[发明专利]一种枪管智能设计系统及设计方法

说明书

技术领域

本发明属于枪管设计技术领域，特别涉及一种枪管智能设计系统及设计方法。

背景技术

轻武器是我军装备系统中的重要组成部分，是陆海空三军、预备役、公安、武警等部队的基础装备。在其设计过程中，设计人员往往通过修改已有的设计方案使其满足新的设计需求，以缩短设计时间并保证设计质量。枪管作为轻武器中重要组成部分，其设计过程对以往的设计参考较多，而且枪管的设计中会需要遵循大量的设计规则，并依靠设计人员的经验进行决策，导致其设计过程需要耗费大量的时间，设计效率较低，同时对领域知识也缺乏科学有效地继承。因此对于枪管设计，传统的枪管设计模式和方法已经不能满足现代武器装备研制的需要，特别需要一种自动化、智能化的设计方法来代替。

研究开发枪管智能设计系统，通过计算机自动、智能地完成枪管的方案设计、模型生成、仿真分析和计算，同时可以对枪管设计领域知识进行合理、高效地管理与运用，是实现提高枪管设计效率和知识传承性的迫切需求，也是实现现代化武器装备研制开发的需要。

作为人工智能在设计领域的重要应用，设计型专家系统是最具代表性的一种智能系统，它主要借助基于实例推理(CBR)的方法来实现对设计方案的智能推理，其在一定程度上可以实现对设计问题的智能处理；但随着产品复杂性的增加，其设计过程涉及多学科、多领域知识，在这种密集型异构知识环境下，现有的智能设计系统和方法无法满足设计需求；另一方面现有的基于CBR的智能设计系统，缺少实现“方案——模型”的智能设计过程，即智能设计过程不能覆盖整个产品设计过程，“方案——模型”的耦合度不高。同时针对枪管，目前的研究基本都缺少实际设计情景下的枪管智能设计系统与方法，满足不了枪管研制开发的需求。

发明内容

为了解决目前枪管设计以人类专家为主导设计，对设计人员技术经验要求较高、设计效率低的不足，以及现有基于CBR的智能设计模式缺乏在异构设计环境下的设计重用问题，本发明提供一种克服上述缺陷的、面向异构设计环境并模拟实际设计情景的支持可配置知识库枪管智能设计系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种枪管智能设计系统，该系统包括智能推理与决策子系统、实例知识管理子系统及设计工具管理子系统；

所述智能推理与决策子系统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包括用于相似实例匹配的方案匹配模块、用于方案评价择优的方案评价模块、用于方案参数修改的方案修改模块、以及用于方案最终生成的方案生成模块；智能推理与决策子系统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、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；

所述方案匹配模块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、以及用于封装实例相似度计算引擎的特征检索单元；

所述方案修改模块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、以及用于封装规则修改引擎的规则推理单元；

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

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

所述知识服务模块包括构建枪管设计领域本体的本体构建单元、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；

设计工具管理子系统包括用于增加、删除、编辑、查询可执行模板的可执行模板管理模块、用于封装可执行模板驱动引擎的可执行模板运行模块、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、以及用于存储可执行模板的可执行模板库。

一种枪管智能设计方法，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进行实例检索；

步骤S200，方案匹配模块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；