D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1996.06.011 第18卷第6期 北京科技大学学报 Vol.18 No.6 1996年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1996 基于知识工程的智能优化软件系统IOPS* 翁海珊陈立周 北京科技大学机械工程学院，北京100083 摘要根据知识工程理论研究了一种智能型的优化设计软件系统OP$,该系统集成了连续、离散、 随机变量的14种优化算法程序，并通过模型诊断、算法选择，多目标决策、参数设计等专家系统的 并行操作，实现了优化设计过程自动化. 关键词优化设计，算法程序，知识工程，智能软件系统 中图分类号P391.72,TH122 多年来的实践证明，当前的所有优化设计软件包（或库）都存在一些共同的缺点，如算法 程序的通用性、计算的可靠性和人机界面性较差、使用复杂，给工程设计人员带来不少的困 难，也因此阻碍了优化设计技术在工程中的广泛推广应用.随着知识工程技术的发展，为了改 善目前优化设计软件的状况，开始在优化设计软件中引人专家系统技术·~，但大多数是属 于针对某种设计对象（如弹簧、阀门防空穴装置或齿轮箱等）或是针对非线性规划方法库.显 然，它们都还不能完全实现优化设计中的符号推理及数值计算过程总控的智能化.因此，从工 程应用来看，需要发展一种完善的智能优化设计软件支撑系统. 1对IOPS系统的基本要求 当前，在工程设计软件的发展中，一个最有前途的领域是将各种设计、计算程序置于一种 基于知识工程的智能系统的环境上运行，使其能模拟领域专家解决实际问题.因此，一种先进 的优化设计软件必须能同时处理几种不同类的设计信息一数学公式，符号、数值、经验以及 图形等，使之综合实现设计思维、计算和决策过程的智能化也就是说，它必须具备以下特点： (1)能帮助设计人员正确、方便地建立优化设计模型，因此要求该系统具备柔性的建模能 力 (2)能自动识别模型的类型，函数的性态、设计变量的型式. (3)能自动选择合适的优化算法、操作参数，并能保证计算出正确的结果. (4)能有自学习的能力，即具备协助设计人员处理错误、积累有用信息、不断补充、修正知 识库中知识的能力. (5)应有一个简明而注释丰富的人机界面，使设计人员易于使用. 建立这样的优化算法程序系统，知识工程的应用是必不可少的. 1995-03-25收橘第一作者女50岁剧教授 事国家自然科学基金资助项目第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 基于 知识工程 的智 能优化软件系 统 翁海珊 陈立 周 北京科技 大学机械工 程 学 院 ， 北京 摘要 根据知识工程理论研究 了 一 种智能型 的优化设计软件系 统 该系 统集成 了连续 、 离散 、 随机变量 的 种优化算法程序 ， 并 通过模 型 诊 断 、 算法 选择 、 多 目标决策 、 参数设计等 专家系 统的 并行操作 ， 实现 了 优化设计过程 自动化 关键词 优化设计 ， 算法程 序 ， 知识工程 ， 智能软件系 统 中图分类号 ， 多 年来 的实 践证 明 ， 当前 的所 有 优 化设计 软件 包 或 库 都存 在 一 些 共 同 的缺 点 ， 如算法 程 序 的通 用 性 、 计 算 的 可 靠 性 和 人 机 界 面 性 较 差 、 使用 复 杂 ， 给 工 程 设计人 员 带来 不 少 的 困 难 ， 也 因此 阻 碍 了优化设计技 术在 工程 中的广泛 推广应用 随着 知识工 程 技术 的发展 ， 为 了改 善 目前 优 化设 计软 件 的状 况 ， 开始 在 优 化设计 软件 中引人 专家 系 统技 术〔 ’ 一 ， 但 大 多 数是 属 于 针 对某 种 设 计对象 如 弹簧 、 阀 门防空 穴 装置 或齿 轮箱等 或是 针 对非 线性规划 方 法 库 显 然 ， 它们都 还 不 能 完全 实 现优化设计 中的符号 推理及 数值计算过程 总控 的智能化 因此 ， 从工 程 应用 来 看 ， 需 要 发展 一种 完 善 的智 能优化设计 软件 支 撑 系 统 对 系统 的基本要求 当前 ， 在 工 程设计 软件 的 发展 中 ， 一个 最有 前 途 的领 域是 将各 种设计 、 计算程 序置 于 一 种 基于 知 识 工 程 的智能 系 统 的环 境 上 运 行 ， 使其 能模拟 领域 专家解 决 实 际 问题 因此 ， 一 种 先 进 的优 化 设计 软件 必 须 能 同时处理 几 种 不 同类 的设计信 息— 数学公 式 、 符 号 、 数值 、 经 验 以及 图形 等 ， 使 之 综合实现设计思 维 、 计算 和 决策过程 的智 能化 也就是 说 ， 它必须具备 以 下 特点 能 帮助 设计人 员 正 确 、 方便 地 建 立 优 化设计模 型 ， 因此要求 该 系 统具备柔 性 的建模 能 力 能 自动 识别模 型 的类 型 、 函数 的性 态 、 设计变 量 的型 式 能 自动 选 择合适 的优化算 法 、 操作参数 ， 并 能保证 计算 出正 确 的结果 能有 自学 习 的能力 ， 即具 备协助 设计 人 员处理 错误 、 积 累 有 用 信 息 、 不 断补 充 、 修 正 知 识库 中知 识 的能力 应有 一个 简 明而 注释 丰富 的人 机界 面 ， 使设计人 员易 于 使 用 建 立 这样 的优化算法 程 序 系统 ， 知 识工 程 的应 用 是 必 不 可 少 的 一 一 收 稿 第 一 作 者 女 岁 副教 授 国 家 自然科学基 金 资 助 项 目 DOI ：10．13374／j ．issn1001—53x．1996．06．011