4.2.3 效应链推理方法
效应模式是构建效应链的基本方式。在实际应用过程中,通常需要将多种效应模式组合成更复杂的效应链来实现预期的输入/输出转换。
设流wp和wq名称相同,如果wp具有n个属性,wq所有属性中有m个属性与wp相同,则wq相对wp的一致性程度为:
式中,Dc为一致性程度;m为wq与wp具有属性中相同的个数,m∈N+;k为wp具有的属性个数,k∈N+。
(1)流相容规则:流wp与流wq名称相同,且wp与wq的一致性程度Dc=100%,简记为wp=wq。
要将多个效应组合成效应链,相邻效应的输入流WI与输出流WO必须相容。
(2)效应相容规则:设相邻的两个效应中效应Ep的输出流为WO,效应Eq的输入流为WI。如果WO中任一子流wOj,WI中都存在对应的子流wIi,且wIi=wOj,则两效应相容,简记为Ep=Eq。
在理论上,实现两个不同流之间转换的效应链可能有无穷多种,效应链的长度也各不相同。在输入流WI到输出流WO(WI≠WO)的所有可能转换路径中,最短路径长度Pmin是WI→WO转换的最小值。
基于效应相容规则和效应模式将多个效应推理组合成效应链,可以使用以下方法进行效应链推理。
4.2.3.1 完全匹配法
基于效应相容规则,图4-5给出了正向推理模型和反向推理模型两种推理模型。
(1)正向推理过程[见图4-5(a)]
步骤1:输入预期的输入输出转换T=WI]WO],并设定最大效应链长度Nmax
步骤2:依据WI1=WI搜索效应,确定每一个效应的输出流(WE
O1)。
步骤3a:如果WE
O1=WO,则确定实现预期输入/输出转换的效应链,并标记效应链路径长度P(WI,WO)=1,推理次数tr=1。
图4-5 完全匹配推理模型
步骤3b:如果WEO1≠WO,则将效应的输出流(WEO1)作为新的输入流(WI2=WEO1)进行第二次推理,以此类推,直到推理次数与最大效应链长度相等为止。
步骤4:通过评价确定效应链最优组合解。
(2)反向推理过程[见图4-5(b)]
步骤1:输入预期的输入输出转换T=WI]WO],并设定最大效应链长度Nmax。
步骤2:依据WO1=WO搜索效应,确定每一个效应的输出流(WE
I1)。
步骤3a:如果WE
I1=WI,则确定实现预期输入/输出转换的效应链,并标记效应链路径长度P(WI,WO)=1,推理次数tr=1。
步骤3b:如果WEI1≠WI,则将效应的输入流(WEI1)作为新的输出流(WO2=WEI1)进行第二次推理,以此类推,直到推理次数与最大效应链长度相等为止。
步骤4:通过评价确定效应链最优组合解。
4.2.3.2 最短路径法
最短路径知识由输入流、输出流和最短效应链路径长度构成。最短路径法可以确定实现输入流到输出流转换的最短效应链路径长度,将这些最短效应链路径知识收集起来,形成最短效应链路径知识库(见表4-1)。借助最短效应链路径知识库,设计者可以迅速找到最短的搜索路径,实现输入流到输出流的转换。该方法有效地收敛了解空间,提高了求解效率。
表4-1 最短效应链路径知识库
4.2.3.3 近似匹配法
在效应知识库规模较小的情况下,要求效应链中的输入流与输出流完全匹配可能会导致无解,而且不利于创新解的产生。为了解决上述问题,在形成效应链的过程中,允许输入流与输出流的近似匹配,即按给定的一致性程度(Dc0≤100%)进行匹配。
近似匹配法包括正向近似匹配推理模型和反向近似匹配推理模型两种推理模型。两种近似匹配推理模型与完全匹配法中的两种推理模型相似,只是依据输入流/输出流将多个效应结合成为效应链时不再遵循效应相容规则,而是按Dc≥Dc0进行匹配。近似匹配法利用输入流与输出流之间的近似匹配增加了创新的可能性,但对于所产生的效应链中效应间的相容性要进行检验。