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第1章 绪论1

1．1 工程设计概述1

1．1．1 工程设计的概念1

1．1．2 设计的重要性3

1．1．3 设计的本质4

1．1．4 设计的分类5

1．2 人工智能的产生与发展6

1．2．1 人工智能的产生背景6

1．2．2 人工智能的历史回顾7

1．2．3 人工智能的研究途径8

1．3 专家系统的结构、特点及分类12

1．3．1 专家系统的结构及工作原理12

1．3．2 专家系统的特点15

1．3．3 专家系统的分类18

1．4 设计型专家系统18

1．4．1 设计型专家系统的特点18

1．4．2 设计型专家系统的结构19

1．4．3 智能CAD22

1．5 本书的体系结构23

第2章 知识表示25

2．1 概述25

2．1．1 知识的定义25

2．1．2 知识的描述形式26

2．1．3 知识的表示方法27

2．2 谓词逻辑28

2．2．1 原子公式28

2．2．2 复合谓词公式29

2．2．3 量化30

2．2．4 合式公式的递归定义及等价性30

2．2．5 子句31

2．2．6 Horn子句35

2．2．7 小结35

2．3 产生式规则36

2．3．1 产生式规则的三要素36

2．3．2 产生式规则的知识结构37

2．3．3 产生式系统的构成38

2．3．4 产生式规则的特点及适于表示的问题领域39

2．3．5 产生式规则的不足39

2．4 语义网络40

2．4．1 语义网络的概念40

2．4．2 语义网络的结构40

2．4．3 语义网络的特点43

2．5 框架43

2．5．1 框架理论43

2．5．2 框架结构43

2．5．3 框架的计算机实现45

2．6 面向对象的知识表示方法47

2．6．1 设计知识类型及表达要求47

2．6．2 面向对象的方法学48

2．6．3 OOKR的基本结构49

2．6．4 OOKR的应用领域51

第3章 知识利用53

3．1 概述53

3．2 知识推理55

3．2．1 关于推理机的基本要求55

3．2．2 推理方法与控制策略55

3．2．3 推理费用与控制费用的关系56

3．3 推理方法57

3．3．1 推理方法分类57

3．3．2 归纳推理57

3．4 不精确推理59

3．4．1 概述59

3．4．2 不精确推理模型的基本结构59

3．4．3 确定性理论61

3．4．4 主观Bayse方法64

3．4．5 证据理论68

3．4．6 可能性理论73

3．4．7 四种不精确推理模型的比较75

3．5 非单调推理75

3．6 推理策略77

3．6．1 正向推理77

3．6．2 正向推理的一种C语言实现方案78

3．6．3 反向推理80

3．6．4 反向推理的一种C语言实现方案81

3．6．5 混合推理82

3．7 搜索策略84

3．7．1 问题的状态空间表示法及归约84

3．7．2 状态空间的搜索策略86

3．7．3 搜索的效率97

第4章 基于神经网络的知识处理技术99

4．1 概述99

4．2 神经网络基本原理100

4．2．1 人工神经网络的原型100

4．2．2 神经元结构模型101

4．2．3 网络连接形式103

4．2．4 学习算法104

4．3 符号系统与神经网络的结合106

4．3．1 符号系统与神经网络的互补性106

4．3．2 符号系统与神经网络的结合途径107

4．3．3 符号系统与神经网络的综合107

4．3．4 应用实例112

4．4 机器学习114

4．4．1 概述114

4．4．2 机器学习的基本模型114

4．4．3 机器学习的基本类型115

4．5 知识获取116

4．5．1 概述116

4．5．2 人工知识获取117

第5章 智能设计的基本概念和研究内容121

5．1 智能工程的产生与发展121

5．1．1 工业自动化的4个阶段121

5．1．2 智能工程的提出123

5．1．3 智能工程与人工智能124

5．1．4 智能工程与专家系统技术126

5．1．5 智能工程是适于工业决策自动化的技术126

5．2 智能设计的产生、形成与发展127

5．2．1 智能设计的初级阶段——设计型专家系统127

5．2．2 面向CIM技术的智能设计——人机智能化设计系统128

5．2．3 智能设计与智能工程131

5．3 智能设计研究的主要内容和基本问题132

5．3．1 建立设计知识模型——建模133

5．3．2 智能设计软件系统的研究与开发133

5．4 开发智能设计系统的几种途径138

第6章 智能设计建模理论与方法140

6．1 通用设计理论及建模框架141

6．1．1 设计概念141

6．1．2 设计理论研究、发展的现状141

6．1．3 通用设计理论142

6．1．4 介绍一种建模方法——CIM-OSA143

6．2 设计过程的动态模型及基于模型的规划146

6．2．1 引言146

6．2．2 系统动态模型及其规划方法的现状147

6．2．3 设计过程的动态模型149

6．2．4 设计过程规划的策略152

6．2．5 设计结构矩阵的规划方法154

6．3 设计过程的控制及实现方法161

6．3．1 引言161

6．3．2 基于Petri网的控制模型162

6．3．3 递阶控制模型的建立165

6．3．4 应用研究171

6．3．5 小结175

6．4 方案设计模型175

6．4．1 方案设计的基本思想176

6．4．2 方案设计的有关概念177

6．4．3 一种方案设计模型——QUINT178

6．5 创造性设计模型及实例180

6．5．1 问题的提出180

6．5．2 颜氏创造性机构设计的方法学181

6．5．3 创造性机构设计实例182

6．6 设计对象模型188

6．6．1 传统的设计对象模型188

6．6．2 集成产品定义模型188

6．7 结束语190

第7章 设计决策191

7．1 关于设计决策的分析说明191

7．2 再设计结构192

7．3 评价方法194

7．3．1 简单评价法194

7．3．2 模糊评价法196

7．3．3 层次分析法199

7．4 智能设计系统中的评价子系统202

第8章 智能设计系统开发工具DEST205

8．1 概述205

8．2 DEST的总体结构206

8．3 DEST的基本知识表示方法208

8．3．1 概述208

8．3．2 设计对象的表达209

8．3．3 复杂对象的构成209

8．4 DEST的面向对象的知识表示语言212

8．4．1 DEST的框架表示语言212

8．4．2 DEST的方法表示语言215

8．4．3 DEST的产生式规则218

8．4．4 DEST的数据类型和变量定义219

8．4．5 DEST的内部函数定义220

8．5 DEST的推理机制220

8．5．1 框架推理220

8．5．2 产生式规则推理223

8．5．3 方法推理223

8．5．4 元推理机226

8．6 DEST中基于实例的设计227

8．6．1 基于实例的推理与设计228

8．6．2 DEST中基于实例设计的基本结构与推理机制229

8．6．3 实例的表示与组织232

8．6．4 实例的相似性233

第9章 智能设计系统的建造与应用实例236

9．1 引言236

9．2 智能设计系统的建造237

9．2．1 需求分析238

9．2．2 知识获取240

9．2．3 知识模型的建立241

9．2．4 形成原型系统242

9．2．5 系统修正与扩展243

9．2．6 投入实用243

9．2．7 系统维护243

9．3 应用实例之一——钻削类组合机床夹具智能设计系统244

9．3．1 ZZJCAD的主要功能244

9．3．2 组合机床夹具零部件模块化设计247

9．3．3 知识库设计250

9．3．4 ZZJCAD的其他模块254

9．4 应用实例之二——重型数控机床模块化设计智能支持系统256

9．4．1 HMMDISS系统概述256

9．4．2 HMMDISS系统设计的基本原则257

9．4．3 HMMDISS的总体结构257

9．4．4 HMMDISS的实例应用结果259

9．5 应用实例之三——相控阵雷达系统方案设计决策支持系统263

9．5．1 PRDSS的主要功能263

9．5．2 知识模型与求解模型的建立264

9．5．3 分析模型的建立267

9．5．4 一个PRDSS的运行实例268

第10章 展望271

10．1 引言271

10．2 并行设计271

10．2．1 并行设计的描述模型272

10．2．2 并行设计的认知模型274

10．2．3 并行设计的处方模型275

10．2．4 集成化智能CACD系统的组成与结构277

10．2．5 结论278

10．3 分形设计278

10．3．1 设计对象的分形结构是其复杂性之源278

10．3．2 设计思维的混沌机制是其创造性之源280

10．3．3 设计实施的嵌套模式是其有效性之源281

10．3．4 结论283

10．4 结束语284

附录A 用C语言建立一个通用专家系统286

A．1 专家系统如何工作286

A．1．1 知识库286

A．1．2 推理机286

A．2 通用专家系统的建立287

A．2．1 编写推理机程序需遵循的原则287

A．2．2 知识库的结构288

A．2．3 知识库的填充289

A．2．4 推理机的实现290

A．2．5 知识库文件的存取298

A．3 运行实例298

附录B DEST使用指南300

B．1 DEST简介300

B．1．1 DEST的结构300

B．1．2 DEST的主要功能301

B．1．3 DEST的文件名约定301

B．2 DEST的安装与运行302

B．2．1 DEST的运行环境302

B．2．2 DEST的主要文件302

B．2．3 DEST的安装与运行302

B．3 DEST的集成开发环境303

B．3．1 DEST的主界面303

B．3．2 DEST的主菜单303

B．3．3 文件管理304

B．3．4 文本编辑306

B．3．5 知识库编译308

B．3．6 推理310

B．3．7 窗口管理314

B．3．8 帮助316

附录C 附盘文件清单317

主要参考文献319