Analyse und Bewertung der Software FuzzyTech 5.51a

  Fachhochschule Fulda  

  LVA: Wissensbasierte Systeme  

  Inhaltsverzeichnis  

1.  Einführung  4

1.1  Produkt und Herstellerdaten  

1.2  Verwendungszweck der Software  

2.  Leistungsumfang der Software  5

2.1  Fuzzy Logic Systeme  

2.1.1  Fuzzy Assistent  

2.1.2  Systemdefinition  

2.1.2.1  Systemstruktur  

2.1.2.2  Objekte bearbeiten  

2.1.2.3  Linguistische Variablen  

2.1.2.4  Zugehörigkeitsfunktionen  

2.1.2.5  Regelblöcke  

2.1.2.6  Fuzzy Regeln  

2.1.3  Optimieren und Debuggen  

2.1.3.1  Offline Debugging  

2.1.3.2  Online Debugging  

2.1.3.3  Analysatoren  

2.1.3.4  Online Optimierung  

2.2  Dokumentations und Revisionskontrollsystem  

3.  Bedienung  9

3.1  Installation  

3.2  Datei Menü  

3.3  Bearbeiten Menü  

3.4  Ansicht Menü  

3.5  Debug Menü  

3.6  Analysator  

3.7  Extras  

3.7.1  Kompilieren nach  

3.7.2  Neuro  

3.7.3  Cluster  

3.8  Fenster Menü  

3.9  Hilfe Menü  

3.10  Projekteditor  

3.11  Strukturbaum  

4.  Einschränkungen der Demo Version  14

5.  Beispielanwendung  14

5.1  Systembeschreibung  

5.2  System erstellen  

5.3  System bearbeiten  

5.4  System debuggen und analysieren  

5.4.1  Debuggen  

5.4.2  Analysieren  

5.4.2.1  Das 2D Kennfeld  

5.4.2.2  Das 3D Kennfeld  

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5.4.2.3 Oszilloskop

6.1 Installation

6.2 Benutzeroberfläche

6.3 Zuverlässigkeit der Software

6.4 Schnittstellen

6.5 Interaktivität

6.6 Resultate

6.7 Dokumentation

6.8 Hilfe

6.9 Beispiele

6.10 Bewertungsübersicht

7. Zusammenfassung...............................................................................................................26

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1. Einführung

1.1 Produkt und Herstellerdaten

Produktname:

Version:

Plattform:

Festplattenspeicher: ca. 13 MB Preis:

Hersteller:

Homepage:

Email:

1.2 Verwendungszweck der Software

Die Verwendung von fuzzyTECH gliedert sich im Allgemeinen in zwei Bereiche – technische Anwendungen und Geschäfts- und Finanzanwendungen.

Anwendungsbeispiele aus dem technischen Umfeld:

? ? Fuzzy Logic Anwendungen ? ? Destillationskolonnen ? ? Gewindefertigung ? ? Fahrzeugsteuerung ? ? Regelung von Kühlsystemen ? ? Beurteilung von Zylinderlaufflächen ? ? Abwasseraufbereitung ? ? Kernfusion ? ? ...

Anwendungsbeispiele aus dem betriebswirtschaftlichen Umfeld:

? ? Kundensegmentierung

? ? Qualitätskontrolle ? ? Lieferantenbewertung ? ? Reihenfolgeplanung ? ? Krankheitsdauerprognose ? ? Wissensbasierte Prognose ? ? Betrugserkennung ? ? ...

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2. Leistungsumfang der Software

Nachfolgend soll nur allgemein auf die Möglichkeiten von fuzzyTECH eingegangen werden. Eine detaillierte Beschreibung erfolgt in Kapitel 5 anhand eines Beispiels.

2.1 Fuzzy Logic Systeme

Was ist Fuzzy Logic?

Vom englischen fuzzy (verschwommene Technik). Bei der "unscharfen Logik" arbeitet die Steuerung eines Prozesses nach ungefähren Regeln und mit unscharfen Mengen - d. h. mit Wahrscheinlichkeiten. Dabei wird jedem Element einer Menge der Grad der Zugehörigkeit zu einem bestimmten Konzept zugeordnet. Dadurch lassen sich unscharfe Konzepte nachbilden, wie sie in der Alltagssprache vorkommen: 'groß', 'preiswert', 'nah', etc.

2.1.1 Fuzzy Assistent

Der Fuzzy- Assistent ist eine Komponente von fuzzyTECH, die eine besonders schnelle und schrittweise Erstellung eines Fuzzy- Prototypen für jede Anwendung erlaubt. Neue Benutzer werden schrittweise durch die einzelnen Entwicklungsschritte geführt. Dies ermöglicht die Erstellung von Prototypen komplexer Fuzzy- Systeme in wenigen Minuten ohne das besondere Vorkenntnisse zur Bedienung des Programms erforderlich sind. Es werden geeignete Standardwerte vorgeschlagen, so dass nur wenige Informationen eingegeben werden müssen.

Der Assistent kann ebenfalls zur Erweiterung bereits vorhandener Fuzzy- Systeme genutzt werden.

2.1.2 Systemdefinition

Die Systemdefinition wird nach dem Erstellen des Prototypen angewendet um Systemobjekte zu definieren bzw. zu konfigurieren.

2.1.2.1 Systemstruktur

In der Systemstruktur werden die Objekte, wie Regelblöcke, Variablen und Text, graphisch dargestellt.

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Eine Darstellung der Informationsflüsse erfolgt durch Verbindung von Variablen mit dem Regelblock.

2.1.2.2 Objekte bearbeiten

Das Bearbeiten umfasst das Verschieben, Hinzufügen und Löschen von Objekten im Projekteditor. Der Benutzer kann somit den Prototypen auf seine Bedürfnisse individuell anpassen.

2.1.2.3 Linguistische Variablen

„Linguistische Variablen“ bilden einen Hauptbestandteil von Fuzzy Logic Systemen. Die Linguistische Variablen ermöglichen eine Umsetzung von realen Werten in linguistische Werte. Fuzzy Sets (unscharfe Mengen) können somit beschrieben werden. Auch hier steht dem Benutzer ein Variablen- Assistent zur Verfügung der die Definition der Variablen erleichtert.

2.1.2.4 Zugehörigkeitsfunktionen

Die Festlegung einer linguistischen Variable bezieht auch die Bestimmung einer Zugehörigkeitsfunktion mit ein. Mittels der Zugehörigkeitsfunktion wird der Zugehörigkeitsgrad berechnet. Der Zugehörigkeitsgrad beschreibt den Grad der Zugehörigkeit eines scharfen Wertes zu einem linguistischen Wert. Dieser Grad wird durch einen Wert zwischen 0 und 1 dargestellt, wobei der Wert Null keine Zugehörigkeit bzw. der Wert Eins eine absolute Zugehörigkeit bedeutet.

2.1.2.5 Regelblöcke

Regelblöcke beinhalten eine Zusammenfassung von einzelnen Regeln. Die maximale Anzahl dieser Regelblöcke ist von der fuzzyTECH Edition abhängig. Die im Projekteditor dargestellten Regelblöcke bestehen aus Variablennamen und zwei Feldern mit Operatoren. Die Darstellung der Variablen der Aggregation der Fuzzy- Regeln werden auf der linken Seite, Schlussfolgerungen der Fuzzy- Regeln werden durch Variablen auf der rechten Seite dargestellt. In dem oberen Feld werden die Operatoren der Aggregation, im unteren Feld die Operatoren der Ergebnisaggregation dargestellt.

Der Regelblock- Assistent bietet auch hier dem Benutzer umfassende Unterstützung bei der Erstellung eines neuen Regelblocks.

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2.1.2.6 Fuzzy- Regeln

Zur Erstellung von Fuzzy- Regeln bietet fuzzyTECH dem Benutzer mehrere Möglichkeiten diese Regeln zu definieren.

1. Tabellen- Regeleditor

Die Darstellung der Regelmenge erfolgt hier in tabellarischer Form, wobei jeder Eingangsvariablen eine Spalte zugeordnet ist. Den Ausgangsvariablen ist jeweils eine DoS-Spalte zugeordnet, welche den Plausibilitätsgrad der Regel bzw. des Regelgewicht enthält. Eine Änderung der Werte bzw. das Hinzufügen neuer Regeln ist hier sehr einfach mit der Maus (rechte Taste) möglich.

2. Matrix- Regeleditor

Im Gegensatz zum Tabellen- Regeleditor erfolgt die Darstellung der Regelmenge in Matrizenform. Die Funktionalität des Matrix- Regeleditors ist komplexer als die des Tabellen-Editors. Dies ist bei der Suche nach Regellücken und Regelinkonsistenten bei großen Regelmengen von Vorteil und kann die Gesamtregelmenge erheblich reduzieren. Abhängig von der Anzahl der Ausgänge eines Regelblocks findet man neben den Matrizen (Anzahl entspricht der Anzahl der Ausgänge) ein WENN- und DANN- Feld, wobei die Eingangsvariablen im WENN- und die Ausgangsvariablen im DANN- Feld abgebildet werden.

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