CC BY
48
ИННОВАЦИИ № 4 (138), 2010
Пути использования экспертных систем для повышения конкурентоспособности изделий легкой промышленности
О.М. Кашуба,
аспирант
kashubaoksana@yandex. ги
Р.Х. Зарипова,
к. т. н., доцент, начальник отдела аспирантуры
и научных исследований
Д.П. Маевский,
к. э. н., проректор по научной работе [email protected]
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный институт сервиса» (ГОУ ВПО ОГИС)
А
Ж
Определены возможности использования экспертных систем, позволяющих повысить конкурентоспособность изделий легкой промышленности, проведен анализ предметной области.
Ключевые слова: экспертная система, конкурентоспособность продукции, предметная область, натуральный мех, фактор, показатель качества
Инновационную экономику называют экономикой знаний, так как основная доля стоимости ее продукта приходится не на производство (материальные и людские ресурсы), а на знания о том, как продукт сделать. Это определяет перспективу и необходимость создания и развития индустрии знаний, прежде всего профессиональных, что, в свою очередь, приводит к необходимости разработки средств и технологий получения знаний, в том числе интеллектуальных систем (ИС) в различных областях для решения прикладных задач. Чаще всего интеллектуальные системы применяются для решения задач, где основная сложность решения связана с использованием слабо-формализованных знаний специалис-тов-практиков и преобладает логическая (смысловая), а не вычислительная обработка информации [1].
Наиболее распространенным видом ИС являются экспертные системы (ЭС) — сложные программные комплексы, аккумулирующие и тиражирующие знания высококвалифицированных специалистов в конкретных предметных областях, где важен опыт экспертов, а качество принятия решений традиционно зависит от уровня экспертизы. Экспертные системы позволяют с помощью методов математической логики, формально-логического анализа и др. смоделировать образ мышления специалиста-эксперта.
Применение ЭС наиболее эффективно для решения проблем, которые не могут быть сформулированы в числовой форме, характеризуются неоднозначностью, противоречивостью и неточностью исходных данных, нечетким (неопределенным, неформальным) определением целевой функции. Такими являются некоторые задачи создания систем автоматизированного проектирования изделий, в том числе из натурального меха. При разработке САПР уже не обходятся без ЭС, их использование признано экономически выгодным.
Основная трудность в проектировании меховых изделий — это огромное разнообразие меховых поверхностей, обусловленное многочисленностью видов пушно-мехового полуфабриката, использованием различных отделок кожевой ткани и волосяного покрова, современных методов раскроя и способов формообразования. Разнообразие видов, комбинирование структур позволяют получать полотна как традиционного, так и эксклюзивного назначения, обладающие различными потребительскими, эксплуатационными и др. свойствами. В практической работе для удовлетворения потребителей различных групп необходимо использовать информацию о предпочтениях, поведении, вкусах покупателей, а также свойствах пушномеховых полуфабрикатов, что будет способствовать повышению конкурентоспособности продукции.
В настоящее время стандартами регламентируются более 50 показателей качества волосяного покрова, кожевой ткани и меховой шкурки в целом. Такие показатели как толщина кожевой ткани, pH водной вытяжки кожевой ткани, густота волосяного покрова, теплозащитнотность и др. представлены в числовой форме. Для показателей, характеризующих эстетические свойства (окраска, пышность, блеск) применяют оценки «особо пышный», «менее пышный», «шелковистый блеск», «стекловидный блеск», «полноволосый», «полуволосый» и пр. При таком многообразии признаков и неопределенности качественных показателей сложно получить адекватные модели критерия выбора наилучшей многокритериальной альтернативы. В связи с этим, выполнение работ по созданию экспертной системы для проектирования швейных изделий из пушно-мехового полуфабриката является актуальной задачей.
Основную трудность в создании ЭС представляет домашинный этап проектирования, т. е. анализ предметной области, получение знаний, их структурирование и формализация. Эти процедуры традиционно считаются «узким местом» проектирования ЭС [1]. Часто при разработке экспертных систем используется концепция «быстрого прототипа». Суть ее в следующем: сначала создается не экспертная система, а ее прототип, который должен решать типичные задачи и требовать на свою разработку незначительное время. Этот прототип должен демонстрировать пригодность методов экспертной системы для данной области.
Возможные подходы к решению поставленной задачи содержатся в работах [2; 3]. В [2] разработан специальный инструментарий, который позволяет агрегировать большое число характеристик объектов в небольшое число критериев, имеющих небольшие вербальные шкалы оценок, отражающие предпочтения лица, принимающего решение. В [3] представлена экспертная система для выявления конкурентоспособности продукции, разработанная на основе математического аппарата нечеткой логики. В экспериментальной части данной ЭС используются алгоритмы нечеткого вывода Мамдани и Сугено. На основе выполненного анализа логично поставить следующие задачи:
• выделить факторы, наибольшим образом влияющие на выбор пушно-мехового полуфабриката;
• проанализировать их качественные и количественные показатели;
• построить иерархическое дерево логического вывода.
Пусть критерием выбора пушно-мехового полуфабриката на изделие будет число Z 6 [0; 100] . Чем больше значение этого критерия, тем больше шансов у мехового изделия быть выбранным покупа-
телями [3]. На выбор пушно-мехового полуфабриката влияет большое количество производственных, психологических, социальных и других факторов. Обозначим их через х1, х,, ..., хп, тогда модель выбора пушно-мехового полуфабриката будет представлять функциональное отображение вида:
х = (х1; х2;...; хп) Z 6 [0; 100],
где х — вектор влияющих факторов.
Факторы, влияющие на выбор, удобно классифицировать в виде иерархического дерева логического вывода (рис. 1.). Элементы дерева интерпретируется так:
о корень дерева — выбор пушно-мехового полуфабриката ^);
о терминальные вершины — единичные влияющие факторы влияния (х^ х2; ...; х); о нетерминальные вершины (двойные окружности) — свертки влияющих факторов;
о дуги графа, выходящие из нетерминальных вершин — укрупненные влияющие факторы (у1; у2; у3). Описание факторов приведено в табл. 1. Рассмотрим составные критерии, комплексные и единичные факторы, оказывающие наибольшее влияние на выбор пушно-мехового полуфабриката. Каждый фактор будем ранжировать по различным признакам на три группы со значением — высокое (В), среднее (С) и низкое (Н).
Цена — выражение системы ценообразующих факторов, ценности и характеристик полуфабриката. По ценовому признаку меха можно разделить на три группы: I группа — наиболее дорогие виды пушномеховых полуфабрикатов — соболь, рысь, шиншилла, черная и серебристая лисица, выдра, норка, куница;
II группа — виды пушно-меховых полуфабрикатов средней ценовой категории — белка, выхухоль, росомаха, красная лисица, хорь; III группа — наиболее дешевые виды меха — крот, заяц, кролик, овчина.
Рис. 2. Иерархическая классификация факторов
ИННОВАЦИИ № 4 (138), 2010
ИННОВАЦИИ № 4 (138), 2010
Таблица 1
Факторы, влияющие на конкурентоспособность проектируемого изделия из натурального меха
Наименование фактора Описание фактора
у1 _ функциональность Совокупность свойств, способных удовлетворять ожидаемые социальные потребности
у2 — качество Совокупность характеристик объекта, влияющих на выбор пушно-мехового полуфабриката
у3 — условия эксплуатации Совокупность свойств, характеризующих соответствие моде, прочность, надежность, срок службы и условия эксплуатации
х1 — цена Стоимость пушно-мехового полуфабриката
х2 — статус Совокупность свойств, представляющих состояние потребителя (социальную роль, положение в обществе)
х3 — имидж Совокупность ассоциаций и впечатлений, формирующих образ в общественном или индивидуальном сознании потребителя
х4 — назначение Субъективные ограничения по условию использования в соответствии с конкретными ситуациями
х5 сорт Мера оценки и дифференциация полуфабриката определенного вида, обычно определяемая государственными стандартами
х6 — размер Оценка полуфабриката, определяющая линейные размеры и площадь
х7 — группа пороков Качественная оценка полуфабриката, которая содержится в стандартах, определяется количеством и видом дефектов, уровнем распространения
х8—теплозащитность Свойство, определяемое физическими и структурно-геометрическими характеристиками натурального меха
х9 износостойкость Свойства, характеризующие удобство при эксплуатации мехового изделия — носкость, долговечность, ремонтопригодность
х10 — соответствие моде Оценка мехового изделия, характеризующая потребительское отношение к моде
Статус, в общем смысле, характеризует положение индивида или социальной группы в системе, которое определяется по ряду специфических для данной системы признаков. Именно одежда дает быстрое свидетельство о социальном статусе носителя по причине своей видимости для окружающих. В данной работе критерий «Статус» разделен на группы «Престижная» (высокий и средний уровень достатка), «Популярная» (средний), «Универсальная» (средний и низкий уровень достатка). Меховая одежда может иметь различные значения для потребителей различных социальных слоев.
Имидж — образ, формируемый в общественном или индивидуальном сознании средствами массовой коммуникации и психологического воздействия. Это — внешнее отражение человеческого образа, наглядно-выразительный «срез» его личностных характеристик, и такой атрибут, как одежда имеет огромное значение в его утверждении [4]. Например, есть потребители, которые ищут новые средства выражения своей индивидуальности, пытаясь одеться и выглядеть не так, как все или ориентируются на изделия, имеющие фирменный знак или имя известного модельера, есть и такие, которые относятся безразлично к своему образу и ориентируются на получение практически полезных свойств от изделия. В связи с этим, критерий «Имидж» был разделен на группы «Индивидуальный», «Массовый» и «Равнодушный».
Условия использования меховой одежды по назначению характеризуют конкретные ситуации применения изделия (досуг, работа, торжественные случаи и др.). Данный фактор тесно связан с социальным статусом потребителя и изделия. Меховое пальто служит
функциональным предметом гардероба для людей с средним и низким уровнем достатка и, например, как стилизованное средство самовыражения для потребителей с высоким уровнем жизни. Поэтому данный фактор разделен на группы «Эксклюзивно-элитное», «Торжественно-выходная» и «Повседневно-деловая».
Укрупненный фактор функциональность включает единичные факторы «статус», «имидж», «условия использования по назначению». Функциональность рассматривается как отражение статуса той или иной социальной группы, влияющего на поведение человека в сфере потребления. Потребители, для которых важны имидж и статус, приобретают вещи дорогие, престижные. Условия использования по назначению — это функциональные свойства одежды, которые обуславливают удовлетворение как социальных, так и физиологических потребностей. Каждой из групп потребителей характерна определенная мотивация покупок, следовательно, спрос может быть функциональным и нефункциональным. С учетом представленных трех факторов «Функциональность» разделим на группы «Нефункциональный», «Рациональный» и «Функциональный».
Сорт пушно-мехового полуфабриката — это группа, которая обладает определенным набором характеристик (полезных или декоративных), которые отличают одну группу от другой. Сорт натурального меха, как правило, определяют по качеству и степени развития волосяного покрова (ВП). В зависимости от состояния ВП меховые шкурки подразделяют на сорта в соответствии с требованиями, указанными в ГОСТах на конкретный вид пушно-мехового полуфабриката. В зависимости от вида шкурки делятся на
два (шкурки лисиц серебристо-черных, платиновых, снежных и черно-бурых) или три (шкурки норки, кролика и др.) сорта.
Размер пушно-мехового полуфабриката (линейные размеры и площадь) — важнейший показатель, оказывает существенное влияние на цену шкурки и ее качественную оценку, себестоимость готового изделия. В меховом производстве в зависимости от вида меха полуфабрикат подразделяют по размерам на три группы. Например, шкурки лисицы разделены по размерам [5]:
I группа — крупные — свыше 1900 см2;
II группа — средние — свыше 1600-1900 см2 включи-
тельно;
III группа — мелкие — свыше 1100-1600 см2 включи-
тельно.
Группа пороков пушно-мехового полуфабриката (наличие и величины дефектов) оказывает существенное влияние на качество и количество меха, которое необходимо для изготовления мехового изделия, так как уменьшает полезную площадь шкурки. Государственными стандартами установлены четыре группы пороков. В зависимости от вида и размера дефектов в ГОСТ на каждый вид пушно-мехового полуфабриката определены предельно допустимые нормативы для каждой из групп пороков. Оценка качества шкурок с пороками осуществляется в процентах от оценки качества первого сорта нормальных шкурок, с увеличением группы пороков сорт шкурки понижается [5]. На основании требований государственных стандартов данный фактор можно разделить на следующие три группы: I группа — в зачет идет 100-90% шкурки, II группа — 91-75% и III группа — 76-55%.
Качество, на наш взгляд, главный критерий оценки пушно-мехового полуфабриката, он определяется как «совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворить установленные и предполагаемые потребности». К установленным относят потребности, которые регламентируются нормативными или иными документами. К предполагаемым — потребности, которые должны быть выявлены и определены [6]. Данный укрупненный показатель ранжируем соответственно на «Превосходное», «Относительное» и «Низкое».
Теплозащитные свойства пушно-мехового полуфабриката — основное достоинство меха. Теплозащитные свойства оцениваются суммарным сопротивлением ^, °С м2/Вт) и в зависимости от него делятся на пять групп [7]. В соответствии с целью представленной работы к первой группе относим пушно-меховые полуфабрикаты с самыми высокими (выше 0,260 °С м2/Вт) и высокими (0,210-0,259 °С м2/Вт) теплозащитными свойствами (морской котик, рысь, песец, лисица, овчина). Шкурки с тепловым сопротивлением от 0,170 °С м2/Вт до 0,209 °С м2/Вт составляют вторую группу (норка, кролик, хорь, куница, нутрия). В третью группу входят пушно-меховые полуфабрикаты с низкими (0,130-0,169 °С м2/Вт) и особо низки-
ми (до 0,129 °С м2/Вт) теплозащитными свойствами, к ним относятся шкурки сурка, суслика, крота и др.
Натуральный мех при носке подвергается самым разнообразным воздействиям внешней среды: солнечной инсоляции, влаги, загрязнениям пылью и другими веществами, трению. Обычно эти воздействия незначительны, однако они действуют чаще всего одновременно все сразу. В результате, волосяной покров загрязняется, теряет блеск, становится матовым под воздействием пыли и атмосферных осадков. Происходит естественное ухудшение красоты меха, снижаются его потребительские свойства. Износостойкость пушно-мехового полуфабриката — способность противостоять различным физико-механическим и механическим воздействиям, возникающим при эксплуатации меховых изделий и устойчиво сохранять основные свойства меха. Используя результаты опытных наблюдений за носкостью меховых изделий и данные лабораторных испытаний различных видов пушно-мехового полуфабриката, по степени износостойкости натуральный мех принято делить на пять групп [7]. В данной работе представляются целесообразными следующие группы: первая — шкурки с очень высокой (100-90%) и (80-60%) высокой износостойкостью (выдра, соболь, рысь, морской котик). Ко второй группе — полуфабрикаты со средней износостойкостью (55-35%) — норка, лисица, песец, овчина, каракуль. Третью группу составляет натуральный мех, обладающий низкой (30-15%) и очень низкой (15-5%) износостойкостью (белка, кролик, заяц, кошка).
Соответствие моде — оценка чего-либо, как отвечающее моде, пользующееся всеобщим признанием (стильность, популярность). Мода формирует потребительское поведение (ориентацию) на рынке меховых товаров. Условно можно разделить вкус потребителя на три группы — прогрессивный, современный и консервативный. Человек с прогрессивным вкусом весьма чувствителен к моде и с готовностью воспринимает трендовые идеи. Консервативный вкус отличает настойчивая склонность к одежде, сохраняющей стиль ушедшего времени. Современный вкус характеризуется восприятием потребителя моды данного периода.
Укрупненный (комплексный) фактор условия эксплуатации характеризуют проектируемое изделие с точки зрения соответствия заданному климату с учетом ветрового и температурного воздействия, сроку службы, прочности, надежности, ремонтопригодности, а также соответствия направлениям данного модного периода. Кроме того, этот фактор учитывает непосредственное использование мехового изделия. На наш взгляд, данный фактор можно оценить по степени использования (ношения), поэтому к первой группе относим изделия для краткосрочного ношения, ко второй — непродолжительного, к третьей — для постоянного использования.
Итак, нами был выполнен предварительный этап создания экспертной системы для проектирования
ИННОВАЦИИ № 4 (138), 2010
ИННОВАЦИИ № 4 (138), 2010
изделий из натурального меха — выделены и классифицированы факторы, наибольшим образом влияющие на выбор пушно-мехового полуфабриката, проанализированы их качественные и количественные показатели, построено дерево логического вывода. Следующим этапом разработки является вывод лингвистических правил, в которых сконцентрированы теоретические знания и личный опыт экспертов, с дальнейшим превращением их в математическую модель с помощью теории нечетких множеств.
Список использованных источников
1. Литвак Б. Г. Экспертные технологии в управлении: учеб. пособие. 2-е изд., испр. и доп. М.: Дело, 2004. 400 с.
2. Ройзензон Г. В. Интерактивные методы снижения размерности признакового пространства в задачах многокритериаль-
ного принятия решений. Дисс. ... канд. техн. наук: 05.13.10 / Ройзензон Григорий Владимирович. М., Институт системного анализа РАН, 2008. 136 с.
3. Штовба, С. Д. Введение в теорию нечетких множеств и нечеткую логику. http://elib.altstu.ru/elib/books/Files/pv2008_ 0102/pdf/055popok.pdf.
4. Терская Л. А. Технология раскроя и пошива меховой одежды: учебное пособие / Л.А. Терская. 2-е изд., стер. М.: Академия, 2005. 272 с.
5. ГОСТ 6803-72 Шкурки лисиц серебристо-черных, платиновых, снежных и черно-бурых выделанные. Технические условия. Переизданное с изменениями. М.: Издательство стандартов. 1998. 7 с.
6. Нагорная З. Е. Экспертиза качества изделий из кожи и меха: учеб пособие / З.Е. Нагорная, Р.Х. Сало, А.А. Старовойтова. Омск: ОГИС, 2006. 116 с.
7. Беседин А.Н. Товароведение пушно-меховых полуфабрикатов / А.Н. Беседин, Ш.К. Ганцов. М.: Экономика, 1983. 192 с.
The ways of expert systems using for the improvement of light industry
items competitiveness
О.М. Kashuba, The State Educational Institution of Higher Professional Education «Omsk State Institute of Service», the post-graduate student of Omsk State Institute of Service
R.K. Zaripova, Candidate of Technical Science, Assistant Professor, The State Educational Institution of Higher Professional Education «Omsk State Institute of Service», the Chief of Post-graduate studentship and scientific research department
D.P. Maevsky, Cand. Econ. Sci., The State Educational Institution of Higher Professional Education «Omsk State Institute of Service», Vice rector on scientific work
The potentialities of export systems using were determined and the analysis of the given sphere was carried out in the article. They enable to improve the competitiveness of light industry items.
Keywords: expert system, production competitiveness, the given sphere, natural fur, factor, quality index.
V Международная научно-практическая конференция «Энергосберегающие технологии в промышленности. Экология. Безопасность технологических процессов» и тематическая выставка «Печестроение: конструкции, огнеупоры, оборудование и приборы, АСУ ТП»
27-29 сентября 2010 г. в Национальном исследовательском технологическом университете «Московский институт стали и сплавов»
(г. Москва, Ленинский проспект, 4) пройдут V Международная научно-практическая конференция «Энергосберегающие технологии в промышленности. Печные агрегаты. Экология. Безопасность технологических процессов» и тематическая выставка «Печестроение: конструкции, огнеупоры, оборудование и приборы, АСУ ТП».
Приоритетными задачами данного мероприятия являются демонстрация современных технологий и разработок по энергосбережению, установление и развитие взаимовыгодных контактов между научными организациями, промышленными предприятиями, инновационными компаниями России, Франции, Германии, Великобритании, Польши, Украины, Белоруссии, Эстонии и др.
Основные проблемно-тематические направления конференции:
• Современные энергосберегающие технологии в промышленности
• Экология промышленного производства
• Плавильные, нагревательные и термические печные агрегаты чёрной и цветной металлургии, машиностроения, производства огне-
упоров и строительных материалов
• Технологическое оборудование, приборы контроля и средства автоматического управления;
• Безопасность технологических процессов
• Математическое моделирование теплофизических процессов
• Информационные технологии, управление проектами (Project Management)
• Проблемы подготовки высококвалифицированных специалистов.
Исполнительный секретарь конференции: Калимулина Светлана Игоревна, т./факс (495) 638-44-25, e-mail: [email protected], официальный сайт: www.misis.ru Исполнительный секретарь выставки: Щепотина Елена Юрьевна, т./факс (495) 638-45-19, 236-12-19, e-mail: [email protected]
