用户观点:有限元与人工智能

      人工智能是利用现有的知识库,按照一定的逻辑推理规则,对用户的提问做出解答。现有的知识库需要按照一定的规则组织,由原生知识以及推理知识组成,称为“事实”,一般写为if-then的形式,再定义推理规则,推理规则的定义是关键,用户的问题不外乎三类:一是“是什么”,正问题;二是“为什么”,逆问题;三是“怎么样”,过程问题。系统设计者先要进行需求分析,罗列一些用户的可能问题,来建立推理规则,否则可能影响系统的接受程度。


     人工智能系统一般用LISP、Prolog等语言开发,现在LISP和Prolog已有Java、C#等版本,这非常有利于和有限元的开发系统统一平台。依据有限元计算结果,开发独立的人工智能系统就不需要这样,因为现在有很多的专家系统开发工具,直接应用即可。


     开发基于有限元的人工智能系统,实际上不需要像一般的人工智能系统那么复杂,因为有限元的计算全部是数值计算,如果提出问题,可能用一般的软件流程实现,比如:请列出应力大于3MPa的单元,直接判断即可。在有限元系统中人工智能系统主要应用在将大量已有的工程经验、计算结果、试验结果、网格划分的经验等变为知识库的事实,为一般用户服务。否则就没有必要应用人工智能的知识。


      目前,CAE大都没有包含推理的内容,则可能是由于系统难以判断用户的问题,实际上,在里面还存在大量的研究内容,像以前,有限元计算还需要专门的力学知识,如果加入人工智能就可能降低有限元计算的应用门槛,进一步扩大受众,这也是力学家们的责任。


      开发基于有限元的人工智能系统,最为重要是“事实库”的内容,“事实库”就相当于人的基础知识,越丰富、越接近事实越好。计算经验、工程经验非常重要,但现在,我们都没有将其“智能系统化”,像有的用户,产品的功能很明确,但类型很多,比如飞机、吊车等,建立人工智能系统是完全必要、可能的。“事实库”的开发一定要像“信息管理系统”开发那样,进行扎实的需求分析、问卷调查等形式,要特别注视计算失败的实例,计算后产品失效、失败的实例。


      逻辑推理,存在许多模型,有直接推理、模糊推理、基于可靠度的推理、基于贝叶斯原理的推理等等,可以参考人工智能的教材、或者使用专家系统构造软件,用户需要结合自己的实际,没有定论。针对有限元的智能系统研究,推荐Prolog语言,LISP是表式语言,一般用户很不习惯编程,Prolog要好理解得多,但也有很多的知识点与技巧,也能找到许多现成的代码来应用。自己特别喜欢早年的Turbo Prolog程序,在DOS下运行,界面间接明了,程序很小,现在的PDC已经加入了许多非Prolog的东西,UI呀、OOP呀,全有了,让人发晕。当年的Turbo C、Turbo Pascal、Turbo Prolog可真是经典哪。

以上文章被中国计算网收录于2018年12月4日,转自http://blog.sina.com.cn/westernwind,欢迎CAE行业人士投稿于中国计算网
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