Основное внимание в книге уделено исследованию источников появления, способам формализации и методам использования расплывчатых категорий в конкретных задачах принятия решений, а в качестве основных объектов исследования рассмотрены системы организационного управления. Однако приведенные математические методы пригодны к использованию при создании процедур принятия решений и в других человеко-машинных системах (на- [c.3]
Глава 2 посвящена изучению нейрофизиологических и психолингвистических аспектов принятия решений, при этом особый упор сделан на последние результаты изучения нейрофизиологии и психолингвистики неопределенностей и способов формализации расплывчатых категорий. [c.4]
Глава 4 содержит описание трех различных моделей, осуществляющих оценку и выбор решений при наличии расплывчатых категорий. [c.4]
В гл. 5 приведены конкретные прикладные задачи, связанные с ранжированием областей для определения потоков автотранспорта по вывозу урожая, задачи передислокации промыслового флота и другие, для которых получено решение при наличии расплывчатых категорий в представлении информации, оценке и выборе. [c.4]
Трудности манипулирования расплывчатыми категориями, содержащимися в текстах, представленных на естественном языке, и проявляющимися в процессах оценки и выбора человеком, связаны с особенностями возникновения, необходимостью их формального представления. Это представление осуществляется с помощью введенных Л. Заде понятий расплывчатого множества и функции принадлежности . В отличие от обычной теории множеств, которая оперирует с множествами, элементы которых либо принадлежат к ним, либо не принадлежат. (самолеты, птицы), рассматриваются такие множества, элементы которых обладают разной степенью принадлежности этому множеству (элементы поверхности чернильного пятна, рост игроков баскетбольной команды). Множество всех высоких игроков или чернильное пятно являются в данном случае расплывчатым множеством. О степени принадлежности конкретного элемента к некоторому расплывчатому множеству судят по значению его функции принадлежности , изменяющейся в интервале [0,1]. При этом крайние значения, естественно, характеризуют полную непринадлежность или полную принадлежность данного элемента множеству. [c.18]
Различным аспектам теории расплывчатых множеств в мировой литературе посвящено около 2000 публикаций, однако работы, в которых содержатся конкретные процедуры принятия решений с использованием расплывчатых категорий, весьма малочисленны. Ссылки на них приведены, в соответствующих параграфах гл. 3 и 4. Среди работ общего характера можно отметить монографию [150], содержащую расплывчатую интерпретацию основных разделов современной математики (от теории множеств до теории оптимальных систем), и монографии [137, 172, 135], в которых приведены теоретические и методические особенности этого подхода, а также сборники [133—134], в которых представлены результаты работ в основном по расплывчатым алгоритмам, логике, автоматам, и в меньшей мере — по процедурам принятия решений. [c.18]
В дальнейшем быстро увеличилось число публикаций и расширился их диапазон, например, применительно к разработке методов расплывчатого программирования (этот подход описан в [71]), расплывчатых графов [23], а также решению конкретных задач организационного управления [94, 95], нейрофизиологии [50, 59], управления роботами [1, 72] и др. Выпущены также обзоры [29, 30, 153] и сборники Управление при наличии расплывчатых категорий (Пермь, 1980 Фрунзе, 1981 Пермь, 1982). [c.19]
Необходимость общения человека с машиной на естественном языке в диалоге определяет необходимость исследований способов введения в ЭВМ текста, содержащего качественные параметры и предписания. Оба этих аспекта требуют использования и формализации расплывчатых понятий и предписаний на основании мнений экспертов с учетом индивидуальных особенностей их мышления на. опыте. Однако глубокое исследование действия сложной человеко-машинной системы без учета присущих человеческому мышлению расплывчатых категорий, по-видимому,, невозможно, поскольку в подобных системах существует несколько источников расплывчатости. [c.19]
Можно видеть, что расплывчатые категории присущи той части сложной человеко-машинной системы, которая определяется человеческим фактором по А. Н. Леонтьеву [54], и проявляются в неопределенностях, связанных с осуществлением человеком процедур оценки и выбора, а также в неопределенностях текста, которым представляются ситуационные данные, критерии и ограничения. [c.20]
Среди методических проблем, возникающих при изучении и использовании формализованных расплывчатых категорий в задачах управления и принятия решений, в описании которых имеются неопределенности, важное место занимает сравнительный анализ возможностей методов теории расплывчатых множеств и теории вероятностей [53]. Сравнительный анализ обоих подходов целесообразно проводить путем исследования особенностей обоих подходов, определенных рядом признаков. К таким признакам могут быть отнесены феноменология (понятийная основа) способ списания исходных данных количество объектов человеческий фактор способы формирования операций аксиомы круг прикладных задач. [c.22]
Расплывчатые категории используются не только в представлении знаний, но и в понимании текста ЭВМ. Так, в системе, моделирующей процессы понимания естественного языка, на основании анализа входных данных, делаются выводы, которые оцениваются с помощью нечетких оценок истинно , ложно , сомнительно [46]. В одних действующих системах понимания естественного языка сделан акцент на решение чисто лингвистических проблем (соотношение языковых и внеязыковых сведений при переходе от текста к его смыслу, функционирование предложений в составе целевых текстов и т. п.) [169], а в других используется специальный qp-язык (язык формального интерфейса), в который преобразуются фразы входного естественного языка для их понимания ЭВМ [33]. Процессы формирования и оценки умозаключения, а также формирования предписаний ЭВМ связаны с применением логических [c.44]
Другой подход основан на представлении данных в виде текста. В этом подходе используется свойство неопределенности символа (элементов языка, отображающих объекты, субъекты, явления). Подобные неопределенности могут в соответствии с [43] быть представленными в виде расплывчатых категорий. Система подобных категорий для языка пока не исследована. Значительный практический интерес представляет анализ использования тех или иных качественных категорий (например, значений лингвистических переменных) в текстах, описывающих конкретные ситуации в межличностных коммуникативных процессах. Примерами таких процессов являются взаимоотношения ЛПР со смежниками (заказчиками, поставщиками и т. д.). Сущность подобного подхода состоит в исследовании соотношения объектов и предикатов. Особенности коммуникативной процедуры, с помощью которой может быть определено состояние эмоционального напряжения каждого из объектов F , с которыми ЛПР находится во взаимоотношении Г/, приведены в 5.3. Проблемы анализа состояния эмоционального напряжения на основе психолингвистических исследований речи рассмотрены в [66]. [c.46]
Одна из методик использования психолингвистических характеристик ЛПР при создании диалоговых систем разрабатывается на основе работы с экспертами при формализации расплывчатых категорий (см. 2.3), а также при анализе результатов деловых игр. ч 47 [c.47]
ФОРМИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ РАСПЛЫВЧАТЫХ КАТЕГОРИЙ [c.48]
Имплицитным является такое внутреннее представление, которое не фиксируется в явном виде и не доводится -до сведения окружающих (качественная оценка произведений искусства). Эксплицитным является такое представление, которое формируется в явном виде и может быть использовано окружающими (например, оценка по пяти-бальной системе). Это относится в первую очередь- к качественным (расплывчатым) категориям. [c.49]
Использование особенностей восприятия и переработки информации (звуковой, зрительной или их комбинаций) целесообразно учитывать, в частности, при разработке конкретных процедур работы с экспертами (например, человеком-оператором для создания комфортных условий работы), а также при создании процедур формализации некоторых классов расплывчатых категорий. Так [138], на основе анализа антропологических исследований семантики базовых цветовых термов (в языке Ду-гум Дани), а также нейрофизиологических исследований цветного зрения (в частности, характеристик изменения интенсивности каждого цвета в зависимости от длины волны) показано, что расплывчатые категории позволяют осуществить формальное представление непрерывных 4 51 [c.51]
Расплывчатые категории могут принадлежать к трем уровням [114]. Расплывчатые категории I уровня —это описательные, содержательные или функциональные признаки образа предмета или человека, при этом размерность образа определена только формализацией субъективных оценок. Система образов употребляется, здесь и далее для краткости, хотя возникновение и функционирование этой системы невозможно вне предметной деятельности субъекта. [c.52]
Уровню I принадлежат следующие классы расплывчатых категорий. [c.52]
Квалификаторы с — расплывчатые категории, характеризующие признак предмета или человека и делящиеся 52 . - [c.52]
Модификаторы — Ъ расплывчатые категории, уточняющие значения квалификатора. К модификаторам относятся [c.53]
Квантификаторы w — расплывчатые категории, описывающие. количество предметов или повторяемость дейст- [c.53]
Создание процедур—оценки данных и выбора решений при наличии расплывчатых категорий связано с использованием мнения эксперта или группы экспертов. Экспертные процедуры позволяют установить изоморфизм или гомоморфизм между совокупностью реальных объектов (определяемых конкретными свойствами) с определенными отношениями между ними и некоей формальной системой. Работа с экспертами осуществляется последовательным применением этапов планирования,-реализации, анализа. [c.55]
Процедура экспертной оценки расплывчатых категорий [c.57]
Определение носителя расплывчатой категории. [c.57]
В основе этой процедуры лежит совокупность следующих основных факторов особенностей задачи, класса расплывчатой категории, способа представления, способа формирования шкал, способа опроса. Особенности конкретной прикладной задачи проявляются при обосновании применения к ней методов теории расплывчатых множеств (неопределенности имеют нечеткий характер), характеризуются классом потребности, инициирующей эту задачу, подбором шкал, а также определением носителя соответствующей расплывчатой категории. Носителем расплывчатой категории могут быть печатный и звуковой текст, цветовое изображение, числа натурального ряда и т. д. Использование того или иного носителя связано с функционированием определенного полушария коры головного мозга и адекватными механизмами сознания. Принадлежность конкретной расплывчатой категории к определенному классу" осуществляется в соответствии с приведенной системой классификации. [c.58]
В конкретных задачах рассматриваются следующие способы представления расплывчатых категорий [c.58]
Полученные подобным образом значения расплывчатых категорий могут использоваться при формализации качественных понятий в документах, представляющих как ситуационную информацию, так и формализованные предписания, критерии и ограничения. [c.66]
Круг вопросов, связанных с подбором способов представления, адекватных конкретным расплывчатым категориям, нуждается в дальнейшей проработке. Реализация приведенной обобщенной процедуры формального представления расплывчатых категорий может осуществляться тремя путями [c.66]
Последний путь используется Ё широком диапазоне коммуникативных задач, возникающих. в организационных системах, в которых ЛПР находится в сложной системе взаимоотношений с независимыми объектами FJ, обладающими собственными критериями и ограничениями. Рассмотренные узловые вопросы получения формализованных расплывчатых категорий могут быть, па-видимому, положены в основу создания общей методологии их формализации. [c.67]
Формализация расплывчатых категорий, входящих в тексты, с помощью которых выражаются элементы набора ситуационных данных, критерии, ограничения и взаимоотношения объектов в системе, осуществляется в соответствии с концепцией лингвистических переменных и на основании общей методики, приведенной в гл. 2. [c.75]
Шапиро Д.И. Принятие решений в системах организационного управления использование расплывчатых категорий. М, Энергоатомиздат, 1983г. [c.50]
Однако существуют конкретные задачи, решение которых связано, по-видимому, только с использованием расплывчатых категорий. К подобным задачам относятся такие, которые связаны с качественной оценкой собственной деятельности в соответствии с уровнем притязаний ( Я получил плохую отметку ,—говорит отличник, получивший четверку . Я прекрасно написал контрольную , — говорит об аналогичной отметке хронический двоечник ). В таких задачах используются формализмы теории нечетких множеств. Это — квалификативные расплывчатые задачи. [c.26]
Нейропсихология и расплывчатые категории. Применение расплывчатых категорий в человеко-машинных системах, определяемых, как отмечено, человеческим фактором, связано с необходимостью их формального представления. При этом требуется использовать особенности таких различных групп людей, как эксперты, участники диалога человек — ЭВМ (заказчик, пользователь, разработчик), человек-оператор. В частности, возникает необходимость экспшшцирования цельного восприятия объекта в конкретный момент времени и его оценки. В соответствии с современными, представлениями о психологии мышления существуют два типа мышления абстрактно-логическое (вербальное) и пространственно-образное (невербальное). Язык вносит в представление об объективной реальности логическую упорядоченность, хотя эта реальность не может быть целиком описана в рамках вербального мышления в задачах, связанных с оценкой информации и выбором решения в конкретный момент времени, логико-вербальное мышление отражает сложность постигаемой реальности, однако оно не исчерпывает всех свойств этой реальности, поскольку.в ней присутствуют объекты, определяемые лишь -невербальными характеристиками. Подобные качественно-образные (или даже вовсе не вербализуемые) характеристики практически используются несмотря на то, что они плохо (или даже вовсе) не осознаются. Примером здесь могут служить данные хотя бы так называемого физиогномического эксперимента (см. [7]), в котором испытуемые, используя неосознанные критерии, определяют характерологические [c.48]
В этой связи при создании процедур формализации расплывчатых категорий (с использованием мнений экс- -перта) может быть полезен подход, основанный на изучении проблемы бессознательного. Как было неоднократно показано в работах советских психологов Л. С. Выготского, С. Л. Рубинштейна, Д. Н. Узнадзе, А. Н. Леонтьева, Ф. В. Бассина, неосознаваемая (бессознательная) психическая деятельность — это активность мозга, при которой решения выносятся на основе информации, субъектом не осознаваемой. В связи с этим сознание может характеризоваться двумя уровнями. На первом из них образы формализуемы, - коммуницируемы, регистрируемы. На втором же уровне образы плохо осознаются и с трудом поддаются коммуникации. На первом уровне используются четкие и формализуемые образы, которые могут быть выражены в количественной форме или в виде двузначных оценок. На втором же уровне четкие образы, как правило, используемы быть не могут. Роль неосознаваемого в психической деятельности особенно отчетливо проявляется, по-видимому, именно на этом последнем уровне. Контекстуальная организация информации на этом уровне такова, что число связей между образами оказывается практически неисчерпаемым, и некоторые из этих связей могут с точки зрения формальной логики взаимоисклю-чать друг друга [83]. [c.49]
Исследование возможности формализации расплывчатых категорий требует очевидно, учета особенностей деятельности обоих полушарий мозга. Однако для создания процедуры такой формализации особый интерес представляют данные изучения правополушарных функций, математическое представление которых в настоящее время реализовано очень слабо. [c.51]
Исследование асимметрии функций мозга показывает, что правополушарные функции связаны с изучением расплывчатых категорий, участвующих, по-видимому, в таких операциях, как оценка пространственных образов, формирование отношения к объектам и т. д. Это делает изучение расплывчатых категорий одним из средств более глубокого познания принципов работы мозга. Кроме того, результаты подобных исследований могли бы оказать существенную помощь в создании методики получения от эксперта (ЛПР) характеристик таких типов качественных категорий, которые связаны с оценкой пространственных образов (по. шкалам рост , расстояние и др.), формированием предпочтений (например, объект А лучше объекта В), оттенков цвета и т. д. [c.51]
Анализ некоторых положений психолингвистики и нейрофизиологии (в особенности таких мало разработанных направлений исследования, как функционирование полушарий головного мозга и проблемы бессознательного) показывает всю сложность стоящей перед нами проблемы изучения процессов формирования расплывчатых категорий. Проводимые в этих направлениях исследования позволят, очевидно, со временем внести ясность в процесс эксплицирования расплывчатых категорий. Существуют, кроме того, и другие аспекты исследований, к которым можно отнести использование расплывчатых категорий разных классов (связанных со звуковым или цветовым представлением, прагматическими оценками, выбором решений) для углубленного изучения функций полушарий мозга. [c.52]
Уровню II принадлежат расплывчатые операции FO, которые соотносят признак описываемой расплывчатой категории с предметом (человеком) или другим признаком (включая действие). Они могут быть дескрипторами и прескрипторами. К дескрипторам относятся расплывчатая оценка и расплывчатая классификация Расплывчатая оценка F — атрибуция признака или признаков конкретному предмету (человеку) (например, расстояние по шкале , далеко—близко , душно , ухудшилась видимость ). Расплывчатая классификацияF L — соотнесение признаков, мыслимых как потенциально принадлежащих любому предмету (например, оттенков цвета) или человеку. [c.54]
К праскрипторам относятся расплывчатые предписания, которые соотносят действие с заданными признаками ( пройти несколько шагов ). Расплывчатые алгоритмы — последовательности операций, которые обязательно включают хотя бы один прескриптор и хотя бы одну расплывчатую категорию. Если х велико, проверить у, и если у мало, то передвинуть рукоятку а на несколько делений, если у велико, то оставить рукоятку а в прежнем положении). [c.54]
Уровню III принадлежат расплывчатые отноше ния — процедура соотнесения дескриптора или дескрипторов с прескриптором или алгоритмом, причем хотя бы один из них является расплывчатой категорией. Реализация расплывчатого отношения может быть осуществлена, например, с помощью поверхности принадлежности. [c.54]
Нечеткие точки удобно представлять в параметрической форме в виде треугольника [174] или трапеции [69]. Эти способы представления расплывчатых категорий пригодны также для получения упомянутых выше относительных мер расплывчатости. В случае формального представления лингвистических переменных элементами треугольного вида эксперт, описывая лингвистическое значение признака на подходящем универсуме, отмечает три точки q-jqjq+j, из которых q и q+ — уже или еще не принадлежащие описываемому лингвистическому значению, a qj — точка универсума, определенно принадлежащая данному терму. [c.59]
Таким образом, на этапе Представление осуществля ется формализованная постановка задачи, в которой расплывчатые категории заданы своими функциями принадлежности. [c.75]