Analýza a optimalizace – Software 2
 x   TIP: Přetáhni ikonu na hlavní panel pro připnutí webu
Reklama
Reklama

Analýza a optimalizace – Software 2Analýza a optimalizace – Software 2

 

Analýza a optimalizace – Software 2

Google       Google       18. 1. 2016       4 863×

V dnešním článku se seznámíte s novým inteligentním systémem Opthan pro analýzu a optimalizaci procesů. Můžete si jej opět stáhnout na stránce http://optiintelligent.cz a je poskytován zdarma pro nekomerční účely. Nahrazuje dříve popsaný systém Eltav, je jednodušší a obsahuje novou metodu nalezení vzorce funkční závislosti.

Reklama
Reklama

Úvod

Optimalizace procesů je jednou z důležitých metod, jak mohou výrobní společnosti dosáhnout dobrých ekonomických výsledků. Přitom v současné době již zpravidla není problém získat dostatečné množství dat o průběhu moderního výrobního procesu. Získáme je buď automaticky z čidel na technologických zařízeních, nebo z nadřízeného informačního systému. Problém však je získaná data vyhodnotit, zjistit souvislosti mezi jednotlivými veličinami, odhadnout, které faktory mají vliv na konečný výsledek, a navrhnout, jak můžeme proces ovlivnit tak, abychom dosáhli žádaného výsledku.

Prohlédněte si například soubor analýza_opt_sum.txt v adresáři data. Nejlépe si jej můžete prohlédnout v Excelu, ale stačí i obyčejný textový editor, například Notepad. Jsou v něm čtyři sloupce hodnot pro čtyři proměnné. Na první pohled těžko odhalíte, zda a na kterých proměnných závisí hodnota funkční proměnné f a jak je možné tuto závislost vyjádřit, případně za jakých podmínek dosáhne proměnná f požadovaného minima. Tyto skutečnosti zjistíme pomocí systému Opthan.

Systém Opthan

Systém Opthan slouží k obecné analýze a optimalizaci procesů. Využívá nejmodernějších metod umělé inteligence v kombinaci s původními heuristikami, které byly vyvinuty v průběhu mnohaleté vědecké činnosti autorů. Záměrem bylo poskytnout technologům snadno ovladatelný nástroj pro vyhodnocení rozsáhlého vzorku dat z výrobního procesu, nalezení potenciálních chyb v tomto vzorku, pro vyhledání a grafické znázornění závislosti v procesu a navržení takových kombinací volitelných parametrů, aby výsledný ekonomický efekt byl co nejlepší.

Demo verze

Demo verzi programu je možné využívat pro nekomerční účely, zejména studium a výzkum. Má následující omezení: maximální počet vzorů je 100.

Součástí demo verze je návod k použití, nápověda a několik jednoduchých příkladů vysvětlujících hlavní funkce systému. Příklady jsou pouze informativní, skutečné řešené projekty v průmyslové praxi jsou samozřejmě podstatně složitější.

Zájemcům z řad studentů nabízíme vygenerování plné verze systému pro jeden soubor. Soubor s žádostí o vygenerování vaší verze pošlete na mail na výše uvedené stránce.

Úvodní příklad

Odstartujte systém Opthan a načtěte si soubor data\analyza_opt_sum.txt (Čtení adresář data soubor analyza_opt_sum.txt). Budeme hledat, na čem závisí proměnná označená f (dvojklik levou myší na f v hlavičce tabulky, sloupec se zbarví červeně).

Nejprve vyhledáme proměnné, na kterých funkce f závisí:

  • V horní liště musí být zvolená síť sigmoidální (původní hodnota).
  • Zaškrtněte Závislosti v levé liště tlačítek pod tlačítkem Učení.
  • Klikněte na tlačítko Učení.
  • Po nějaké době se objeví Síť naučena, klikněte OK.
  • Klikněte levým tlačítkem myši na tlačítko Kontrola.
  • V hlavičce tabulky se objeví vliv jednotlivých proměnných na hodnotu funkce f. Vidíte, že f závisí zhruba z poloviny na x a z a zjevně nezáleží na y (pouze 5 %).
  • Pro další zpracování vyřadíme proměnnou y (klikněte pravou myší na y v hlavičce tabulky, sloupec zešedne).

Nyní máme pouze ty proměnné, které mají vliv na výsledek. Vyhledáme grafy závislostí.

  • Klikněte na OK, procentuální závislost v záhlaví zmizí.
  • Zrušte novým kliknutím Závislosti a proveďte znovu učení.
  • Označte levou myší sloupec x, sloupec zezelená.
  • Zaškrtněte tlačítko Body a stiskněte Zobrazení.
  • Vidíte, že nalezená závislost odpovídá zobrazeným bodům. Poznamenejte si, kde křivka nabývá minimum.
  • Klikněte na OK, zrušte označení sloupce x a proveďte totéž pro z.

V této chvíli se systém naučil vztahy mezi proměnnými a můžeme optimalizovat.

  • Označte x nebo z a klikněte na Optimalizuj.
  • Vidíte, že systém přibližně označil hodnotu, při které proměnná nabývá minimální hodnotu. Určitou nepřesností platíme za inteligenci systému, za to že o procesu nic nevíme, a pro skutečnou detailní analýzu je 100 vzorků málo.

Provedli jsme přibližnou optimalizaci, nyní výpočet upřesníme. Jestliže víme, že závislost je nějaký polynom max. třetího stupně, zvolíme jej v horní liště v rozbalovacím okénku a výpočet provedeme znovu.

  • Síť v horní liště rozbalíme a zvolíme Polynom.
  • Označíme sloupce x a z a provedeme Učení.

Nyní nám již vyjde přesný vzorec závislostí funkční hodnoty polynomické funkce f na proměnných x a z. Ve skutečných případech vyhledáváme samozřejmě podstatně složitější vzorce.

V úvodním příkladu jsme si ukázali, jak přibližně určíme z neznámých dat, které faktory nám ovlivňují výsledek, jak nalezneme křivky závislosti a přibližné optimální nastavení parametrů procesu, a ukázali jsme si rozdíl mezi situací, kdy o procesu nevíme vůbec nic, a situací, kdy můžeme odhadnout alespoň některé jeho charakteristiky. Dále si probereme celý postup podrobněji.

Postup při analýze

Při analýze a optimalizaci systémem Opthan postupujeme následujícím způsobem:

  • Odstranění odlehlých dat. Data, která nějakým způsobem přesahují očekávaný rozsah, jsou při kontrole označena barevně. Můžete si je upravit po vybrání příslušného políčka.
  • Počáteční kontrola. První učení odhalí základní závislosti v souboru. Při kontrole se zjistí relevantní a nerelevantní data.
  • Vytvoření modelu procesu. Z takto získaných kvalitních dat vytvoří systém učením model procesu. Závislosti jednotlivých parametrů si můžete prohlédnout graficky.
  • Optimalizace. Technologové většinou vědí, které parametry procesu mohou ovlivnit a v jakém rozsahu. Model procesu můžeme použít k tomu, abychom určili takové parametry, které ovlivní žádoucím směrem kvalitu, náklady nebo jiné výsledky procesu.
  • Vyjádření vzorcem. Pokud můžeme závislost alespoň zhruba odhadnout, například je lineární, polynomická, exponenciální nebo kombinace různých faktorů, systém nalezne její vzorec.

Seznam připravených souborů

V adresáři data jsou připraveny ukázkové soubory pro ověření systému:

  • Datalin - vzory pro učení lineární funkce.
  • Analyza_polynom - vzory pro učení nelineární funkce.
  • Analyza_sum - vzory pro učení nelineární funkce zatížené nerelevantním šumem.
  • Analýza_opt_sum - vzory pro učení a optimalizaci nelineární funkce 2 proměnných zatížené nerelevantním šumem.

Postup ověření

K dalšímu ověření systému můžete použít výše uvedených připravených souborů. Později si můžete vytvářet vlastní soubory ve stejném formátu. Postupujte následujícím způsobem:

Nalezení obecných závislosti v datech

  • Start programu Opthan.exe
  • Čtení Data Analyza_polynom.txt
  • Učení
  • Klikněte na x v horní liště (vybraný sloupec bude označen zelenou barvou)
  • Body a pak Zobrazení
  • Vidíte, že graf (červená křivka) přibližně prokládá zobrazené body. Určitou nepřesností platíme za inteligenci systému a za zcela obecné řešení.
  • Tlačítko OK

Nalezení částečně definované závislosti

  • Síť Polynom
  • Učení
  • Zobrazí se výsledek na 6 destinných míst.
  • Ponechte Body, stiskněte Zobrazení. Křivka prokládá body přesně.
  • Tlačítko OK

Vyhledání relevantních parametrů

  • Čtení Data Analyza_sum.txt
  • Síť sigmoidální
  • Zaškrtněte Závislosti pod tlačítkem Učení.
  • Dvojklik levou myší na y (volíme funkční hodnotu)
  • Učení, Kontrola, závislosti jsou v horní liště. Pravým tlačítkem myší v horní liště označte nevýznamné proměnné (závislost kolem 2%) - odstraněné zešednou.
  • Tlačítko OK
  • Levou myší označte x3.
  • Síť Polynom, Učení, zobrazí se výsledek.
  • Zobrazení, zobrazí se přesné proložení.
  • Tlačitko OK

Lineární závislostí

  • Čtení, Data, datalin.txt
  • Síť lineární
  • Učení, zobrazí se vzorec

Všimněte si, že počet vzorů je podstatně menší a přesnost větší.

Program ukončíte tlačítkem Konec nebo standardním způsobem (Alt+F4, tlačítko x).

Můžete také upravit data, načíst vlastní soubor a pokračovat ve zpracování.

Nápověda

Tlačítkem Nápověda zobrazíte nápovědu k systému. Označením tématu v levém pruhu se vám v pravém poli zobrazí nápověda k příslušnému tématu.

×Odeslání článku na tvůj Kindle

Zadej svůj Kindle e-mail a my ti pošleme článek na tvůj Kindle.
Musíš mít povolený příjem obsahu do svého Kindle z naší e-mailové adresy kindle@programujte.com.

E-mailová adresa (např. novak@kindle.com):

TIP: Pokud chceš dostávat naše články každé ráno do svého Kindle, koukni do sekce Články do Kindle.

Hlasování bylo ukončeno    
0 hlasů
Google
(fotka) Jaroslav TedaAutor se zabývá vývojem inteligentních softwarových systémů ve firmě OPTI Intelligent s.r.o. Publikoval na seminářích včetně mezinárodních i zahraničních a v časopise Automatizace.
Web    

Nové články

Obrázek ke článku Delphi 10.1.2 (Berlin Update 2) – na co se můžeme těšit

Delphi 10.1.2 (Berlin Update 2) – na co se můžeme těšit

Touto roční dobou, kdy je zem pokrytá barevným listím a prsty křehnou v mrazivých ránech, se obvykle těšíme na zbrusu novou verzi RAD Studia. Letos si však ale budeme muset počkat na Godzillu a Linux až do jara. Vezměme tedy za vděk alespoň updatem 2 a jelikož dle vyjádření pánů z Embarcadero se budou nové věci objevovat průběžně, pojďme se na to tedy podívat.

Reklama
Reklama
Obrázek ke článku Konference: Moderní datová centra pro byznys dneška se koná už 24. 11.

Konference: Moderní datová centra pro byznys dneška se koná už 24. 11.

Stále rostoucí zájem o cloudové služby i maximální důraz na pružnost, spolehlivost a bezpečnost IT vedou k výrazným inovacím v datových centrech. V infrastruktuře datových center hraje stále významnější roli software a stále častěji se lze setkat s hybridními přístupy k jejich budování i provozu.

Obrázek ke článku Konference: Mobilní technologie mají velký potenciál pro byznys

Konference: Mobilní technologie mají velký potenciál pro byznys

Firmy by se podle analytiků společnosti Gartner měly  rychle přizpůsobit skutečnosti, že mobilní technologie už zdaleka nejsou horkou novinkou, ale standardní součástí byznysu. I přesto - nebo možná právě proto - tu nabízejí velký potenciál. Kde tedy jsou ty největší příležitosti? I tomu se bude věnovat již čtvrtý ročník úspěšné konference Mobilní řešení pro business.

Obrázek ke článku Hackerský kongres přiveze v září do Prahy špičky světové kryptoanarchie

Hackerský kongres přiveze v září do Prahy špičky světové kryptoanarchie

Hackerský kongres HCPP16 pořádá od 30. září do 2. října nezisková organizace Paralelní Polis již potřetí, a to ve stejnojmenném bitcoinovém prostoru v pražských Holešovicích. Letos přiveze na třídenní konferenci přes 40 většinou zahraničních speakerů – lídrů z oblastí technologií, decentralizované ekonomiky, politických umění a aktivismu. Náměty jejich přednášek budou také hacking, kryptoměny, věda, svoboda nebo kryptoanarchie.

loadingtransparent (function() { var po = document.createElement('script'); po.type = 'text/javascript'; po.async = true; po.src = 'https://apis.google.com/js/plusone.js'; var s = document.getElementsByTagName('script')[0]; s.parentNode.insertBefore(po, s); })();
Hostujeme u Českého hostingu       ISSN 1801-1586       ⇡ Nahoru Webtea.cz logo © 20032016 Programujte.com
Zasadilo a pěstuje Webtea.cz, šéfredaktor Lukáš Churý