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

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

 

Analýza a optimalizace – Software 2

Google       Google       18. 1. 2016       5 732×

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 Dovozci baterií mění logistiku, letadlo nahrazuje námořní doprava

Dovozci baterií mění logistiku, letadlo nahrazuje námořní doprava

Dovozci baterií do mobilů či notebooků upouštějí od letecké přepravy zboží. V letošním roce plánují dovézt až 80 % produktů lodí. Přitom před 5 lety byla většina baterií do mobilních přístrojů dovezených do České republiky přepravována letadlem. Za proměnou způsobu transportu akumulátorů stojí zpřísnění pravidel pro leteckou přepravu, která přinášejí vyšší náklady i náročnou agendu.

Reklama
Reklama
Obrázek ke článku JIC otevírá největší digitální dílnu pro veřejnost v České republice

JIC otevírá největší digitální dílnu pro veřejnost v České republice

JIC otevírá první nonstop veřejně dostupnou digitální dílnu světového formátu s vybavením za 3 miliony korun. Dílnu může využívat po registraci kdokoliv. V  prostorách vzniknou prototypy produktů místních startupů, projekty kutilů a studentů i umělecká díla. Cílem dílny je zpřístupnit veřejnosti drahé přístroje a přitáhnout více podnikavých lidí k technickým oborům.

Obrázek ke článku Nový IT hráč na českém trhu

Nový IT hráč na českém trhu

V roce 2015 otevřela v Praze na Pankráci v budově City Tower své kanceláře společnost EPAM Systems (NYSE:EPAM), jejíž centrála se nachází v USA. Společnost byla založená v roce 1993 a od té doby prošla velkým vývojem a stále roste.

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 © 20032017 Programujte.com
Zasadilo a pěstuje Webtea.cz, šéfredaktor Lukáš Churý