Modelowanie ekspertowych systemów logistycznych opartych na relacyjnych mapach kognitywnych

Transkrypt

1 JASTRIEBOW Aleksander 2 PIOTROWSKA Kaarzyna 3 Modelowane eksperowych sysemów logsycznych oparych na relacynych mapach kognywnych Eksperowy sysem logsyczny relacyna mapa kognywna welokrokowy algorym uczena charakerysyk sysemowe Sreszczene Praca pośwęcona es modelowanu eksperowych sysemów logsycznych oparych na relacynych mapach kognywnych. Opsano zasadę dzałana relacyne mapy kognywne oraz e zasosowane w sysemach eksperowych. Opracowano model logsycznego sysemu eksperowego oparego na mape kognywne wspomagaącego planowane konrolę funkconowana przedsęborswa logsycznego. Przedsawono wybrane wynk dzałana sysemu. MODELING OF LOGISTICS EPERT SYSTEMS BASED ON RELATIONAL COGNITIVE MAPS Absrac Ths work s devoed o modelng of logscs exper sysems based on relaonal cognve maps. Prncple of workng of relaonal cognve map and s applcaon n exper sysems was descrbed. The model of logscs exper sysem based on cognve map supporng plannng and conrol of he logscs company funconng was developed. Seleced resuls of sysem workng were presened.. WSTĘP Praca pośwęcona es zasosowanu relacynych map kognywnych w modelowanu eksperowych sysemów logsycznych. Mapa kognywna o unwersalne narzędze wykorzysuące wedzę oraz dośwadczene do analzy rozwązywana złoŝonych problemów. Sysemy eksperowe opare na mapach kognywnych znaduą zasosowane w numeryczne predykc szeregów czasowych [2] w sysemach monorowana decyzynego [3] a akŝe w złoŝonych sysemach konrol procesów [8]. Mapa kognywna o równeŝ efekywne narzędze do modelowana sysemów wspomagana podemowana decyz m.n. w dzedzne bezpeczeńswa sec [] w ransporce drogowym [9] oraz w rozwązywanu społeczno ekonomcznych problemów [6]. W pracy opracowano model eksperowego sysemu logsycznego oparego na osre mape kognywne. Rozdzał 2 zawera ops oraz zasadę dzałana eksperowego sysemu oparego na mapach kognywnych. W rozdzale 3 opsano logsyczne sysemy eksperowe oraz przedsawono wybrane wynk dzałana sysemu oparego na mape kognywne. 2. EKSPERTOWE SYSTEMY OPARTE NA RELACYJNYCH MAPACH KOGNITYWNYCH Bazowym elemenem analzowanego sysemu eksperowego es relacyna mapa kognywna kórą przedsawono ponŝe. Dale podobne srukury eksperowe będą nazywane kognywnym sysemam eksperowym KSE. 2. Relacyna mapa kognywna Relacyna mapa kognywna o wydane narzędze obrazuące czynnk sone dla badanego zawska oraz relace mędzy nm. Podsawę budowy mapy kognywne sanow graf skerowany posac [59]: R gdze: [ n ] T warośc czynnków mapy; R{r } macerz relac pomędzy czynnkam; r lczba z przedzału [-]; n; n lczba czynnków. Dymanka mapy kognywne moŝe być wybrana w posac nelnowe: Polechnka Radomska Wydzał Nauczycelsk; 26-6 Radom; ul. Malczewskego 29. Tel: E-mal: aleksander.asrebow@pr.radom.pl 2 Polechnka Śwęokrzyska Wydzał Elekroechnk Auomayk Informayk; Kelce; al. Tysącleca Pańswa Polskego 7. Tel: E-mal: a.asrebow@u.kelce.pl 3 Polechnka Śwęokrzyska Wydzał Elekroechnk Auomayk Informayk; Kelce; al. Tysącleca Pańswa Polskego 7. Tel: E-mal: k.porowska@u.kelce.pl 87

2 872 n r F 2 gdze: T; dyskreny czas; F sgmodalna funkca sablzacyna. Mapy kognywne ako sysemy nelgenne posadaą zdolność uczena macerzy relac. W pracy zasosowano welokrokowy algorym uczena nadzorowanego kóry modyfkue elemeny macerzy relac w kerunku nawększego spadku funkc błędu opsane zaleŝnoścą [34]: n Z J gdze: warość -ego czynnka; Z zadana warość -ego czynnka. Uczene macerzy relac odbywa sę według nasępuące zaleŝnośc: y Z y Z r r η β η β 4 gdze: β η β η współczynnk uczena mapy; - Z Z - y y - warośc zadane w szczególnośc mogą być zerowe. Współczynnk uczena muszą spełnać nasępuące warunk: λ η 5 λ η 6 > β β 7 gdze: λ λ sałe doberane dośwadczalne. Funkca czułośc y opsana es równanem: ' n r F y y 8 gdze: F'x pochodna sgmodalne funkc sablzacyne. Kryerum sopu dla welokrokowego algorymu uczena nadzorowanego opsue zaleŝność: e J 9 gdze: e zadany pozom oleranc błędu. 2.2 Kognywny sysem eksperowy Sysem eksperowy składa sę z rzech podsawowych bloków: bazy wedzy maszyny wnoskuące oraz nerfesu z uŝykownkem. Schema blokowy sysemu eksperowego przedsawa rys. [7].

3 Rys.. Schema blokowy sysemu eksperowego Mapa kognywna odgrywa w syseme eksperowym rolę zarówno bazy wedzy ak maszyny wnoskuące przy czym bazę wedzy reprezenue zbór czynnków mapy wraz z macerzą relac a wnoskowane zwązane es z dzałanem mapy. Proces worzena bazy wedzy opary es na określenu czynnków sonych dla badanego zawska na podsawe wedzy ekspercke określenu przyczynowo-skukowych powązań mędzy czynnkam macerz relac oraz wyborze czynnków wyścowych decyduących dla sysemu. Baza wedzy moŝe być edyowana w czase dzałana sysemu przez ekspera lub w procese uczena macerzy relac. Wnoskowane odbywa sę na podsawe analzy dynamk mapy kognywne wzualzac problemu oraz oceny charakerysyk sysemowych. Charakerysyk sysemowe umoŝlwaą analzę srukury mapy kognywne oraz nerakc poszczególnych czynnków. W pracy analzowano konsonans wpływu -ego czynnka na sysem C konsonans wpływu sysemu na -y czynnk C dysonans wpływu -ego czynnka na sysem D dysonans wpływu sysemu na -y czynnk D wpływ -ego czynnka na sysem P oraz wpływ sysemu na -y czynnk P []. Efekywność zasosowana kognywnych sysemów eksperowych wynka z [2]: moŝlwośc rozwązywana złoŝonych problemów moŝlwośc dobre wzualzac analzowanego zawska negralnośc z meodam oceny rezulaów analzy braku konecznośc wsępne specyfkac czynnków powązań mędzy nm. 3. LOGISTYCZNY KSE Nneszy rozdzał zawera ops eksperowych sysemów logsycznych oraz mplemenacę logsycznego kognywnego sysemu eksperowego. 3. Eksperowe sysemy logsyczne Logsyka odpowada za planowane realzacę konrolę przesrzenno-czasowych ransformac produków oraz zapewnene by odborca orzymał od dosawcy odpowedn produk we właścwym czase. Zadanem sysemów logsycznych es za organzaca koordynaca przepływu produków maerałów oraz odpowadaących m nformacom. Do zarządzana sraegcznego procesam logsycznym ne wysarcza uŝ prakyczna wedza wyczuce człoweka. Coraz częśce w logsyce sosue sę sysemy eksperowe kóre na podsawe bazy wedzy wprowadzone przez eksperów oraz maszyny wnoskuące wspomagaą konrolę podemowane decyz w przedsęborswach. Do podsawowych zadań eksperowych sysemów logsycznych naleŝą [3]: przyspeszene procesów logsycznych mnmalzaca koszów zwększene akośc dosaw zwększene zdolnośc produkcyne ukszałowane odpowednego pozomu renownośc przedsęborswa koordynaca dzałana przedsęborswa. PonŜe pokazano przykład eksperowego sysemu logsycznego oparego na relacyne mape kognywne. 3.2 Implemenaca eksperowego sysemu logsycznego oparego na mape kognywne Zamplemenowano logsyczny KSE przy pomocy aplkac ISEMK [8]. Bazę wedzy wprowadzono w posac mapy kognywne o nasępuących czynnkach: Czas realzac 2 Jakość dosaw 3 Kadra 4 Kosz 5 Modernzaca 873

4 6 Popy 7 Produkca 8 Reklamace 9 Renowność Skueczność Zaporzebowane 2 Zdolność produkcyna. Rys.2. przedsawa schema zamplemenowane mapy kognywne. Rys.2. Schema zamplemenowane mapy Rys.3. przedsawa wprowadzoną do sysemu ISEMK macerz relac. Rys.3. Zancalzowana macerz relac Jako czynnk wyścowe kórych przebeg przeanalzowano w kolenym eape symulac wybrano: Modernzacę Jakość dosawy oraz Kadrę. Rys.4. przedsawa zmany czasowe warośc poszczególnych czynnków wyścowych. 874

5 Rys.4. Zmany czasowe warośc czynnków: Modernzaca Kadra Jakość dosaw Wzros warośc czynnka Modernzaca ne wpłynął znacząco na pozosałe czynnk wyścowe spadek warośc czynnka Modernzaca w newelkm sopnu spowodował wzros warośc czynnka Kadra oraz spadek warośc czynnka Jakość dosaw. W kolenym kroku symulac ako czynnk wyścowe wybrano: Modernzacę Popy oraz Produkcę. Rys.5. przedsawa zmany czasowe warośc poszczególnych czynnków wyścowych. Rys.5. Zmany czasowe warośc czynnków: Modernzaca Popy Produkca Wzros warośc czynnka Popy spowodował wzros warośc czynnka Modernzaca ego spadek zaskukował spadkem warośc Modernzac. Zmany czynnków Modernzaca Popy ne wpłynęły na Produkcę. Rys.6. przedsawa charakerysyk sysemowe dla zancalzowane mapy kognywne. 875

6 Rys.6. Charakerysyk sysemowe zancalzowane mapy Z orzymanych charakerysyk wynka Ŝe sysem ne wpływa na czynnk: Reklamace oraz Popy naomas czynnk Jakość dosawy ne ma wpływu na zamplemenowany sysem. Nabardze wzmacna sysem Modernzaca 78 nabardze osłaba Kosz -3. W kolenym eape symulac douczono macerz relac welokrokowym algorymem nadzorowanym dla współczynnków uczena: β η β η e. W wynku uczena baza wedzy zosała zmodyfkowana. Rys.7. przedsawa nauczoną macerz relac. Rys.7. Nauczona macerz relac Rys.8. przedsawa zmany czasowe warośc czynnków wyścowych: Jakośc dosaw Kadry Modernzac. 876

7 Rys.8. Zmany czasowe warośc czynnków: Modernzaca Kadra Jakość dosaw Wzros warośc czynnka Modernzaca zaskukował spadkem warośc Kadry oraz wzrosem warośc Jakośc dosaw. Spadek warośc Modernzac spowodował wzros warośc czynnka Kadra oraz spadek warośc czynnka Jakość dosaw. W kolenym kroku symulac ako czynnk wyścowe wybrano: Modernzacę Popy oraz Produkcę. Rys.9. przedsawa zmany czasowe warośc Modernzac Popyu Produkc. Rys.9. Zmany czasowe warośc czynnków: Modernzaca Popy Produkca Wzros warośc czynnka Popy spowodował wzros warośc czynnka Modernzaca ego spadek zaskukował spadkem warośc Modernzac. Zmany czynnków Modernzaca Popy w newelkm sopnu wpłynęły równeŝ na Produkcę. Rys.. przedsawa charakerysyk sysemowe dla zancalzowane mapy kognywne. 877

8 Rys.. Charakerysyk sysemowe nauczone mapy Z orzymanych charakerysyk wynka Ŝe sysem ne wpływa na Popy. Nabardze wzmacna sysem Modernzaca 84 nabardze osłaba Kosz WNIOSKI Praca pośwęcona es zasosowanu kognywnych sysemów eksperowych w logsyce. Opracowano model eksperowego sysemu logsycznego oparego na relacyne mape kognywne. Przedsawono wybrane wynk dzałana logsycznego kognywnego sysemu eksperowego. Dokonano pewne analzy sysemowe na podsawe orzymanych rezulaów symulac z uwzględnenem uczena modelu eksperowego. 5. BIBLIOGRAFIA [] Borsow W. W. Krugłow W. W. Fedułow A. C.: Rozmye modele sec Moskwa Wydawncwo Telekom 24. w ęzyku rosyskm [2] Henge S. Chunyan M. Roel W. Cahoor F.: Implemenaon of Fuzzy Cognve Maps based on Fuzzy Neural Neworks and Applcaon n Numercal predcon of Tme Seres IEEE Trans. Fuzzy Sysems vol. 8 pp [3] Jasrebow A. Gad S. Słoń G.: Mapy kognywne w monorowanu decyzynym sysemów Warszawa Suda maerały Polskego Sowarzyszena Zarządzana Wedzą nr 47 sr [4] Jasrebow A. Grzywaczewsk M. Gad S.: Analyss of ceran class of dscree muldmensonal sysem of exremal conrol SAMS vol. 24 pp [5] Jasrebow A. Słoń G.: Opmzaon of models of fuzzy relaonal cognve maps Radom In: Jasrebow A. Raczyńska M. eds. Compuers n scenfc and educaonal acvy Insue for Susanable Technologes Naonal Research Insue pp [6] Kandasamy W. B. V. Smarandache F. Ilanhenral K.: Elemenary Fuzzy Marx and Fuzzy Models For Socal Scenss Los Angeles Auomaon 27. [7] Mulawka J. J.: Sysemy eksperowe Warszawa WNT 996. [8] Papageorgou E. I. Sylos C. D. Groumpos P. P.: Acve Hebban learnng algorhm o ran fuzzy cognve maps Inernaonal Journal of Approxmae Reasonng 37 pp [9] Porowska K.: Zasosowane map kognywnych w nelgennych sysemach wspomagana podemowana decyz Logsyka 6/2 sr [] Slov V. B.: Przyęce rozwązań sraegcznych w rozmyym ooczenu Moskwa INPRORES 995. w ęzyku rosyskm [] Sra A. Brdges S. M. Vaughn R. B.: Fuzzy Cognve Maps for decson suppor n an nellgen nruson deecon sysem In: IFSA World Congress and 2 h NAFIPS Inernaonal Conference vol. 4 pp [2] Słoń G. Jasrebow A.: Opmzaon and Adapaon of Dynamc Models of Fuzzy Relaonal Cognve Maps Hedelberg In: Kuznesov S. O. e al. eds. RSFDGrC 2 Lecure Noes In Arfcal Inellgence 6743 pp Sprnger-Verlag 2. [3] Słowńsk B.: Wprowadzene do logsyk Koszaln Wydawncwo Uczelnane Polechnk Koszalńske