Предпосылки разработки интеллектуального программного обеспечения
Экспертными системами называют такие вычислительные системы, в которых используются опыт компетентного эксперта в некоторой прикладной области и его экспертные оценки предполагаемых решений задач, предоставляемые пользователю системы для получения полезных выводов [49] (см. обсуждение методов искусственного интеллекта в гл. 2 тома 3 и обсуждение экспертных систем в гл. 3 того же тома). Экспертная система должна обладать следующими свойствами:
1. Свойством эвристично - сти. Суждения используются наравне с формальной причинностью при решении задач.
2. Свойством прозрачности. Имеется возможность предоставить пользователю для контроля построенную системой цепь логических заключений.
3. Свойством гибкости. Независимые от конкретной прикладной области процедуры построения выводов в целом отделены от специфических для этой прикладной области знаний.
Одним из основных этапов создания экспертных систем в САПР является получение знаний от квалифицированного проектировщика. Навыки, которыми он обладает, включают распознавание образов, знание правил проектирования и их взаимоотношений, опыт решения сложных задач и принятия решений.
Уже предпринимался ряд попыток создания так называемого интеллектуального программного обеспечения для облегчения труда проектировщика. Например, Лэфью [61] разработал
Программное обеспечение ORTHO, которое способно находить трехмерную структуру, представленную двумя или тремя ортогональными проекциями на цифровом планшете. Основная цель, которую преследовали при создании программного обеспечения ORTHO, — освободить пользователя от ограничений при вводе - данных, налагаемых обычно для избежания двусмысленности. Программа помогает пользователю при анализе трехмерной/ структуры проекта, осуществляя проверку корректности геометрических построений. Эта программа освобождает проектировщика от необходимости визуального распознавания образов сложных фигур.
Бегг [13] утверждает, что интеллектуальная САПР должна включать знание атрибутов проектирования и их взаимоотношений, что дает возможность извлекать соответствующую информацию дедуктивным методом из расположения линий и геометрических фигур.
Экспертные САПР могут облегчать труд проектировщика в различных отношениях. Интеллектуальное программное обеспечение позволяет снизить количество принимаемых проектировщиком в соответствии со своим восприятием решений, что достигается использованием различных правил анализа сцен. Например, с помощью программных средств можно убедиться, что определенные сплошные объекты не перекрываются в пространстве или что линии, которые должны соединяться, соединяются.
Имеется ряд предпосылок, которые разработчику интеллектуального программного обеспечения следует учитывать для получения дружественной к пользователю системы:
1. Процедуры поиска и извлечения информации, верификации и моделирования («нетворческие» компоненты системы) должны выполняться быстрее, чем при использовании доступных в настоящее время методов [13].
2. Пользователю следует предоставить возможность запрашивать систему и получать разъяснения о любом из принятых решений.
3. Модель работы САПР пользователя должна быть включена в алгоритм принятия решений.
Хотя некоторые навыки познания могут быть автоматизированы в интеллектуальных системах программного обеспечения, творческие способности человека тем не менее остаются основным элементом для любой успешной реализации САПР.