85、基于知识的工程系统设计专家系统技术

基于知识的工程系统设计专家系统技术

在工程系统设计领域，基于知识的专家系统发挥着重要作用，它集成了多种技术来辅助设计过程。下面将详细介绍这些技术及其应用。

1. 搜索策略

在规则推理中，搜索策略是找到可行解决方案的关键。Moulianitis等人采用了深度优先和最佳优先启发式搜索策略的组合，用于织物处理夹具的概念设计。最佳优先搜索策略从初始深度优先搜索产生的一组可行解中找到最终解决方案，并能合成新的解决方案以满足所需规格。

2. 约束处理

约束是设计问题的基础，用于限制设计变量的值范围以及两个或多个属性或变量之间的允许关系。设计领域中有两种类型的约束：硬约束和软约束。硬约束要么完全满足，要么违反；软约束可以部分满足。使用约束的主要目的是通过评估设计变量的当前赋值与允许值，并通过约束网络传播约束信息，来最小化搜索空间，去除违反约束的搜索分支，这就是约束满足问题（CSP），可以使用约束处理技术来解决。

以螺栓、螺母和垫圈的配置设计为例，约束网络如下：
| 组件名称 | 螺纹直径 | 内径 | 头部宽度 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| Bolt1 | 10 | | 14 |
| Bolt2 | 10 | | 18 |
| Bolt3 | 20 | | 28 |
| Nut1 | 10 | | |
| Nut2 | 20 | | |
| Washer1 | | 15 | |
| Washer2 | | 30 | |

约束条件表示为：
- C1: bolt.thread_diameter =