284 智能系统学报 第6卷 这种问题求解方法特别有助于因问题描述不确切， 案例推理的理论基础是由案例库提供蕴涵可行解的 建模困难又没有相应有效算法的虚拟采办(simula- 解空间，运用类比推理，按有效算法找出一个最接近 tion based acquisition,SBA)复杂问题求解，特别对 目标解的备选案例集合，并加以筛选和修正，作为已 于SBA概念设计，由于其处于采办全寿命周期早期 知的知识即事实，对应新需求的解决方案集，从中优 阶段，采办者尚无法获得确切和详实的采办信息， 选最佳方案时，用多层推理可根据领域知识（部件 CBR方法至少可以支持采办者勾画出采办新装备 案例)选择更换部件级，或更细的层次，从而支持用 的雏形，作为SBA全生命周期演化过程的起点，因 户完成复杂装备虚拟采办任务概念设计全过 此，CBR问题求解方法在SBA概念设计中的应用是 程910 一种有效和务实的求解策略56) 1.1多层智能推理框架 文献[7]介绍了已经实现的基于案例推理的概 在文献[7]中介绍的单层案例推理过程中，按 念设计工具ICACDT,该工具基于CBR-Solver的4R 任务书要求通过适用算法对案例总体参数检索所得 流程进行了面向应用的扩展和性能提高.设计者在 到的相似案例，通常与任务书要求的任务案例在功 该工具支持下通过人机交互可完成自任务新产品需 能与结构参数方面比较相近，但不完全符合，这样就 求的形式化表达（系统输入）到概念设计（系统输 必须对案例进行深层次的调整和修改. 出)完成的任务产品概念设计全过程们.本文在上 由于案例表达具有层次性，即案例库中的案例 述已经实现的基于单层案例推理的概念设计工具基 可以按照“自上而下”的组织方式，以整体表达→部 础上，鉴于SBA复杂系统进行案例表达具有丰富层 件表达→零件表达的多层次划分进行表达，所以可 次性特点，将多层案例推理机制引入SBA概念设计 以通过多层次推理模型解决案例匹配与案例调整中 中.重点阐述了多层智能案例推理框架的构成与设 的参数选择问题.从而将设计任务案例分解为层次 计原理，并以某类复杂装备系统实例验证了多层智 性的子任务分别求解，能够更有效地利用相似案例， 能推理方法的有效性和可行性 扩大问题求解空间，这一点对于案例库中案例数量 很少的情况特别适用. 多层智能推理工具设计 在多层案例推理过程中，对案例总体进行第一 CBR的多层案例推理，在认知科学、知识工程 次推理得到的可用案例集合可以作为设计任务书问 和智能计算技术方面有其特殊的意义.复杂系统问 题的初始解.在得到初始解之后，根据案例总体的设 题求解依靠各层次、各类型推理的综合集成过程.特 计约束和规则约束在下一层部件中寻找相关的属 别是在SBA系统工程中需要用基于仿真的最优化 性，这样便可以从总体层次依次向下进行逐层推理， 技术(simulation based optimization)时，最适合可整 最终得到满足设计要求的案例总体及部件参数.图 体处理的复杂对象系统仿真模型的非案例模型莫 1虚线框所示部分为案例调整部分，同时也是一个 属，这是近10年来仿真界的一个研究重点8].多层 完整的多层案例推理流程 检索 重用 最相似历史 新任务 相似结果集 案例 更换子部 基于规则推理 子部件相似 重川 子部件最相 更换 结果集 似历史案例 子部件 调整后案例 基于规则推理 案例调整 是否满意一 Y 新方案 图1多级案例推理机制 Fig.1 Multilevel case-based reasoning mechanism 整个案例推理流程以设计任务书为起点，通过要求的设计.在调整阶段，以替换规则为基础，对案 初步的检索和重用以往的设计得到基本上符合设计 例子部件进行替换最后得到新的设计方案.整个过