[发明专利]一种枪管智能设计系统及设计方法

权利要求书

1.一种枪管智能设计系统，其特征在于：该系统包括智能推理与决策子系统(100)、实例知识管理子系统(200)及设计工具管理子系统(300)；

所述智能推理与决策子系统(100)用于实现满足设计目标方案的相似实例匹配、方案评价择优、方案参数修改以及最终方案生成四个功能；根据这四个功能的实现，智能推理与决策子系统(100)包括用于相似实例匹配的方案匹配模块(110)、用于方案评价择优的方案评价模块(140)、用于方案参数修改的方案修改模块(120)、以及用于方案最终生成的方案生成模块(160)；智能推理与决策子系统(100)还包括用于管理支持参数修改的规则数据的规则管理模块(130)、以及用于存储语义检索和实例特征检索出来的结果数据的动态数据存储器(150)；

所述方案匹配模块(110)又包括用于封装语义检索相似度计算引擎的语义检索单元(111)、以及用于封装实例相似度计算引擎的特征检索单元(112)；

所述方案修改模块(120)又包括用于配置经过语义检索得出的与当前设计任务相关联的领域知识的领域知识配置单元(121)、以及用于封装规则修改引擎的规则推理单元(122)；

所述规则管理模块(130)又包括用于增加、删除、编辑、查询方案修改规则的规则管理单元(131)、以及存储方案修改规则的规则库(132)；

所述实例知识管理子系统(200)包括用于存储、管理枪管设计领域知识的实例知识管理模块(210)和支撑语义检索和领域知识辅助决策的知识服务模块(220)；实例知识管理模块(210)又包括用于增加、删除、编辑、查询枪管实例知识的实例知识库管理单元(211)、以及用于存储相关数据的实例技战术指标库(212)、枪管结构参数库(213)、枪弹结构参数库(214)、领域知识库(215)；

所述知识服务模块(220)包括构建枪管设计领域本体的本体构建单元(221)、以及基于所述枪管设计领域本体对文档进行语义标注的语义标注单元(222)；

设计工具管理子系统(300)包括用于增加、删除、编辑、查询可执行模板的可执行模板管理模块(310)、用于封装可执行模板驱动引擎的可执行模板运行模块(320)、用于调用三维建模和仿真设计工具的设计工具应用接口模块(330)、以及用于存储可执行模板的可执行模板库(340)。

2.如权利要求1所述的枪管智能设计系统，其特征在于，所述智能设计系统是一个ES/CAX/KM集成系统，为分布式、浏览器/服务器体系结构。

3.如权利要求1所述枪管智能设计系统，其特征在于，所述方案修改模块(120)的修改机制有两类：基于规则集的设计参数修改和基于关联领域知识的辅助决策。

4.如权利要求1所述枪管智能设计系统，其特征在于，所述实例知识管理子系统(200)的知识库为可配置知识库，即根据知识类型的不同配置相应的知识库信息属性。

5.如权利要求1所述枪管智能设计系统，其特征在于，所述方案匹配模块(110)的推理机制有两类：基于设计目标特征的实例检索和基于设计目标语义的关联领域知识检索。

6.如权利要求1所述枪管智能设计系统，其特征在于，所述规则推理单元(122)中的推理引擎采用JBoss的Drools Expert系统框架。

7.一种枪管智能设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S100，根据设计任务要求相应输入设计指标，并对各指标设置相应的权重和阈值，用于系统的方案匹配模块(110)进行实例检索；

步骤S200，方案匹配模块(110)中根据输入的设计指标中信息的类型进行实例知识的检索匹配，所述检索匹配过程分为下面步骤S210和步骤S220；

步骤S210，语义检索单元(111)通过对设计指标中概念和段落的分词处理，与领域知识库(215)中存储的并经过语义标注单元(222)标注的知识条目中的关键词，进行语义相似度匹配计算；

步骤S220，特征检索单元(112)根据输入的设计指标信息及相应的权重和阈值，与技战术指标库(212)中存储的实例特征信息进行相似度匹配计算；

步骤S300，根据步骤S210和步骤S220的匹配计算过程，获得领域知识库(215)中与设计任务相关的关联领域知识集，获得枪管结构参数库(213)中的与设计要求相似的实例集；

步骤S310，根据步骤S300获取到的关联领域知识集，自动将其存储在动态数据存储器(150)中；

步骤S320，根据步骤S300获取到的相似实例集，自动将其存储在动态数据存储器(150)中；

步骤S400，根据步骤S320存储在动态数据存储器(150)中的相似实例集，方案评价模块(140)对其进行基于熵值权重的灰色关联方法的评价排序，从中获取到最优设计方案；

步骤S500，基于规则库(131)存储的规则知识，并通过规则推理单元(122)中的推理引擎，对最优设计方案的各设计参数进行校验，检查最优设计方案的实际达到设计指标；

步骤S510，规则推理单元(122)判断最优设计方案实际达到的设计指标是否满足输入的设计要求，当不满足设计要求时，分别执行步骤S520、S530，否则执行步骤S600；

步骤S520，领域知识配置单元(121)读取动态数据存储器(150)中的关联领域知识集，并根据各设计参数变量名称概念，将关联知识集中对应的知识条目配置并展示出来，以实现对设计参数修改的辅助决策；

步骤S530，规则推理单元(122)根据步骤S500的校验结果，获取最优设计方案中需要修改的设计参数集合；

步骤S531，针对步骤S530中获取的需要修改的设计参数集合，规则推理单元(122)按照规则库(131)存储的设计流程规则顺序，结合枪弹结构参数库214中的参数对所述设计参数集合进行修正；

步骤S532，规则推理单元(122)判断步骤S531中设计参数之间的修正是否存在冲突，如果冲突，执行步骤S533，否则执行步骤S534；

步骤S533，规则推理单元(122)根据步骤S100中设置的各指标所对应的权重，确定步骤S532中因修改产生冲突的设计参数的修改优先级，按照所述优先级完成参数修改；

步骤S534，获取最终设计参数修改后的最优设计方案，并返回步骤S510；

步骤S600，获取最优设计方案的设计参数集，并将数据注入到可执行模板运行模块(320)；

步骤S700，可执行模板运行模块(320)调用可执行模板库(340)中枪管三维建模模板，通过设计工具应用接口模块(330)调用三维建模设计工具，将可执行模板运行模块(320)中的设计参数集，注入到所调用的枪管三维建模模板中，完成设计方案三维模型自动生成，并将结果返回到方案生成模块(160)；

步骤S800，通过设计工具应用接口模块(330)调用仿真计算设计工具，完成设计方案三维模型的仿真分析，并将结果返回到方案生成模块(160)；

步骤S900，方案生成模块(160)获取规则推理单元(122)返回的满足所述设计要求的最优设计方案，获取设计工具应用接口模块(330)返回的建模仿真结果，最后根据已经制定好的报告格式自动生成设计方案报告，完成枪管智能设计。