Диссертация (1145511), страница 32
Текст из файла (страница 32)
В пакете имеются два редактора: для создания и работы с лингвистическими переменными; для работы с базой нечетких правил.Работа с редактором переменных. Каждая лингвистическая переменная соответствует определенной исходной переменной, которая называетсябазовой. Для каждой базовой переменной вводятся диапазон изменения, атакже значения, которые ей присваиваются. В случае, если они не определеныдля входной переменной или не вычислены для выходной, то обозначаютсясловом «Default» и используются, например, в случае, если есть ошибки илипропуски во входных данных.Для определения лингвистической переменной задается ее имя и терммножество возможных значений (Term name). Редактор для работы с переменными позволяет графически определить для каждой из возможных лингвистических переменных функцию принадлежности (сокращенное обозначениеMBF).В FuzzyTECH реализованы некоторые методы структурной адаптациинечеткой модели, или методы генерации нечетких правил «Если-То».
Один изних заключается в том, что вначале формируется полная база нечетких правили каждому из них приписывается коэффициент важности, сначала случайный.Далее выбирается один из четырех методов обучения (RealMethod, Ran-domMethod, Batch_Learn, Batch_Random) в ходе которого уточняются коэффици-179енты важности. При коэффициенте важности, близком к нулю, правило предлагается удалить, но окончательный выбор все же остается за исследователем.Стоит отметить, что предписывание правилам коэффициентов важности противоречит идеологии нечетких систем, в которой предполагается, что все правила одинаковы по весу.
Такой подход более близок к гибридным нейро-нечетким системам, в которых роль коэффициентов важности нечетких правилиграют весовые коэффициенты нейронов.Второй метод, доступный в FuzzyTECH, использует генетический алгоритм для оптимизации числа термов для каждой переменной системы, приэтом используются типовые формы функций принадлежности и симметричноенечеткое разбиение. Недостатком данного метода является большая размерность задачи, экспоненциально возрастающая при увеличении числа переменных системы. Кроме того, задача оптимизации числа термов является менееважной, чем задача генерации набора правил из экспериментальных данных.Система CubiCalc является интерактивной оболочкой для проектирования моделей систем нечеткого управления, основанных на нечетких продукционных правилах.
Пакет CubiCalc — это своего рода экспертная система, вкоторой пользователь задает набор правил типа «если — то», а система пытается на их основе адекватно реагировать на параметры текущей ситуации. Особенность в том, что вводимые правила содержат нечеткие величины. То естьони имеют вид «если X принадлежит А, то Y принадлежит B», где A и В —нечеткие множества. Принимая на вход четкие значения переменных лингвистического характера, она способна обработать их с привлечением нечеткихпродукционных правил согласно модели Мамдани, и сформировать на выходесистемы значения выходных переменных.Проведенный обзор известных пакетов программ для нечеткого моделирования показал, что большинство из них ориентированы на построение нечетких экспертных систем, когда параметры функций принадлежности и правила задаются экспертом, при этом только в одном пакете используются генетические алгоритмы для формирования нечеткой модели.
Методы построения180(обучения) адаптивных нечетких моделей являются более сложными и трудоемкими, чем методы других интеллектуальных моделей. Основные трудностисвязаны с генерацией базы нечетких правил и корректировкой формы функцийпринадлежности. В настоящий момент не существует какого-либо одного общепризнанного метода обучения нечетких моделей, поэтому актуальной задачей является разработка и поиск новых, эффективных методов и алгоритмов.Одним из наиболее перспективных направлений исследований в этой сферележит в использовании генетических алгоритмов для обучения нечетких моделей.Ни одно из приведенных выше программных средств не дает нам возможность реализовать вышеизложенную математическую модель, основанную на теории нечетких бинарных отношений.
Поэтому в рамках диссертационного исследования были разработаны следующие взаимосвязанные программные продукты, реализованные в разных программных средах, но объединенные общей целью. На все программные продукты получены авторскиесвидетельства.«Fuzzy-арифметика в MS Excel»Программа выполнена в виде надстройки для табличного процессораMicrosoft Office Excel и предназначена для проведения арифметических действий над треугольными нечеткими числами, заданными как с помощью L-Rпредставления, так и в α-форме. Интерфейс диалоговых окон функций идентичен интерфейсу стандартных функций MS Excel.Программа предоставляет следующий набор пользовательских функций: умножТНЧ – умножение треугольных нечетких чисел; сложТНЧ – сумма треугольных нечетких чисел; вычТНЧ – разность треугольных нечетких чисел; делТНЧ – разность треугольных нечетких чисел; обратТНЧ – вычисление обратного треугольного нечеткого числа; левНМ – расчет левой границы нечеткого числа по списку α-уровней;181 правНМ – расчет правой границы нечеткого числа по списку α-уровней.Созданная надстройка содержит набор пользовательских функций.
Интерфейс диалоговых окон функций идентичен интерфейсу стандартных функций Excel, что позволяет пользователю легко и быстро освоить работу снадстройкой. Для каждой функции дано описание, которое отражается при выборе соответствующей функции в окне Мастера функций. Надстройка «Мастер работы с нечеткими числами» реализована в Visual Basic for Application(VBA for Excel).Данная программа предназначена для студентов, аспирантов, специалистов, занимающихся экспериментальными расчетами в области нечетких технологий.«Fuzzy-модель оценки взаимосвязи факторов».Программа предназначена для численной оценки влияния имплицитныхфакторов на эффективность работы организации. В основе работы программылежит авторская модель, основанная на нечетких бинарных отношениях и методе анализа иерархий.
Функциональные возможности программы состоят вследующем: пользователь может задать количество факторов при формировании модели, оценить их значимость и получить экспертное заключение, на основе правил модели, сформулированное в словах естественного языкаПри написании программы был использован стандартный подход с использованием графического интерфейса под Windows. Были созданы формы свизуальными компонентами, каждому из которых в соответствие была поставлена процедура-обработчик.Программа с графическим интерфейсом пользователя, реализованная всреде Borland Delphi выполняет следующие функции: запрашивает наименования показателей подмоделей; формирует исходные матрицы; считывает введенные данные и анализирует их корректность;182 выводит результирующую матрицу и проводит анализ влияниякаждого фактора на результирующий.Данная программа может быть использована для проведения исследований, связанных с анализом влияния социально-экономических факторов наэффективность работы организации для формирования путей ее повышения.«Implicit influences Joomla component»Программа представляет собой веб-сервис для поиска имплицитных параметров на основе математической модели нечетких бинарных отношений одном из инструментов теории нечётких множеств.
Данный сервис разработанв виде компонента Joomla 1.5 и внедрён на сайт кафедры бизнес-информатикиУрГЭУ (bi.usue.ru). Поскольку веб-сервис разработан в виде компонента, то онможет очень легко внедряться на любой сайт на базе Joomla 1.5 пользователями, не имеющими глубоких знаний в веб-программировании. Последний релиз компонента на данный момент Implicit influences-1.0.3.Веб-сервис, реализованный на PHP 3.1 выполняет следующие функции: запрашивает наименования показателей моделей; формирует исходную матрицу с помощью специальной панели –«нечеткого регулятора»; считывает введенные данные и анализирует их корректность; выводит на пользовательский экран результат с анализом влияниякаждого фактора на результирующий.Панель «нечеткого регулятора» – это, по сути, реализация понятия лингвистической переменной, которая позволяет проводить экспертную оценку,используя слова естественного языка: слабо, средне, сильно и т.д.Данные программы были интегрированы в облачный сервис, реализованный в виде web-приложения и расположенный на сервере университета врамках сайта кафедры Бизнес-информатики.
Доступ к этому сервису можноосуществить по адресу: http://bi.usue.ru.1834.2 Архитектура web-приложения «Implicit influences Joomlacomponent», реализующего модель оценки влияния имплицитныхфакторов в системе показателей деятельности организацииРазработка проблемно-ориентированных веб-сервисов в рамках создания информационных систем по реализации бизнес-моделей управления организацией методами интеллектуального анализа данных на основе экономикоматематических моделей является актуальной междисциплинарной задачей.Методологии построения инфраструктуры проблемно-ориентированных веб-сервисов, поддерживающих интеллектуальный анализ данных, обсуждались во многих работах [214].Одной из важных задач нашего исследования явилось описание прототипа программно-технологической инфраструктуры веб-сервиса, действующего на основе авторских математических моделей и алгоритмов интеллектуального анализа данных, для автоматизации процесса моделирования системысбалансированных показателей организации с учетом имплицитных факторов.В настоящее время веб-сервис имеет многослойную программно-технологическую архитектуру: первый (верхний) слой представляет собой предметно-ориентированное веб-приложение, которое предоставляет пользователю интерфейс доступа к программным компонентам системы; средний слой,скрытый для пользователей, содержит программное обеспечение, реализующее авторские модели и алгоритмы, основанные на интеллектуальном анализеданных с помощью технологий нечеткого управления.
Каждый алгоритм приэтом реализован в виде специализированного сервиса. Нижний слой представляет собой базу данных, которая служит для аккумуляции накопленных исходных данных и выходной информации.Говоря о средствах реализации стоит упомянуть и тот факт, что последнее 10-15 лет активно развиваются открытые программные платформыдля реализации веб-приложений, разрабатываемые сообществами программистов из разных стран, как правило необъединенных в коммерческие корпора-184ции. Подобное программное обеспечение, используя инфраструктуру сети Интернет, строится на открытых интерфейсах обработки данных, обеспечиваяуниверсальность применения и позволяя группам разработчиков расширятьвозможности платформы за счет включения собственных программных кодов.В открытых программных платформах используются, как правило,наиболее стандартные подходы к реализации стандартных компонент с учетомих интерфейсной части.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
