产品设计KBE使能技术.ppt

* * * * * * * * * * * * 产品设计2 主讲人：曾富洪 攀枝花学院 * 第十一章 基于知识的工程（KBE）技术 11.4.3 知识推理 1）推理的基本概念 推理就是以某种策略由己知判断推出另一判断的思维过程。 一般来说，推理都包括两种判断:一种是己知的判断，包括已掌握的与求解问题有关的知识及关于问题的已知事实；另一种是判断推出的新判断，即推理的结论。在KBE系统中，推理是由程序实现的，称为推理机。 推理的基本任务是从一种判断推出另一种判断，若从判断推出的途径来划分，推理可分为演绎推理、归纳推理、默认推理。 * 第十一章 基于知识的工程（KBE）技术 11.4.3 知识推理 1）推理的基本概念 演绎推理是从全称推理导出特称判断或单称判断的过程，即由一般性知识推出适合于某一种具体情况的结论。这是一种从一般到个别的推理。演绎推理有多种形式，经常用的是三段论式，它包括: 大前提:已知的一般性知识或假设。 小前提:关于所研究的具体情况或个别情况的判断。 结论:由大前提推出的适合于小前提所示情况的新判断。 * 第十一章 基于知识的工程（KBE）技术 11.4.3 知识推理 1）推理的基本概念 归纳推理:是一种从个别到一般的推理 默认推理：又叫缺省推理，是知识不完全的情况下作出的推理，通常的形式是：如果没有足够的证据证明结论不不成立，则认为结论是正确的 * 11.4.3 知识推理 2) 推理的方式及分类 在人工知识智能领域中，根据知识的类型将推理方法分为以下三类:基于规则的推理(Rule-Based Reasoning, RBR)，基于实例的推理(Case-Based Reasoning, CBR) 、基于模型的推理(Modeling-based Reasoning, MBR),下面就人工智能领域的三种推理方式进行介绍： * 11.4.3 知识推理 2) 推理的方式及分类 (1) 基于规则的推理(RBR) 以产生式规则表示知识的推理，其核心是演绎推理，从一组前提必然推导出某个结论，即三段论法。作为基本的推理方法，RBR目前应用最为广泛。RBR具有以下特点：①具有很强的推理能力和较高的推理效率：②知识表示形式简单(通常为IF-THEN结构)，易于系统实现：③知识(规则)捉取困难，知识库维护困难：④RBS运行效率随规则库规模的增大而迅速降低；⑤构造基于规则的KBS系统周期长；⑥靠人工“移植”方式获取专家知识：⑦非结构化的知识组织形式，求解复杂问题困难。 * 11.4.3 知识推理 例：事实：Fido会犬吠(Barks)和咬人(Bites),否则Fido不是狗 规则：所有的Terrier都是狗；所有会犬吠的东西都是吵人的(Noisy) 目标：存在某个东西，除非它不是Terrier,否则吵人 解：形式化表示 (1) 基于规则的推理(RBR) * 11.4.3 知识推理 解：标准化表示 (1) 基于规则的推理(RBR) * 11.4.3 知识推理 解：求解 (1) 基于规则的推理(RBR) 目标节点 R2 Fido/y Fido/Z1 Fido/x R1 Fido/z 与/或图 * 11.4.3 知识推理 解图置换：将所有变量的置换都作为置换元素，收集于一个置换中，并对其进行复合处理，解图一致说明演绎成功 (1) 基于规则的推理(RBR) 设解图中置换元素ti/vi(i=1,…,n),ti为指示置换项，vi为指示变量 建立两个分别由ti和vi构成的表达式，U1=(v1,v2,…,vn),U2= =(t1,t2,…,tn) 检查U1和U2能否合一，若不能合一，则置换是不一致的，进而解图不一致。若能合一，则建立起使U1和U2合一的置换，称为解图置换S的合一复合，进而解图是一致的 * 11.4.3 知识推理 (2) 基于实例的推理(CBR) RBR不具备学习能力，如果问题超出系统所描述的范畴，就显得无能为力。CBR克服了上述缺陷，并且建立和维护相当简单，只需定义一致性的词表，从领域专家那里收集事例并装入事例库即可。 CBR过程可以分为四个主要阶段：事例检索、事例复用、解决方案修正和事例保存。 * 11.4.3 知识推理 (2) 基于实例的推理(CBR) * 11.4.3 知识推理 (2) 基于实例的推理(CBR) ① 事例的表示 一般情况可将事例表示成一组特征，对于复杂情况，可将一个事例表示为一组相互关联的子事例的集合，以形成问题的解的结构。 ② 事例的索引 CBR系统的效率很大程度上取决于从事例库中检索出适当事例的能力，因此，必须对事例进行适当的组织和索引。索引方法主要有：最近邻法、归纳法和基于知识的方法等，许多系统使用这几种方法的组合。 * 11.