بررسی کاربردهای منطق فازی

توجه : به همراه پروژه یک فایل پاورپوینت دارای ۱۶ اسلاید ارسال خواهد شد

    
بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی کاربردهای منطق فازی
۱-    چکیده   
۲-    مقدمه ( چرا سیستم های فازی؟)   
۳-    تاریخچه مختصری از نظریه و کاربردهای فازی   
۴-    زندگینامه پروفسور لطفی‌زاده   
۵-    منطق فازی   
۵- متغیرهای زبانی   
۶-  سیستم های فازی چگونه سیستم هایی هستند ؟   
     6-1) سیستم های فازی خالص   
     6-2) سیستم فازی TSK   
     6-3) سیستم فازی ساز و غیرفازی ساز   
۷- سیستم های فازی کجا و چگونه استفاده می شوند ؟   
۸- تئوری مجموعه های فازی   
۹- مفاهیم مشترک منطق فازی و کلاسیک   
۱۰- روابط فازی   
۱۱- ساخت قوانین فازی   
۱۱-۱) ویژگی های مجموعه فازی   
۱۲- موتور استنتاج   
         12-1) ستنتاج مبتنی بر ترکیب قواعد   
    12-2) استنتاج مبتنی بر قواعد جداگانه   
۱۳- فازی ساز ها   
۱۴- غیرفازی سازی   
۱۵-یک مثال کلی   
   منابع   
 

مقدمه :
بشر به مدد تعقل و اندیشه است که توانسته طبیعت چموش را رام خود کند، و فرهنگ و تمدن را رنگ و جلا ببخشد. مگر نه اینکه فرهنگ از انگیختگی و پویایی ارتباط دوره به دوره ی انسان و طبیعت، انسان و انسان، انسان و ابزار، انسان و جامعه و زبان معنا یافته است؟ به مدد همین اندیشه است که آدمی مخلوق توانسته اثر انگشت خودش را بر طبیعت و زمانه ی خود حک کند، و حتی تا مقام خالق، خودش را بالا کشد. هیچ فکر کرده اید که علم و صنعت با سرعت نور، چنان در خدمت بشر قرار گرفته که به جای او محاسبه و اندیشه می کند؟ هیچ فکر کرده اید که همه لوازم پیرامون مان که آسایش را برایمان معنا می کنند و تکنیک اتومات را در خود دارد خالق ومبتکری به نام پروفسور "لطفی زاده" دارد؟
    در اولین نگاه به اطراف خود به سادگی می توانید مجموعه ای از این دستگاه ها و لوازم را در خانه و محل کار خود بیابید. بله، مخترع منطق نوین علمی که جهان صنعت را دگرگون کرد و در کنار منطق دیجیتالی در ساختمان دستگاه های الکترونیکی، "منطق فازی" را به دنیا عرضه نمود، کسی نیست جز پروفسور لطفی زاده.
منطق فازی تعمیمی از منطق دو ارزشی متداول است و درحالیکه در منطق دودویی جایی برای واژه هایی همچون "کم"، "زیاد"،"اندکی"،"بسیار" و… که پایه های اندیشه واستدلالهای معمولی انسان را تشکیل می دهند وجود ندارد، واژه فازی در فرهنگ لغت آکسفورد بصورت مبهم ،گنگ،نا دقیق،گیج،مغشوش،در هم ونامشخص تعریف شده است. روش پروفسورلطفی زاده برمبنای بکارگیری همین عبارات زبانی است امروزه هیچ دستگاه الکترونیکی، از جمله وسایل خانگی، بدون کاربرد این منطق در ساختار فنی خود ساخته نمی شود. با منطق فازی پروفسور لطفی زاده این دستگاه ها هوشمند می شوند. امروزه اروپایی ها، ژاپنی ها و آمریکایی ها و همه و همه ی کشورهای پیشرو در علم و صنعت، پروفسور لطفی زاده را می شناسند و از اهمیت کار او در دانش مدرن بشری آگاهند.
بر خلاف آموزش سنتی در ریاضی، پروفسور "زاده" منطق انسانی و زبان طبیعت را وارد ریاضی کرد. شاید بتوان با دو رنگ سیاه و سفید مثال بهتری ارائه داد. اگر در ریاضی، دو رنگ سیاه و سفید را صفر و یک تصور کنیم، منطق ریاضی، طیفی به جز این دو رنگ سفید و سیاه نمی بیند و نمی شناسد. ولی در مجموعه های نامعین منطق فازی، بین سیاه و سفید مجموعه ای از طیف های خاکستری هم لحاظ می شود و به این طریق فصل مشترک ساده ای بین انسان و کامپیوتر بوجود می آید.
بسط و گسترش منطق فازی و تئوری مجموعه های فازی بدلیل ابهام و عدم قطعیتی بوده که در مسائل پیرامون ما وجود دارد و به همین جهت در منطق فازی (علی رغم منطق دو ارزشی) گستره ای از ارزشها تعریف شده است تا ما قادر باشیم احساسات و تفکرانسان را بدون ابهام به مخاطبان خود انتقال دهیم .بدون اغراق زندگی روزمره ما آمیخته با مفهوم فازی است ، یعنی بطور ناخودآگاه از عباراتی استفاده می کنیم که برای مخاطب دقیقا مشخص نیست. . بعبارت ساده تر، مفهوم کلمه یا عبارت به تنهایی ممکن است واضح و روشن باشد ، اما زمانیکه از آن بعنوان معیاری در تعیین اعضای یک مجموعه ریاضی استفاده می شود ، شاید نتوان بطور قاطع شیء را به آن نسبت داد و بالعکس.
دکتر لطفی زاده در سال ۱۹۲۱ در شهر باکو در جمهوری آذربایجان به دنیا آمد. پدرش یک ژورنالیست ایرانی بود که در آن زمان به دلایل شغلی در باکو بسر می برد و مادرش یک پزشک روس بود.
وی ده ساله بود که در اثر قحطی و گرسنگی سراسری پدید آمده در سال ۱۹۳۱، به اتفاق خانواده به وطن پدری اش ایران بازگشت. لطفی زاده در دبیرستان البرز تهران، تحصیلات متوسطه را به پایان رساند و در امتحانات کنکور سراسری، مقام دوم را کسب نمود. در سال ۱۹۴۲ رشته الکترونیک دانشگاه تهران را با موفقیت به پایان رساند و در طی جنگ دوم جهانی برای ادامه تحصیلات به آمریکا رفت.
او در سال ۱۹۴۶ موفق به اخذ مدرک لیسانس از دانشگاه ماساچوست شد. در سال ۱۹۴۹ به دریافت مدرک دکترا از دانشگاه کلمبیا نائل شد و در همین دانشگاه با تدریس در زمینه "تئوری سیستم ها" کارش را آغاز کرد. او در سال ۱۹۵۹ به برکلی رفت تا به تدریس الکتروتکنیک بپردازد و در سال ۱۹۶۳ ابتدا در رشته الکتروتکنیک و پس از آن در رشته علوم کامپیوتر کرسی استادی گرفت.
لطفی زاده به طور رسمی از سال ۱۹۹۱ بازنشسته شده است، وی مقیم سانفرانسیسکو است و در آنجا به پروفسور "زاده" مشهور است. لطفی زاده به هنگام فراغت به سرگرمی محبوبش عکاسی می پردازد. او عاشق عکاسی است و تاکنون شخصیت های معروفی همچون روسای جمهور آمریکا، ترومن و نیکسون، رو به دوربین وی لبخند زده اند.
پروفسور لطفی زاده دارای بیست و سه دکترای افتخاری از دانشگاه های معتبر دنیاست، بیش از دویست مقاله علمی را به تنهایی در کارنامه علمی خود دارد.

فصل ۱ : تفکر فازی
بر اساس مبانی و اصول علم، همه چیز تنها مشمول یک قاعده ثابت می شود که به موجب آن یا آن چیز درست یا غلط است. دانشمندان نیز در گذشته بر اساس همین منطق محیط خود را تحلیل می کردند. در علم منطق و ریاضیات نیز همین استدلال حاکم بوده است.
اشتباه علم در چنین تحلیلی بیانگر این است که آنچه را که تنها برای موارد خاصی مصداق دارد به تمام پدیده ها تعمیم داده است. در حالیکه در عالم واقعی همه چیز کاملا درست یا غلط نیست. اما تحت این شرایط، افزایش تغییر ابهام و عدم اطمینان در محیط، تصمیم گیران را با مشکلات عدیده ای مواجه کرده است. اگر مبنای تصمیم گیری، منطق کلاسیک باشد، انحراف از واقعیت افزایش خواهد یافت. در شرایطی که انحرافات اپسیلونی موجب خروج سازمان ها از صحنه رقابت می شود، استفاده از این منطق علمی صحیح به نظر نمی رسد. لذا برای توانمند سازی مدیران، که وظیفه اصلی آن ها تصمیم گیری است، در مواجهه با شرایط نامطمئن لازم است که آن ها را به علوم و فنون خاص این محیط ها مجهز کرد. واضح است که در تمامی محیط های سازمان شرایط تصمیم گیری نادقیق و مبهم است و عمدتا داده های مورد استفاده ناقص، مبهم، سربسته و نادقیق می باشند. تحلیل چنین داده هایی نیازمند منطق و دستگاه تحلیل یویژه ای است که امروزه تحت عنوان تئوری مجموعه های فازی یا منطق فازی (Fuzzy logic) به دنیا معرفی شده است.
در محیط فازی، استدلالهای انسانی عامل اصلی تصمیم گیری است. شواهد نشان می دهد که بهره وری تصمیم گیرانی که منطق فازی را به کار می گیرند، ممکن است از ۳۰۰۰ درصد افزایش یابد. رویکرد فازی به تصمیم گیری، می تواند امکان استنباط شهودی، ابتکارات و تجربه های انسان را فراهم کند
در مقابل منطق کلاسیک، در سال ۱۹۶۵ منطق فازی توسط پروفسور لطفی زاده، استاد ایران الاصل دانشگاه برکلی کالیفرنیا، طی مقاله ای تحت عنوان مجموعه های فازی (Fuzzy sets) ارائه شد. گرچه تا حدود یک دهه پیش بحث فازی با مخالفت شدید دانشمندان، ریاضیدانان و مهندسین رو به رو بود، اما به دلیل ارائه نتایج خارق العاده در مسائل عملی و بهبود قابل توجه در پدیده های کاربردی این مخالفت ها به تشویق و تحسین بدل شد. کاربرد اصلی این منطق در شرایط عدم اطمینان است. طبق این منطق، براحتی می توان بسیاری از مفاهیم و تفسیرها را که در قالب اعداد کمی نمی گنجند و به نوعی متغیر زبانی به حساب می آیند، را صورتبندی ریاضی کرد و از آن ها در جهت تصمیم گیری و استدلال استفاده کرد. بر اساس منطق فازی، این متغیرهای مبهم و نادقیق عوامل مهمی در هوشمندی انسان به شمار می آیند. بنابراین می توان گفت که در محیط فازی، استدلالهای انسانی عامل اصلی تصمیم گیری است. شواهد نشان می دهد که بهره وری تصمیم گیرانی که منطق فازی را به کار می گیرند، ممکن است از ۳۰۰۰ درصد افزایش یابد. رویکرد فازی به تصمیم گیری، می تواند امکان استنباط شهودی، ابتکارات و تجربه های انسان را فراهم کند.
رویکرد ستنی غربی به دنیای مدیریت بر مبنای منطق دودویی متکی بود. این نوع تحلیل در عصر اطلاعات که رایانه های دیجیتالی همه شرایط را کنترل می کنند غیر ممکن است. به طور خلاصه، مدیریت اثربخش وابسته به اخذ تصمیمات مناسب و تجزیه و تحلیل صحیح داده ها است. لذا استفاده از منطق کلاسیک موجب انحراف مدیران خواهد شد و مدیران ملزم به بررسی فاصله بین دو گزینه و به صورت یک پیوستار هستند. منطق فازی رویکردی نوین برای پاسخ به ابهامات موجود در تصمیمات بر مبنای منطق کلاسیک است. سیستم های مدیریت فازی با بهره گیری از منطق فازی، همانند حافظه انسان داده ها را پردازش کرد و اطلاعات مورد نیاز مدیران را جهت تصمیم گیری فراهم می کند. علاوه بر این، این سیستم با ترکیب شدن با شبکه های عصبی و به کارگیری توابع یادگیرنده براحتی قادر است که تجربه های مدیران را در نظر گرفته و به طور خودکار خود را به روز کند.
سیستم های مدیریت فازی با بهره گیری از منطق فازی، همانند حافظه انسان داده ها را پردازش کرد و اطلاعات مورد نیاز مدیران را جهت تصمیم گیری فراهم می کند
با به کارگیری نظریه سیستم های فازی، مدیریت قادر خواهد بود در برابر موقعیت های پویای اقتصادی و اجتماعی به طور انعطاف پذیری پاسخگو باشد. علم مدیریت فازی قادر است مدل هایی ایجاد کند که تقریبا همانند انسان، اطلاعات کیفی را به صورت هوشمند پردازش نماید. بدین ترتیب سیستم های مدیریت، انعطاف بیشتری پیدا می کنند و اداره سازمان پیچیده و بزرگ در محیط هایی با تغییرات متناوب امکان پذیر می شود.
فصل۲ : تاریخچه و سیر تکاملی
تفکر فازی از دیدگاهی فلسفی نشات می گیرد که سابقه ای چند هزار ساله و به قدرت فلسفه تاریخ دارد.
همان گونه که فلسفه ادیان الهی ، طبیعت و سرشت انسان سازگار است تفکر فازی با الهام از فلسفه شرقی جهان را همان گونه که هست معرفی می کند.
اما به طور کلاسیک در سال ۱۹۲۰ اولین بار منطق چند ارزشی برای کار با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ مکانیک کوانتومی پیش گرفته شد این اصل ریاضی می گوید اگر شما چیزی را دقیقا اندازه گیری کنید، چیز دیگری را نمی توانید با همان دقت اندازه گیری کنید این اصل پیشنهاد می کند که ما واقعا با منطق سه مقداری برخورد داریم. بیان هایی که درست، نادرست و میانه هستند و در مقیاس کوچکتر منطقدان لهستانی جان لوکاسه ویچ حالت میانه را خرد و به چندین قسمت تقسیم کرد  و به حالت چند ارزشی رسید….