Экспертная  система  по  конструированию  и  моделированию  

швейных  изделий  

Дипломная  работа  

Научный  руководитель:  к.ф.-­‐м.н.  доцент  Большакова  Е.И.  

Студент:  Кирюшкина  М.В.  

Проблемная  область  

Конструирование  швейных  изделий  —  пострение  выкроек  деталей,  из  которых  они  состоят.  

Моделирование  основы  конструкции  —  ее  преобразование  в  соответствии  с  выбранным  фасоном.  

Прибавка  —  разность  между  меркой  тела  клиента  и  соответствующей  величиной  изделия.    

Выбирается  в  определенном  диапазоне,  зависит  от:  модели,  фасона,  характеристик  тканей,  особенностей  фигуры  клиента,  и  др.  

Знание  нечетко,  фрагментарно,  неполно,  индивидуально,  иногда  противоречиво.  

Постановка  задачи  

•  базу  знаний  с  возможностью  расширения  – модельного  ряда  и  фасонных  элементов  изделий,  –  иерархичного  признакового  пространства  с  

взаимосвязанными  значениями,  –  набора  правил;  

•  компонент  расчета  прибавок  с  учетом  разнородных  признаков  и  корреляции  их  значений;  

•  компонент  построения  пояснений.  

1.  Провести  анализ  предметной  области  и  экспертного  знания,  методов  построения  экспертных  систем.  

2.  Разработать,  реализовать  и  протестировать  экспертную  систему  вычисления  прибавок  швейных  изделий,  включающую:  

Методы  вывода  ЭС  

Достоинства:    •  наглядность,    •  обработка  противоречащих  

фактов,    •  простота  наращивания  базы  

знаний  

Рассмотрены  методы:  

•  Простых  продукций  

•  Вероятностный  подход  

•  Нечеткие  множества  и  нечеткая  логика  •  Теория  Демпстера-­‐Шафера  

•  Правила  с  коэффициентом  достоверности  

Правила  хранятся  в  формате:    <объект,  атрибут,  значение,  коэффициент  достоверности>  

Недостатки:    •  усложнение  работы  эксперта  при  росте  

базы,    •  возможность  легкого  внесения  искажений,    •  зависимость  от  последовательности  

применения  правил  

Проектные  решения  

•  Ввести  структуру  в  пространстве  признаков  —  деревья  признаков,  сгруппированные  по  смыслу.  

•  Ввести  дополнительные  правила,  указывающие  на  взаимосвязь  значений  признаков.  

•  Перед  непосредственным  вычислением  величины  прибавки  производить  предварительный  выбор  диапазона  расчета  по  специальным  правилам.  

•  Ввести  в  правила  с  коэффициентом  достоверности  текстовые  комментарии,  объясняющие  причину  возникновения  правила.  

Структура  базы  знаний  ЭС  В  базе  знаний  хранятся  следующие  данные:  1.  Модели  изделий  (Жакет,  брюки,  основа  платья  и  т.д.)  

2.  Прибавки  (Прибавка  к  обхвату  талии,  прибавка  к  ширине  проймы)  3.  Признаки  (Фасон  рукава,  элластичность  ткани,  полнота  руки  клиента)  

–  Значения  признаков  (Длина  рукава:  длинный,  3/4,  короткий,  отсутствует)  

–  Иерархия  признаков  (Активное  движение:  свободное  движение  рук,  свободное  движение  ног)  

4.  Правила  –  Правила  автоматического  заполнения  взаимосвязанных  

признаков     (Если  ткань  –  трикотаж,  то  она  хорошо  тянется,  не  разутюживается)  

–  Правила  смены  диапазонов  прибавки     (Если  жакет  без  рукава  —  то  прибавка  ширины  спины  выбирается  в  

диапазоне  0—10%  величины  прибавки  к  горловине  спины)  –  Правила  вывода  прибавки  

  (Если  ткань  тянется  —  то  прибавку  ширины  спины  можно  снизить)  

Схема  работы  ЭС  

Методы  вывода  прибавки    и  построения  пояснений  

1.  Выбор  диапазона  прибавки  (по  специальным  правилам)  2.  Выбор  применяемых  правил  вывода  прибавки    3.  Корректировка  коэффициэнтов  достоверности  

–  Учет  вложенности  признаков  –  Учет  связи  признаков  автозаполнением  

4.  Вычисление  значения  –  Расчет  по  методу  с  коэффициэнтом  достоверности  

5.  Построение  объяснений  –  Отсечение  наименее  весомых  правил  –  Вывод  текстовых  комментариев  с  группировкой  по  

вложенности  и  взаимосвязи  предпосылок  правил  

Реализация  ЭС  

•  Платформа  Ruby  On  Rails  –  Принцип  повторного  

использования  –  Модель  —  представление  

—  контроллер  •  База  данных  MySQL  •  HTML,  CSS  •  AJAX  

Система  реализована  с  веб-­‐интерфейсом.  Использованы  следующие  средства:  

Пользовательский  интерфейс  

Интерфейс эксперта Раздел «Модели» (швейных изделий)

•  Список моделей •  Параметры модели •  Параметры прибавки

•  Список правил расчета •  Список правил смены

диапазона Раздел «Признаки»

•  Дерево признаков •  Параметры признака

•  Значения признака Раздел «Взаимосвязи признаков»

•  Дерево признаков •  Взаимосвязи признака

Интерфейс обучающегося •  Ввод условий задачи — окно с динамическим выводом опросника

•  Просмотр решения задачи

Интерфейс — набор HTML-страниц с общим навигационным меню и взаимными ссылками.

Пользовательский  интерфейс:  окно  параметров  модели  швейного  изделия  

Результаты  работы  1.  Проведен  анализ  проблемной  области  и  методов  построения  

экспертных  систем.  2.  Разработаны  

1.  структура  базы  знаний  ЭС,  2.  методы  решения  задачи,  3.  вспомогательные  процедуры.  

3.  Реализована  ЭС,  включающая  1.  расширяемую  базу  знаний,  2.  модуль  вывода  и  построения  пояснений,  3.  модули,  реализующие  интерфейсы  эксперта  и  обучающегося.  

4.  Проведено  пробное  наполнение,  тестирование  и  отладка.  Объем  написанного  программного  кода:  •  1047  строк  —  ядро  системы,  •  1128  строк  —  шаблоны  обмена  данными  с  пользоватем.  Тестирование  показало  устойчивую  работу  системы.  

Спасибо  за  внимание!