Постановка и анализ задачи

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

 

Кафедра компьютерных систем в управлении и проектировании

 

	К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ Заведующий кафедрой КСУП д-р техн.наук, проф, _________________ «___»____________г.

 

 

ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ

МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

 

Пояснительная записка к дипломному проекту

ФВС ДП.70801- 01 81 01 

 

Студент гр. _____________ «___»____________г.   Руководитель Аспирант каф. КСУП ______________ «___»____________2г

СОГЛАСОВАНО

	Консультант по экономике Доцент, кандидат экон. наук ___________ «___»____________г.     Консультант по безопасности жизнедеятельности Нач. отдела охраны труда ___________ «___»____________.

 

 

Реферат.

Дипломная работа содержит X стр., X рисунка, X таблиц, X приложений, X источников, X листов графического материала.

ЭКСПРЕРТНАЯ СИСТЕМА, КОРРЕЛЯЦИЯ, ДИСПЕРСИЯ, РЕГРЕССИЯ, ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ, ПРЕДЕЛ УПРУГОСТИ.

Работа посвящена разработке экспертной системы (ЭС), осуществляющей обработку опытных данных дисперсионным и регрессионным анализом.

В ходе выполнения работы были изучены основные методы статистической обработки опытных данных.

Результатом проделанной работы является экспертная система, входными данными которой являются характеристики металлоконструкций и параметры нагружения, а результатом анализ работоспособности металлоконструкции.

Программа реализовывалась в программной среде Borland C++ Builder 5.0. Пояснительная записка к дипломной работе выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2003 и представлена в архиве на компакт диске (в конверте на обороте обложки).

Abstract

The degree project X pages, X tables, X drawing, X sources, X appendices, X a sheet a graphic material.

EXPERT SYSTEM, CORRELATION, DISPERSION, REGRESSION, BREAKING POINT, LIMIT OF ELASTICITY.

The work is devoted to development of expert system (ES), carrying out processing of the skilled data dispersion and regression by the analysis.

During performance of work the basic methods of statistical processing of the skilled data were investigated.

Result of the done work is the expert system, which entrance data are behaviour hardwares and parameters loading, and result the analysis of serviceability hardware.

The program was realized in programme ambience Borland C++ Builder 5.0. The report on degree operation was carried out in text editor of a Microsoft Word 2003 and submitted in archive on compact disk (in an envelope on the back of a cover).

Федеральное агентство по образованию

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

 

Кафедра компьютерных систем в управлении и проектировании

 

УТВЕРЖДАЮ

зав. кафедрой КСУП

____________

"____" _______г.

ЗАДАНИЕ

На дипломное проектирование

студенту

группа   факультет

 

1. Тема работы: Экспертная система диагностики металлоконструкций

(утверждена приказом по ВУЗу от №_____ от _______)

2. Срок сдачи студентами законченной работы “__”____________г.

3. Исходные данные к проекту:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

- Титульный лист

- Реферат

- Задание на проектирование

- Содержание

- Введение

- Постановка задачи

- Реализация

- Тестирование

- Технико-экономическое обоснование

- Вопросы охраны труда и безопасности жизнедеятельности

- Заключение

- Список использованных источников

5. Перечень графического материала на листах формата А1:

1)

2)

6. Консультанты по проекту:

Консультант по безопасности жизнедеятельности – нач. отдела ОБ и ОХ

__________________

Консультант по организационно-экономической части проекта - Доцент, кандидат экон. наук ________________

 

7. Дата выдачи задания: “__”____________г.

 

РУКОВОДИТЕЛЬ: Аспирант кафедры КСУП

______________________

Задание принял к исполнению

______________________

Содержание

1 Введение. 8

2 Постановка и анализ задачи. 10

3 Обзор языков представлений знаний. 12

4 Выбор среды реализации. 15

5 Описание реализации программы.. 16

5.1 Механические испытания. 16

5.2 Математическое обеспечение систем автоматизации эксперимента. 18

5.2.1 Регрессионный анализ. 18

5.2.2 Дисперсионный анализ. 20

5.3 Формирование модели предметной области. 22

5.3.1 Этапы формирования модели. 22

5.3.2 Формирование параметров и их значений. 23

5.3.3 Формирование сети связей параметров. 24

5.3.4 Правила и формулы.. 27

6 Описание программы для пользователя. 31

6.1 Интерфейс “Главная форма”. 31

7 Тестирование. 32

8 Технико-экономическое обоснование работы.. 33

8.1 Обоснование целесообразности выполнения работы.. 33

8.2 Оценка уровня качества разрабатываемого продукта. 33

8.3 Организация и планирование работы.. 34

8.4 Расчет затрат на выполнение работы.. 37

8.5 Расчет текущих эксплуатационных затрат. 39

8.6 Расчет годового экономического эффекта выполненной работы.. 42

8.7 Вывод. 44

9 Вопросы охраны труда и безопасности жизнедеятельности. 45

9.1 Введение. 45

9.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов. 45

9.3 Требования безопасности оборудования и организации рабочего места оператора 46

9.3.1 Общие положения. 46

9.3.2 Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ.. 48

9.4 Разработка защитных мероприятий. 49

9.4.1 Защита от прямой и отраженной блесткости. 49

9.4.2 Методы защиты от электромагнитных излучений. 50

9.4.3 Мероприятия по предотвращению нарушений зрительной функции. 50

9.4.4 Мероприятия по защите от шума. 51

9.4.5 Меры защиты от поражения электрическим током. 52

9.4.6 Меры защиты от статического электричества. 53

9.5 Инструкция по охране труда. 54

Заключение. 56

Список использованных источников. 58

1 Введение

На начальном этапе разработки систем управления, проектирования и конструирования новых технических систем, необходимы исследования в области искусственного интеллекта. Среди множества направлений искусственного интеллекта есть несколько ведущих, которые в настоящее время вызывают наибольший интерес.     Перечислим направления, по которым ведутся исследования в области искусственного интеллекта [1]:

1. Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях (разработка моделей представления знаний, создание баз знаний, образующих ядро экспертных систем, извлечение и структурирование знаний).

2. Разработка специальных языков для решения интеллектуальных задач, программного инструментария искусственного интеллекта и создание пакетов прикладных программ, ориентированных на разработку интеллектуальных систем.

3. Разработка естественно-языковых интерфейсов и машинный перевод.

4. Создание интеллектуальных роботов, способных автономно совершать операции по достижению целей, поставленных человеком.

5. Моделирование на ЭВМ отдельных творческих процессов (интеллектуальные игровые задачи: шахматы, шашки и др.), автоматическое доказательство теорем, анализ и синтез музыкальных произведений и др.

6. Модели, методы и алгоритмы, ориентированные на автоматическое накопление и формирование знаний на основе анализа и обобщения данных.

7. Распознавание образов, при котором используются специальные математические процедуры и функции, разделяющие объекты на классы.

Первое направление является основным направлением в области разработки систем искусственного интеллекта. Это направление позволяет программисту разрабатывать экспертные системы (ЭС), обеспечивающие высокое качество решений задач на реальных примерах при минимизации требуемого времени и памяти.

Современное состояние разработок в области ЭС можно охарактеризовать как стадию все возрастающего интереса среди специалистов в разных областях - финансистов, преподавателей, инженеров, медиков, психологов и др. Разработка ЭС направлена на использование ЭВМ для обработки информации в тех областях науки и техники, где традиционные математические методы моделирования малопригодны [2]. В этих областях важен опыт экспертов.

Главное отличие интеллектуальных и экспертных систем от других программных средств - это наличие базы знаний (БЗ), в которой знания хранятся в форме, понятной специалистам предметной области, и могут быть изменены и дополнены также в понятной форме. При этом этап анализа знаний и проектирования БЗ вызывает наибольшие трудности при разработке ЭС.

Перед проектированием БЗ необходимо определить проблемную область и задачи, и обозначить предварительный подход к решению проблемы. Анализ работоспособности элементов металлоконструкций из стали можно отнести к проблемной области, в которой необходимо получение, структурирование и формализация знаний.

На этапе получения и структурирования знаний специалистов для последующей разработки базы знаний центральным понятием является так называемое поле знаний.

Поле знаний - условное описание понятий и взаимосвязей между ними предметной области, выявленных из системы знаний эксперта, в виде графа, диаграммы, таблицы или текста.

Особенности предметной области могут оказать существенное влияние на форму и содержание компонентов структуры поля знаний. Поэтому необходимо более подробно рассмотреть физические процессы в деталях металлоконструкций.

Постановка и анализ задачи

В процессе эксплуатации металлоконструкции подвергаются воздействию как статических, так и динамических нагрузок. При этом структура металлов претерпевает различного рода изменения, что определяет изменение их механических свойств и надежность конструкций. Важнейшим условием правильной эксплуатации металлоконструкций является своевременное проведение планово-предупредительной диагностики. Определение напряжений и анализ состояния материала непосредственно в процессе эксплуатации является одной из самых актуальных задач.

Появление в материале зон с повышенным уровнем внутренних напряжений при нагружении приводит к изменению скорости ультразвука. Контроль и анализ изменения скорости распространения ультразвука позволяет идентифицировать различного рода структурные изменения в металлоконструкциях.

Для рассматриваемой предметной области актуальна разработка экспертной системы (ЭС). Она необходима материаловеду при решении задач в этой области, например, для ответа на вопрос “возможна ли дальнейшая эксплуатация исследуемой конструкции”.

Перед разработкой ЭС, предназначенной для пользователя, необходимо разработать модель предметной области. Она включает два основных этапа:

· разработка базы знаний на языке представления знаний;

· реализация базы знаний с помощью программирования или с использованием инструментальных средств разработки ЭС.

Основными требованиями к базе знаний являются:

- корректность (полнота и непротиворечивость);

- минимальное количество правил;

- широта охвата предметной области;

- простота изменения и дополнения;

- максимальная наглядность при структурировании знаний.

Проектирование БЗ состоит из нескольких этапов, каждый из которых представляет собой важную задачу. В случае обнаружения ошибок или недочетов, на каждом из этапов возможен возврат на ранние этапы с целью устранения выявленных ошибок. Поэтому процесс создания БЗ является итерационным.