- VŨ THỊ UYÊN BÀI TOÁN RA QUYẾT ĐỊNH VỚI CÁC ĐÁNH GIÁ BẰNG NGÔN NGỮ Chuyên ngành : Công Nghệ Thông Tin LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Công nghệ thông tin NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. - Lê Văn Hưng Hà Nội – Năm 2015 2 Lời cam đoan Luận văn Thạc sĩ “Bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ” chuyên ngành Công nghệ thông tin là công trình của cá nhân tôi. - Các nội dung nghiên cứu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và rõ ràng. - Kết quả dự kiến. - 13 Chương 1: Bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ. - Tập mờ, các phép toán trên tập mờ và biến ngôn ngữ. - Tập mờ. - Phép toán trên tập mờ. - Biến ngôn ngữ và gia tử. - Các bước giải quyết bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ 23 3.1. - Lựa chọn tập giá trị ngôn ngữ và ngữ nghĩa của nó. - Lựa chọn phép toán kết nhập thông tin ngôn ngữ. - Lựa chọn phương án tốt nhất. - 28 Chương 2: Biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4. - Biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4. - Biểu diễn bộ 4 của hạng từ và thang điểm ngôn ngữ bộ 4. - Kết nhập các giá trị ngôn ngữ bộ 4. - 45 Chương 3: Áp dụng phương pháp biểu diễn ngôn ngữ bộ 4 vào bài toán ra quyết định. - Lựa chọn thang đánh giá ngôn ngữ biểu diễn bằng bộ 4. - Lựa chọn thang đánh giá ngôn ngữ. - Xây dựng biểu diễn bộ 4 của thang đánh giá ngôn ngữ. - Lựa chọn phép toán kết nhập. - Kết nhập đánh giá của các chuyên gia. - 52 Chương 4: Cài đặt phần mềm trợ giúp ra quyết định lựa chọn nhà cung cấp. - Bài toán. - Yêu cầu của bài toán. - Mô hình phân chia chức năng. - Biểu đồ lớp. - Biểu đồ tuần tự. - Module quản lý nhà cung cấp. - Kết quả. - 86 Chương 5: Phân tích đánh giá kết quả thử nghiệm phần mềm. - Đánh giá kết quả khởi tạo thang điểm theo mô hình bộ 4. - Đánh giá kết quả lựa chọn nhà cung cấp. - Đánh giá kết quả. - Kết quả thu được. - 20 Hình 5: Bao trong của tập mờ. - 20 Hình 6: Phép hợp tập mờ dạng 1. - 21 Hình 7: Phép giao tập mờ dạng 1. - 22 Hình 8: Phần bù của tập mờ trung bình. - 77 Hình 23: Biểu đồ tuần tự chức năng hỗ trợ lựa chọn nhà cung cấp. - 84 Hình 30: Biểu đồ lớp module quản lý nhà cung cấp. - 85 Hình 31: Biểu đồ tuần tự lựa chọn nhà cung cấp. - 88 Hình 34: Giao diện lựa chọn nhà cung cấp. - 23 Bảng 3: Bảng giá trị SQM của các hạng tử. - 90 Bảng 5: Bảng giá trị SQM của các hạng tử tính bằng hệ thống. - Trong nhiều trường hợp, do bản chất tự nhiên của thông tin cung cấp là không thể lượng hóa được nên chỉ có thể phát biểu dưới dạng ngôn ngữ. - Ví dụ, khi đánh giá sự “tiện nghi” hoặc “thiết kế" của một chiếc xe hơi, chúng ta thường phải dùng các từ ngôn ngữ như “tốt", “trung bình" hoặc “kém". - Trong nhiều trường hợp khác, thông tin định lượng chính xác không được sử dụng do không có sẵn hoặc do chi phí tính toán với chúng là rất lớn và, vì vậy, một giá trị xấp xỉ phát biểu dưới dạng ngôn ngữ là có thể chấp nhận được. - Chẳng hạn, trong điều khiển mờ, khi đánh giá tốc độ quay của một động cơ điện, người ta có thể dùng các từ “rất lớn", “lớn", “trung bình" và “nhỏ” thay cho các giá trị số cụ thể. - Mặt khác, con người thường mô tả sự vật và hiện tượng, phân tích, lập luận và ra quyết định dựa trên ngôn ngữ hơn là dựa trên các con số và thường dùng các gia tử (từ nhấn) như “rất”, “khá. - để diễn đạt các mức độ nhấn mạnh khác nhau.Ví dụ như, khi chúng ra cần chọn lựa một chiếc xe máy, thông tin về chất lượng chiếc xe có thể được đưa ra với các đánh giá: khá tốt, tốt, rất tốt, bình thường. - Do đó, trong các bài toán ra quyết định nhiều khi chúng ta phải xử lý những thông tin đánh giá không phải bằng số mà là những giá trị ngôn ngữ và kết quả đánh giá cuối cùng cũng bằng ngôn ngữ. - Dựa trên kết quả đánh giá bằng ngôn ngữ, chúng ta có thể xác định được phương án tốt nhất do có một thứ tự tự nhiên giữa các giá trị ngôn ngữ. - Ví dụ như, nếu có ba phương án với các đánh giá cuối cùng là “rất tốt”, “tốt” và “khá tốt”, thì rõ ràng rằng phương án với đánh giá “rất tốt” sẽ được chọn. - 11 Có nhiều phương pháp được áp dụng trong các bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ. - Thuật ngữ Computing with words (CWW) [1] được đưa ra bởi Zadeh như là một phương pháp luận cho việc suy diễn và tính toán với thông tin có nguồn gốc từ con người, được phát biểu bằng ngôn ngữ tự nhiên.Trong thập kỷ qua đã có nhiều công trình đề ra các cách tiếp cận CWW để giải quyết các bài toán ra quyết định với thông tin ngôn ngữ.Thông thường, CWW chủ yếu liên quan tới vấn đề làm thế nào để biểu diễn và kết nhập thông tin ngôn ngữ trong quá trình ra quyết định. - Hầu hết các phương pháp đầu tiênđã sử dụng tập mờ như là một công cụ để biểu diễn các giá trị ngôn ngữ và các mô hình CWW tương ứng dựa trên nguyên lý mở rộng (extension principle) của Zadeh [2,3]. - Do các phép toán không đóng trên một tập các tập mờ, kết quả tính toán thường không giống chính xác một tập mờ định nghĩa trước nào cả, vì vậy, một phương pháp xấp xỉ ngôn ngữ được áp dụng để có được đánh giá cuối cùng. - Việc xấp xỉ ngôn ngữ như vậy có thể dẫn đến việc mất thông tin và thiếu chính xác trong các kết quả cuối cùng.Hơn nữa, việc biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng tập mờ làm cho việc tính toán phức tạp hơn và có thể làm cho thứ tự tự nhiên giữa các giá trị ngôn ngữ trở nên không rõ ràng. - Điều này đã thúc đẩy Herrera và Martínez đề xuất mô hình biểu diễn ngôn ngữ bằng bộ 2 (2-tuple)[4] như là một công cụ cho CWWnhằm khắc phục những hạn chế của các phương pháp dựa trên tập mờ. - Về cơ bản, mô hình này ánh xạ một tập giá trị ngôn ngữ vào một thang số thích hợp.Sau đó,việc tính toán kết nhập thông tin ngôn ngữ được thực hiện trên thang số này và các phép toán kết nhập số học có thể được áp dụng một cách trực tiếp. - Cuối cùng, các kết quả tính toán được chuyển đổi trở lại thành các bộ 2.Tuy nhiên, trong mô hình này, không có một sự liên kết rõ ràng về ngữ nghĩa giữa các giá trị ngôn ngữ và thang số tương ứng. - Đại số gia tử (ĐSGT) cung cấp một cách tiếp cận đại số tới miền giá trị ngôn ngữ (term-domain).Dựa trên cấu trúc toán học của ĐSGT, mô hình biểu diễn các giá trị 12 trong một miền giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 (4-tuple) [5] được đưa ra trong thời gian gần đây.Ngữ nghĩa định lượng (quatitative semantics) của các giá trị ngôn ngữ được biểu diễn bằng các bộ 4 trong mô hình này đã phản ánhđược ngữ nghĩa định tính (qualitative semantics) của chúng.Việc tính toán các bộ 4 được thực hiện dựa trên các tham số độ đo tính mờ của biến ngôn ngữ đang được xem xét. - Các phép toán kết nhập số (numeric aggregator) có thể được áp dụng một cách dễ dàng và đóng trên các bộ 4, do đó, không dẫn đến việc mất mát thông tin. - Hơn nữa, với mô hình biểu diễn này,các chuyên gia có thể cung cấp các đánh giá bằng giá trị ngôn ngữ cũng như bằng giá trị số.Vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng mô hình biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 để giải quyết bài toán ra quyết định là cần thiết và mang ý nghĩa thực tiễn. - Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu ứng dụng mô hình biểu diễn các giá trị trong một miền giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 cho bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ. - Phân tích các đặc điểm của bài toán ra quyết định bằng ngôn ngữ để từ đó đề ra giải pháp hợp lý trong việc giải quyết bài toán. - Tìm hiểu về mô hình biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 dựa trên ĐSGT. - Ứng dụng mô hình biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 cho bài toán ra quyết định lựa chọn nhà cung cấp trong thương mại quốc tế với các đánh giá bằng ngôn ngữ. - Phân tích và đánh giá kết quả cài đặtphần mềm. - Bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ Mô hình biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 dựa trên ĐSGT 4. - Phương pháp nghiên cứu của luận văn bao gồm: nghiên cứu lý thuyết về bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ và mô hình biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4. - nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng mô hình biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 vào bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ. - phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm. - Kết quả dự kiến Phương thức ứng dụng mô hình biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 để giải quyết bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ. - Phần mềm trợ giúp ra quyết định lựa chọn nhà cung cấp trong thương mại quốc tế. - Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Mô hình biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 có nhiều ưu điểm.Vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng mô hình này trong bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ là có ý nghĩa thực tiễn. - Bố cục của luận văn Nội dung chính của luận văn được chia thành 6 chương sau: Chương 1: Bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ 14 Chương này trình bày các khái niệm về tập mờ, các phép toán trên tập mờ và biến ngôn ngữ. - bài toán ra quyết định với các thông tin đánh giá bằng ngôn ngữ, các bước giải nó, các cách tiếp cận để giải quyết bài toán và ưu nhược điểm của chúng. - Chương 2: Biểu diễn các giá trị ngôn ngữ bằng bộ 4 Chương này trình bày phương pháp biểu diễn ngữ nghĩa ngôn ngữ bằng bộ 4 dựa trên đại số gia tử. - Chương 3: Áp dụng mô hình biểu diễn bộ 4 vào bài toán ra quyết định Chương này nêu ra phương thức áp dụng phương pháp biểu diễn đánh giá ngôn ngữ bằng bộ 4 cho bài toán ra quyết định. - Cài đặt phần mềm trợ giúp ra quyết định lựa chọn nhà cung cấp Chương này trình bày việc phân tích, thiết kế và xây dựng phần mềm trợ giúp ra quyết định lựa chọn nhà cung cấp. - Chương 5.Phân tích đánh giá kết quả thử nghiệm phần mềm. - Chương này trình bày việc phân tích, đánh giá kết quả thử nghiệm phần mềm lựa chọn nhà cung cấp. - Chương này tổng kết các kết quả đã đạt được của luận văn cùng với hướng phát triển trong tương lai. - Khái niệm tập mờ, các phép toán trên tập mờ và biến ngôn ngữ Các bước giải quyết bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ Chương 1: Bài toán ra quyết định với các đánh giá bằng ngôn ngữ 1. - Đặt vấn đề Bài toán ra quyết định là một bài toán đã được nghiên cứu từ lâu do tính chất phổ biến của nó trong nhiều lĩnh vực đời sống. - Đây là bàitoán khó do nó luôn đượcđặt trong bối cảnh phức tạp với thông tinkhông chính xác, không chắc chắn hay thông tin ngôn ngữ mờ. - Việc lấy quyết định như vậy thường dựa vàoý kiến của cácchuyên gia.Có thể hình thức hóa bài toán như sau: có m chuyên gia đánh giá n đối tượng theok các tiêu chí (các tiêu chí có thể có trọng số). - Đánh giá của chuyên gia Ji theo tiêu chí Cp cho đối tượng Oq được ký hiệu là xip,q. - Bài toán ra quyết định như vậy được gọi là bài toán ra quyết định đa tiêu chí (multi-criteria decision making - MCDM). - Yêu cầu đặt ra là cần có một phương pháp kết nhập (aggregation) các xip,q theo qhiệu quả để cho ra một kết quả có giá trị đánh giá, sắp xếp các đối tượng Oqtheo một thứ tự hợp lý, thuận tiện cho việc lựa chọn.Với các đánh giá bằng số, các phép kết nhập số như trung bình cộng, trung bình theo trọng số, lớn nhất hoặc nhỏ nhất đều có thể áp dụng được. - Tuy nhiên, đối với các bài toán ra quyết định với các đánh giá mờ bằng ngôn ngữ thì việc kết nhập sẽ phức tạp hơn nhiều.Vấnđề raquyếtđịnh mờ đã và đang thuhútsự quan tâm mạnh mẽ củacộngđồngnghiêncứu và, vì vậy,cónhiềucách tiếpcận khácnhau. - Trước khi đi vào tìm hiểu bài toán ra quyết định với các thông tin mờ ngôn ngữ, ta sẽ tìm hiểu về tập mờ, các phép toán trên tập mờ và biến ngôn ngữ. - Tập mờ, các phép toán trên tập mờ và biến ngôn ngữ 2.1. - Tính mờ Trong tư duy và ngôn ngữ của con người, ta thường sử dụng các khái niệm không rõ ràng hoặc không chắc chắn gọi là các khái niệm mờ (fuzzy) hơn là ở dạng nhị phân như đen/trắng, không/một, haycó/không. - Tập mờ Một tập mờ (fuzzy set) A trên một tập vũ trụ X được xác định bằng hàm thuộc (membership function) ]1,0[: XA, với giá trị )(xAlà độ thuộc của phần tử x vào tập mờ A. - Nếu tập vũ trụ X là rời rạc và hữu hạn},...,,{21 nxxxX thì tập mờ A trên X được biểu diễn bằng nnAAAxxxxxxA . - Nếu tập vũ trụ X là liên tục, thì tập mờ A trên X được biểu diễn bằng XAxxA
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt