Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,899

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВОВЯЗАНОГО ТРИКОТАЖА С ПРИМЕНЕНИЕМ ОНТОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЗНАНИЙ

Казначеева А.А. 2 Кочеткова О.В. 1 Ломкова Е.Н. 2 Морозова Е.В. 2
1 ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет»
2 Камышинский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет»
В статье представлена последовательность решения задачи художественно-технологического и структурно-параметрического проектирования основовязаного трикотажа на базе адаптированной онтологической модели знаний, включающей механизм последовательного взаимодействия подсистем «Задача – Методы – Предметная область». Подсистемы являются связующими звеньями, показывающими, по каким критериям выбирается тот или иной метод для решения поставленной задачи, и с помощью которых метод, выраженный в терминах задачи, будет заполняться знаниями о предметной области. Механизм взаимодействия подсистем «Методы – Предметная область» служит для заполнения метода, выраженного в терминах задачи, данными из предметной области. Здесь специфицируются элементы, с помощью которых метод, выраженный в терминах задачи, будет заполняться знаниями о предметной области. Механизм взаимодействия подсистем «Методы – Предметная область» содержит знания о том, как соотносятся элементы онтологии метода с элементами онтологии предметной области.
художественно-технологическое
структурно-параметрическое
проектирование
основовязаный трикотаж
онтологическая модель знаний
задача
метод
предметная область
механизм
взаимодействие
подсистема
1. Кочеткова О.В., Казначеева А.А. Разработка метода и средств представления модели знаний специалиста в учебно-исследовательских САПР: монография. – Волгоград: ВолГАУ, 2012. – 236 с.
2. Кочеткова О.В. Научные основы систем автоматизированного проектирования трикотажа: монография. – В 2-х т. – Т. 1. Проектирование трикотажных полотен. – СПб.: Изд-во СПГУТД, 2000. – 229 с.
3. Кочеткова О.В. Формализация процесса автоматизированного художественно-технологического проектирования основовязаного трикотажа сложных переплетений / О.В. Кочеткова, А.А. Эпов, А.А. Казначеева // Современные проблемы науки и образования. – 2011. – № 6; URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view id=5012.
4. Казначеева А.А. Онтология автоматизированного структурно-параметрического проектирования основовязаного трикотажа / А.А. Казначеева, О.В. Кочеткова, Е.Н. Ломкова // Известия ВолгГТУ: межвуз. сб. науч. ст. № 22 / ВолгГТУ. – Волгоград, 2013. – 160 с. [Сер. Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах. Вып. 18]. – С. 135–138.
5. Кочеткова О.В. Методология автоматизированного проектирования структуры и параметров основовязаного трикотажа / О.В. Кочеткова, А.А. Казначеева, Е.Н. Ломкова // Инновационные технологии в обучении и производстве: матер. IX научно-практической конференции, г. Камышин, т. 2. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2015. – С. 26–27.

Как было показано в работе [1], знания о задачах проектирования основовязаного трикотажа, применяемых методах для их реализации, а также предметной области поиска приемлемых решений могут храниться отдельно в базах знаний программно-методического комплекса. При этом установлено, что одна задача может быть решена несколькими методами. Следовательно, возникает проблема сохранения знаний о том, каким образом для решения задачи проектирования выбирается тот или иной метод.

Цель исследования: повышение эффективности проектирования основовязаного трикотажа за счет развития и совершенствования автоматизированных методов реализации проектных процедур и операций на основе онтологической модели знаний.

Методы исследования: моделирование, алгоритмизация и программирование, компьютерная апробация.

Объект исследования: процесс проектирования основовязаного трикотажа.

Результаты исследования и их обсуждение

Важным этапом создания онтологии предметной области автоматизированного проектирования основовязаного трикотажа является процесс выявления основных понятий и отношений между ними (правил и аксиом), которыми оперирует инженер при решении проектной задачи. Исходным материалом для проведения анализа и построения онтологии предметной области являются протоколы рассуждения специалистов, записи, интервью, выдержки из специальных книг и учебников, справочно-нормативная литература. Следует отметить, что именно в автоматизированных системах художественно-технологического и структурно-параметрического проектирования трикотажного полотна всегда существует потребность в связном представлении разнообразных видов знаний, которые обеспечивает онтология (нормативных и справочных данных, методических материалов, понятийной модели предметной области, математических моделей, математических методов, типовых решений, программ, ограничений, принятых проектных решений).

Основными принципами построения онтологии предметной области являются [2]:

1. Использование знаний об этой области в виде набора понятий и связывающих их отношений, каждое понятие имеет имя и атрибуты. Каждый атрибут, в свою очередь, может иметь значение с учетом специфики предметной области.

2. Онтология предметной области создается с использованием следующих средств: словаря терминов, применяемых при описании характеристик объектов и процессов, относящихся к рассматриваемой системе; точных и однозначных определений всех терминов данного словаря и классификации логических взаимосвязей между этими терминами; выделений понятий предметной области, исходя из основных терминов, которыми оперируют инженеры-проектировщики.

В адаптируемой онтологической модели знаний [1] данной цели служит описание механизма взаимодействия подсистем «Задача – Методы». Это связующее звено, содержащее знания для определения метода в терминах решаемой задачи, а также показывающее, по каким критериям выбирается тот или иной метод для ее реализации. Возможность применения того или иного метода определяется его компетенцией, которая включает в себя полноту, оптимальность и согласованность получаемого проектного решения. Вывод о компетенции метода делается на основе требований и начальных утверждений о проблеме, определенных в онтологии задачи.

Механизм взаимодействия подсистем «Методы – Предметная область» [1] служит для заполнения метода, выраженного в терминах задачи, данными из предметной области. Здесь специфицируются элементы, с помощью которых метод, выраженный в терминах задачи, будет заполняться знаниями о предметной области. Механизм взаимодействия подсистем «Методы – Предметная область» содержит знания о том, как соотносятся элементы онтологии метода с элементами онтологии предметной области.

В результате, используя онтологическую модель знаний применительно к задаче, методу и предметной области поиска приемлемых решений, формализованное описание процессов художественно-технологического и структурно-параметрического проектирования основовязаного трикотажа уточного переплетения можно представить следующим образом (рисунок).

На этапах (блоки А 1.1–А 1.6) осуществляется художественно-технологическое проектирование трикотажа [3]. На первом этапе (блок А 1.1) производится выбор расположения рисунчатого эффекта, полученного за счет использования уточных нитей Результатом выполнения данного этапа является определение раппортов грунта по ширине (Rb) и высоте (Rh), а также расположение уточной нити: 1 – на лицевой стороне; 2 – на изнаночной стороне; 3 – внутри полотна. На втором этапе (блок А 1.2) осуществляется выбор вязальной машины и рассчитывается ее класс. После этого производится выбор взаимного расположения уточных и грунтовых гребенок и присвоение порядкового номера каждой гребенке (N) по отношению к спинкам игл (блок А 1.3). Таким образом, первая гребенка по отношению к спинкам игл будет иметь номер 1, вторая – 2 и т.д. Полученная нумерация гребенок (NГг1, NГг2, NГу1, NГу2, где NГг и NГу – порядковые номера соответственно грунтовой и уточной гребёнок) даст возможность про извести в автоматическом режиме их попарный анализ (блок А 1.4). При этом могут возникнуть ситуации, когда порядковый номер уточной гребенки меньше, чем грунтовой (NГу1 < NГг1). Это означает, что уточная гребенка является передней по отношению к грунтовой (вариант А). В противном случае (NГу1 > NГг1) уточная гребенка будет являться задней по отношению к грунтовой (вариант В).

pic_22.wmf

Этапы процессов художественно-технологического и структурно-параметрического проектирования основовязаного трикотажа уточного переплетения (начало)

pic_23.wmf

Этапы процессов художественно-технологического и структурно-параметрического проектирования основовязаного трикотажа уточного переплетения (окончание)

В случае нетрадиционной расстановки гребенок может оказаться, что позади рассматриваемой уточной гребенки имеется еще одна грунтовая, по отношению к которой данная уточная гребенка является передней (NГу1 < NГг2) (вариант С). Если уточная гребенка расположена дальше от спинок игл, чем грунтовая (NГу1 > NГг2), а сдвиги уточной и грунтовой гребенок однонаправленные и одинаковые по величине, уточные нити не закрепляются в структуре. Для их закрепления уточной гребенке необходимо в некоторых рядах выполнить кладки в другом направлении или не равные по величине кладке грунтовой гребенки (вариант D).

На следующем этапе художественно-технологического проектирования (блок А 1.5) выбирается способ закрепления уточной нити в трикотаже. Для этого следует решить, как расположить уточные нити: между петельными столбиками грунта или с пересечением нескольких столбиков, то есть с размахом по ширине. Выходными данными этапа являются особенности уточного трикотажа и их коды. Для переплетений с расположением уточных нитей между петельными столбиками использованы следующие коды:

1) уточные нити на лицевой стороне, в грунт не ввязываются (код А 1.1.1);

2) уточные нити на изнаночной стороне, в грунт не ввязываются (коды А 2.1.2, С 2.1.3, D 2.1.4);

3) уточные нити под протяжками соседних столбиков грунта без их обвития (коды А 3.1.5, С 3.1.6);

4) уточные нити обвивают протяжки соседних столбиков (коды А 3.1.7, С 2.1.8).

Для переплетений, уточные нити в которых пересекают несколько столбиков, использованы коды:

1) уточные нити между остовами и протяжками петель грунта (коды А 3.2.9, С 3.2.10);

2) уточные нити между остовами и протяжками грунта, а в местах изменения направления кладок на изнаночной стороне (коды А 3.2.11, С 3.2.12);

3) уточные нити на изнаночной стороне (код D 2.2.13).

На шестом этапе производится решение вопросов колористики, ритма и орнамента трикотажа за счет использования уточных нитей, а также определение цветового решения лицевой стороны (блок А 1.6). Данные художественно-технологического проектирования в дальнейшем используются для структурно-параметрического проектирования трикотажа уточного переплетения (блоки А 1.7–А 1.10) [4, 5]. Это проектирование аналитической записи работы уточных гребенок (блок А 1.7), а также проектирование параметров структуры трикотажа с учетом заработки уточной нити (средний диаметр грунтовых и уточных нитей (dг, dу); петельный шаг (А); высота петельного ряда (В); число уточных нитей одного артикула в раппорте (ni); число артикулов уточных нитей (mj)) (блок А 1.8). На основе полученных значений определяется поверхностная плотность трикотажа (ρ) и содержание в трикотаже уточных и грунтовых нитей (lг, lу) (блок А 1.9). На заключительном этапе (блок А 1.10) определяются технико-экономические показатели вязального производства в виде теоретической производительности вязальной машины (Ат) и выдаются рекомендации по выбору вязального оборудования.

Заключение

Таким образом, представлена последовательность решения задачи художественно-технологического и структурно-параметрического проектирования на базе адаптированной онтологической модели знаний, включающей механизм последовательного взаимодействия подсистем «Задача – Методы – Предметная область». Подсистемы являются связующими звеньями, показывающими, по каким критериям выбирается тот или иной метод для решения поставленной задачи, и с помощью которых метод, выраженный в терминах задачи, будет заполняться знаниями о предметной области.


Библиографическая ссылка

Казначеева А.А., Кочеткова О.В., Ломкова Е.Н., Морозова Е.В. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВОВЯЗАНОГО ТРИКОТАЖА С ПРИМЕНЕНИЕМ ОНТОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЗНАНИЙ // Современные наукоемкие технологии. – 2016. – № 9-3. – С. 405-409;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=36241 (дата обращения: 23.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074