Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Engineering Design Supported by Many-Sorted First-Order Logic-Based Reasoning

Palacz W., Grabska E., Ślusarczyk G., Gajek S.

Machine Dynamics Research

|

2015

|

Vol. 39, No. 4

133-144

EN

This paper presents a computer system supporting conceptual design. The knowledge about designs saved in hierarchical hypergraphs allows the system to check if the current state of designs fulfills predefined constraints. The constraints are stored in external files, in the form of logic formulas. Originally, first-order logic was used; this paper proposes replacing it with many-sorted first-order logic.

2

An Outline of a Method of Evaluating the Design Solutions

Łachwa A.

Machine Dynamics Research

|

2015

|

Vol. 39, No. 1

37-45

EN

This paper presents an easy to use method to evaluate early design solutions created by a designer and/or generated by a machine. The method is based on the internal representation of design drawings in the form of hierarchical hypergraphs and on the project specification in the form of a list composed of two types of clauses: the elementary ones and the repeatable ones. These clauses represent goals and limitations imposed on the design by the customer. The evaluation value depends on the soft and hard elements of the specification, which are compared with appropriate accurate values of hypergraph attributes.

3

Projektowanie wizualne z wykorzystaniem hierarchicznych hipergrafów

Ślusarczyk G.

Studia Informatica

|

2011

|

Vol. 32, nr 4B

1-181

PL

W rozprawie jest przedstawiony formalny model wizualnego systemu projektowego wykorzystującego wiedzę projektową do wspomagania projektanta na etapie projektowania koncepcyjnego. Dialog między projektantem a systemem odbywa się za pomocą języka wizualnego, którego elementami są diagramy projektowe reprezentujące tworzone rozwiązania. Jednoznaczne wykorzystanie diagramowego języka projektowania do rozwiązywania problemów projektowych jest możliwe dzięki zdefiniowanej tu konceptualizacji dziedziny projektowania wizualnego. Stanowi ona specyfikację pojęć z tej dziedziny, ich taksonomii oraz zachodzących między nimi relacji. Do przekształcania struktur projektów złożonych z obiektów określonych poprzez konceptualizację projektową służą wprowadzone tu syntaktyczne reguły projektowe składające się na system generacyjny. System ten pozwala otrzymać zbiór struktur projektów stanowiących syntaktykę diagramowego języka projektowania. Wyspecyfikowana w pracy realizacja syntaktyki języka projektowania, która nadaje znaczenie geometryczne obiektom projektowym i zachodzącym między nimi relacjom, określa semantykę diagramowego języka projektowania umożliwiając w ten sposób otrzymywanie diagramów reprezentujących projektowane artefakty. Wewnętrzną komputerową reprezentację diagramów stanowią wprowadzone tu wartościowane atrybutowane hierarchiczne hipergrafy rozmieszczenia. Reprezentacja ta jest łatwa do automatycznego przetwarzania, a jednocześnie pozwala przechowywać zarówno syntak- tyczną jak i semantyczną wiedzę projektową. Hierarchiczne hipergrafy rozmieszczenia składają się z hiperkrawędzi reprezentujących zarówno komponenty diagramów, jak i wieloar- gumentowe relacje między nimi. Atrybuty przypisane elementom hipergrafów specyfikują własności obiektów projektowych reprezentowanych przez te elementy. Możliwość zagnieżdżania hipergrafów w hierarchicznych hiperkrawędziach reprezentujących grupy komponentów diagramu pozwala projektantowi rozważać projekt na wybranym poziomie szczegółowości, a także wyrażać relacje zachodzące pomiędzy fragmentami projektu znajdującymi się na różnych poziomach hierarchii. Do transformowania rozważanej reprezentacji wewnętrznej diagramów są wykorzystywane zarówno zdefiniowane tu hierarchiczne hipergrafowe gramatyki rozmieszczenia będące narzędziem generacyjnym umożliwiającym tworzenie projektów zgodnych z narzuconymi kryteriami, jak i wyspecyfikowane operacje na hierarchicznych hipergrafach rozmieszczenia pozwalające na efektywne dokonywanie modyfikacji odpowiadających akcjom projektowym. Przedstawiony w rozprawie logiczny model wnioskowania o projektach wykorzystuje wewnętrzną reprezentację diagramów projektowych i język logiczny pierwszego rzędu. Hierarchiczne hipergrafy rozmieszczenia są transformowane do postaci formuł logicznych opisujących generowane rozwiązania. Syntaktyka tych formuł bazuje na wprowadzonej wielorodzajowej sygnaturze, a wyspecyfikowane ontologiczne dopasowanie symboli sygnatury do pojęć konceptualizacji projektowej umożliwia jednoznaczne przedstawienie wiedzy dotyczącej obiektów projektowych reprezentowanych przez komponenty diagramów. Semantyka formuł logicznych jest określana za pomocą inte?retacji definiowanej poprzez strukturę relacyjną przypisującą atomy hipergrafów i wartości ich atrybutów elementom składowym formuł. Interpretacja ta pozwala na pozyskiwanie wiedzy projektowej dotyczącej diagramów i jej aktualizację podczas wykonywania kolejnych akcji projektowych na diagramach. Porównywanie formuł logicznych, opisujących diagramy, z formułami logicznymi pierwszego rzędu reprezentującymi ograniczenia i wymagania projektowe umożliwia sprawdzanie poprawności rozwiązań projektowych względem zadanych kryteriów. Zostało zaproponowane wyposażenie systemu wspomagania projektowania wizualnego w zbiór agentów projektowych będących inteligentnymi asystentami wspomagającymi projektanta. Agenci są wyspecjalizowanymi, współpracującymi ze sobą modułami, które autonomicznie rozwiązują powierzone sobie podzadania, operując na hierarchicznej hipergrafowej reprezentacji projektów. Zachowanie agentów jest modelowane za pomocą zbioru reguł hierarchicznych hipergrafowych gramatyk rozmieszczenia i bazy wiedzy zawierającej fakty dotyczące rozwiązywanego zadania. Zdefiniowany tu język hipergrafowy, którego elementy są generowane przez agentów projektowych, określa zbiór możliwych stanów świata. Zaprezentowany semantyczny model wieloagentowego systemu projektowego umożliwia agentom ocenę stanów świata względem predykatów opisujących wymagania projektowe z wykorzystaniem logicznego mechanizmu wnioskowania bazującego na modalnym rachunku predykatów. Zostały omówione dwa systemy komputerowe wspomagające projektowanie koncepcyjne, które zostały zaimplementowane w Zakładzie Projektowania i Grafiki Komputerowej UJ w sposób zgodny z założeniami przedstawionymi w zaprezentowanym w pracy modelu teoretycznym. Umożliwiają one szybką generację i modyfikację wstępnych rozwiązań projek- towych oraz wnioskowanie na temat ich poprawności. Wykorzystanie zaproponowanego formalnego modelu komputerowego wspomagania projektowania wizualnego z wykorzystaniem wiedzy projektowej jest tu przedstawione na przykładach projektowania rozkładów i aranżacji pomieszczeń, krzeseł i kratowychi wież przesyłowych.

EN

A formal model of the visual design system, which uses design knowledge to support the designer during the conceptual design phase, is presented. A dialogue between the designer and the system is performed by means of a visual language composed of diagrams representing created solutions. The unambiguous use of the diagrammatic design language for solving design problems is assured by a conceptualization of the visual design domain defined here. It specifies concepts of this domain, their taxonomy and relationship between them. To transform design structures composed of objects determined by the design conceptualization, syntactic design rules that form a generative system introduced here, are used. This system allows the designer to obtain a set of design structures forming syntax of the diagrammatic design language. A specified realization of the design language syntax, which gives geometric meaning to design objects and relations between them, defines the semantics of the diagrammatic design language allowing to receive diagrams representing designed artifacts. Diagrams are internally represented in the system by evaluated attributed hierarchical layout hypergraphs, which are introduced here. This representation is easy for automatic processing and at the same time allows for encoding both syntactic and semantic design knowledge. Hierarchical layout hypergraphs consist of hyperedges representing both diagram components and multi-argument relations between them. Attributes assigned to hypergraph elements specify properties of design objects represented by these elements. The possibility of nesting hypergraphs in hierarchical hyperedges representing groups of diagram components allows the designer to consider the project at the chosen level of detail and to express the relationships between fragments of the project placed on different hierarchy levels. To transform the considered internal representation of diagrams, both hierarchical hypergraph layout grammars defined here, which constitute a generative tool for creating projects consistent with imposed design criteria, and specified operations on hierarchical layout hypergraphs, which enable their effective modifications corresponding to the design actions, are used. The presented logical model of reasoning about projects uses the internal representation of diagrams and the first-order logic language. Hierarchical layout hypergraphs are transformed into logical formulas describing generated solutions. The syntax of these formulas is based on the introduced multi-sorted signature, while the specified ontological commitment, which maps signature symbols to concepts of the design conceptualization, allows an unambiguous presentation of knowledge concerning the design objects represented by the diagram components. The semantics of logical formulas is specified using the inte?retation defined by the relational structure assigning hypergraph elements and values of their attributes to constituent elements of formulas. This interpretation allows for the acquisition of knowledge concerning design diagrams, and its updating whilst the design actions on diagrams are performed. By comparing the logical formulas describing diagrams to first-order logic formulas representing the constraints and design requirements, design solutions are validating against the given criteria. The endowment of the visual design system with a set of design agents being intelligent assistants aiding the designer has been proposed. Agents are specialized, co-operating modules, which independently solve assigned subtasks by manipulating the hierarchical hypergraph representations of projects. The behavior of agents is modelled by a set of hierarchical layout hypergraph grammar rules and a knowledge base containing facts about a problem to be solved. The hypergraph language defined here, the elements of which are generated by design agents, defines a set of possible states of the world. The presented semantic model of the multi-agent design system allows agents to assess states of the world, according to predicates describing the design requirements, using the logical inference mechanism based on the modal predicate calculus. Two computer systems supporting the conceptual design, which have been implemented in the Department of Design and Computer Graphics at the Jagiellonian University, in a manner consistent with the objectives outlined in the presented theoretical model, are discussed. They rapidly generate and modify early design solutions, and reason about their correctness. The application of the proposed formal model of computer-aided visual design with the use of design knowledge is presented on examples of designing floor layouts, arrangements of rooms, chairs and transmission towers.