Выявление в морфологических множествах наиболее оригинальных вариантов
Прогресс в социально-экономической и технологической сферах определяется внедрением новых эффективных систем. Задача по выявлению и обоснованию новых вариантов систем достаточно трудоемка, так как требует сопоставления систем по большому числу классификационных признаков. Вариант системы, принадлежащей некоторому множеству вариантов, наиболее оригинален, если он в наименьшей степени включен по составу признаков во все оставшиеся варианты из рассматриваемого множества. Формализация процедуры выявления в морфологическом множестве новых, наиболее оригинальных вариантов систем основана на использовании мер включения и сходства.
Поиск наиболее оригинального варианта в морфологическом множестве осуществляется но следующему алгоритму.
Этап 1. На основе морфологической таблицы генерируются все варианты, образующие морфологическое множество.
Этап 2. Для всего морфологического множества вариантов строится матрица включения или матрица сходства.
Этап 3. Вычисляется правый собственный вектор W матрицы, построенной на предыдущем этапе.
Этап 4. Отыскивается подмножество минимальных значений в векторе W, которому соответствуют наиболее оригинальные варианты. т.е. ищутся минимумы целевой функции:
Число искомых элементов вектора п задается исследователем.
Важнейшим требованием по реализации данного алгоритма выступает требование рациональной организации данных и процесса их обработки с учетом вычислительных ресурсов современных ПК. В соответствии с...
Этот подход к расчету меры включения решает проблему размещения необходимой информации о решениях в памяти ПК. Однако существенным его недостатком является значительное число (NtrNtr) выполняемых...
Множество сумм , а также может быть разбито, в свою очередь, на большее множество сумм, соответствующих операции не над целостными Si и Sj, а над составляющими его альтернативами. Выражение отража...
В соответствии с логикой комбинаторного синтеза целостных технических решений множество S = {Sl} включает все альтернативы i-й строки морфологической таблицы, причем все множество альтернатив из с...
Число признаков, которые включает описание альтернативы Аij, является уникальной ее характеристикой. Это число можно определить из соотношения, которое соответствует знаменателю формулы (5.15): гд...
Отличительной особенностью морфологических методов древовидного, лабиринтного и блочно-лабиринтного синтеза рациональных вариантов систем является то, что в них оценка степени соответствия синтези...
Этап 1. Формулируется цель исследования и строится морфологическая таблица для рассматриваемой предметной области (рис. 5.13). Обобщенные функциональные подсистемы, определяющие строки морфологиче...
Данный метод базируется на древовидном методе и относится к классу методов с корректировкой. Идея метода заключается в том, что в процессе поиска рационального решения на морфологической таблице н...
Если хотя бы один из этих вариантов удовлетворяет исходной цели проектирования, то процедура синтеза заканчивается, в противном случае работа продолжается на этапе 4....
Этап 4 предполагает возврат на этап 2 и извлечение зарезервированного варианта, которым является вариант, состоящий из комбинации альтернатив (А11А22А31). Этот резервный вариант комбинируется с ал...
Этот метод предполагает конструирование систем на отдельных блоках морфологической таблицы, что позволяет свести решение задачи морфологического синтеза к задаче меньшей размерности. Процесс синте...
Этап 5. С помощью метода лабиринтного синтеза осуществляется поиск рациональных вариантов на дополнительных морфологических таблицах. Процедура выявления слабых элементов может быть распространена...
Одна из закономерностей развития больших систем, прослеживающаяся особенно ярко в последнее время, — это повышение их сложности и увеличение числа выполняемых ими функций. В зависимости от целей с...
Затем строится иерархическая система критериев качества для выбора наиболее предпочтительного сочетания функций в проектируемой системе. Один из вариантов иерархии для выбора предпочтительной функ...
В процессе эвристического поиска новых эффективных систем часто прибегают к следующему правилу проектирования: Для эффективной реализации целей синтеза создается один объект, выполняющий несколько...
На основании матрицы (см. табл. 5.22) формируются альтернативные структуры морфологических таблиц для синтеза вариантов систем. В морфологических таблицах число и состав функций соответствуют сост...
При решении ряда задач синтеза систем комбинаторно-морфологическим методом возникает потребность в определении эффективности полученных решений по различным сочетаниям критериев качества. Это особ...
Процедура 6. Осуществляется сравнение синтезированных вариантов систем между собой или с заданным конкурирующим объектом. При этом каждая анализируемая пара объектов сравнивается по всем сгенериро...
Решающее правило 2. Для всех единичных критериев, а также сочетаний любых двух, трех, четырех и т. д. вплоть до всего рассматриваемого в задаче множества критериев качества необходимо определить о...
Пусть задана морфологическая таблица (табл. 5.23), содержащая в качестве наименований строк три обобщенные функциональные подсистемы. Каждая подсистема имеет по три альтернативы Аij для реализации...
Критерий комбинационной новизны численно характеризует для представленного в морфологической таблице класса систем новые сочетания функциональных подсистем. Этот критерий определяется по формуле г...
Для всех альтернатив i-й строки формально отражаются комбинационные связи с альтернативами, содержащимися во всех остальных строках морфологической таблицы: В приведенной матрице плюсами обозначен...
Комбинаторно-морфологический метод синтеза может быть эффективно применен для решения задач функционально-стоимостного анализа и прогнозирования систем. При этом предполагается, что исследуемая си...
Каждая альтернатива Аij морфологической таблицы имеет оценку ее выгод (достигаемой эффективности) и оценку требуемых для реализации издержек, которые выражены в денежных единицах, т.е. каждой Аij...
Каждая альтернатива Аij морфологической таблицы имеет только экспертную оценку выгод и издержек. Т.е. Аij {vijB, vijИ}, верхние индексы характеризуют соответственно выгоды (В) и издержки (И). Поис...
Каждая альтернатива Аij морфологической матрицы имеет экспертную оценку для оценки выгод (неопределенность по выгодам) от ее реализации и оценку издержек в денежных единицах, т. е.Аij { vijB, Иij...
Каждая альтернатива Аij морфологической матрицы имеет оценку выгод в денежном выражении и экспертную оценку издержек (неопределенность по издержкам), т.е. Аij {вij, vijИ }. Поиск рациональных реше...
Каждая альтернатива Аij морфологической матрицы имеет оценку выгод в денежном выражении и экспертную оценку издержек (неопределенность по издержкам), т.е. Аij {вij, vijИ }. Поиск рациональных реше...
Комбинаторно-морфологического метода для проведения функционально-стоимостного анализа систем. Пусть имеется морфологическая таблица, описывающая множество систем (табл. 5.26). Каждая система соде...
Поиск решений на морфологической матрице методом сканирования позволяет выявить два решения, обеспечивающих максимальную выгоду в размере 215 млн руб.: (А11А25А32) и (А11А25A33). Однако отношение...
Для проведения функционально-стоимостного анализа систем в ситуациях, когда отсутствуют количественные данные в денежном выражении по выгодам и издержкам (случай 2), осуществляется предварительная...
Поиск решений, удовлетворяющих заданной целевой функции max VВ/VИ, может проводиться по одному из алгоритмов, приведенных в этой главе. На рис. 5.17 показаны абсолютные значения критериев: выгод (...
Задача распределения ресурсов на основе метода морфологического синтеза имеет следующую постановку. Пусть имеется морфологическая таблица, описывающая множество вариантов исследуемой системы. При...
Задается имеющийся в наличии ресурс РИ, который необходимо оптимально распределить (по условию задачи ресурса может хватить только на одну комбинацию альтернатив, реализующих все или часть подсист...
Шаг 4. Определяется искомая комбинация альтернатив с учетом задаваемой целевой функции и ограничений: Ограничения, накладываемые на целевые функции: Конец алгоритма. Рассмотрим пример распределени...
Таблица 5.28 Морфологическая таблица распределения ресурсов между альтернативами в системе продвижения товара на рынок Синтезируемая система реализуется тремя обобщенными функциональными подсистем...
Сгенерированные на морфологической таблице все тернарные комбинации (12 вариантов) альтернатив и рассчитанные для них значения требуемого ресурса (РT), эффективности (Э) и отношения Э/РT приведены...
Рассмотрим задачу распределения ресурса между альтернативами рассматриваемой морфологической таблицы систем продвижения товара на рынок для случая, когда имеющегося в наличии ресурса не хватает на...
Пусть по условиям задачи требуется найти решения, имеющие максимальное значение удельной эффективности на единицу затрат и при этом удовлетворяющие ряду альтернативных условий: найти max Э/РT при...
Дайте характеристику основным классификационным признакам, характеризующим задачи комбинаторно-морфологического анализа и синтеза систем. Сформулируйте постановку задачи комбинаторно-морфологическ...
Под эвристическим синтезом понимается способ решения какой-либо поставленной задачи, включающий совокупность приемов мыслительной деятельности, а также операций по сбору, анализу, обработке и хран...
Наиболее значимым признаком классификации методов эвристического синтеза является наличие или отсутствие алгоритма, организующего мыслительный процесс. По этому признаку можно выделить две группы...
К методам ненаправленного синтеза решений относятся следующие приемы творчества: аналогия, инверсия, эмпатия, идеализация. Метод аналогии предусматривает использование подобного (аналогичного) изв...
Наиболее эффективны для синтеза новых решений методы направленного синтеза, основанные на научно обоснованных алгоритмах творческого процесса. На одних этапах алгоритмов поле поиска расширяется, н...
Для синтеза новых рациональных решений в области экономики или управления целесообразно использовать фонды эвристических приемов. Под эвристическим приемом понимается правило, предписывающее спосо...
Мозговой штурм — наиболее известный и широко применяемый метод генерирования новых идей путем творческого сотрудничества группы специалистов. Являясь в некотором смысле единым мозгом, группа пытае...
Письменный мозговой штурм применяется, когда нет возможности собрать специалистов в одном месте. В этом случае формируется творческое задание в форме довольно подробного вопросника, который отража...
Методы ассоциаций и аналогий предполагают активизацию в первую очередь ассоциативного мышления человека. К этим методам относятся метод фокальных объектов и метод гирлянд случайных ассоциаций. Мет...
Алгоритм 2. Входная информация в этом алгоритме совпадает с входной информацией алгоритма 1. Выполняются следующие процедуры: 1. Случайный выбор из списка А объекта а. 2. Выбор из списка В всех пр...
Матрица С связей А и В для рассматриваемого примера имеет следующий вид: Выполняемые процедуры: 1. Случайный выбор из списка А объекта: a2 — фонарь. 2. Выбор из списка В всех признаков объекта а2....
5. Выбор из списка А всех объектов, обладающих признаком b. = {а1, a2, a3, a4}. 6. Случайный выбор из списка объекта: a3 — радиоприемник. После первой итерации гирлянда случайных ассоциаций имеет...
10. Выбор из списка А всех объектов с признаком b8: = {a2, a3, a4}. 11. Случайный выбор из списка объекта: a4 — часы. После второй итерации гирлянда случайных ассоциаций имеет следующий вид: а2 —...
Синектика — комплексный метод стимулирования творческой деятельности, использующий приемы и принципы как мозгового штурма, так и метода аналогий и ассоциаций. Само слово синектика — неологизм, озн...
Метод контрольных вопросов применяется для психологической активизации творческого процесса. Цель метода состоит в том, чтобы с помощью наводящих вопросов подвести к решению задачи. Метод может пр...
Метод матриц открытия получил широкое распространение во Франции. Как и в морфологическом методе синтеза, здесь преследуется цель систематически исследовать все мыслимые варианты, вытекающие из за...
Алгоритм решения изобретательских задач — эвристический метод, ориентированный на идеальный ответ, максимальное использование имеющихся ресурсов, получение решения задачи путем выявления и разреше...
Выбор задачи. 1.1. Определить конечную цель решения задачи: • Какую характеристику системы необходимо изменить? • Какие характеристики объекта заведомо нельзя менять при решении задачи? • Какие ра...
Построение модели задачи. 2.1. Записать условия задачи, не используя специальные термины. 2.2. Выделить и записать конфликтную пару элементов системы. Записать два взаимодействия элементов конфлик...
Анализ модели задачи. 3.1. Выбрать из элементов, входящих в модель задачи, тот, который можно легко изменять, заменять и т.д. 3.2. Записать стандартную формулировку идеального конечного результата...
Развитие полученного ответа. 6.1. Определить, как должна быть изменена надсистема, в которую входит измененная система. 6.2. Проверить, может ли измененная система применяться по-новому. 6.3. Испо...
В настоящее время из эвристических методов наиболее подготовленными к автоматизации являются метод генерирования случайных ассоциаций и алгоритм решения изобретательских задач (см. разд. 6.4). Про...
Подсистема Прогноз позволяет формировать идеи по прогнозированию развития экономико-управленческих систем. Подсистема Пульсар предназначена для более качественного решения задач по анализу и синте...
Блок постдиалога обеспечивает привязку идеи решения к задаче пользователя, а блок убеждения формирует файл разбора задач-аналогов. В тех случаях, когда при получении идеи требуется решение дополни...
В процессе работы экспертной системы используются следующие зависимости: Симптом с максимальной ценой в наибольшей мере изменяет априорные вероятности гипотез при подтверждении или отрицании этого...
Для определения априорной вероятности гипотезы при остальных ответах пользователя используется кусочно-линейная аппроксимация. После вычисления вероятности P(Hj Ri), где Ri, — ответ пользователя н...
Правило 2. Наиболее вероятный результат. Считается, что гипотеза Нr наиболее вероятна, если при любых дальнейших ответах пользователя апостериорные вероятности остальных гипотез не могут превысить...
Сформулируйте основные классификационные признаки эвристических методов синтеза систем. В чем заключаются основные принципы поиска новых рациональных систем методом, основанным на фонде эвристичес...
Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. —М.: Московский рабочий, 1973. — 296 с. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. — М.: Сов. радио, 1979. — 184 с. Буш Г.Я. Методологические основы научног...
Повышение качества и производительности труда — вечная проблема. При этом особенно сложно повысить эффективность творческого труда, к которому относятся процедуры принятия, планирования и синтеза...
Методы принятия, планирования и синтеза решений основываются на применении знаний (в частности, системы предпочтений) лица или коллектива лиц, ответственных за принимаемое синтезируемое решение. О...
Под диалогом обычно подразумевается процесс непосредственного и достаточно быстрого обмена сообщениями между двумя субъектами, при котором существует постоянная смена ролей информатора и реципиент...
Рассмотрим более подробно эти качества. Наличие цели взаимодействия у обоих партнеров. Диалог между двумя людьми предполагает существование у участников цели, ради достижения которой осуществляетс...
Существующие интеллектуальные системы в большей степени ориентированы на реализацию методов принятия и синтеза решений, методов оптимизации, эвристических алгоритмов, чем на реализацию функций сис...
Все указанные системы могут быть использованы для накопления как объективной статистической, так и экспертной информации. При этом накопление объективной информации осуществляется, как правило, на...
Системы принятия и синтеза решений, реализующие диалоговый принцип взаимодействия, оформляются в виде пакетов прикладных программ, под которыми подразумевается совокупность программ, совместимых м...
В процессе разработки диалоговых систем следует учитывать множество требований, которые условно можно подразделить на требования, определяющие принципы проектирования систем, и требования к эксплу...
К этим требованиям можно отнести следующие. 1. Правила адаптации субъекта к диалоговым системам предназначены для разработки систем, действующих на естественном языке, что является целью большинст...
Выбор решений в реальных ситуациях часто базируется на конфиденциальной информации, доступ к которой возможен лишь при получении санкций на использование либо на корректировку ранее накопленной ин...
Структура системы принятия, планирования и синтеза рациональных решений в области экономики и управления приведена на рис. 7.1. Система включает три функциональные подсистемы: принятия решений, ан...
Она включает в себя компонент математических методов ранжирования альтернатив и распределения ресурсов с учетом многокритериальности, базу данных критериев качества, базу знаний иерархий критериев...
База данных критериев качества содержит информацию о различных социально-экономических, технологических, экологических, антропогенных и других критериях, которые классифицированы по различным экон...
Она включает в себя компонент формирования процессов планирования в прямом и обратном направлениях; базу данных наименований сил, акторов, целей акторов, критериев качества, политик, сценариев; ба...
Она содержит компонент формирования морфологических таблиц; компонент математических методов комбинаторно-морфологического синтеза, распределения ресурсов и подсистем; базу данных критериев качест...
Дайте обоснование необходимости автоматизации процессов принятия, планирования и синтеза экономических решений. По каким основным признакам классифицируются компьютерные системы принятия и синтеза...
Довгяло А. М. Диалог пользователя с ПК: Основы проектирования и реализации. — Киев: Наукова думка, 1981. — 232 с. Сакман Г. Решение задач в системе человек — ПК. — М.: Мир, 1973.—351 с. Мишенин А....
Преобразование структуры. 1.1. Исключить наиболее напряженный элемент. 1.2. Исключить элемент при сохранении объектом всех прежних функций. 1.3. Убрать лишние структурные элементы, даже если будет...
3. Преобразования во времени. 3.1. Перенести выполнение действия на другое время. Выполнить требуемое действие до начала работы или после ее окончания. 3.2. Перейти от непрерывного действия (проце...
6. Использование профилактических мер. 6.1. Предусмотреть прикрытие и защиту легко повреждающихся элементов. 6.2. Ввести предохранительные устройства или блокировку. 6.3. Выполнить систему модульн...
CubiCalk -содержание статей
Этот нечеткий, нечеткий, нечеткий мир - Андрей Масалович
Надпись на черной глянцевой коробке была лаконична и исполнена внутреннего достоинства : "Третья волна интеллектуального программирования". Подвиньтесь, экспертные системы и нейронные сети. Отряхните ноги от пены отлива, программисты и пользователи. Приготовься, мир - идет цунами ! В серьезности момента не позволяла усомниться желтая наклейка экспортной лицензии США - разрешение на ввоз маленькой коробочки в Россию принимали те же большие дяди, что ведают экспортом крылатых ракет и установок Patriot. В руках автора статьи находился пакет CubiCalc - первый ввезенный в Россию программный пакет, основанный на методах т.н. "нечеткой логики" (fuzzy logic).
Нечеткая логика в бизнесе и финансах - Андрей Масалович
...Поезд на Сендай тронулся настолько плавно, что никто не успел заметить момента начала движения. Лишь с неправдоподобным ускорением рванулся назад индустриальный пейзаж за окном. И только один из пассажиров знал секрет колдовской мягкости хода и экономичности этой необычной <электрички>. Это был Лотфи Заде (Lotfi Zadeh), профессор из университета Беркли, чьи работы в конце 60-х годов дали начало новой науке - fuzzy logic или нечеткой логике. Действительно, движением пригородных поездов до японского города Сендай, начиная с 1987 года управляет система, основанная на нечеткой логике (кстати, некоторые характеристики этой системы и сегодня - спустя почти десятилетие - остаются недостижимыми для железнодорожников многих стран).
Решение задач с применением нечеткой логики. - Михаил Болдырев
Вы, наверное, уже обратили внимание, что при решении большинства задач, с которыми сталкиваетесь повседневно, возникает необходимость приближенного задания условий и, соответственно, получаются столь же приближенные ответы. В самых разных сферах деятельности: управление инвестиционными портфелями, планирование финансовой деятельности предприятия, оптимизация товарооборота, оптимизация финансовых потоков, оптимизация информационных потоков, оценка эффективности рекламной компании, оценка влияния политических и социальных событий на поведение рынка, а также многих, многих прочих задачах требуются такие инструменты, которые могут подобные вычисления проводить, причем достаточно быстро и с приемлемой точностью.
Fuzzy logic. Использование нечеткой логики в электронных изделиях - Андрей Масалович
В настоящий момент в мире наблюдается настоящий "бум" в разработке компьютерных изделий, базирующихся на нечеткой логике. Использующая многозначные вероятностные отношения меры, принадлежности и т.д. взамен традиционного математического аппарата бинарной логики, нечеткая логика позволяет решать широкий класс задач, не поддающихся формализации.
Нечеткие когнитивные схемы - новый инструмент для моделирования экономических, политических, социальных ситуаций - Андрей Масалович
Менеджеры финансовой корпорации Yamaichi Securities приникли к терминалам. На экранах разворачивалась безмолвная драма крупномасштабной финансовой войны. Впервые в истории рынка ценных бумаг электронный "трейдер" вел долгосрочную игру на Токийской бирже, самостоятельно распоряжаясь беспрецедентно крупной суммой. Разумеется, это был всего лишь тестовый прогон - на вход программы последовательно подавались данные за два последних года. Однако волнение нарастало - шаг за шагом программа приближалась ко дню печально известного "черного понедельника", когда биржевой индекс Nikkei Stock Average внезапно рухнул, поставив на грань банкротства десятки участников рынка. Вот до момента катастрофы остается месяц, полмесяца, неделя... И вдруг, выдав красный сигнал тревоги, программа начала поспешно "сбрасывать" пакеты акций, опустошая портфель и закрывая игровые позиции. К немалому изумлению комиссии (и безмерной радости разработчиков) система пережила "черный понедельник" практически без потерь. Так в начале 1990-го года прошел "боевое крещение" первый представитель нового поколения интеллектуальных банковских систем. Систем, в основу которых положен красивый и мощный научный аппарат, известный под необычным названием "нечеткие когнитивные схемы" (Fuzzy Cognitive Maps - FCM).