（机械设计及理论专业论文）手表产品智能设计专家系统的研究及应用.pdf

，一一 洲i l lii 1 l l l r l li i iii 17 4 5 6 7 6 at h e s i ss u b m i t t e dt og u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g yf o r t h ed e g r e eo f m a s t e ro fs c i e n c eo fm e c h a n i c a le n g i n e e r i n g r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no ft h ee x p e r ts y s t e m f o rw a t c hp r o d u c td e s i g n b yg u oc h u n r o n g s u p e r v i s e db yp r o f y u a nq i n g k e g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y , g u a n g z h o u ，p r c h i n a j u n e2 0 l o 摘要 摘要 随着国内手表消费市场的不断扩大，我国手表行业面对着难得的发展机遇；但 近几年，我国手表品牌在国内的市场占有率却不断下降。经分析，原因是我国手表 生产行业总体自主创新开发能力较差，设计效率低下，不能快速满足市场的需要。 在这一背景下，本文提出通过开发“手表产品智能设计专家系统 来提高我国手表 产品的设计效率和水平，从而提高我国手表产品的市场占有率。基于广东省教育部 产学研结合项目“手表行业数字化研发平台的开发及应用”，本文对手表产品设计技 术、知识库技术、知识推理技术进行了深入的研究，并在此基础上成功开发出手表 产品智能设计专家系统。本文的主要研究内容包括以下几个方面： ( 1 ) 对手表产品设计知识进行详细的研究，对手表的分类与构成、手表的设计 要求、手表的主要设计参数和手表的设计准则等设计知识进行了总结，并理清各种 知识之间的相互关系。 ( 2 ) 对知识表示技术进行了深入的研究，并针对手表设计知识主要包括事实类 知识和规则类知识的特点，采用框架表示法和产生式表示法相结合的方式对手表设 计知识进行表示，最后把这些知识映射到关系数据库s q ls e r v e r 2 0 0 0 中形成手表设 计知识库。 ( 3 ) 在分别对传统推理机和模拟退火算法进行研究的基础上，提出一种基于规 则推理与基于改进的模拟退火算法推理集成的推理策略。即把总设计任务分解为多 个子任务，再根据这些子任务的依存关系依次求解，在求解不同子任务时，再根据 该子任务的特点，决定是采用基于规则推理，还是基于改进的模拟退火算法推理， 还是这两者的混合推理。本文还对该推理策略如何应用于手表产品设计专家系统进 行了研究。 ( 4 ) 在以上技术研究的基础上，采用v i s u a lb a s i c n e t 程序语言结合数据库 技术和智能计算技术，从实用的角度出发开发了“手表产品智能设计专家系统”。该 系统能根据用户输入的设计要求，调用适用的设计知识进行设计推理，求出符合设 计要求的手表产品最优总体设计方案。 深圳飞亚达科技发展有限公司对该专家系统进行测试使用后认为，该系统功能 完善，使用方便，能帮助手表设计人员快速完成产品总体设计，且设计结果和专家 广东_ r - ：l k 大学硕士学位论文 知识表示、知识推理的研究对专家系统技术的发展具有一定的 知识库；推理机；模拟退火；手表 一 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ee x p a n d i n go f t h ew a t c hm a r k e t i n g i no u rc o u n t r y ，o u rw a t c h i n d u s t r yf a c e sw i t hr a r eo p p o r t u n i t i e sf o rd e v e l o p m e n t b u tt h em a r k e ts h a r e o fw a t c hb r a n di sd e c l i n i n gi nt h em a r k e to fo u rc o u n t r yi nr e c e n ty e a r s a n a l y t i c a l l y ，t h em a i nr e a s o n i st h a tt h eo v e r a l la u t o n o m o u si n n o v a t i o n a b i l i t yo fo u rw a t c hi n d u s t r yi sr e l a t i v e l yp o o r ，a n d i n e f f i c i e n td e s i g n ， a n dc a nn o tm e e tt h e n e e d s o ft h em a r k e tq u i c k l y i nt h i sc o n t e x t ，a n i n t e l li g e n td e s i g ne x p e r ts y s t e mf o rw a t c hp r o d u c t s i sp r e s e n t e di nt h i s p a p e rt oi m p r o v et h ed e s i g ne f f i c i e n c ya n dl e v e lo fo u rw a t c hp r o d u c t s ，a n d t or a i s ei t sm a r k e ts h a r e b a s e do nt h em i n i s t r yo fe d u c a t i o ni ng u a n g d o n g d r o v i n c e sc o m b i n a t i o no fi t rp r o j e c t ，”d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o nf o rt h e d i g i t a lp 1 a t f o r mo fw a t c hi n d u s t r y ”，i nt h i sp a p e r ，p r o d u c td e s i g nt e c h n o l o g y ， k n o w l e d g eb a s et e c h n o l o g y ，k n o w l e d g ei n f e r e n c et e c h n o l o g yo fw a t c hi n d u s t r y a r es t u d i e di nd e t a i l ，a n dd e v e l o p e ds u c c e s s f u l l yai n t e l l i g e n td e s i g ne x p e r t s v s t e mf o rw a t c hp r o d u c t s t h ep a p e rs t u d i e di n c l u d e st h ef o l l o w i n gs e v e r a l r e s p e c tm a i n l y ： f i r s t ，t h i sp a p e r s t u d i e dt h ew a t c hp r o d u c td e s i g n k n o w l e d g e s v s t e m a t i c a l l y t h i sp a p e r h a ss u m m a r i z e dt h ec l a s s i f i c a t i o na n dc o m p o s i t i o n o ft h ew a t c h ，t h em a j o rd e s i g nr e q u i r e m e n t so ft h ew a t c h ，t h em a i nd e s i g n p a r a m e t e r so ft h ew a t c ha n dt h e m a i nd e s i g nc r i t e r i ao ft h ew a t c h ，a n dg a i n e d ac l e a ri d e ao ft h er e l a t i o n sb e t w e e nt h e m s e c o n d l y ，t h i sp a p e r r e s e a r c h e dt h ek n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o n d e e p a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i ct h ew a t c hd e s i g nk n o w l e d g ei n c l u d e st h ef a c t k n o w l e d g ea n d t h e r u l ek n o w l e d g e ，a ni n t e g r a t e dr e p r e s e n t a t i o n w h i c h1 s i n t e g r a t e db yt h ef r a m er e p r e s e n t a t i o na n dt h er e a s o n i n gr e p r e s e n t a t i o n w a s u s e dt oe x p r e s st h ew a t c hp r o d u c td e s i g nk n o w l e d g e t h e nt h ek n o w l e d g ew a s m a p p e dt ot h er e l a t i o n a ld a t a b a s es q ls e r v e r 2 0 0 0t om a k eu pt h ew a t c hd e s i g n k n o w le d g eb a s e i i i 广东工业大学硕士学位论文 t h i r d l y ，t h i sp a p e rp u tf o r w a r dan e wr e a s o n i n gs t r a t e g y ，w h i c hi s i n t e g r a t e db yt h er u l e 。b a s e dr e a s o n i n ga n dt h ei m p r o v e ds i m u l a t e da n n e a l i n g a l g o r i t h mr e a s o n i n g i nt h i sw a y ，t h eo v e r a l ld e s i g nt a s ki sd e c o m p o s e di n t o s o m es u b t a s k s ，a n dd i f f e r e n ts u b t a s k sa r es o l v e du s i n gd i f f e r e n tr e a s o n i n g s t r a t e g ie s t h isn e wr e a s o n i n gs t r a t e g yw a su s e di nt h ee x p e r ts y s t e mf o r w a t c hp r o d u c td e sig n f i n a l l y ，b a s e do nt h ea b o v et e c h n o l o g i e s ，t h ee x p e r ts y s t e mf o rw a t c h p r o d u c td e s i g nh a sb e e nd e v e l o p e d w i t ht h ed e s i g nr e q u i r e m e n t st h a tt h eu s e r in p u t ，t h es y s t e mc a nc a llf o rt h ef itk n o w l e d g eint h ek n o w le d g eb a s et o d e s i g naw a t c h ，a n df o r mt h eo p t i m a lw a t c hp r o d u c td e s i g np r o g r a mw h i c hm e e t s t h ed e s i g nr e q u i r e m e n t s s h e n z h e nf i y t at e c h n o l o g yc o ，l t d t e s t e dt h ee x p e r ts y s t e ma n df o u n d t h a t ，t h ew a t c hp r o d u c td e s i g np r o g r a m sm a d eb yt h ee x p e r ts y s t e mc l o s et o t h ed e s i g np r o g r a m sm a d eb ye x p e r t s t h ee x p e r ts y s t e mi sf u n c t i o n a la n de a s y t ou s e i tc a nh e l pd e s i g n e r st oi m p r o v et h ed e s i g ne f f i c i e n c y i n a d d i t i o n ，t h es t u d yo nk n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o n sa n dr e a s o n i n g s t r a t e g i e si nt h i sp a p e rh a sac e r t a i nr o l ei np r o m o t i n gt h ee x p e r ts y s t e m t e c h n olo g y k e yw o r d s ：e x p e r ts y s t e m ；k n o w l e d g eb a s e ：r e a s o n i n gm a c h i n e ：s i m u l a t e d a n n e a li n g ：w a t c h i v 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 目录v c o n t e n t s v i i i 第一章绪论1 1 1 课题研究背景1 1 2 课题的提出与意义2 1 3 专家系统的发展与研究现状3 1 4 课题研究内容4 1 5 论文的结构5 1 6 本章小结6 第二章手表产品智能设计专家系统的总体结构及理论7 2 1 手表产品智能设计专家系统的总体设计7 2 1 1 系统的研究目标7 2 1 2 系统的构成9 2 1 3 系统的工作流程1 1 2 1 4 系统的开发工具1 2 2 2 专家系统的理论1 4 2 2 1 专家系统的分类与结构1 4 2 2 2 专家系统的特点1 5 2 2 3 专家系统的建造步骤1 5 2 3 智能设计专家系统的实现方法1 6 2 3 1 知识库的实现方法1 6 2 3 2 智能推理的实现方法1 7 2 3 3 人机交互界面的实现方法1 8 2 3 4 软件工具间接口的实现方法1 9 2 4 本章小结1 9 第三章手表产品设计知识库的研究与开发2 0 v 广东工业大学硕士学位论文 3 1 知识与知识库理论研究2 0 3 1 1 知识的概念2 0 3 1 2 知识表示的要求2 1 3 1 3 常用的知识表示法2 2 3 2 手表设计相关知识的研究2 4 3 2 1 手表的分类与构成2 4 3 2 2 手表的主要设计要求2 6 3 2 3 手表的主要设计参数2 8 3 2 4 手表的主要设计准则3 0 3 3 手表产品设计知识的知识表示3 4 3 3 1 手表设计知识表示法的选定3 4 3 3 2 事实类知识的表示3 5 3 3 3 规则类知识的表示3 8 3 4 手表产品设计知识库的构建4 0 3 4 1 知识的数据库表达4 0 3 4 2 框架表示知识的存储4 1 3 4 3 产生式表示知识的存储4 1 3 5 本章小结4 3 第四章手表产品设计推理机的研究与设计4 4 4 1 推理机基本理论研究4 4 4 1 1 推理机的概念4 4 4 1 2 推理方向4 5 4 1 3 冲突消除策略4 6 4 1 4 推理方法研究4 7 4 2 手表设计推理的算法研究4 8 4 2 1 手表设计的智能算法需求4 8 4 2 2 智能算法的分析与选择4 9 4 2 3 模拟退火算法理论研究5 l 4 2 4 模拟退火算法的改进5 3 4 3 手表产品设计推理机的设计5 4 v i 目录 4 3 1 手表产品设计推理总策略5 4 4 3 2 基于规则推理的设计与实现5 7 4 3 3 基于改进的模拟退火算法推理的设计6 0 4 4 本章小结6 5 第五章手表产品智能设计专家系统原型的设计6 6 5 1 系统概述6 6 5 2 系统管理模块6 8 5 3 知识管理模块7 1 5 4 手表设计模块7 5 5 5 知识查询模块7 8 5 6 本章小结7 9 第六章手表产品智能设计专家系统的应用实例8 0 6 1 系统的运行环境8 0 6 2 系统的应用实例8 0 6 3 系统原型性能评价8 3 6 4 本章小结8 4 总结与展望8 5 论文总结8 5 工作展望8 6 参考文献8 7 攻读学位期间发表的论文9 1 独创性声明9 2 致谢9 3 v l i 2 1 4s y s t e md e v e l o p m e n tt o o l s 1 2 2 2t h et h e o r yf o rt h ee x p e r ts y s t e m 1 4 2 2 1t h ec l a s s i f i c a t i o na n ds t r u c t u r eo f e x p e r ts y s t e m 1 4 2 2 2t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ee x p e r ts y s t e m 。15 2 2 3t h ec o n s t r u c t i o ns t e p so f t h ee x p e r ts y s t e m 1 5 2 3t h em e t h o dt ob u i l dt h ee x p e r ts y s t e m 1 6 2 3 1t h em e t h o dt ob u i l dt h ek n o w l e d g eb a s e 1 6 2 3 2t h em e t h o dt ob u i l dt h er e a s o n i n g 1 7 2 3 3t h em e t h o dt ob u i l dt h ei n t e r f a c e 18 2 3 4t h em e t h o dt ob u i l dt h ec o n n e c t o r 19 2 4s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 1 9 v 1 i i c u n i e n l s c h a p t 3r e s e a r c ho ft h ek n o w l e d g eb a s ef o rw a t c hp r o d u c td e s i g n 2 0 3 1r e s e a r c hf o rt h et h e o r yo f t h ek n o w l e d g eb a s e 2 0 3 1 1t h ec o n c e p to f k n o w l e d g e 2 0 3 1 2t h er e q u i r e m e n t so fk n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o n 。2 1 3 1 3c o m m o nk n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o n 2 2 3 2r e s e a r c hf o rk n o w l e d g eo f w a t c hd e s i g n 2 4 3 2 1t h ec l a s s i f i c a t i o na n dc o m p o s i t i o no f t h ew a t c h 2 4 3 2 2t h em a j o rd e s i g nr e q u i r e m e n t sf o rt h ew a t c h 2 6 3 2 3t h em a i nd e s i g np a r a m e t e r sf o rt h ew a t c h 2 8 3 2 4t h em a i nd e s i g nc r i t e r i af o rt h ew a t c h 3 0 3 3t h er e p r e s e n t a t i o no ft h ew a t c hd e s i g nk n o w l e d g e 3 4 3 3 1t h ec h o i c ea b o u tr e p r e s e n t a t i o n 3 4 3 3 2t h er e p r e s e n t a t i o nf o rt h ef a c tk n o w l e d g e 。3 5 3 3 3t h er e p r e s e n t a t i o nf o rt h er u l ek n o w l e d g e 3 8 3 4c r e a t i o no f t h ek n o w l e d g eb a s ef o rw a t c hp r o d u c td e s i g n 4 0 3 4 1k n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o nu s i n gd a t a b a s e 。4 0 3 4 2s t o r a g eo ff r a m e w o r kk n o w l e d g e 4 1 3 4 3s t o r a g eo fr e a s o n i n gk n o w l e d g e ：4 1 3 5s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 4 3 c h a p t 4r e s e a r c ho ft h er e a s o n i n gm a c h i n ef o rt h ew a t c hp r o d u c td e s i g n 4 4 4 1r e s e a r c hf o rt h et h e o r yo ft h er e a s o n i n gm a c h i n e 4 4 4 1 1t h ec o n c e p to ft h er e a s o n i n gm a c h i n e 4 4 4 1 2t h er e a s o n i n gd i r e c t i o n 4 5 4 1 3t h ec o n f l i c ta v o i d a n c es t r a t e g y 4 6 4 1 4r e s e a r c hf o rt h em e t h o do f r e a s o n i n g 4 7 4 2r e s e a r c ho ft h ea l g o r i t h mf o rw a t c hp r o d u c td e s i g n 4 8 4 2 1t h ea l g o r i t h mr e q u i r e m e n ti nw a t c hp r o d u c td e s i g n ”4 8 4 2 2t h ec h o i c ea b o u tt h ea l g o r i t h m 4 9 4 2 3r e s e a r c hf o r t h es i m u l a t e da n n e a l i n gt h e o r y 51 4 2 4t h ei m p r o v i n go ft h es i m u l a t e da n n e a l i n gt h e o r y 5 3 i x 广东工业大学硕士学位论文 4 3d e s i g no ft h er e a s o n i n gm a c h i n ef o rw a t c h p r o d u c td e s i g n 5 4 4 3 1g e n e r a ls t r a t e g yo ft h er e a s o n i n g m a c h i n e 5 4 4 3 2t h ed e s i g no f t h er u l e - b a s e dr e a s o n i n gm a c h i n e 5 7 4 3 3t h ed e s i g no f t h es a b a s e dr e a s o n i n gm a c h i n e 6 0 4 4s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 6 5 c h a p t5d e s i g no ft h ee x p e r ts y s t e mf o rw a t c hp r o d u c t d e s i g n 6 6 5 1s y s t e mo v e r v i e w 6 6 5 2t h es y s t e mm a n a g e m e n tm o d u l e 6 8 5 3t h ek n o w l e d g em a n a g e m e n t m o d u l e 7 1 5 4t h ew a t c h d e s i g nm o d u l e 7 5 5 5t h ek n o w l e d g e q u e r ym o d u l e 7 8 5 6s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 7 9 c h a p t6a p p l i c a t i o no ft h ee x p e r ts y s t e mf o rw a t c hp r o d u c t d e s i g n 8 0 6 1o p e r a t i n ge n v i r o n m e n to ft h es y s t e m 8 0 6 2a p p l i c a t i o no f t h e s y s t e m 8 0 6 3p e r f o r m a n c ee v a l u a t i o nf o rt h es y s t e m 8 3 6 4s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 8 4 g e n e r a lc o n c l u s i o n sa n d p r o s p e c t 8 5 一 c o n c l u s i o n s 8 5 p r o s p e c t 8 6 r e f e r e n c e 8 7 p a p e r sp u b l i s h e dd u r i n gm a s t e r s t u d y 9 1 o r i g i n a ls t a t e m e n t 9 2 a c k n o w l e d g e 9 3 x 第一章绪论 1 1 课题研究背景 第一章绪论 随着社会经济的快速发展，人们的生活水平日益提高，手表作为奢侈消费品走 进了千家万户。近几年，中国的手表年销量达到5 , 0 0 0 万至6 , 0 0 0 万只，数量颇为 巨大。另外，中国目前的手表消费水平是平均每年每百人购买5 只，较发达国家平 均每百人年消费2 3 只或较一般发展中国家每百人年消费1 2 只的水平仍相距甚远， 因此我国手表消费市场不但庞大，而且还有相当大的潜力。 但据中华商业信息中心最新统计显示，2 0 0 6 年以来，我国手表市场上进口手表 零售比重一路攀升，2 0 0 6 年进口手表零售额占手表总零售额的7 3 2 1 ，2 0 0 7 年占 7 8 9 8 ，2 0 0 8 年占8 1 9 9 ，2 0 0 9 年升至8 5 1 2 ，四年比重上升了1 1 9 1 个百分和 点。国外品牌手表正浪潮般涌入中国，瓜分国内的手表消费市场，使中国手表市场 的竞争越来越激烈。在这场竞争中，我国手表生产行业处于劣势，市场占有率节节 失守。 总而言之，随着国内外手表消费市场的不断扩大，我国手表行业面对着难得的 发展机遇；但国外品牌手的涌入，又使我国手表企业面临着严峻的挑战。 ( 2 0 0 8 年中国钟表市场调查报告认为我国手表生产行业处于劣势的主要原因 - d l 一 伺一： 其一，在市场竞争激烈化的今天，效率就是生命，谁能对市场迅速做出反应推 出新产品谁就占领市场。国外手表企业产品生产周期短，市场反应灵敏，能在短时 间内迅速推出新产品；而我国手表产品设计效率较低，生产周期长，这一特点使我 国手表生产行业在市场竞争中处处被动，处于劣势。 其二，这是一个追求个性化的时代，不同的人对同一样产品有不同的要求，因 此，手表生产企业面对的是一个需求多样化的市场，要占有手表消费市场，必须要 提供功能、款式、适用环境等要求组合多样的产品。相对于国内品牌来说，国外品 牌手表样式繁多，能更大程度地满足不同消费者的需求，这使他们在手表消费市场 竞争中明显占优。 广东1 - , 1 1 = 大学硕士学位论文 1 2 课题的提出与意义 1 课题的提出面对国内外巨大的手表消费市场，我国手表行业面临着难得的 发展机遇；同时，随着与国外特别是瑞士、日本等手表品牌的竞争的日益白热化， 我国手表行业也面临着巨大的挑战。在这一发展背景下，要提高我国手表行业的竞 争力，提高我国手表产品的市场占有率，关键是要提高我国手表生产企业的产品开 发能力，提高我国手表产品的设计效率。但目前的情况是，我国手表生产行业总体 存在自主创新开发能力较差，设计效率低下，手表设计知识、设计经验重用性差等 问题，手表行业的技术人才流失也是手表产品开发能力不高的原因之一。 如果可以把手表行业的专家及设计人员的丰富经验和专业知识进行归纳总结形 成知识库，并建立手表产品智能设计专家系统来支持手表的设计将可提高我国手表 产品的设计效率，并提高我国手表行业的竞争力；否则随着专家和技术人员的流动 将会使我国手表生产企业进一步丧失所拥有的技术优势，进一步降低企业的产品开 发能力。 专家系统即运用特定领域的专门知识，通过推理来模拟通常由人类专家才 能解决的各种复杂的、具体的问题，达到与专家具有同等解决问题能力的计算 机智能程序系统。专家系统按任务类型进行分类有解释型、预测型、诊断型、 调试型、维护型、规划型、设计型、监督型、控制型、教育型等。设计型专家 系统能从产品生产开发全生命周期的高度出发，以知识为依据，通过合理的推理机 制和优化方法确定产品的设计方案。通过专家系统支持新产品的快速开发，可以缩 短产品开发周期、提高设计质量、降低开发成本，同时也可为企业保存宝贵的设计 经验与知识。 因此，本课题提出综合利用数据库技术、手表设计技术、智能计算技术和智能 推理技术，研究和开发“手表产品智能设计专家系统”来支持手表产品的设计。该 系统能依靠知识库里的相关知识，推导出符合用户要求的手表产品总体设计方案。 2 课题来源本课题来源于广东省教育部产学研结合项目“手表行业数字化 研发平台的开发及应用 ( 项目编号：2 0 0 9 8 0 9 0 3 0 0 3 4 0 ) ，该项目要求对手表行业发 展前景和技术现状进行研究分析，在此基础上开发手表行业数字化研发平台用于支 持我国手表产品的智能化设计。 第一章绪论 3 研究意义随着社会进入知识经济年代，知识成了社会的关键性资源之一， 市场对产品要求的不断提高以及制造业竞争的日益全球化，使知识资源在企业竞争 中所起的作用越来越重要。手表产品设计是知识密集的创造性活动，设计者在设计 过程中需要获取大量的知识，并对这些知识进行综合应用。故设计者专业知识水平 的高低是影响手表产品设计质量的重要因素。但手表产品设计知识面广量大，对于 设计者来说，很难全面掌握设计过程中所需的各种知识。因此，在产品设计过程中 往往需要花费大量的时间来进行相关知识的查找，这导致大量的资源被浪费在知识 准备工作上，严重影响产品设计效率。另外设计知识资源具有继承性差的特点，有 经验的设计师的更新和流动，往往意味着知识链的断裂，新的设计人员难以快速掌 握成熟的设计知识，从而快速设计出高质量的产品。 综上所示，设计知识的使用效率是决定手表产品的设计效率和水平的重要因素。 如果有一种“能够教他们如何设计的系统”，将会大大提高我国手表产品的设计水 平和效率，从而提高我国手表生产企业的竞争力。 悱 本文所研发的“手表产品智能设计专家系统 立足于手表产品的总体设计阶段， 将人工智能技术与数据库技术等有机结合起来，从产品生产开发全生命周期的高度 出发，进行手表新产品的快速设计。该系统主要由知识库和推理机组成，其中，知 识库用于存储手表设计知识，推理机用于应用知识库进行手表的推理设计。该系 统实现了手表设计知识的共享和快速重用，对缩短产品开发周期、提高设计质量、怕。 降低开发成本有极大的帮助。 手表产品智能设计专家系统的研究与应用有利于提高我国手表生产企业的自主 开发能力，设计出更具有竞争力的产品，对增强我国手表企业的国际竞争力具有重 要的战略意义和实用价值。 1 3 专家系统的发展与研究现状 专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的 知识经验，能够利用系统存储的人类专家的知识来处理该领域问题幢一1 。 专家系统诞生于二十世纪六十年代。1 9 6 5 年，美国斯坦福大学计算机系的e a f e i g e n b a u m 教授与领域内的遗传学专家、物理学家合作研制了根据化合物的分子式 广东工业大学硕士学位论文 及其质谱数据帮助化学家推断分子结构的计算机程序系统d e n d r a l 。1 9 6 8 年该系 统研发完成，成为第一个结合大量专门知识和启发式程序的实用智能系统。 二十世纪七十年代中期，出现了一批卓有成效的专家系统，包括c a s n e t 、 m y c i n 、a m h e r s a y 、i n t e r n i s t 、p r o s p e c t t o r d 等。 专家系统技术成熟于二十世纪七十年代后期。1 9 7 7 年国际人工智能联合会议对 专家系统的思想做了总结，提出“知识工程 的概念，对以知识为基础的智能系统 的研究起了重要作用。 二十世纪八十年代以后，适用于专家系统开发的程序语言和工具相继问世，专 家系统的应用也日益渗透到各个领域。 我国专家系统技术的研究起步于二十世纪七十年代末，由中国科学院、浙江大 学、吉林大学等单位率先开始。经过多年发展，近年来，我国专家系统的研究发展 较快，涌现出来一批成功的专家系统及开发平台，取得了丰硕的成果，并在某些方 面赶上了国际先进水平嘲。 随着高性能低价微机以及网络技术的普及，分布式并行处理、客户服务器体系 结构等正在构成新的主流计算环境。通过综合集成分布于计算机网络的异质信息处 理部件和定制的专用部件来解决问题成为专家系统开发的研究方向。因此，专家技 术和主流计算环境技术相结合，发展基于网络的分布式和协同式专家系统，提高大 规模专家系统的运行速度和实现多专家的知识共享与协同工作已成为必然趋势1 。 1 4 课题研究内容 本文在查阅了大量专家系统相关文献的基础上对手表产品智能设计专家系统的 开发进行了深入的研究，并成功开发出有实用价值的专家系统。总的来说，本文研 究的主要内容有： ( 1 ) 手表产品设计知识的研究手表产品设计需要对大量手表相关知识进行 综合利用，因此，本文首先对手表产品的设计知识进行系统的研究。手表产品设计 知识主要包括手表的分类与构成、手表的设计