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案例推理技术在包装设计系统中的应用
来源:互联网 qikanw | 龚箭,周敏,张红,盛利
【分  类】 经济与管理科学
【关 键 词】 案例;基于案例推理;包装设计系统
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:

  摘 要:鉴于包装设计的复杂性和不确定性,传统的产品包装设计系统大多仅在设计的某个步骤或针对某一种包装产品使用计算机辅助设计技术来提高设计质量与设计效率,本文利用基于案例推理(Case_Based Reasoning)技术及其应用特点,将CBR技术应用到包装设计系统中,提出了一种以CBR为基础的包装设计系统的功能模型,详细探讨了系统的关键技术。对构造更加高效的包装设计系统有一定的实用价值。

  关键词:案例;基于案例推理;包装设计系统

  中图分类号:TP392;TB482 文献标识码:B Application of CBR in Product Packaging Design SystemGONG Jian,ZHOU Min,ZHANG Hong,SHENG Li

  Abstract: In view of the packaging design complexity and uncertainty, the traditional packaging design system are merely a step in the design or packaging of products for a particular use of computer-aided design techniques to improve the design quality and design efficiency,in this paper, CBR technology will be applied to the packaging design system according to case-based reasoning technology and its application features,presents a function model of product packaging design system based on CBR, dwelt at length on the system's key technologies. Construction of more efficient packaging design of the system has some practical value.

  Key words:case;case_based reasoning; product packaging design system

  基于案例推理(Case-based reasoning,简称CBR)是人工智能领域一项重要的推理技术,它源自人们的心理认知过程,简单地说就是在案例库中检索相似的经验知识的过程,是对人类抽象思维的一种模拟。CBR技术每解决一个问题就获得一次新的经验,而这个经验又可以用来解决以后出现的问题,即CBR系统的知识获取比较容易实现[1]。同时,CBR 是一种类比推理,不需要建立其应用领域的精确模型,就能用在旧问题求解过程中获取的经验知识来类比求解新问题。CBR技术因符合人类解决问题的规律,适应的领域很广。

  1 为什么选择案例推理技术

  包装设计是从待包装产品的特性着手,综合考虑包装原材料、结构、装潢、生产、流通、价格等因素而得到设计结果的。一般来讲,包装设计者拥有的相关领域的知识愈多,分析综合能力愈强,其得到的包装设计结果就愈能满足用户的要求。

  基于案例推理CBR的核心思想是:在进行问题求解时,使用以前求解类似问题的经验来进行推理,而不必从头做起,也就是说在进行产品包装设计时将已有的产品包装设计方案应用于待设计的产品包装。这种产品包装设计思路一方面与实际的产品包装设计过程有相似之处,另一方面在产品包装设计时可充分地利用以往的设计经验,避免了一部分的重复性工作。

  2 系统的功能结构

  一个包装设计系统应具备这样一些功能:采集多种类型的包装设计方案、包装设计方案

  管理、包装设计方案查询、包装设计方案修改、自动生成设计报告等。包装设计系统内部采

  用模块化设计,各模块之间独立运行,整个系统可以设置多个层次的包装设计中心,每层设计中心可以制定个性化的设计方案。在原有包装设计系统的基础上增加案例推理子系统,两者综合集成可以得到更加高效的包装设计系统。案例推理子系统的主要模块有案例表示、案例索引、案例检索、案例修正、案例学习等,其功能结构如图1所示。

案例 管理员

案例表示 案例库 案例索引 案例检索

求解方案

  案例修正

案例学习 新求解方案

  图1 案例推理子系统的功能结构

  Figure 1 case-based reasoning sub-system function of the structure

  3 包装设计系统的关键环节

  3.1 案例的表示

  包装设计过程的实现可分成三步:第一步,收集从专家那里事前分过类的案例;第二步,根据案例进行分析;第三步,采取处理措施。第一步尤为关键,由于包装设计方案种类繁多,如何确定每个案例的相关信息、如何将繁杂的信息整理成有一定结构的记录,是首先要做的,因为一个好的案例记录结构设计,对案例记录的收集、查询都有很好的帮助。

  根据产品包装设计方案对其内容的要求,我们主要从四个方面来考虑:设计基本信息、主体信息、客体信息和设计特殊信息。具体如下:

  1)设计基本信息:包装物本身性质的描述等。

  2)主体信息:附属部分的包装要求、运输要求等。

  3)客体信息:根据要求所得的包装,如包装尺寸、折页、各种标签以及封缄等。

  4)特殊信息:参数等。

  每个设计方案都有的部分就是设计基本信息和主体信息。可以看出,前两项信息可以从系统得到或通过用户输入的信息得到,而后两项信息是与具体的设计事件相关的,因此主要是收集后两项信息。

  这里的案例是系统通过与用户交互得到产品特性及其包装、运输要求,结合系统本身所具有的产品包装设计知识推理而得出的实际例子,它包括:案例名称、案例的描述、求解目标、解决方案等。常用的案例表示法有:逻辑表示法、规则表示法、网络表示法、框架表示法等。其中,逻辑表示法主要用于自动定理证明、问题解答等;规则表示法则可以很自然的表达判断性知识,而对于结构不良或结构复杂领域的知识就不能很好的表达;网络表示法是用图解的形式组织知识;框架表示方法既是层次性的,又是模块化的,它是AI中用来表达特殊事件或经验的一种机制。鉴于包装设计方案千变万化,本系统利用框架表示法进行设计案例表示:

  设计案例:=<案例名,属性列表,设计过程,设计结果>:

  案例名:=字符型的值,案例的唯一标识;

  属性列表:=属性1[,属性2[,属性3[,…]]];

  属性:=数值,文字,符号或其他类型的值;

  设计过程:=文本信息;

  设计结果:=对审计事件的分析结果,处理意见;

  3.2 案例的检索

  案例的检索与匹配是基于案例推理的重要环节它关系到向设计系统提供怎样的案例以供引用或改写,因而在一定程度上决定了设计的质量[2]。

  在CBR系统中,常见的主要有三种检索方法:最相邻近策略、归纳推理策略和知识引导策略。产品包装是根据产品本身特性来设计的,对包装设计案例的检索也是以检索到与待设计包装产品特性相类似的产品的包装设计案例为原则的,因而本系统采用知识引导策略来进行案例检索。首先以产品特性中最能决定包装设计的因素来进行检索,再按产品特性对产品包装的影响程度依次检索,直至得到与该产品各个特性最接近的产品包装设计方案为止。为了增加检索的灵活性,首先以产品的何种特性进行检索,以及下一步检索产品的何种特性,可以由用户自己来确定,系统本身也给出了系统推荐的检索策略。

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