МЕТОДЫ КОМБИНАТОРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И СИНТЕЗА

РАЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ

Методы комбинаторно-морфологического анализа и синтеза предназначены для поиска новых решений на основе разделения рассматриваемой системы на подсистемы и элементы, формирования подмножеств альтернативных вариантов реализации каждой подсистемы, комбинирования различных вариантов решения системы из альтернативных вариантов реализации подсистем, выбора наилучших вариантов решения системы.

Под морфологией здесь понимается структурная форма системы, организованная в соответствии с ее функциями.

Термин морфологический анализ очень стар и прослеживается от Раймонда Луллия (1235 — 1315 гг.). Луллием была выдвинута идея, названная "Великое искусство", в соответствии с которой путем систематической комбинации относительно небольшого числа принципов возникает возможность разрешить все проблемы философии и метафизики. Однако у Луллия не было вычислительной машины, чтобы использовать все комбинации принципов.

Изучив "Великое искусство" Луллия, Декарт увидел в этом опасность механизации мышления. Он писал: "В молодости из философских наук я немного изучал логику..., но, изучив ее, я заметил, что в логике ее силлогизмы... скорее помогают объяснить другим то, что нам известно, или даже, как в искусстве Луллия, бестолково рассуждать о том, чего не знаешь, вместо того, чтобы изучать это."

Напротив, Лейбниц был верным приверженцем "Искусства" Луллия и говорил о нем с гордостью в своей "Диссертации о комбинаторике", в которой дал обобщение комбинаторному методу.

Повод для отрицательной оценки метода Луллия дали его последователи в XVII и XVIII вв. Так, Свифт в "Путешествии Гулливера" в юмористической манере описывает механическое приспособление, которое случайным образом комбинировало буквы и таким образом "позволило самым невежественным людям писать книги без всякой помощи таланта или науки". Таким образом, "Искусство" Луллия мало-помалу было предано забвению, несмотря на всю его потенциальную ценность. В то же время критика Свифта помогла определить, чем является морфологический анализ. Морфологический анализ никогда не будет чудодейственным средством или развитием идей. Фактически морфологический анализ есть метод развития творческих способностей, или, точнее, систематическое вспомогательное средство для творчества. Он совершенно не исключает творческого труда человека, а стимулирует его и расширяет его возможности, распространяя на большее . число идей, чем это было бы возможно при более классическом подходе.

Метод морфологического исследования реализуется в два качественно различных этапа [1]. Первый этап предполагает получение описания всех систем, принадлежащих к исследуемому классу, т. е. классифицирование множества систем. Этот этап решения задачи называется морфологическим анализом. На втором этапе проводятся оценка описаний различных систем исследуемого класса и выбор тех из них, которые в том или ином приближении соответствуют условиям задачи. Этот этап решения называется морфологическим синтезом, так как в итоге получается целостное описание всей исследуемой системы из частей описания подсистем и отношений между ними.

Подходы и методы синтеза вариантов систем в метризованном морфологическом пространстве развиты в работе [2]. В ней также сформулированы и обсуждены аксиомы метрики в морфологическом пространстве, установлена единственность метрики, удовлетворяющая этим аксиомам.

Ниже будут рассмотрены морфологические методы исследования новых рациональных систем, развитые для реализации на ЭВМ.

Классификация задач анализа и синтеза систем

Задачи морфологического синтеза отличаются большим разнообразием и классифицируются по различным признакам, характеризующим количество и качество доступной информации. В общем случае задачи морфологического синтеза можно представить следующим набором информации:

<Т, А, К, X, F, G, L, М, N,С, Р, Y, Q, D>

Здесь приняты следующие обозначения :

Т— постановка задачи (t₁ — синтезировать и выбрать наилучший вариант системы; t₂ — упорядочить весь набор синтезированных вариантов; t₃ — синтезировать и выбрать вариант, наиболее близкий по свойствам к заданному техническому заданию или прототипу; t₄ — синтезировать и упорядочить весь набор вариантов по степени сходства к заданному объекту);

А — множество допустимых альтернатив для реализации функций (обобщенных функциональных подсистем), a₁ — альтернатива реализует одну функцию из рассматриваемой морфологической таблицы, a₂ — альтернатива реализует более одной функции);

K — множество критериев оценки альтернатив и выбора варианта системы (k₁ — множество содержит один критерий (скалярный критерий); k₂ — множество содержит несколько критериев (векторный критерий)) ;

X— множество методов измерения предпочтений альтернатив (x₁ — использование номинальной — классификационной шкалы; x₂ — использование ранговой шкалы; x₃ — использование количественной шкалы; x₄ — экспертная оценка с помощью комментариев; x₅ — экспериментальная оценка; x₆ — оценка на основе продукционных правил);

F — отображение множества допустимых альтернатив, реализующих функции, в множество критериальных оценок (отображение А в К может иметь детерминированный вид (f₁); вероятностный (f₂); неопределенный (f₃);

G — система предпочтений решающего элемента (g₁ — формирование предпочтений одним лицом; g₂ — формирование предпочтений коллективом);

L — способы исследования системы (l₁ — исследование целостной системы ; l₂ — исследование системы по частям);

М — методы оценки вариантов (m₁, — оценка варианта в целом после его синтеза из частей; т₂ — оценка отдельных подсистем, альтернатив и их сочетаний до начала процедуры синтеза);

N — процедуры выбора вариантов (n₁ — последовательный перебор всех вариантов по принципу лексикографического упорядочения; n₂ — последовательный перебор; п₃ — случайное зондирование морфологического множества; n₄ — детерминированное зондирование);

С — вид целевой функции (c₁ – аддитивная; с₂ — мультипликативная; c₃ — целевая функция на основе мер сходства и различия);

Р — число рассматриваемых уровней системы (p₁ — один; p₂ — более одного);

Y — уровень формализации постановки и решения задачи (у₁ — неформализованный эвристический подход; у₂ — формально-эвристический подход; у₃ — полностью формализованный подход);

Q — Уровень компьютеризации процедур (q₁ — отсутствует информационно-программная поддержка процедур метода; q₂ — часть или все процедуры реализованы в виде диалоговой компьютерной системы; q₃ — метод реализован в виде интеллектуальной системы);

D — решающее правило, отражающее систему предпочтений.

Любой элемент данного набора может служить классификационным признаком для задач комбинаторно-морфологического синтеза.

В последующих разделах рассмотрены различные процедуры обработки информации в созданной автоматизированной системе морфологического синтеза.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 900; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 31 32 33 34 353637 38 39 40 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!