Fuzzy logic прямой обратный логический вывод. Прямой нечеткий логический вывод

  • 5. Нечеткая логика. Краткие исторические сведения. Аспекты неполноты информации
  • 6. Определения четких и нечетких множеств. Определение нечеткого множества. Функция принадлежности. Примеры нечетких дискретных и непрерывных множеств.
  • 7. Основные свойства нечетких множеств. Нечеткое число и нечеткий интервал.
  • *7. Основные свойства нечетких множеств. Нечеткое число и нечеткий интервал.
  • *7. Основные свойства нечетких множеств. Нечеткое число и нечеткий интервал.
  • 8. Понятия фаззификации, дефаззификации, лингвистической переменной. Пример.
  • 9. Операции с нечеткими множествами (эквивалентность, включение, нечеткая операция «и», «или», «не»).
  • 10.Обобщение операций пересечения и объединения в классе т-норм и s-конорм.
  • 11. Нечеткие отношения. Композиционные правила (max-min) и (max-prod). Примеры.
  • 12. Нечеткие алгоритмы. Обобщенная схема процедуры нечеткого логического вывода.
  • 13. Нечеткие алгоритмы. Метод максимума-минимума (метод Мамдани) как метод нечеткого логического вывода (изложение необходимо сопроводить примером).
  • 14. Нечеткие алгоритмы. Метод максимума-произведения (метод Ларсена) как метод нечеткого логического вывода (изложение необходимо сопроводить примером).
  • 15.Методы дефаззификации.
  • 16.Процедура (схема) нечеткого логического вывода. Пример нечеткого логического вывода для выполнения нескольких правил. Достоинства и недостатки систем, основанных на нечеткой логике.
  • 17.Искусственные нейронные сети. Особенности биологического нейрона. Модель искусственного нейрона .
  • 18.Определение искусственной нейронной сети (инс). Однослойный и многослойный персептроны .
  • 19. Классификация инс. Задачи, решаемые с помощью нейронных сетей .
  • 20.Основные этапы нейросетевого анализа. Классификация известных нейросетевых структур по типу связей и типу обучения и их применение .
  • 21. Алгоритм обучения с учителем для многослойного персептрона
  • 22. Алгоритмы обучения нейронных сетей. Алгоритм обратного распространения ошибки
  • 23. Проблемы обучения нс.
  • 24. Сети Кохонена. Постановка задачи кластеризации. Алгоритм кластеризации.
  • 25. Преобразование алгоритма кластеризации с целью реализации в нейросетевом базисе. Структура сети Кохонена
  • 26. Алгоритм обучения без учителя для сетей Кохонена. Обобщенная процедура
  • 27. Алгоритм обучения без учителя для сетей Кохонена. Метод выпуклой комбинации. Графическая интерпретация
  • 28. Самоорганизующиеся карты (сок) Кохонена. Особенности обучения сок. Построение карт
  • 29. Проблемы обучения инс
  • 30. Генетические алгоритмы. Определение. Назначение. Сущность естественного отбора в природе
  • 31. Основные понятия генетических алгоритмов
  • 32. Блок-схема классического генетического алгоритма. Особенности инициализации. Пример.
  • 33. Блок-схема классического генетического алгоритма. Селекция хромосом. Метод рулетки. Пример.
  • 33. Блок-схема классического генетического алгоритма. Селекция хромосом. Метод рулетки. Пример.
  • 34. Блок-схема классического генетического алгоритма. Применение генетических операторов. Пример.
  • 35. Блок-схема классического генетического алгоритма. Проверка условия остановки га.
  • 36. Достоинства генетических алгоритмов.
  • 37. Гибридные сии и их виды.
  • 38. Структура мягкой экспертной системы.
  • 39.Методология разработки интеллектуальных систем. Виды прототипов экспертных систем.
  • 40.Обобщенная структура основных этапов разработки экспертных систем.
  • 1. Идентификация.
  • 2. Концептуализация.
  • 3. Формализация
  • 4. Программирование.
  • 5. Тестирование на полноту и целостность
  • 16.Процедура (схема) нечеткого логического вывода. Пример нечеткого логического вывода для выполнения нескольких правил. Достоинства и недостатки систем, основанных на нечеткой логике.

    Фаззификация – процесс перехода от четкого множества к нечеткому.

    Агрегирование предпосылок – по каждому правилу формируется -срез и уровни отсечения.

    Активизация правил – активизация заключается по каждому их правил на основе min-активизации (Мамдани), prod-активизации (Ларсен)

    Аккумулирование вывода – композиция, объединение найденных усеченных нечетких множеств с использованием операции max-дизъюнкции.

    Лингвистическая переменная – пременная, значениями которой явл-ся термы (слова, фразы на естественном языке).

    Каждому значению лингвистической переменной соответствует определенное нечеткое множество со своей функцией принадлежности.

    Сфера применения нечеткой логики:

    1) Недостаточность или неопределенность знаний, когда получений информации явл-ся сложной или невозможной задачи.

    2) Когда появляется трудность обработки неопределенной информации.

    3) Прозрачность моделирования (в отличии от нейросетей).

    Область применения нечеткой логики:

    1) При проектировании систем поддержки и принятия решений на основе экспертных систем.

    2) При разработке нечетких контроллеров, применяемых при управлении техническими системами.

    «+»:1) Решение слабоформализованных задач.

    2) Применение в областях, где значения переменных желательно выразить в лингвистической форме.

    «–»: 1) Проблема выбора функции принадлежности (решается при создании гибридных интеллектуальных систем)

    2) Сформулированный набор правил может оказаться неполным и противоречивым.

    *16.Процедура (схема) нечеткого логического вывода. Пример нечеткого логического вывода для выполнения нескольких правил. Достоинства и недостатки систем, основанных на нечеткой логике.

    От выбора метода НЛВ и дефаззификации зависит конечный результат.

    П1: Если Температура (Т) – низкая И Влажность (F) – средняя, то вентиль полуоткрыт.

    П2: Если Температура (Т) – низкая И Влажность (F) – высокая, то вентиль закрыт.

    НЛВ: Метод max-min (Мамдани);

    Дефаззификация: Метод среднего из максимумов.

    17.Искусственные нейронные сети. Особенности биологического нейрона. Модель искусственного нейрона .

    Под нейронными сетями подразумеваются вычислитель­ные структуры, которые моделируют простые биологические про­цессы, обычно ассоциируемые с процессами человеческого мозга. Нервная система и мозг человека состоят из нейронов, соеди­ненных между собой нервными волокнами, которые способны передавать электрические импульсы между нейронами.

    Нейрон – нервная клетка, которая обрабатывает информацию. Он состоит из тела (ядро и плазма) и отростков нервных волокон двух типов - дендритов, по которым принимаются импульсы от аксонов других нейронов, и своего аксона (в конце разветвляется на волокна), по ко­торому может передавать импульс, сгенерированный телом клетки. На окончаниях волокон находятся синапсы, которые влияют на силу импульса. Когда импульс достигает синаптического окончания, высвобождаются определенные химические вещества, на­зываемые непротрансмиттерами, возбуждающие или затормаживающие, способность нейрона-приемника генерировать электрические импульсы. Синапсы могут обучаться в зависимости от активности процессов, в которых они участвуют. Веса синапсов могут изменяться со временем, что изменяет и поведение соответствующего нейрона.

    Модель искусственного нейрона

    x 1 …x n – входные сигналы нейрона, приходящие от других нейронов. W 1 …W n – синапсические веса.

    Умножители (синапсы) – осуществляют связь между нейронами, умножают входной сигнал на число, характеризующий силу связи.

    Сумматор – сложение сигналов, поступающих по синапсическим связям от других нейронов.

    *17.Искусственные нейронные сети. Особенности биологического нейрона. Модель искусственного нейрона .

    Нелинейный преобразователь – реализует нелинейную функцию одного аргумента – выхода сумматора. Эта функция называется функцией активации или передаточной функцией нейрона.
    ;

    Модель нейрона:

    1) Вычисляет взвешенную сумму своих входов от других нейронов.

    2) На входах нейрона имеются возбуждающие и тормозящие синапсы

    3) При превышении суммы входов порога нейрона, вырабатывается выходной сигнал.

    Виды активационных функций:

    1) пороговая функция : область значения (0;1)

    «+»: простота реализации и высокая скорость вычисления

    2) Сигмоидальная (логистическая функция)


    При уменьшении a сегмент становится более пологим, при a=0 – прямая линия.

    «+»: простое выражение ее производной, а также способность усиливать сигналы слабые лучше, чем большие и предотвращать насыщения от больших сигналов.

    «-»: область значения малая (0,1).

    3) Гиперболический тангенс : область значений (-1,1)


    Типовая структура процесса нечеткого вывода показана на рис. 17.

    Рис, 17

    Прежде всего, должна быть сформирована база правил, представляющая собой конечное множество правил нечетких продукций. Формирование базы правил включает определение входных и выходных лингвистических переменных, а также собственно правил. Входными лингвистическими переменными называются лингвистические переменные, используемые в подусловиях правил. Выходные переменные - переменные, используемые в подзаключениях правил. Определение лингвистических переменных означает определение базовых терм-множеств переменных и функций принадлежности терм-множеств. Правила формируется, как было рассмотрено в разделе 2.4. Каждому правилу может быть приписан вес, принимающий значение из интервала . Если вес отсутствует, можно считать, что вес равен нулю.

    На вход системы нечеткого вывода поступает вектор х* =[*,*,*2, »?**, ] четких значений лингвистических переменных д. Блок фаззификации (am. fuzzification - приведении к нечеткости) вычисляет степени принадлежности этих значений нечетким множествам значений лингвистических переменных. Для этого должны быть известны функции каждого терма лингвистической переменной.

    Фаззификация производится следующим образом. Пусть для каждой входной лингвистической переменной д известно ее числовое значение х*. Рассматривается каждое высказывание подусловий, в котором фигурирует переменная д, например, " р. есть от ", где ос ( -терм с известной функцией принадлежности [лАх). Значение х* используется в качестве аргумента //(л), в результате чего находится = д (х*). При этом могут использоваться модификаторы. Таким образом вычисляются значения истинности всех подусловий системы нечеткого вывода. Высказывания в подусловиях заменяются числами. На выходе блока фаззификации формируется вектор m = , который является входом блока вывода.

    Блок нечеткого логического вывода получает на входе вектор степени истинности всех подусловий т и вычисляет результирующую функцию принадлежности выходного значения (система вывода может иметь несколько выходов, тогда речь идет о выходном векторе). Вычисление результирующей функции принадлежности включает следующие процедуры (в скобках указаны названия процедур в соответствии с международным стандартом языков программирования контроллеров IEC 1131 - Programmable Controllers. Part 7 - Fuzzy Control Programming ):

    • - вычисление степени истинности условий (Aggregation - агрегирование);
    • - определение активизированных функций принадлежности заключений (Activftion - активизация);
    • - определение результирующих функций принадлежности выходных лингвистических переменных (Accumulation - аккумуляция).

    В процедуре вычисления степени истинности условий по каждому из правил системы нечеткого вывода (агрегирование) рассматривается каждое условие правил системы нечеткого вывода и вычисляется степень истинности условий. Исходными данными являются степени истинности подусловий (вектор т ), вычисленные в блоке фаззификации. Если условие содержит одно нечеткое высказывание вида, то степень истинности условия равна степени истинности высказывания условия. Если условие состоит из двух подусловий, связанных конъюнкцией, или дизъюнкцией, степень выполнения условия вычисляется с помощью треугольных норм (раздел 1.5). Например, для условия правила ЕСЛИ "(3, есть а," И "Р 2 естьа 2 " получаем ц(ц,дс г ")= 7 ’(ц 11 (х;)ц„(л-;)),

    х и х 2 - значения входных переменных л;, и х 2 ,

    Т - один из операторов t-нормы, /и а (х) и М а, (*) - функции принадлежности термов «, и а 2 .

    Аналогично для условия правила:

    где S - один из операторов s-нормы. Если условие содержит множество подусловий, соединенных дизъюнкциями и конъюнкциями, то сначала вычисляются степени истинности подусловий, соединенных конъюнкциями, затем - дизъюнкциями. Как обычно, скобки нарушают порядок действий. Рекомендуется использовать согласованные правила расчета истинности. Например, если для вычисления нечеткой конъюнкции используется операция min-пересечения, то для вычисления нечеткой дизъюнкции следует применить операцию max-объединения.

    Процедура определения активизированных функций принадлежности заключений (активизация) основана на операции нечеткой импликации (раздел 2.1). Входными данными для процедуры являются степени истинности условий правил и функции принадлежности выходных величин, выходными - функции принадлежности всех подзаключений. Рассмотрим пример . Пусть правило имеет вид ЕСЛИ (х= Л)ТО (у = В) , функции принадлежности ц А (х) и Мв(у) -треугольные (рис. 18), входное значение х* = 6,5, степень истинности условия /i, f (х*) = 0,5 (см. рис. 18).


    Рис . 18 -

    Используем импликацию Мамдаии:

    Практически активизированная функция принадлежности заключения при использовании импликации Мамдани находится простым усечением функции принадлежности заключения Мв(у) Д° уровня степень истинности условия [л А (х*) (рис. 18). Можно использовать другие операторы нечеткой импликации.

    Например, результат активизации заключения с использованием правила «произведение» показан на рис. 19.


    Рис . 19

    На практике, особенно при наличии в правилах нескольких позаключений, удобно использовать процедуру активизации, основанную на алгоритме вывода Мамдани (алгоритм будет рассмотрен в разделе 2.6). В этом алгоритме для каждого правила задастся весовой коэффициент /^е. Может быть F/= 1, такое значение принимают, если весовой коэффициент не задан явно. Для отдельных подзаключений одного правила могут быть заданы разные весовые коэффициенты. Степень истинности всех подзаключений /-го правила рассчитывается по формуле

    Активизированная функция принадлежности j- го подзаключения /-го правила вычисляется по одной из формул, основанных на методе нечеткой композиции:

    min-активизация /J* (д>) = min {с п (j")};

    prod-активизация //* (у) = c t // (у).

    Рассмотренный алгоритм особенно удобен, когда правила содержат по несколько подзаключений вида.

    Так как подзаключения, относящиеся к одной и той же выходной лингвистической переменной, в общем виде принадлежат разным правилам, то необходимо построить единую результирующую функцию принадлежности для каждой выходной переменной. Эта процедура называется аккумуляцией. Аккумуляция производится объединением с помощью одной из s-норм активизированных функций принадлежности каждой выходной лингвистической переменной. В результате для каждой выходной переменной получается одна функция принадлежности, возможно, весьма сложной формы.

    Дефаззификация (приведение к четности) - нахождение для каждой выходной лингвистической переменной четкого значения в некотором смысле наилучшим образом, представляющим нечеткую переменную. Необходимость в дефаззификации объясняется тем, что на выходе системы нечеткого вывода нужны, как правило, четкие значения, которые поступают, например, на исполнительный механизм. Так как возможны разные критерии представления чечеткой переменной одним числом, то существуют различные методы дефаззификации . В результате определения результирующих функций принадлежности выходных лингвистических переменных получаются результирующие функции принадлежности №res{y)- Для унимодальной функции принадлежности простейшим методом дефаззификации является выбор четкого числа, соответствующего максимальной степени принадлежности. Обобщением этого метода на многомодальные функции являются методы левого и правового модального значения.

    В методе левого модального значения (LM - Lost Most Maxi mum), называемом еще метод первого максимума (FM - FirstofMaxima) , или наименьший из максимумов (SOM - Smallest Of Maximums) в качестве четкого значения берется у = min т }, где х т - модальное значение результирующей функции принадлежности. Другими словами, в качестве четкой выходной переменной берется наименьшая (самая левая) мода.

    В методе правого модального значения (RM - RightMostMaximum), называемом еще метод последнего максимума (LM - LastofMaxima), или метод наибольшего максимума (LOM - Largest Of Maximums) в качестве четкого значения берется у = тах{х /и |, то есть наибольшая (самая правая) из мод. Примеры дефаззификации с использование левого и правого модальных значений представлены на рис. 20а и 206.

    В методе среднего максимума (ММ - MidleofMaxima), или методе центра максимумов (MOM - MeanOfMaximums) находится среднее арифметическое элементов универсального множества, имеющих максимальные степени принадлежностей

    где G - множество всех элементов из интервала, имеющих максимальную степень принадлежности нечеткому множеству. Пример дефаззификации с использование метода среднего максимума представлен на рис. 20в.

    Дефаззификация по методу центра тяжести (CG - Center of Gravity, Centroid) производится по формуле определения центра тяжести плоской фигуры, ограниченной осями координат и графиком функции принадлежности нечеткого множества

    где Min и Мах - левая и правая точки интервала носителя выходной переменной.

    Пример дефаззификации с использование метода центра тяжести представлен на рис. 20в.


    Рис. 20 - Примеры дефаззификации а) результат дефаззификации по методу левого модального значения у =у 1 ;

    • б) результат дефаззификации по методу правого модального значения у = у 2 ;
    • в) результат дефаззфификации по методу среднего максимума;
    • г) результат дефаззификации по методу центра тяжести. Дефаззификацияпо методу центра площади (СА - Center of

    Area, Bisector of Area, Bisector) состоит в нахождении такого чис-

    >’ Мах

    ла у, что J //(x)dx= J //(x)dx . Геометрический смысл метода

    состоит в нахождении такой точки на оси абсцисс, что перпендикуляр, восстановленный в этой точке, делит площадь под кривой функции принадлежности на две равные части.

    Разработайте и моделируйте системы нечеткой логики

    Fuzzy Logic Toolbox™ обеспечивает функции MATLAB ® , приложения и блок Simulink ® для анализа, разработки и симуляции систем на основе нечеткой логики. Руководства по продукту вы через шаги разработки нечетких систем вывода. Функции обеспечиваются для многих общепринятых методик, включая нечеткую кластеризацию и адаптивное нейронечеткое изучение.

    Тулбокс позволяет вам поведения сложной системы модели, использующие простые логические правила, и затем реализуйте эти правила в нечеткой системе вывода. Можно использовать его в качестве автономного нечеткого механизма логического вывода. Также можно использовать нечеткие блоки вывода в Simulink и моделировать нечеткие системы во всесторонней модели целой динамической системы.

    Начало работы

    Изучите основы Fuzzy Logic Toolbox

    Нечеткое системное моделирование вывода

    Создайте нечеткие системы вывода и нечеткие деревья

    Нечеткая системная настройка вывода

    Настройте функции принадлежности и правила нечетких систем

    Кластеризация данных

    Найдите кластеры в данных о вводе/выводе с помощью нечетких c-средних-значений или отнимающей кластеризации

    В 1965 г. в журнале «Information and Control» была опубликована работа Л.Заде под названием «Fuzzy sets». Это название переведено на русский язык как нечеткие множества . Побудительным мотивом стала необходимость описания таких явлений и понятий, которые имеют многозначным и неточный характер. Известные до этого математические методы, использовавшие классическую теорию множеств и двузначную логику, не позволяли решать проблемы этого типа.

    При помощи нечетких множеств можно формально определить неточные и многозначные понятия, такие как «высокая температура» или «большой город». Для формулирования определения нечеткого множества необходимо задать так называемую област рассуждений. Например, когда мы оцениваем скорость автомобиля, мы ограничимся диапазоном X = , где Vmax - максимальная скорость, которую может развить автомобиль. Необходимо помнить, что X - четкое множество.

    Основные понятия

    Нечетким множеством A в некотором непустом пространстве X называется множество пар

    Где

    - функция принадлежности нечеткого множества A. Эта функция приписывает каждому элементу x степень его принадлежности нечеткому множеству A.

    Продолжив предыдущий пример, рассмотрим три неточные формулировки:
    - «Малая скорость автомобиля»;
    - «Средняя скорость автомобиля»;
    - «Большая скорость автомобиля».
    На рисунке представлены нечеткие множества, соответствующие приведенным формулировкам, с помощью функций принадлежности.


    В фиксированной точке X=40км/ч. функция принадлежности нечеткого множества «малая скорость автомобиля» принимает значением 0,5. Такое же значение принимает функция принадлежностинечеткого множества «средняя скорость автомобиля», тогда как для множества «большая скорость автомобиля» значение функции в этой точке равно 0.

    Функция T двух переменных T: x -> называется T-нормой , если:
    - является не возрастающей относительно обоих аргументов: T(a, c) < T(b, d) для a < b, c < d;
    - является коммутативной: T(a, b) = T(b, a);
    - удовлетворяет условию связности: T(T(a, b), c) = T(a, T(b, c));
    - удовлетворяет граничным условиям: T(a, 0) = 0, T(a, 1) = a.

    Прямой нечеткий вывод

    Под нечетким выводом понимается процесс, при котором из нечетких посылок получают некоторые следствия, возможно, тоже нечеткие. Приближенные рассуждения лежат в основе способности человека понимать естественный язык, разбирать почерк, играть в игры, требующие умственных усилий, в общем, принимать решения в сложной и не полностью определенной среде. Эта способность рассуждений в качественных, неточных терминах отличает интеллект человека от интеллекта вычислительной машины.

    Основным правилом вывода в традиционной логике является правило modus ponens, согласно которому мы судим об истинности высказывания B по истинности высказываний A и A -> B. Например, если A - высказывание «Степан - космонавт», B - высказывание «Степан летает в космос», то если истинны высказывания «Степан - космонавт» и «Если Степан - космнавт, то он летает в космос», то истинно и высказывание «Степан летает в космос».

    Однако, в отличие от традиционной логики, главным инструментом нечеткой логики будет не правило modus ponens, а так называемое композиционное правило вывода, весьма частным случаем которого является правило modus ponens.

    Предположим, что имеется кривая y=f(x) и задано значение x=a. Тогда из того, что y=f(x) и x=a, мы можем заключить, что y=b=f(a).


    Обобщим теперь этот процесс, предположив, что a - интервал, а f(x) - функция, значения которой суть интервалы. В этом случае, чтобы найти интервал y=b, соответствующий интервалу a, мы сначала построим множество a" с основанием a и найдем его пересечение I с кривой, значения которой суть интервалы. Затем спроектируем это пересечение на ось OY и получим желаемое значение y в виде интервала b. Таким образом, из того, что y=f(x) и x=A - нечеткое подмножество оси OX, мы получаем значение y в виде нечеткого подмножества B оси OY.

    Пусть U и V - два универсальных множества с базовыми переменными u и v, соответственно. Пусть A и F - нечеткие подмножества множеств U и U x V. Тогда композиционное правило вывода утверждает, что из нечетких множеств A и F следует нечеткое множество B = A * F.

    Пусть A и B - нечеткие высказывания и m(A), m(B) - соответствующие им функции принадлежности. Тогда импликации A -> B будет соответствовать некоторая функция принадлежности m(A -> B). По аналогии с традиционной логикой, можно предположить, что

    Тогда

    Однако, это не единственное обобщение оператора импликации, существуют и другие.

    Реализация

    Для реализации метода прямого нечеткого логического вывода нам понадобится выбрать оператор импликации и T-норму.
    Пуская T-норма будет функция минимума:

    а оператором импликации будет функция Гёделя:


    Входные данные будут содержать знания (нечеткие множества) и правила (импликации), например:
    A = {(x1, 0.0), (x2, 0.2), (x3, 0.7), (x4, 1.0)}.
    B = {(x1, 0.7), (x2, 0.4), (x3, 1.0), (x4, 0.1)}.
    A => B.

    Импликация будет представлена в виде декартовой матрицы, каждый элемент которой рассчитывается с помощью выбранного оператора импликации (в данном примере - функции Гёделя):

    1. def compute_impl (set1, set2):
    2. """
      Computing implication
      """
    3. relation = {}
    4. for i in set1.items():
    5. relation[i] = {}
    6. for j in set2.items():
    7. v1 = set1.value(i)
    8. v2 = set2.value(j)
    9. relation[i][j] = impl(v1, v2)
    10. return relation

    Для данных выше это будет:
    Conclusion:
    A => B.
    x1 x2 x3 x4
    x1 1.0 1.0 1.0 1.0
    x2 1.0 1.0 1.0 0.1
    x3 1.0 0.4 1.0 0.1
    x4 0.7 0.4 1.0 0.1
    1. def conclusion (set, relation):
    2. """
      Conclusion
      """
    3. conl_set =
    4. for i in relation:
    5. l =
    6. for j in relation[i]:
    7. v_set = set .value(i)
    8. v_impl = relation[i][j]
    9. l.append(t_norm(v_set, v_impl))
    10. value = max (l)
    11. conl_set.append((i, value))
    12. return conl_set

    Результат:
    B" = {(x1, 1.0), (x2, 0.7), (x3, 1.0), (x4, 0.7)}.

    Источники

    • Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы: Пер. с польск. И. Д. Рудинского. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 452 с.: ил.
    • Zadeh L. A. Fuzzy Sets, Information and Control, 1965, vol. 8, s. 338-353
    1

    1 «Юргинский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

    Определена актуальность процесса выбора поставщика для машиностроительного предприятия. Дана краткая характеристика этапов оценки и выбора поставщика. Проведен анализ методов и подходов к решению данной задачи. Выявлены взаимосвязи между учетом определенных критериев и эффективностью работы с поставщиком. На основе разработанной авторами нечеткой модели создана компьютерная программа «Информационная система выбора поставщика». Программа позволяет определить значение показателей поставщика для оценки его деятельности, проследить динамику каждого показателя. С учетом совокупности значимых критериев поставщики ранжируются по степени приоритетности, что позволяет лицу, принимающему решение, выбрать наиболее приемлемый вариант. Рассмотрена практическая реализация на примере машиностроительного предприятия.

    информационная система.

    нечеткий логический вывод

    логистика

    цепь поставки

    поставщик

    1. Афонин А.М. Промышленная логистика: учебное пособие / А.М. Афонин, Ю.Н. Царегородцев, А.М. Петрова. – М. : ФОРУМ, 2012. – 304 с. – (Профессиональное образование).

    2. Бауэрсокс Дональд Дж., Клосс Дэвид Дж. Логистика: интегрированная цепь поставок. – М. : Олимп-Бизнес, 2001. – 640 с.

    3. Гаджинский А.М. Логистика: учебник для высших и средних учебных заведений. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : ИВЦ «Маркетинг», 2000. – 375 с.

    4. Еленич А.А. Формирование стратегии повышения конкурентоспособности промышленных предприятий: автореф. дис. … канд. экон. н. // Экономическая библиотека [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://economy-lib.com/ (дата обращения: 05.05.2013).

    5. Еремина Е.А. Нечеткая модель выбора поставщика // Молодой ученый. - 2011. - № 11. - Т. 1. - С. 120-122 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.moluch.ru/archive/34/3890/ (дата обращения: 05.05.2013).

    6. Канке А.А. Логистика: учебное пособие / А.А. Канке, И.П. Кошевая. – М. : КНОРУС, 2011. – 320 с. – (Для бакалавров).

    8. Логистика: учеб. пособие / М.А. Чернышев и [др.]; под общ ред. М.А. Чернышева. – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 459 с. – (Высшее образование).

    9. Модели и методы теории логистики: учебное пособие. - 2-е изд. / под. ред. В.С. Лукинского. – СПб. : Питер, 2008. – 448 с. – (Серия «Учебное пособие»).

    10. Определение потребности в материалах [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://coolreferat.com/. (дата обращения: 05.05.2013).

    11. Сергеев В.И. Менеджмент в бизнес-логистике. – М. : Филинъ, 1997. – 772 с.

    12. СТО ИСМ О.4-01-2012 Интегрированная система менеджмента. Управление закупками.

    13. Транспортная логистика: учебное пособие / под общ. ред. Л.Б. Миротина. – М. : Экзамен, 2002. – 512 с.

    Введение

    Выбор поставщика для предприятия-производителя - процесс, с которого начинается движение материального потока к потребителю. Выбор и работа с поставщиками для торгового предприятия - основа деятельности. Как правило, надежные связи с поставщиками нарабатываются годами. В условиях конкуренции и стремительного развития рынка часто возникает необходимость в быстром и правильном определении поставщика, работа с которым в конечном итоге принесла бы наибольший доход.

    Поставщик материалов в цепях поставок является важным связующим звеном, т.к. от характеристик предлагаемого им товара во многом зависит конечный результат деятельности предприятия-производителя и степень удовлетворенности им конечного потребителя. Поэтому, перед менеджером предприятия-производителя стоит задача выбора такого поставщика, условия взаимодействия с которым в наибольшей степени соответствовали бы требованиям предприятия-производителя в настоящее время и обеспечивали стабильность этих условий в долгосрочной перспективе. Для большей эффективности поставок необходимо длительное взаимодействие между представителями компании-покупателя и компании-поставщика. Признавая это, производители концентрируют свое внимание на ограничении количества поставщиков и оптимизации деятельности небольшого количества основных поставщиков, это позволит снизить издержки, которые несет поставщик, цену, которую платит покупатель, и повысить качество продукции.

    В процессе изучения управления закупками и деятельности отдела материально-технического снабжения (МТС) по выбору и работе с поставщиками, на примере машиностроительного предприятия, выявлена проблема длительного и не всегда эффективного отбора поставщиков, рутинная обработка значительных объемов информации из-за отсутствия соответствующего программного инструментария. Поиск необходимого поставщика и оформление заказа занимает в среднем три месяца, временами и более длительный срок, до 10 месяцев и больше. Документы - анкета поставщика, рейтинг поставщиков и др. представляют собой отдельные на каждого поставщика и продукцию файлы, собранные в папки по годам. На их основе сложно провести анализ, проследить эффективность работы с поставщиком в динамике. Существующие SRM-решения позволяют решать значительную часть задач управления закупками, выбора поставщика. Но, как правило, они имеют высокую стоимость, и создаются в виде модулей ERP-системы, разработанной под конкретную сферу деятельности, поэтому доступной только ограниченному числу организаций. Оценка поставщиков в таких системах проводится по узкому набору критериев. Поэтому, на наш взгляд, существует необходимость в таком программном инструментарии, который позволяет сопровождать процессы управления закупками, частично или полностью с наибольшей эффективностью.

    Авторами рассмотрен вариант создания системы, позволяющей учитывать одновременно ряд важных критериев продукции, предлагаемой поставщиком, а также деятельности предприятия-поставщика. Использование подобной информационной системы для отдела снабжения, а именно для логиста или менеджера по закупкам, позволит сократить время на выбор поставщика, оценить целесообразность взаимодействия с ним в долгосрочной перспективе.

    1. Общие положения о выборе поставщика

    Укрупненно при выборе поставщика можно обозначить следующие основные этапы.

    1. Поиск потенциальных поставщиков. Методы поиска и критерии предварительного отбора избираются в зависимости от внутренних и внешних условий деятельности предприятия. В результате формируется список поставщиков, который постоянно обновляется и дополняется.

    2. Анализ поставщиков. Составленный перечень потенциальных поставщиков анализируется на основании специальных критериев, позволяющих осуществить отбор наиболее соответствующих требованиям. Количество критериев отбора может составлять несколько десятков и может изменяться. В результате анализа поставщиков формируется перечень тех, с которыми проводится работа по заключению договоров.

    3. Оценка результатов работы с поставщиками. Для оценки разрабатывается специальная шкала, позволяющая рассчитывать рейтинг поставщика. Особого подхода заслуживает именно оценка и анализ поставщиков. Как показывает практика, системе установленных критериев может соответствовать несколько поставщиков. Окончательный выбор поставщика производится лицом, принимающим решение в отделе закупок, и, как правило, не может быть полностью формализован .

    2. Методы и модели оценки и анализа поставщика

    Обзор работ по данной теме позволяет выделить два основных подхода к оценке и анализу поставщиков: аналитический - с использованием формул и ряда параметров, характеризующих поставщика); экспертный - основан на экспертных оценках параметров и получаемых на их основе рейтингах поставщиков . В рамках данных подходов применяются такие методы, как субъективный анализ поставщиков, начисление баллов за различные стороны деятельности, метод расстановки приоритетов, метод категории приемлемости (предпочтений), метод оценки затрат, метод доминирующих характеристик и др. . Основой отбора являются среднеотраслевые показатели, показатели любого конкурирующего предприятия, показатели предприятия-лидера, показатели предприятия-эталона, показатели предприятия стратегической группы, ретроспективные показатели оцениваемого предприятия. Учитывая достоинства и недостатки указанных выше методов, для оценки и выбора поставщика предложена модель на основе метода нечеткого логического вывода , которая позволяет учесть и качественные, и количественные показатели; оценить целесообразность работы с поставщиком при наличии информации о его деятельности, конкурентном положении, продукции. В соответствии с данной моделью процесс выбора поставщика включает следующие этапы: определение критериев оценки поставщика экспертом; вычисление значений функций принадлежности; определение уровня удовлетворительности альтернатив; выбор наилучшей альтернативы. С целью упрощения процесса выбора поставщика на основе предложенной модели разработана информационная система.

    3. Информационная система выбора поставщика

    «Информационная система выбора поставщика на основе нечеткого логического вывода» предназначена для сотрудников отдела материально-технического снабжения производственного предприятия, для логистов, менеджеров по закупкам, менеджеров по продажам в качестве инструмента поддержки принятия решения.

    Информационная система выбора поставщика создана в среде разработки приложений Borland C++ Builder v.6 в сочетании с СУБД Access.

    Разработанная информационная система состоит из следующих основных модулей: продукция поставщика (предназначена для оценки критериев, связанных с оценкой продукции поставщика), поставщики (предназначена для оценки деятельности поставщиков), критерии (необходимы для определения значений критериев оценки продукции и деятельности поставщиков).

    Работа в программе начинается с ввода (импорта или дополнения) данных номенклатурно-планового задания, сведений о поставщиках, их продукции. Кроме того, в качестве входной условно-постоянной информацией являются сведения о поставщиках, отображенные в наборе критериев, представленных в таблице 1, назначается экспертами. Входная, выходная информация, функции системы представлены на рис. 1. Главное окно на рис. 2. Главное окно содержит вкладки для работы с данными о поставщиках, их продукции, критериях их оценки, продукционными правилами нечеткого логического вывода и отчетами. Каждая вкладка содержит команды и, в свою очередь, также содержит свои подвкладки. Вкладка «Правила» предназначена для работы с правилами нечеткого логического вывода. Таким образом, реализована возможность задавать отдельные правила для поставщиков и для списков закупаемой продукции. Результатом работы информационной системы является ранжированный список наиболее предпочтительных поставщиков. С помощью специального отчета можно проследить динамику рейтинга поставщика за период. Отчеты «Значения критериев поставщиков», «Рейтинг поставщиков», «Отчет о динамике критерия», «Рейтинг продукции поставщиков» формируются на основании расчетов и условно-постоянной информации (рис. 2, 3).

    Таблица 1 - Интервалы значений критериев оценки

    Критерий

    Значение

    Интервал значений

    невысокая

    приемлемая

    очень высокая

    Гибкость

    политики

    Условия платежа

    невыгодные

    менее приемлемые

    приемлемые

    наиболее приемлемые

    Качество продукции

    удовлетворительное

    Наличие свободных производственных мощностей

    возможно наращивание

    Уровень надежности

    низкий, менее

    удовлетворительный

    приемлемый

    Деловая активность предприятия

    ниже среднего уровня

    выше среднего уровня

    Скорость поставки

    удовлетворительная

    приемлемая

    Рисунок 1 - Информация и функции «Информационной системы выбора поставщика на основе метода нечеткого логического вывода»

    Рисунок 2 - Вкладки «Поставщики» и «Номенклатура продукции»

    Во вкладке «Критерии» определяется перечень критериев, эксперт вносит их значения. Значения критериев вводятся в базу данных с помощью команды «Задать значения критерия». Каждому критерию соответствует лингвистическая переменная, термы которой можно задать с помощью команды «Определить термы критерия» (рис. 3). Окно содержит комманды: «Новый» - для добавления нового терма в лингвистическую переменную, «Редактировать» - для редактирования выбранного терма, «Удалить» - для удаления выбранного терма и «Задать элементы» - для вызова окна «Элементы», в котором можно определить элементы выбранного терма и функции их принадлежности.

    Рисунок 3 - Окно «Термы критерия "Уровень надежности"», отчет «Рейтинг поставщиков»

    Термы лингвистической переменной критерия рассчитываются автоматически после нажатия кнопки «Определить термы критерия». При необходимости можно задавать новые термы и их функции принадлежности. Аналогичным образом заполняются данные о критериях продукции на подвкладке «Критерии продукции». Для формирования термов результирующей лингвистической переменной нужно перейти на подвкладку «Результирующая переменная». Продукционные правила нечеткого логического вывода задаются на вкладке «Правила». Отчет «Рейтинг поставщиков» формируется на основе данных из отчетов: «Рейтинг продукции поставщиков», «Значения критериев поставщиков» и др. (рис. 4).


    Рисунок 4 - Отчеты «Информационной системы выбора поставщиков»

    Информационная система позволяет выбрать наиболее приемлемый вариант взаимодействия предприятия и поставщиков в процессе закупки, ранжировать поставщиков по степени приоритетности. Особенностью системы является то, что в основе ее работы лежит метод нечеткого логического вывода, позволяющий решать слабоформализуемые задачи, что позволяет учитывать не только количественные критерии, но и критерии, выражаемые качественно. Поэтому возможно ее применение в качестве инструмента поддержки принятия решения.

    В целом использование соответствующего инструментария выбора поставщиков обеспечивает предприятию: четкое определение качества поставок применительно к единице продукции в контракте; исключение или сведение к минимуму количества конфликтных ситуаций, связанных с качеством продукции и схемой доставки; информационный обмен относительно качества поставок; оптимизацию затрат на приемку и сокращение затрат потребителя продукции; повышение качества поставок .

    Рецензенты:

    Кориков Анатолий Михайлович, д.т.н., профессор, зав. кафедрой АСУ Томского университета систем управления и радиоэлектроники, г. Томск.

    Сапожков Сергей Борисович, д.т.н., профессор, зав. кафедрой МИГ ЮТИ НИТПУ, г. Юрга.

    Библиографическая ссылка

    Еремина Е.А., Ведерников Д.Н. ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ВЫБОРА ПОСТАВЩИКА НА ОСНОВЕ МЕТОДА НЕЧЕТКОГО ЛОГИЧЕСКОГО ВЫВОДА // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 3.;
    URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=9317 (дата обращения: 04.01.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»