Анализ и исследование методов построения функции принадлежности нечеткого моделирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ и исследование методов построения функции принадлежности нечеткого моделирования

Жерновой Александр Юрьевич, бакалавр, студент

Фадеева Марина Викторовна, старший преподаватель

Волгоградский государственный технический университет,

Волжский политехнический институт (филиал)

В данной работе рассматриваются проблемы в построения функции принадлежности нечеткого моделирования, выполнен анализ существующих методов построения функции принадлежности нечеткого моделирования.

Введение

В реалиях современного мира, человек стремиться переложить часть своих забот на плечи вычислительных машин. Они умеют решать различные задачи, от расчета заработной платы до управления кондиционером в доме. Но тем не менее, одним из наиболее важных свойств человеческого интеллекта, которая отличает его от машины является способность принимать правильные решения в обстановке неполной или нечеткой информации. И чтобы заполнить этот пробел и иметь возможность машинам решать и эти задачи была создана нечеткая логика. Построение моделей приближенных рассуждений человека и использование их для создания новых технологий обработки информации и управления представляет сегодня одну из наиболее актуальных задач современной науки.

Применение нечетких множеств позволяет описывать нечеткие понятия и знания, оперировать этими знаниями и делать нечеткие выводы. Предпосылкой для применения нечетких моделей является наличие неопределенности обусловленной отсутствием информации либо сложностью системы и наличие информации качественного характера о системе.

На сегодняшний день нечеткая логика заняла прочное место в сфере IT-технологий. Методы, основанные на нечетком выводе, используются в различных областях жизни человека. Начиная от распознавания и классификации образов до моделирования и управления нелинейными объектами и принятиями решений в условиях неопределенности.

В теории нечеткой логики функция принадлежности играет значительную роль, так как это основная характеристика нечеткого объекта и все действия, которые можно производить с нечетким объектом производятся через операции над функциями принадлежности. Поэтому построение функции принадлежности - это главный этап, позволяющий оперировать нечеткими объектами.

Поэтому, целью данной работы является: повышение эффективности построения функции принадлежности, как основного компонента нечеткого моделирования.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие исследовательские задачи:

· Провести анализ существующих методов построения функции принадлежности нечеткого моделирования.

· Составить математическое описание информационной системы построения функции принадлежности нечеткого моделирования.

· Выполнить программную реализацию информационной системы построения функции принадлежности нечеткого моделирования.

· Проверить эффективность реализованных алгоритмов информационной системы построения функции принадлежности нечеткого моделирования.

функция принадлежность нечеткое моделирование

Постановка задачи

Нечеткий вывод занимает центральное место в системах нечеткого моделирования. Процесс нечеткого вывода представляет собой определенную процедуру или алгоритм получения нечетких заключений на основании нечетких предпосылок с использованием основных операций нечеткой логики. Основой нечеткого вывода является функция принадлежности.

Были рассмотрены следующие модели нечеткого вывода: Такаги-Сугено-Канга, Цукамото, реляционные модели, нечеткие мультимодели. Целью этого исследования является определение нечеткой модели для реализации в данном бакалаврском проекте, который бы в полной мере удовлетворял поставленной задаче. Были выбраны модели Такаги-Сугено-Канга, Цукамото и нечеткие мультимодели для дальнейшей реализации так как они позволяют создавать пользовательские функции принадлежности.

Далее был выполнен анализ следующих методов нечеткого моделирования, т. е. построения нечетких моделей реальных систем: нечеткое моделирование на основе экспертных знаний о системе, построение самонастраивающихся нечетких моделей на основе измерений входов и выходов системы; построение самоорганизующихся и самонастраивающихся нечетких моделей на основе измерений входов и выходов системы. Анализ данных методов проводился с целью выявления оптимальных методов построения функций принадлежности. Выявлено, что в основе этих методов лежат либо прямые, либо косвенные методы построения, которые вполне удовлетворяют данному требованию и именно они были выбраны для дальнейшей реализации.

В заключении был выполнен анализ применение нечетких моделей при построении автоматизированных систем контроля процессов различных предметных областей, на основании которого можно сделать вывод о том, что область применения нечетких моделей при построении функции принадлежности очень обширна от социально-экономических систем до сложных технических систем. Это было сделано для определения основного принципа построения системы на основе нечетких моделей, что будет использоваться при создании собственной системы.

В качестве сферы применения методов построения функции принадлежности нечеткого моделирования был выбран подбор товаров по нечетким критериям для магазина «New Yorker».

«New Yorker» (Нью-Йомркер) - немецкая компания, занимающаяся выпуском недорогой повседневной одежды, аксессуаров и обуви; входит в десятку самых популярных брендов молодежной одежды в мире.

В «New Yorker» представлена одежда самых разных фасонов: как строгих, так и очень смелых, оригинальных, нестандартных. Цвета также на любой вкус: от серого, черного и белого до ярко-голубого, кислотно-зеленого и розового.

Магазины «New Yorker» имеют линейно-функциональную организационную структуру. Здесь главным управляющим органом является директор магазина, ему подчиняются кадры низшего уровня: администраторы, логисты, мерчендайзеры. Те, в свою очередь, могут управлять остальными кадрами более низкого уровня (продавцы-консультанты, кассиры, работники склада и т.д.). Данную структуру можно изобразить следующим образом (рисунок 1):

Рисунок 1. Организационная структура магазинов «New Yorker»

На рисунке 2 показана диаграмма верхнего уровня процесса «Выбор товаров в интернет-магазине New Yorker».

Рисунок 2. Диаграмма верхнего уровня процесса «Выбор товаров в интернет-магазине New Yorker».

Входной информацией является список критериев и правила для построения функции принадлежности, задаваемые администратором и значения критериев отбора для формирования списка товаров. Данная входная информация используется на всех этапах выбора товаров в интернет-магазине New Yorker.

Выходной информацией в процессе выбора товаров в интернет-магазине New Yorker являются: страницы, отражающие навигацию пользователя в системе и список товаров, удовлетворяющих заданным пользователем критериям.

Исполнителями процесса являются пользователь системы, администратор системы и информационная система (ИС*).

Управление процессом осуществляется на основании приказов директора магазина и правовых документов, регулирующих процесс торговли.

На рисунке 3 показана детализация процесса «Выбор товаров в интернет-магазине New Yorker».

Рисунок 3. Декомпозиция диаграммы А1 «Выбор товаров в интернет-магазине New Yorker».

Выбор товаров в интернет-магазине New Yorker осуществляется в пять этапов:

1. внесение списка товаров, разработка основных страниц» - администратор системы имеет доступ панели управления содержимым web-системы, поэтому может создавать различные страницы, отображающие необходимую информацию об организации и размещать их на портале, также администратор занимается заполнением базы данных предлагаемых товаров;

2. задание критериев отбора и правил для функции принадлежности» - администратор системы задает критерии отбора товаров и устанавливает значение созданных критериев для товаров, имеющихся в БД, также администратор задает необходимые правила для построения функции принадлежности;

3. выбор значений критериев» - пользователь системы, перейдя по ссылке в каталог товаров, может задать значения критериев, установленных администратором, на основании установленных значений будет выполнен подбор товара;

4. построение функции принадлежности в соответствии со значениями» - по введенным пользователем значений критериев подбора товаром строится функция принадлежности для каждого товара из БД, в список товаров попадут только те, которые удовлетворяют заданным критериям;

5. отображение списка товаров по результатам построения функции» - по результатам построения функции принадлежности формируется список товаров, который отображается пользователю как результат поиска.

Описание процессов, протекающий при разработке товаров в дальнейшем будет использовано при разработке информационной систем и проведения экспериментов.

Создание данной системы на основе нечеткого вывода позволит покупателю обращать внимание на большее количество товара, так как опирается не на четкую градацию требований, а на нечеткие критерии выбора. Т.е. при поиске синей куртки, представиться возможность увидеть весь ассортимент от темного индиго до светло синего. И как следствие, более широкий выбор товара приведет к повышению продаж.

Список литературы

1. Бегутова Е. В. Разработка методики построения функции принадлежности для показателей системы нечеткого логического вывода о реализации ИТ-стратегии // Статистика и экономика. 2012. №5.

2. Кравченко Ю. А. Интегрированная модель представления знаний на основе метода нечеткого моделирования // Известия ЮФУ. Технические науки. 2013. №7 (144) С.97-102.

3. Рыбанов А.А., Усмонов М.С.О., Попов Ф.А., Ануфриева Н.Ю., Бубарева О.А. Информационные системы и технологии/Научный ред. И. А. Рудакова / Центр научной мысли (г. Таганрог). Москва, 2013. Том Часть 4. -90 с.

Размещено на Allbest.ru