Вступ. Нечітка інформація та висновки
Мабуть, найбільш вражаючою властивістю людського інтелекту є здатність приймати правильні рішення щодо неповної та нечіткої інформації. Побудова моделей наближених міркувань людини та використання в комп'ютерних системах майбутніх поколінь представляє сьогодні одну з найважливіших проблем науки.
Значний поступ у цьому напрямі зроблено 30 років тому професором Каліфорнійського університету (Берклі) Лотфі А. Заде (Lotfi A. Zadeh). Його робота "Fuzzy Sets", що з'явилася в 1965 р. в журналі Information and Control, N-8, заклала основи моделювання інтелектуальної діяльності людини і стала початковим поштовхом до розвитку нової математичної теорії.
Л. Заде розширив класичне канторівське поняття множини, припустивши, що характеристична функція (функція приналежності елемента множині) може набувати будь-яких значень в інтервалі [0; 1], а не тільки значення 0 або 1. Такі множини були названі їм нечіткими (fuzzy). Він визначив також ряд операцій над нечіткими множинами та запропонував узагальнення відомих методів логічного виведення modus ponens та modus tollens.
Ввівши потім поняття лінгвістичної змінної і припустивши, що як її значень (термів) виступають нечіткі множини, Л. Заде створив апарат для опису процесів інтелектуальної діяльності, включаючи нечіткість та невизначеність виразів.
Подальші роботи професора Л. Заде та його послідовників заклали міцний фундамент нової теорії та створили передумови для впровадження методів нечіткого управління в інженерну практику.
Європі та СРСР по 200-300 осіб, близько 1000 - в Японії, 2000 - 3000 - в Індії і близько 5000 дослідників у Китаї.
В останні 5-7 років почалося використання нових методів тамоделей у промисловості та у військовій справі. Спектр додатків їх широкий: від управління процесом відправлення та зупинки поїзда метрополітену, управління вантажними ліфтами та доменною піччю до пральних машин, пилососів та НВЧ-печей. При цьому нечіткі системи дозволяють підвищити якість продукції при зменшенні ресурсо- та енерговитрат і забезпечують більш високу стійкість до впливу факторів, що заважають, порівняно з традиційними системами автоматичного управління.
Іншими словами, нові підходи дозволяють розширити сферу застосування систем автоматизації за межі застосування класичної теорії. У цьому плані цікава точка зору Л. Заде: «Я вважаю, що надмірне прагнення до точності стало надавати дію, що зводить нанівець теорію управління і теорію систем, оскільки воно призводить до того, що дослідження в цій галузі зосереджуються на тих і лише тих проблемах, що піддаються точному рішенню. В результаті багато класів важливих проблем, у яких дані, цілі та обмеження є надто складними або погано визначеними для того, щоб допустити точний математичний аналіз, залишалися і залишаються осторонь з тієї причини, що вони не піддаються математичному трактуванню. Для того, щоб сказати щось суттєве для таких проблем, ми повинні відмовитися від наших вимог точності і допустити результати, які є дещо розмитими або невизначеними».
Зміщення центру досліджень нечітких систем у бік практичних додатків призвело до постановки цілої низки проблем, як-от нові архітектури комп'ютерів для нечітких обчислень, елементна база нечітких комп'ютерів і контролерів, інструментальні засоби розробки, інженерні методи розрахунку та розробки нечітких систем управління та багато іншого.
Математична теорія нечітких множин дозволяє описувати нечіткі поняття та знання, оперувати цими знаннями та робити нечіткі висновки.
Нечітке управління виявляється особливо корисним, коли технологічні процеси надто складні для аналізу за допомогою загальноприйнятих кількісних методів або коли доступні джерела інформації інтерпретуються якісно, неточно або невизначено. Нечітка логіка, на якій засноване нечітке управління, ближче за духом до людського мислення та природних мов, ніж традиційні логічні системи. Нечітка логіка переважно забезпечує ефективні засоби відображення невизначеностей і неточностей реального світу. Наявність математичних засобів відображення нечіткості вихідної інформації дозволяє побудувати модель адекватну реальності.