное

  Область определения

  Найти! Расстояние_L Найти! Толщина_подвижной_детали_l ∈ Х Истина

  Значение

Реактивная_сила_на_конусе(Х) * (Расстояние_L / Толщина_подвижной_детали_l -1)

Конец функции

Функция Силы_противодействия(Х : фиксация) : вещественное

  Область определения

  Найти! Расстояние_L Найти! Толщина_подвижной_детали_l ∈ Х Истина

  Значение

Реактивная_сила_N1(Х) * Коэффициент_трения + Реактивная_сила_N2(Х) *

Коэффициент_трения  + Поднимающая_сила_Р (Х) * Коэффициент_трения  * Cos(Угол_конуса / 2)

Конец функции

Функция Сила_поднятия(Х : фиксация) : вещественное

  Область определения  Найти! Угол_конуса ∈ Х Истина

  Значение Поднимающая_сила(Х) * Sin (Угол_конуса / 2)

Конец функции

Отношение  Превышение_сил_поднятия(Х : фиксация): Сила_поднятия(Х) > Силы_противодействия (Х)

Свойство  Для Х : фиксация Тип_соединения из Х = Если

Превышение_сил_поднятия(Х : фиксация) То ‘срывающееся’ Иначе ‘самотормозящееся’ : ‘Неверно заданы параметры фиксации’.

Конец фиксация 

Понятие фиксатор Понятие пружина

  Состав  Нет Состав  Нет

Атрибуты  Атрибуты

Угол_конуса : {вещественное}. Сила_затяжки : {вещественное}.

Конец фиксатор Конец пружина

Разработан специальный метаязык, на котором построено формальное описание языка SL/D. Рассмотрены семантические приемы спецификации конструкторских понятий.

С целью доказательства достоверности полученных научных результатов был проведен эксперимент по формальному описанию семантики спецификации СиОИ с помощью теоретически обоснованного аппарата позитивно образованных формул. Успех эксперимента полностью подтвердил достижение цели его проведения. В виду значительного объема описание эксперимента здесь не приведено.

В главе также приведено описании программной реализации экспериментальной системы семантического конструирования SD. Основная цель разработки SD состояла в следующем:

  • экспериментальное апробирование информационной технологии семантического конструирования;
  • отработка структур данных и алгоритмов;
  • экспериментальное обоснование возможности применения предлагаемых методов в составе САПР.

Функционирование системы семантического конструирования осуществляется путем решения следующих задач:

  1. Ввод и корректировка описания системы конструкторских понятий, управление спецификацией изделия, анализ правильности каждого понятия, совместности системы понятий, целостности системы понятий;
  2. Автоматизированный синтез и параметризация СКР;
  3. Семантический анализ СКР с помощью описания СиОИ;
  4. Диагностика СКР;
  5. Автоматический синтез параметризованного СКР;
  6. Управление базой конструкторских данных;
  7. Взаимодействие с системой геометрического моделирования.

Заканчивается глава описанием результатов экспериментального исследования метода и информационной технологии семантического конструирования. Суть проведенных экспериментов состоит в составлении семантических описаний СиОИ и решения с помощью этих описаний задач анализа и синтеза СКР. Эксперименты были проведены  на ФГУП «Ижевский механический завод», Ижевском ОАО «Редуктор», ГУП Республики Татарстан «Татинвестгражданпроект». Многочисленные эксперименты выполнены студентами ИжГТУ в рамках учебного процесса по специальностям АСОИУ, САПР. Накопленный опыт полностью подтвердил полученные в работе теоретические результаты и показал их практическую полезность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Конструкция является ядром, вокруг которого объединяются различные миры: технологические, эргономические, естественнонаучные. Представление о подобных множественных мирах и управление им являются теми новыми функциями, которыми должны обладать интеллектуальные САПР. Поэтому профессиональные, научные и потребительские представления об изделии, его внешней среде и производстве должны фиксироваться и в явном виде обрабатываться в автоматизированной системе.

Важнейшей составляющей модели изделия является определение содержания путем описания свойств и особенностей, отражающих профессиональные, научные и потребительские представления об изделии. Свойства и особенности изделия должны стать неотъемлемыми компонентами и инструментальными средствами САПР. Это позволяет вывести САПР на принципиально новый уровень интеллектуальной обработки конструкторской информации и передать задачу создания САПР изделия специалистам по изделию.

  1. Предложена концепция конструкторской семантики. Целью конструкторской семантики является определение смысла изделия путем описания его свойств и особенностей. Разработаны концептуальные семантические средства. В качестве семантической единицы предложено использовать абстрактный конструкторский тип: конструкторское понятие. Переход от конструкторских данных к понятиям означает переход к качественно новой категории – обработке смыслов. Предложены инвариантные основы интеграции семантических описаний.
  2. Разработана аксиоматика семантических конструкторских данных и формальная система (исчисление) свойств и особенностей изделия, позволяющие создавать семантические конструкторские теории и изучать модели конструкторских теорий.
  3. Разработаны логические основы построения формального языка записи конструкторской семантики, обеспечивающие его вычислительную независимость от проблемной области и профессиональную расширяемость. Создан семантический язык SL/D. Разработан метаязык и построено формальное описание языка SL/D описания свойств и особенностей изделия.
  4.   Выявлены свойства семантических конструкторских теорий и их моделей путем доказательства теорем и утверждений: а) введено обоснование допустимого структурного конструкторского решения и условий его существования; б) показано, что формулы семантического языка обладают абсолютностью, что позволяет осуществить проверку свойств в отдельной конструкции оставаясь в рамках рассматриваемых моделей, не привлекая дополнительных средств; в) предложены различные способы корректного расширения структурного конструкторского решения дополнительными семантическими множествами; г) разработаны принципы вычислений на выделенных подмножествах, а не на всем универсуме семантической конструкторской модели. Эти научные результаты определили принципиальную возможность построения процесса семантического конструирования.
  5. Предложено рассматривать задачу семантических вычислений как поиск решения системы логических соотношений, обеспечивая, тем самым, инвариантность к профессиональным приемам решения конструкторских задач. Для построения монотонного вычислительного процесса решения системы логических соотношений предложены многозначная логика и понятие частичного порядка, позволяющие обрабатывать различные неопределенные вычислительные ситуации, естественно возникающие при обработке конструкторских данных. Рассмотрены внесистемные и системные причины неполноты информации в САПР. Разработана методика введения неопределенных значений в вычислительную модель семантических вычислений. Эти научные результаты показали принципиальную возможность алгоритмизации процесса семантического конструирования.
  6. Предложено использовать диаграммный метод реализации универсума семантической конструкторской модели, что позволило применить для семантических вычислений единую реляционную модель обработки данных.
  7. Получено решение задачи семантического анализа конструкции в виде пошагового процесса обогащения структурной модели конструкции до полной семантической модели. Доказательно определены условия существования и единственности построенного обогащения, что позволило разработать алгоритмы семантического анализа конструкции. Разработано диагностическое преобразование, позволяющее строить гибкий процесс локализации смысловых конструкторских ошибок и адаптировать его к конкретному пользователю.
  8. Получено решение задачи автоматизированного синтеза структурного конструкторского решения. Предложена графическая интерпретация процесса порождения структурного конструкторского решения, которая естественна для пользователя и легко реализуется в программном интерфейсе.
  9. Получено решение задачи автоматического синтеза структурного конструкторского решения. Доказаны условия существования решения задачи. Эксперименты показали, что число шагов поиска решения сокращается в 107 – 109 раз по сравнению с поиском решения методом простого перебора вариантов. Имеется потенциальная возможность дальнейшего усовершенствования алгоритма.
  10. Совокупность полученных результатов представляет собой методологию автоматизированного проектирования и позволяет по-новому взглянуть на способы автоматизации целого ряда проектных задач. Появилась возможность фиксации в САПР стандартов, обеспеченных средствами автоматизированного контроля их соблюдения в конструкции изделия.
  11. Получен новый научно обоснованный метод автоматизированного конструирования: семантическое конструирование. Разработанные лингвистические средства, алгоритмы, инженерные методики и проведенные эксперименты позволяют сделать вывод о создании новой информационной технологии «Семантическое конструирование».
  12. Успешные эксперименты по переводу конструкторских теорий свойств и особенностей изделия в аппарат позитивно образованных формул позволили обосновать автоматизированное конструирование семантикой автоматического доказательства теорем.
  13. Разработана экспериментальная автоматизированная система семантического конструирования SD, апробированная на «Ижевском механическом заводе», на Ижевском заводе «Редуктор», ГУП Республики Татарстан «Татинвестгражданпроект», в ИжГТУ. Проведенные эксперименты полностью подтвердили полученные в работе теоретические результаты, показали новизну и практическую полезность разработанного метода.
  14. Для воспроизведения полученного опыта разработана новая дисциплина «Семантическое моделирование в САПР» для студентов специальности САПР, введенная в учебный процесс ИжГТУ. Отдельные темы работы использовались еще в четырех дисциплинах. Многочисленные эксперименты проведены в курсовом и дипломном проектировании.

Содержание работы отражено в 44 публикациях. Наиболее существенными являются следующие.

А) Монография:

Барков, И.А. Теория конструкторской семантики : монография/И.А. Барков. –Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003. -360с.

Б) Статьи в рекомендованых ВАК РФ изданиях:

  1. Барков, И.А. Автоматический синтез структурного описания конструкции / И.А. Барков // Информационные технологии, 2004. - №3. –С.4-11.
  2. Барков, И.А. Концепция конструкторской семантики / И.А. Барков // Известия ТулГУ. Серия: математика, механика, информатика. -Т.12. Вып.4. Информатика. –Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. –С.213-229.
  3. Барков, И.А. Описание проблемной области изделия в интеллектуальных САПР / И.А. Барков // Известия ТулГУ. Серия: математика, механика, информатика. -Т.12. Вып.4. Информатика. –Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. –С.230-245.
  4. Барков, И.А. Семантика описания свойств и особенностей изделия / И.А. Барков // Известия ТулГУ. Серия: математика, механика, информатика. -Т.12. Вып.4. Информатика. –Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. –С.246-260.
  5. Барков, И.А. Интерпретация описания свойств и особенностей изделия / И.А. Барков // Известия ТулГУ. Серия: математика, механика, информатика. -Т.12. Вып.5. Информатика. –Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. –С.423-436.
  6. Барков, И.А. Семантические конструкторские модели / И.А. Барков // Известия ТулГУ. Серия: математика, механика, информатика. -Т.12. Вып.5. Информатика. –Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. –С.437-452.
  7. Барков, И.А. Монотонные вычисления конструкторской семантики / И.А. Барков // Известия ТулГУ. Серия: математика, механика, информатика. -Т.12. Вып.5. Информатика. –Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. –С.453-469.
  8. Барков, И.А. Свойства декларативной конструкторской семантики / И.А. Барков // Вестн. ИжГТУ. -2007. -№2. –С.20-27.
  9. Барков, И.А. Формальная система свойств и особенностей изделия / И.А. Барков // Вестн. ИжГТУ. -2007. -№2. –С.5-13. -2007.
  10.   Барков, И.А. Декларативная конструкторская семантика свойств и осбенностей изделия в интеллектуальных САПР / И.А. Барков // Вестн. ИжГТУ. -2007. -№2. –С.18-26. 

В) Статьи в сборниках трудов, материалах конференций:

  1. Барков, И.А. Применение V-языка для разработки программ-трансляторов / И.А. Барков, В.И. Баркова // Обмен опытом в области современных методов разработки программ на ЭВМ : материалы науч. конференции. - Ижевск, 1982.-с 32-33.
  2. Барков, И.А. Контекстно-синтаксические модели программ и диагностика контекстных ошибок / И.А. Барков, В.И. Баркова  // Разработка сложных программных систем : сб. науч. работ. -Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1987.-С.15-24.
  3. Барков, И.А. Вопросы разработки и использования систем автоматизированного проектирования / И.А. Барков // Избранные ученые записки Ижевского государственного технического университета. В трех томах. -Том II: Моделирование технических объектов и систем. Приборостроение. Измерительная техника. Экономика. Системология. -Ижевск, Изд-во ИжГТУ, 1998. -С.41-48.
  4. Барков, И.А. Конструкторская семантика в системах поддержки жизненного цикла изделия / И.А. Барков // Информационные технологии в инновационных проектах : труды междунар. научно-техн. конференции (г. Ижевск, 19-20 апреля 2000 г). –Ижевск : Изд-во Механического завода, 2000.  -С.174-177.
  5. Барков, И.А. Интеграция профессиональных знаний в CALS-технологиях на основе конструкторской семантики / И.А. Барков // Конструкторско-технологическая информатика-2000 : труды IV междунар. конгресса. В 2-х томах. -Том 1. –М.: Изд-во «Станкин», 2000. -С.49–51.
  6. Барков, И.А. Теория конструкторской семантики для описания в САПР свойств зубчатых передач / И.А. Барков // Современные информационные технологии. Проблемы исследования, проектирования и производства зубчатых передач : сбор. докл. междунар. науч. семинара. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2001. –С.278-294.
  7. Барков, И.А. Описание свойств изделий в САПР редукторов / И.А. Барков // Пространство зацеплений : сбор. докл. науч. семинара Учебно-научного центра зубчатых передач и редукторостроения. –Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2001. -С.159-169.
  8. Барков, И.А.  Конструкторские модели в многозначной логике / И.А. Барков // Информационная математика, 2001. - № 1. -С.212-219.
  9. Барков, И.А. Задача автоматического семантического анализа конструкции в САПР редукторов / И.А. Барков // Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 50 – летию ИжГТУ (19 – 22 февраля 2002 г.). В пяти ч. -Часть 2. Инновационные технологии в машиностроении и приборостроении. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. –С. 20–26.
  10. Барков, И.А. Семантическая сочетаемость конструкторских понятий и описание свойств изделия в САПР / И.А. Барков // Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 50 – летию ИжГТУ (19 – 22 февраля 2002 г.). В пяти ч. -Часть 2. Инновационные технологии в машиностроении и приборостроении. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. –С.26-34.
  11. Барков, И.А. Применение метода семантического анализа и синтеза при раскрытии размерных связей машин / И.А. Барков, В.Г. Осетров // Информационные технологии в инновационных проектах: труды IV Международной научно-технической конференции. (Ижевск, 29-30 мая, 2003 г.). В 4-х ч. –Часть 3. –Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003. –С.7-10.
  12. Барков, И.А. Автоматический синтез структурных конструкторских решений / И.А. Барков // Девятая Национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2004 (28 сентября – 2 октября 2004 г., Тверь) : тр. междунар. науч. конференции. В 3-х т. -Том 3. –М.: Физматлит, 2004. –С.967-976.
  13. Барков, И.А. Принципы построения информационной технологии семантического конструирования / И.А. Барков // Технологии информатизации профессиональной деятельности (в науке, образовании и промышленности) : сбор. трудов научно-технич. конференции с международным участием в рамках форума «Высокие технологии-2004». -Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005.-С.337-346.
  14. Барков, И.А. Описание проблемной области в интеллектуальных информационных технологиях / И.А. Барков // Современные информационные технологии и письменное наследие: от древних рукописей к электронным текстам : матер. междунар. науч. конференции. – Ижевск, Изд-во ИжГТУ, 2006. –С.10-21.
  15. Барков, И.А. Формальные семантические средства описания и решения конструктивных задач / И.А. Барков // Труды Казанской школы по компьютерной и когнитивной лингвистике TEL-2006. –Казань: Отечество, 2007. –С.92-102.

Д) Статьи в электронных изданиях:

    1. Барков, И.А. Семантика свойств изделия в интеллектуальных САПР  / И.А. Барков // Перспективные информационные технологии и интеллектуальные системы : электронный журнал ТРТУ -Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. -С.36-54. – ( http://pitis.tsure.ru/Journal16.htm).

Е) Научно-технические отчеты:

  1. Разработка универсального средства обработки языков описания данных : научно-технический отчет; № гос. per. 01870097338./ Руководитель И.А. Барков ; Ижевский механический институт. -Ижевск: ИМИ, 1990. -З0с.

Ж) Конспекты лекций:

  1. Барков, И.А. Семантическое моделирование в САПР. Конспект лекций для студентов специальности 22.03 Системы автоматизированного проектирования : учеб. – мет. пособие / И.А. Барков. –Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004. –98с.
  2. Барков, И.А. Математическая лингвистика. Конспект лекций для студентов специальностей 22.02 Автоматизированные системы обработки информации и управления и 55.28 Информатика и вычислительная техника : учеб. – метод. пособие / И.А. Барков. –Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2001. –85с.
  3. Барков, И.А. Информатика. Конспект лекций для студентов специальности 22.02 Автоматизированные системы обработки информации и управления, 2203 Системы автоматизированного проектирования и 55.28 Информатика и вычислительная техника : учеб. – метод. пособие / И.А. Барков. –Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004. –93с.
  4. Барков, И.А. Лингвистическое и программное обеспечение САПР. Конспект лекций для студентов специальности 22.03 Системы автоматизированного проектирования : учеб. – метод. пособие / И.А. Барков. –Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004. –81с.
  5. Барков, И.А. Программирование на языках высокого уровня. Конспект лекций для студентов специальности 22.02 Автоматизированные системы обработки информации и управления, 2203 Системы автоматизированного проектирования и 55.28 Информатика и вычислительная техника : учеб. – метод. пособие / И.А. Барков. –Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004. –89с.
 





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.