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[關(guān)鍵詞]模糊系統(tǒng) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊推理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 威脅 評(píng)估
一、引言
威脅評(píng)估就是根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)敵我雙方的態(tài)勢(shì)推斷敵方對(duì)我方的威脅程度,是防空指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,是火力分配和戰(zhàn)術(shù)決策的前提,對(duì)指揮員準(zhǔn)確地判斷敵情、正確部署、調(diào)整和使用兵力有著舉足輕重的作用。目前常用的威脅評(píng)估方法主要有:層次分析法、多屬性決策法、專家系統(tǒng)方法、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等。
本文將模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,提出了基于模糊推理網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)威脅評(píng)估方法。該方法利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)模糊邏輯推理,使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)沒有明確物理含義的權(quán)值被賦予了模糊邏輯中推理參數(shù)的含義,并且系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)能力。實(shí)驗(yàn)表明,新方法保留了模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)勢(shì),較好地解決了各自存在的問題,能有效地評(píng)估目標(biāo)的威脅程度。
二、影響目標(biāo)威脅程度的因素
在防空作戰(zhàn)中,往往需要用多個(gè)因素刻畫空襲目標(biāo)的本質(zhì)與特征。對(duì)地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)而言,影響目標(biāo)威脅程度的主要因素有:
(1)目標(biāo)的航路捷徑P。指對(duì)武器部署點(diǎn)或保衛(wèi)要地的航路捷徑。
(2)目標(biāo)類型C??找u兵器的類型不同,其飛行速度和攻擊能力也不同,對(duì)要地或地域的威脅程度也不同。
(3)機(jī)動(dòng)特性M。主要考慮高度上的機(jī)動(dòng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)機(jī)動(dòng),說明其攻擊意圖明確,威脅程度大。
(4)到達(dá)發(fā)射區(qū)近界的時(shí)間T。
(5)電子干擾E。
三、模糊推理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
一個(gè)多輸入多輸出的模糊推理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(FNNS),它由五層組成,可直接完成模糊化、模糊推理、模糊運(yùn)算、去模糊化等操作。
1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
FNNS各層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下:
2.學(xué)習(xí)算法
FNNS的自組織學(xué)習(xí)過程和監(jiān)督學(xué)習(xí)過程如下:
四、實(shí)驗(yàn)與分析
在一次保衛(wèi)要地的防空作戰(zhàn)中,某地空導(dǎo)彈營(yíng)的探測(cè)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)空中有4批敵對(duì)目標(biāo)對(duì)我保衛(wèi)要地構(gòu)成了威脅。已識(shí)別出4批目標(biāo)的類型C分別為戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、殲擊轟炸機(jī)、武裝直升機(jī),且已測(cè)得各批目標(biāo)當(dāng)前時(shí)刻的航路捷徑P、到達(dá)發(fā)射區(qū)近界的時(shí)間T、電子干擾能力E(已歸一化)。各個(gè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 4批目標(biāo)的數(shù)據(jù)
根據(jù)上述數(shù)據(jù),分別構(gòu)建一個(gè)含4個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)、1個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(3層BP網(wǎng))和模糊推理網(wǎng)絡(luò)(5層),并進(jìn)行訓(xùn)練。將得到目標(biāo)威脅程度W的評(píng)估結(jié)果如下:
(1)模糊推理網(wǎng)絡(luò):W3=0.92 > W1=0.63 > W2=0.59 > W4=0.57。即,目標(biāo)3的威脅程度是最大的,目標(biāo)4的威脅程度是最小的。
(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):W3=0.89 > W1=0.64 > W2=0.59 > W4=0.58。
可見,評(píng)估結(jié)果與模糊推理網(wǎng)絡(luò)的相同,只是具體數(shù)據(jù)有所差異。
五、結(jié)論
本文將模糊理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,使用模糊推理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估目標(biāo)的威脅程度。該方法利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)模糊邏輯推理,使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)沒有明確物理含義的權(quán)值被賦予了模糊邏輯中推理參數(shù)的含義,使得規(guī)則容易抽取出來,并且系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)能力。仿真結(jié)果表明新方法能有效地評(píng)估目標(biāo)的威脅程度。
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關(guān)鍵詞:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 入侵檢測(cè);自動(dòng)變速率;隨機(jī)優(yōu)化算子
中圖分類號(hào):TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2014)03-0614-03
隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展,更現(xiàn)顯了網(wǎng)絡(luò)安全的重要性。入侵檢測(cè)技術(shù)在安全防護(hù)中是一種主動(dòng)防護(hù)技術(shù),能及時(shí)地檢測(cè)各種惡意入侵,并在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受到危害時(shí)進(jìn)行響應(yīng),因此在為安全防御體系中入侵檢測(cè)系統(tǒng)占有重要的地位。但是在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中,入侵檢測(cè)系統(tǒng)沒有充分發(fā)揮其作用。這是因?yàn)椋粩嘧兓娜肭址绞揭笕肭謾z測(cè)模型必須具有分析大量數(shù)據(jù)的能力。無論這些數(shù)據(jù)是不完全的,是非結(jié)構(gòu)化的,或者是含有噪音的。而且,有些攻擊是由處于不同網(wǎng)絡(luò)位置上的多個(gè)攻擊者協(xié)作進(jìn)行的,這就要求入侵檢測(cè)模型又必須具備處理來自非線性數(shù)據(jù)源的大量數(shù)據(jù)的能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有聯(lián)想記憶能力、自學(xué)習(xí)能力和模糊運(yùn)算的能力。因此將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用入侵檢測(cè)中,它不僅可以識(shí)別出曾見過的入侵,還可以識(shí)別出未曾見過的入侵。該文首先介紹了一種改進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,然后分析了該算法在入侵檢測(cè)中的應(yīng)用,并給出試驗(yàn)仿真結(jié)果。
1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與入侵檢測(cè)
1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與不足
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中應(yīng)用最廣泛一種。它基于成熟的BP算法,主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):1)它能夠?qū)崿F(xiàn)自組織、自學(xué)習(xí),根據(jù)給定的輸入輸出樣本自動(dòng)調(diào)整它的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來模擬輸入輸出之間的非線性關(guān)系。2)在存儲(chǔ)上采用分布式存儲(chǔ),所有的信息分布存儲(chǔ)在每一個(gè)神經(jīng)元中。3)它還可以實(shí)現(xiàn)并行處理,下一層的每個(gè)神經(jīng)元可以根據(jù)接收到的上一層信息同時(shí)獨(dú)立地計(jì)算。這些特點(diǎn)使其很適合應(yīng)用于入侵檢測(cè)技術(shù),滿足入侵檢測(cè)的適應(yīng)性、可靠性、安全性和高效性的要求。
但是傳統(tǒng)的BP算法也存在著以下幾個(gè)方面的不足:1)局部極??;2)學(xué)習(xí)算法收斂速度慢;3)隱含層節(jié)點(diǎn)選取缺乏理論;4)加入新的樣本會(huì)影響已經(jīng)學(xué)完的樣本;5)每次輸入樣本特征的數(shù)目必須確定且相同。
1.2 入侵檢測(cè)技術(shù)
通過對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有非授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)訪問和攻擊行為時(shí),采取報(bào)警、切斷入侵線路等措施來維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全,這被就是入侵檢測(cè)技術(shù)。采用此技術(shù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)稱為入侵檢測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)采用的技術(shù)來說入侵檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具有以下幾個(gè)特性:1)監(jiān)視用戶及系統(tǒng)活動(dòng);2) 分析用戶及系統(tǒng)活動(dòng);3) 異常行為模式分析;4) 識(shí)別已知的進(jìn)攻活動(dòng)模式并反映報(bào)警;5) 系統(tǒng)構(gòu)造和弱點(diǎn)的審計(jì),操作系統(tǒng)的審計(jì)跟蹤管理;6) 評(píng)估重要的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件的完整性,并識(shí)別用戶違反安全策略的行為。
目前最常用的攻擊手段有:拒絕服務(wù)、探測(cè)、非授權(quán)訪問和非授權(quán)獲得超級(jí)用戶權(quán)限攻擊。而且這些攻擊手段在實(shí)際中還有很大的變異,因此給入侵檢測(cè)帶來了一定的難度。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自組織自學(xué)習(xí)能力,使得經(jīng)過訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)以前觀察到的入侵檢測(cè)行為模式進(jìn)行歸納總結(jié),除了可以識(shí)別出已經(jīng)觀察到的攻擊,還可以識(shí)別出由已知攻擊變異出的新的攻擊,甚至是全新的攻擊。
2.3 改進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模式識(shí)別、非線性處理、信號(hào)檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用非常多,這是由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有的良好的自適應(yīng)和自組織性,高度的非線性特性以及大規(guī)模并行處理和分布式信息存儲(chǔ)能力的特性。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)質(zhì)上是非線性優(yōu)化問題的梯度算法,該算法在收斂性問題上存在限制與不足。即該算法學(xué)習(xí)的結(jié)果不能保證一定收斂到均方誤差的全局最小點(diǎn),也有可能落入局部極小點(diǎn),使算法不收斂,導(dǎo)致陷入錯(cuò)誤的工作模式。因此本文選擇了改進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),改進(jìn)主要有以下幾點(diǎn):
2)自動(dòng)變速率學(xué)習(xí)法
傳統(tǒng)的BP算法是以梯度為基礎(chǔ),采用LMS學(xué)習(xí)問題的最陡下降法,學(xué)習(xí)步長(zhǎng)是一個(gè)固定不變的較小值,不利于網(wǎng)絡(luò)的收斂。因此,選擇了基于梯度方向來自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)速率的方法。利用梯度確定學(xué)習(xí)的方向,由速率決定在梯度方向上學(xué)習(xí)的步長(zhǎng)。因此,如果相鄰兩次的梯度方向相同則說明在該方向是有利收斂的方向,如果相鄰兩次的梯度方向相反則說明此處存在不穩(wěn)定。因此,可以利用兩次相對(duì)梯度變化來確定學(xué)習(xí)步長(zhǎng),當(dāng)兩次梯度方向相同時(shí)則增大學(xué)習(xí)步長(zhǎng),加快在該方向上的學(xué)習(xí)速度;而如果兩次梯度方向相反那么減小學(xué)習(xí)步長(zhǎng),加快整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的收斂速度。這種方法的自適應(yīng)速率調(diào)節(jié)公式如下:
2)引入遺忘因子
本文所采用的自適應(yīng)變速率學(xué)習(xí)法是依據(jù)相鄰兩次梯度變化來確定學(xué)習(xí)步長(zhǎng)的算法,但單純的學(xué)習(xí)速率的變化還不能即完全地既保證收斂速度,又不至于引起振蕩。因此考慮變相的學(xué)習(xí)速率的學(xué)習(xí)。即在權(quán)值的調(diào)節(jié)量上再加一項(xiàng)正比于前幾次加權(quán)的量。權(quán)值調(diào)節(jié)量為:
我們將[τ]稱為遺忘因子。遺忘因子項(xiàng)的引入就是對(duì)學(xué)習(xí)過程中等效的對(duì)學(xué)習(xí)速率進(jìn)行微調(diào)的效果。遺忘因子起到了緩沖平滑的作用,使得調(diào)節(jié)向著底部的平均方向變化。
3)隨機(jī)優(yōu)化算子
雖然采用自動(dòng)變速率學(xué)習(xí)法,并引入遺忘因子的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法可以對(duì)學(xué)習(xí)速率進(jìn)行微調(diào),但是仍存在著BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的限制與不足因此引入隨機(jī)優(yōu)化算子。也就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值誤差迭代一定的次數(shù)后,仍沒有明顯的收斂,或者系統(tǒng)誤差函數(shù)的梯度連續(xù)幾次發(fā)生改變,這說明網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了一個(gè)比較疲乏的狀態(tài),需要借助外界的推動(dòng)力來激活網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)上述的兩種情況時(shí),就產(chǎn)生與權(quán)值維數(shù)相同的隨機(jī)數(shù),并將隨機(jī)數(shù)與權(quán)值直接相加,然后判斷系統(tǒng)誤差的變化。如果誤差沒有降低,那么就再繼續(xù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)來修改權(quán)值,直到誤差減少,再從新的權(quán)值開始繼續(xù)BP算法。隨機(jī)優(yōu)化算子可以令搜索方向隨機(jī)變化,從而擺脫局部極小點(diǎn)。
4)改進(jìn)算法與傳統(tǒng)算法比較
以200個(gè)訓(xùn)練樣本為例,分別采用改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和經(jīng)典BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)、訓(xùn)練。兩種算法的誤差收斂對(duì)比曲線如圖1所示。
3 采用改進(jìn)算法的入侵檢測(cè)仿真實(shí)驗(yàn)
入侵檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估需要標(biāo)準(zhǔn)的、可重現(xiàn)的并包含入侵的大量數(shù)據(jù)。本仿真實(shí)驗(yàn)選取DARPA數(shù)據(jù)集網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)集作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后,對(duì)這些數(shù)據(jù)選三組特征值進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
3.1 數(shù)據(jù)源的選取
該實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采用DARPA 1988入侵檢測(cè)評(píng)估數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)有大量的連接數(shù)據(jù)記錄。每個(gè)一記錄代表一次網(wǎng)絡(luò)連接,且每個(gè)記錄均有41個(gè)特征值,其中各個(gè)特征的含義不同,大致可分為三類:1)表示網(wǎng)絡(luò)連接內(nèi)容特征;2)表示網(wǎng)絡(luò)連接基本特征;3)表示網(wǎng)絡(luò)連接流量特征。
模擬的入侵主要有以下四種類型:DOS 、 R2L、U2R、Probing,考慮到設(shè)計(jì)的實(shí)用性分別對(duì)三類特征值用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別進(jìn)行訓(xùn)練和識(shí)別。實(shí)驗(yàn)選取了13000組數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),其中3000組用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),10000組用于系統(tǒng)測(cè)試。
3.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果
對(duì)三類特征組的訓(xùn)練集數(shù)據(jù)應(yīng)用改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別訓(xùn)練出三個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),表示網(wǎng)絡(luò)連接內(nèi)容特征的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),表示網(wǎng)絡(luò)連接基本特征的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及表示網(wǎng)絡(luò)連接流量的特征的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練成功時(shí)的迭代步數(shù)分別為7056,386,3030。然后再對(duì)測(cè)試集數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如下:
1)表示網(wǎng)絡(luò)連接內(nèi)容特征組,利用改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別,結(jié)果如表1所示。
2)表示網(wǎng)絡(luò)連接基本特征組,利用改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別,結(jié)果如表2所示。
3)網(wǎng)絡(luò)連接流量特征組,利用改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別,結(jié)果如表3所示:
從表中數(shù)據(jù)可以看出對(duì)常見的四種攻擊,不同的特征分組在改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用下檢測(cè)各有優(yōu)勢(shì)。
4 結(jié)論
論文采用自動(dòng)變速率學(xué)習(xí)法,利用遺忘因子進(jìn)行微調(diào),同時(shí)引入隨機(jī)優(yōu)化算子對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂速度比經(jīng)典BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更快,同時(shí)穩(wěn)定性也較好。并將該算法應(yīng)用于入侵檢測(cè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示改進(jìn)后的算法具有較好的識(shí)別攻擊的能力。
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關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)自動(dòng)化;智能技術(shù);分析
中圖分類號(hào): F406 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化與智能技術(shù)的含義
電力系統(tǒng)自動(dòng)化,從含義上是對(duì)電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理;從種類上,它的分類較多,例如:電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化等。智能技術(shù)是智能計(jì)算機(jī)技術(shù)的簡(jiǎn)稱,從含義上它包含體系結(jié)構(gòu)和人機(jī)接口;從種類上,它的種類也較多,例如:模糊控制等。
智能技術(shù)是具備學(xué)習(xí)、適應(yīng)及組織功能的行為,能夠?qū)Ξa(chǎn)品問題進(jìn)行合適求解,解決傳統(tǒng)魯棒性控制和自適應(yīng)控制無法解決出令人滿意結(jié)果的,非線性、時(shí)變性和不確定性的控制問題。目前,智能技術(shù)尚處于發(fā)展階段,但它已受到人們的普遍重視,廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域中,并取得了一定的實(shí)效。
專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣,它是一種基于知識(shí)的系統(tǒng),用于智能協(xié)調(diào)、組織和決策,激勵(lì)相應(yīng)的基本級(jí)控制器完成控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)。主要針對(duì)各種非結(jié)構(gòu)化問題,處理定性的、啟發(fā)式或不確定的知識(shí)信息。如:電力系統(tǒng)恢復(fù)控制、故障點(diǎn)的隔離、調(diào)度員培訓(xùn)、處于警告或緊急狀態(tài)的辨識(shí)、配電系統(tǒng)自動(dòng)化等。以智能的方式求得受控系統(tǒng)盡可能地優(yōu)化和實(shí)用化,并經(jīng)過各種推理過程達(dá)到系統(tǒng)的任務(wù)目標(biāo)。雖然取得廣泛應(yīng)用,但存在如難以模仿電力專家的創(chuàng)造等局限性。一般而言,專家控制系統(tǒng)應(yīng)用較大的原因是由于該方法可適用范圍廣,且能為電力系統(tǒng)處于各種狀態(tài)提出辨識(shí),根據(jù)這種具體情況給出警告或提示,同時(shí)還能進(jìn)行控制和恢復(fù)。雖然專家系統(tǒng)得到一定的應(yīng)用,但是仍存在一定的局限性,這種局限包括對(duì)創(chuàng)造性的難以模仿,而只限于淺層知識(shí)的應(yīng)用,缺乏極有效的深層模仿和設(shè)計(jì),難以適應(yīng)復(fù)雜狀態(tài)。因此,在開發(fā)專家系統(tǒng)方面應(yīng)注意專家系統(tǒng)的代價(jià)/ 效益分析方法、專家系統(tǒng)軟件的有效性和試驗(yàn)、知識(shí)獲取、專家系統(tǒng)與其他常規(guī)計(jì)算工具相結(jié)合等問題。
模糊方法是一種對(duì)系統(tǒng)宏觀的控制,十分簡(jiǎn)單而易于掌握,為隨機(jī)、非線性和不確定性系統(tǒng)的控制,提供了良好的途徑。將人的操作經(jīng)驗(yàn)用模糊關(guān)系來表示,通過模糊推理和決策方法,對(duì)復(fù)雜過程對(duì)象進(jìn)行有效控制。通常用“如果……,則……”的方式來表達(dá),在實(shí)際控制中的專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)不依賴被控對(duì)象模型,魯棒性較強(qiáng)。模糊控制技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,與常規(guī)控制相比,其在提高模糊控制的控制品質(zhì),如:穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)等問題,自身的學(xué)習(xí)能力還不完善,因此要求系統(tǒng)具有完備的知識(shí),對(duì)工業(yè)智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言是困難的,如模糊變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)或自組織模糊控制、自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制等。另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉結(jié)合,對(duì)電力系統(tǒng)這樣一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)來講,綜合智能控制更具備巨大的應(yīng)用潛力?,F(xiàn)在,在電力系統(tǒng)中研究較多的有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合,專家系統(tǒng)與模糊控制的結(jié)合,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等方面。這些模糊方法的運(yùn)用因其可使用范圍廣,目前已在自動(dòng)化控制中被廣泛應(yīng)用。智能集成化是綜合智能控制重要的技術(shù)發(fā)展方向,其可將多項(xiàng)智能技術(shù)相互結(jié)合于一體,不再單獨(dú)運(yùn)用,各取優(yōu)勢(shì)。如模糊技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合等,這些都在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中有較多研究。
2 智能技術(shù)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化的結(jié)合
智能技術(shù)被應(yīng)用在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中,進(jìn)一步完善和發(fā)展了電力系統(tǒng)自動(dòng)化。智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的有效應(yīng)用,不僅協(xié)調(diào)了電力系統(tǒng)發(fā)展的不成熟性和該系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性,還滿足了公眾對(duì)于相對(duì)廉價(jià)、便利的電力網(wǎng)絡(luò)的需求。所以,智能技術(shù)作為一種技術(shù)被應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化中。
眾所周知,智能技術(shù)從分類上可分為以下幾個(gè)部分:模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制、線性最優(yōu)控制和綜合智能控制。如今,電力系統(tǒng)自動(dòng)化還未發(fā)展成熟,還存在一些缺點(diǎn)以待改進(jìn),如:強(qiáng)非線性,時(shí)變性且參數(shù)不確切可知,含有大量未建模動(dòng)態(tài)部分和電力覆蓋范圍大但卻具有網(wǎng)絡(luò)阻滯、延遲等。下面,我們將具體分析如何通過應(yīng)用智能系統(tǒng)改變電子系統(tǒng)智能化的缺點(diǎn)。
3 將智能技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的具體做法
3.1 模糊控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用
模糊控制使得建立模型來進(jìn)行控制變得十分簡(jiǎn)單和易于掌握。通過建立模型進(jìn)行控制是一種比較現(xiàn)代的方法,與建立常規(guī)的模式相比,更具優(yōu)越性、相對(duì)簡(jiǎn)單。例如,交通信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換是由前面的主列隊(duì)與后面的主列隊(duì)決定,并使用一定的工具實(shí)現(xiàn)二維模糊控制器。洗衣機(jī)可根據(jù)清洗過程中水質(zhì)的變化對(duì)衣物進(jìn)行不同程度的清洗,以保證衣物的干凈。模糊控制主要是在汽車的自動(dòng)變速器上起作用,是通過自動(dòng)變速器檢測(cè)駕駛員的速度得出駕駛員的駕駛意圖,判斷路況和汽車受到的阻力、監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況。通過以上舉例,我們可以得出模糊控制適用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化,并且具有廣泛性和通用性,能夠適用于其他不同的領(lǐng)域。
3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有與電力系統(tǒng)自動(dòng)化相適應(yīng)的性質(zhì)“非線性特性”,同時(shí),其還具有自我學(xué)習(xí)與自我組織的能力,以及具有強(qiáng)壯的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和處理的能力。因此,大量的、簡(jiǎn)單的神經(jīng)元構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),有了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用一定的學(xué)習(xí)算法,將隱藏在其連接權(quán)值上的大量信息進(jìn)行了調(diào)節(jié)權(quán)值,從而實(shí)現(xiàn)了非線性的復(fù)雜映射,從m 維空間到 n 維空間。這個(gè)概念被應(yīng)用于許多領(lǐng)域,如:自動(dòng)控制領(lǐng)域;處理組合優(yōu)化問題;模式識(shí)別;圖像處理;傳感信號(hào)處理和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。因?yàn)槿梭w與疾病之間的關(guān)鏈非常復(fù)雜,因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)上的多個(gè)領(lǐng)域,例如:醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)中的麻醉和危重醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究等。由上述舉例,我們可以知道神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)適用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化,具有廣泛性和通用性,能夠適應(yīng)于其他不同的領(lǐng)域。
3.3 專家系統(tǒng)控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用
專家系統(tǒng)控制能及時(shí)處理和辨識(shí)發(fā)生故障的電力系統(tǒng),最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)阻滯或延遲給人們帶來的危險(xiǎn)和不便。專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中有較為廣泛的應(yīng)用范圍,例如能夠辨識(shí)電力系統(tǒng)所處的狀態(tài):警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)、緊急的處理、系統(tǒng)恢復(fù)控制、系統(tǒng)規(guī)劃、切負(fù)荷和電壓無功控制、故障點(diǎn)距離的測(cè)量、做出短期負(fù)荷預(yù)報(bào)、所處狀態(tài)的安全分析以及先進(jìn)的人機(jī)接口等方面。在電梯控制中的應(yīng)用,隨著科技的日新月異,電梯的制作技術(shù)也在不斷地發(fā)展與更新,由簡(jiǎn)單逐漸趨向于復(fù)雜化,現(xiàn)在,在電梯即將出廠時(shí),會(huì)有專門的工作人員進(jìn)行調(diào)試,但當(dāng)安裝好后,電梯一旦出現(xiàn)故障時(shí),為本單位所配備的維修人員,卻不能快速找到問題,解除故障,這是由于電梯構(gòu)造復(fù)雜化了,因此我們需要在安裝電梯之前,安裝專家控制器以確保電梯的可用性和保障性。由此可見,專家系統(tǒng)控制適用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化。
3.4 綜合智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用
綜合智能系統(tǒng)根據(jù)模糊控制結(jié)構(gòu)有效、合理地將這些控制方法結(jié)合起來,以完善電力系統(tǒng)自動(dòng)化,使其能夠具備穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性和簡(jiǎn)易性。由于智能控制方法之間的交叉結(jié)合,一般人們會(huì)將其進(jìn)行如下組合進(jìn)行分析,例如:神經(jīng)系統(tǒng)與專家系統(tǒng)的結(jié)合;專家系統(tǒng)和模糊控制的結(jié)合;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等方面。
4 結(jié)語
綜上所述,我們了解到智能化在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中所占據(jù)的重要地位及其產(chǎn)生的不可忽視的重要影響,目前雖然我國的電力系統(tǒng)自動(dòng)化還不夠完善,但是我們堅(jiān)信,只要在我們的共同努力下,隨著人們對(duì)智能技術(shù)研究的愈加深入化,我國的智能化技術(shù)一定會(huì)有更好的明天。
[參考文獻(xiàn)]
【關(guān)鍵詞】 城市綠色建筑 信息融合技術(shù) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
一、 引言
我國的建筑行業(yè)逐漸將可持續(xù)發(fā)展作為未來中國建筑產(chǎn)品發(fā)展的主要方向。但真正的“綠色”建筑不更重要的是要考慮建筑物理環(huán)境中綜合因素的影響,如能利用信息技術(shù),以計(jì)算機(jī)模擬為主要手段,從多角度對(duì)建筑環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià),有助于實(shí)現(xiàn)建筑物的智能控制水平,降低能源消耗。
二、 綠色建筑和信息融合的含義
綠色建筑是指為人類提供健康的空間,同時(shí)實(shí)現(xiàn)最高效率地利用能源、最低限度地影響環(huán)境的建筑物,是當(dāng)前全球化的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在建筑領(lǐng)域的具體體現(xiàn)。它是以生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)為基本原則,應(yīng)用系統(tǒng)工程方法和多學(xué)科的現(xiàn)代綠色科技成就,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益三結(jié)合的新型人類聚居環(huán)境和建筑體系。
信息融合技術(shù)是協(xié)同利用多源信息,以獲得對(duì)同一事物或目標(biāo)更客觀、更本質(zhì)認(rèn)識(shí)的信息綜合處理技術(shù)。融合是指采集并集成各種信息源、多媒體和多格式信息,從而生成完整、準(zhǔn)確、及時(shí)和有效的綜合信息。
三、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在城市綠色建筑評(píng)價(jià)體系中的具體應(yīng)用
由于建筑環(huán)境中的信息來源復(fù)雜,信息格式并不一致,牽涉到的關(guān)鍵技術(shù)較多,如建筑熱環(huán)境模擬、計(jì)算流體力學(xué),建筑日照分析與采光技術(shù),噪聲控制以及建筑材料技術(shù)等等,影響了對(duì)建筑環(huán)境信息進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)、控制。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法具有良好的容錯(cuò)性、層次性、可塑性、自適應(yīng)性、聯(lián)想記憶和并行處理能力,能夠處理連續(xù)的模擬信號(hào)。在對(duì)建筑環(huán)境的信息處理中,以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為信息處理元件便于對(duì)多個(gè)不同信息源的信息進(jìn)行復(fù)合、集成、融合、聯(lián)想等處理,從而降低信息冗余度,可以準(zhǔn)確對(duì)建筑物進(jìn)行評(píng)價(jià),提高對(duì)建筑物的智能控制水平。
3.1 RBF網(wǎng)絡(luò)模型及特點(diǎn)
徑向基網(wǎng)絡(luò)是一種局部逼近網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于每個(gè)訓(xùn)練樣本,它只要對(duì)少數(shù)的權(quán)值和閾值進(jìn)行修正,訓(xùn)練速度很快,適合在一些實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的場(chǎng)合(如實(shí)時(shí)控制)中應(yīng)用。它有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)層:隱層為徑向基層,輸出為一線性層,網(wǎng)絡(luò)的輸出為: a2=purelin(LW2a1+b2) a1=radbas(n1)
n1=||IW-P||?*b1
= ( d i a g ( ( I W-o n e s ( S1, 1 ) * P’) ( I W-ones(S1,1)*P’)’))^0.5.*b1 (1)
式中:radbas為徑向基函數(shù),一般為高斯函數(shù);diag(x)表示取矩陣向量主對(duì)角線上的元素組成的列向量;“.^”和“.*”分別表示數(shù)量乘方和數(shù)量乘積(即矩陣中各對(duì)應(yīng)元素的乘方和乘積)
徑向基網(wǎng)絡(luò)只對(duì)那些靠近輸入權(quán)值向量的輸入產(chǎn)生相應(yīng),即隱層對(duì)輸入信號(hào)的相應(yīng),只在函數(shù)的中央位置產(chǎn)生較大的輸出,所以該網(wǎng)絡(luò)有很好的局部逼近能力。從函數(shù)逼近的觀點(diǎn)看:若把網(wǎng)絡(luò)看成是對(duì)未知函數(shù)的逼近,則任何函數(shù)都可以表示成一組基函數(shù)的加權(quán)和。在徑向基網(wǎng)絡(luò)中,相當(dāng)于選擇各隱層神經(jīng)元的傳輸函數(shù),使之構(gòu)成一組基函數(shù)逼近未知函數(shù)。
3.2 RBF網(wǎng)絡(luò)在綠色建筑評(píng)價(jià)體系中的應(yīng)用
在綠色建筑評(píng)價(jià)體系中,由于涉及的技術(shù)領(lǐng)域眾多,需要采集的數(shù)據(jù)量也很大。如果可以使用徑向基網(wǎng)絡(luò)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性函數(shù)的曲線擬合,將不同建筑物采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過整理后輸入訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò),產(chǎn)生非線性函數(shù)曲線,可以大大提高對(duì)建筑物的評(píng)價(jià)以及智能控制。
運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),利用RBF網(wǎng)絡(luò)從定義到訓(xùn)練結(jié)束花費(fèi)的時(shí)間短,適用于實(shí)時(shí)性高的控制場(chǎng)合。僅以空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)為例,可對(duì)房間溫度、房間濕度、送風(fēng)溫度、冷凍水溫度四個(gè)數(shù)據(jù)量進(jìn)行采集,得到部分對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)其進(jìn)行曲線擬合,可以得到房間內(nèi)的溫濕度情況,為進(jìn)一步提高對(duì)房間空調(diào)系統(tǒng)的智能控制打下基礎(chǔ),也可應(yīng)用到綠色建筑控制體系的其他方面。
四、 結(jié)束語
我國城市綠色建筑的發(fā)展前景十分廣闊,加快完善城市綠色建筑評(píng)價(jià)體系成為目前急需解決的問題之一。本文通過對(duì)城市綠色建筑環(huán)境的綜合分析與評(píng)價(jià)方法的研究,得到利用信息融合技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多源信息更好的處理分析。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞ERP項(xiàng)目實(shí)施模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
1問題提出
企業(yè)ERP項(xiàng)目實(shí)施涉及到原有工作模式、業(yè)務(wù)流程變革、組織結(jié)構(gòu)調(diào)整等許多方面,因此在實(shí)施ERP過程中要認(rèn)識(shí)到它的復(fù)雜性和艱巨性,要認(rèn)識(shí)到它的高風(fēng)險(xiǎn)性。然而,目前對(duì)ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)不是很多,有效性也不高。文獻(xiàn)分析,常用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法主要有層次分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法和模糊綜合評(píng)判法等。
本文提出用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來評(píng)價(jià)企業(yè)ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)。將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)施ERP企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)問題的評(píng)價(jià),具有一定的進(jìn)步性,是一種有益的嘗試,同其他方法相比,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法具有科學(xué)、簡(jiǎn)潔、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn),而且模型的結(jié)構(gòu)與方法應(yīng)用前景廣闊。
2企業(yè)ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
在分析了ERP項(xiàng)目實(shí)施過程風(fēng)險(xiǎn)影響因素,我們考慮的是可能導(dǎo)致項(xiàng)目失敗風(fēng)險(xiǎn)因素;因此要從企業(yè)實(shí)施ERP項(xiàng)目戰(zhàn)略角度、實(shí)施中人為風(fēng)險(xiǎn)因素、業(yè)務(wù)流程重組、ERP實(shí)施項(xiàng)目管理和關(guān)鍵事件分析和評(píng)估。該指標(biāo)體系有三級(jí),一級(jí)指標(biāo)8個(gè),二級(jí)指標(biāo)26個(gè),各二級(jí)指標(biāo)相互獨(dú)立反映了前一項(xiàng)指標(biāo)屬性內(nèi)涵。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的風(fēng)險(xiǎn)影響因素能從不同的角度反映這些風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)度量屬性,其最終風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu),如表1所示。
表1星火ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系表
風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)影響因素
信息化規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)U1信息化戰(zhàn)略地位u111)沒有信息化戰(zhàn)略或不健全、信息戰(zhàn)略執(zhí)行不到位;
2)信息化投入總額的比重、網(wǎng)絡(luò)性能水平、沒有其他信息化設(shè)施;
3)是否接觸其他單模塊MIS系統(tǒng)每百名管理人員計(jì)算機(jī)擁有量。
信息基礎(chǔ)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)u12
信息化應(yīng)用狀況風(fēng)險(xiǎn)u13
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)U2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范性風(fēng)險(xiǎn)u211)企業(yè)數(shù)據(jù)的完整程度、數(shù)據(jù)的不規(guī)范性;
2)數(shù)據(jù)編碼體系與ERP要求是否存在較大差別、編碼體系不完整;
3)品種繁多且雜亂、工藝復(fù)雜、工藝不規(guī)范、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不一致。
編碼系統(tǒng)完整性風(fēng)險(xiǎn)u22
產(chǎn)品繁雜度風(fēng)險(xiǎn)u23
人力資源風(fēng)險(xiǎn)U3高層領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)力u311)高層領(lǐng)導(dǎo)參與度、對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)程度以及支持力度;
2)項(xiàng)目經(jīng)理的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和協(xié)調(diào)溝通能力。
項(xiàng)目經(jīng)理的控制力u32
需求分析風(fēng)險(xiǎn)U4需求分析量化程度u411)企業(yè)需求分析不全面、需求分析報(bào)告不能反映實(shí)際情況;
2)外部市場(chǎng)牽引力度不當(dāng)、需求拉動(dòng)力誤導(dǎo)、政府推動(dòng)力不強(qiáng);
3)沒有咨詢顧問指導(dǎo)、需求分析反復(fù)修改、企業(yè)診斷結(jié)論錯(cuò)誤。
需求動(dòng)力分析風(fēng)險(xiǎn)u42
信息需求不明確u43
管理基礎(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)U5行業(yè)(特點(diǎn))風(fēng)險(xiǎn)u511)企業(yè)規(guī)模大小、企業(yè)體制、企業(yè)地理位置、企業(yè)的類型;
2)企業(yè)文化與ERP文化相抵制、新文化的形成;
3)企業(yè)管理水平低、管理模式落后、與ERP管理不符合度。
企業(yè)文化風(fēng)險(xiǎn)u52
管理不規(guī)范性u(píng)53
協(xié)作方選擇風(fēng)險(xiǎn)U6軟件商選擇風(fēng)險(xiǎn)u611)軟件供應(yīng)商類型選擇不當(dāng)、供應(yīng)商綜合能力不強(qiáng);
2)咨詢方行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、雙方配合度不高;
3)監(jiān)理基本能力不足、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)不足。
咨詢方選擇風(fēng)險(xiǎn)u62
監(jiān)理方選擇風(fēng)險(xiǎn)u63
軟硬件選擇風(fēng)險(xiǎn)U7硬件選擇不當(dāng)u711)安全風(fēng)險(xiǎn)、后續(xù)維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)、價(jià)格不合理;
2)系統(tǒng)集成性不高、二次開發(fā)工具水平;
3)軟件成熟度、類型選擇錯(cuò)誤、選型方法或步驟不對(duì);
4)質(zhì)量先天性缺陷、質(zhì)量不高、不可靠性風(fēng)險(xiǎn)。
軟件技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、u72
選型匹配風(fēng)險(xiǎn)u73
軟件質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)u74
項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)U8項(xiàng)目進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)U811)沒有合理進(jìn)度計(jì)劃、進(jìn)度控制不嚴(yán)、進(jìn)度延期、人員不變動(dòng);
2)硬件維護(hù)費(fèi)用增加、實(shí)施費(fèi)用無計(jì)劃地增加、維護(hù)費(fèi)用增加;
3)實(shí)施效果難以衡量、沒有制定相應(yīng)質(zhì)量目標(biāo)、階段成果未達(dá)標(biāo);
4)范圍無限擴(kuò)大、不嚴(yán)格控制計(jì)劃,實(shí)施范圍不清楚風(fēng)險(xiǎn);
5)對(duì)業(yè)務(wù)流程變革認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一、缺乏有效流程控制體系、重組變革方式和工具選擇、過多地改變軟件原有流程。
項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)U82
項(xiàng)目質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)U83
實(shí)施范圍風(fēng)險(xiǎn)U84
業(yè)務(wù)流程重組風(fēng)險(xiǎn)U85
3基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型
模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在SPSS、Excel和Matlab等統(tǒng)計(jì)分析軟件工具的幫助下,使這種預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)變得簡(jiǎn)單可行,具有很強(qiáng)的操作性和實(shí)用價(jià)值。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為人工智能領(lǐng)域一種新的技能、正向著更高層次的研究與應(yīng)用方面發(fā)展。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型也用于企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面,張英才提出基于模糊神經(jīng)的人力資源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),吳沖等提出基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)銀行信用風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)。
3.1模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)模型建立
根據(jù)企業(yè)實(shí)際結(jié)合已有的研究成果及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,確定了8個(gè)評(píng)價(jià)的變量。選擇[0,1]上的數(shù)據(jù)對(duì)上述8種因素的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)判。同時(shí),我們可以用以下數(shù)學(xué)語言描述:設(shè)ui(i=1,2,……7)為ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的輸入變量,Ui為其論域。在本系統(tǒng)中,ui∈[0,1],將ui的風(fēng)險(xiǎn)類別模糊化為一個(gè)定義在Ui上的模糊子集Aj(j=1,2,3,4,5分別代表風(fēng)險(xiǎn)低、較低、一般、高、較高五種類型),其模糊性用Ui的模糊分布一隸屬函數(shù)UAj(ui)來表示。具體模糊量化過程為:
(1)選擇影響因素的集合;本文采用風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系子要素層中的評(píng)價(jià)影響集合。(2)確定評(píng)價(jià)等級(jí)空間U;U={cl,c2,…,ck},若ck+1比ck“強(qiáng)”,記作ck+1>ck,一般地,評(píng)價(jià)等級(jí)統(tǒng)計(jì)取4至6個(gè)等級(jí)較合適,本文風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分5個(gè)等級(jí),即風(fēng)險(xiǎn)低、風(fēng)險(xiǎn)較低、風(fēng)險(xiǎn)一般、風(fēng)險(xiǎn)較高和風(fēng)險(xiǎn)高。
(3)確定子要素層每一因素對(duì)U中的各評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度;通過專家打分后,采用統(tǒng)計(jì)方法獲得,第i個(gè)因素對(duì)各等級(jí)的隸屬度為Ri=(ri1,ri2,ri3,ri4,ri5)。
(4)計(jì)算每個(gè)因素的評(píng)價(jià)值;將5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)量化后視為一個(gè)向量,例如取C=(0.9,0.7,0.5,0.3,0.1),則第i個(gè)因素的數(shù)值化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值為Xi=Ri*CT。根據(jù)所評(píng)價(jià)ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中指標(biāo),模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)確定為(8,m,5),即輸入層節(jié)點(diǎn)8個(gè)(根據(jù)評(píng)價(jià)階段指標(biāo)體系確定);隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)為m,一般人為給定m值后,經(jīng)k-means方法調(diào)整出合適值;輸出層節(jié)點(diǎn)5個(gè)。通過上述模糊化方法處理得出每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)影響因素的模糊化數(shù)值xi后,作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層節(jié)點(diǎn)的輸入值。輸出層節(jié)點(diǎn)輸出企業(yè)ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)值。因此所建模型如圖1所示,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型分兩大模塊:前一部分是模糊量化模塊,作用是將輸入變量模糊化,模糊化處理是將數(shù)字表示形式的輸入量轉(zhuǎn)化為通常用語言值表示的某模糊論語的序數(shù)。后一部分是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(FNN)模塊,此模型中FNN模塊采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)模型兩大模塊包括三層:輸入層、隱含層和輸出層。
圖1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
輸入層:在ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中,輸入層評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)過模糊化處理后輸入。但由于指標(biāo)值量綱不相同,代表了不同的物理含義。因此,在進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)之前可將各指標(biāo)值轉(zhuǎn)化成無量綱的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù),這樣就可以利用同一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量一般可采用直線型無量綱化方法,如利用極差變換公式將各類指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化。輸入層中神經(jīng)元的輸入與輸出為Ui=Xi,Oij=Xi,(其中i=1,2,…..,8;j=1,2,……,m)。同時(shí),我們將上述的風(fēng)險(xiǎn)因素和ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果按照風(fēng)險(xiǎn)的大小程度分別用5個(gè)語言變量表示,并用各個(gè)語言變量的隸屬函數(shù)代表其模糊性。
隱含層:其作用是對(duì)輸入量進(jìn)行評(píng)語等級(jí)分化處理,即根據(jù)隸屬函數(shù)求出每一輸入的各等級(jí)隸屬度值。本文選用梯形函數(shù),它對(duì)樣本數(shù)據(jù)要求相對(duì)簡(jiǎn)單,雖然它的準(zhǔn)確性不如非線性隸屬函數(shù)高,但是經(jīng)過模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制也能達(dá)到良好的效果。圖2說明了用梯形函數(shù)來表示ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)隸屬函數(shù)。
3.2模糊神經(jīng)(FNN)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練
模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用具體步驟包括兩個(gè)過程①學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程:在現(xiàn)有的ERP項(xiàng)目實(shí)施企業(yè)中,選擇成功與失敗典型樣本對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練,經(jīng)過反復(fù)迭代,使系統(tǒng)平均誤差降低到滿意的程度,從而獲得穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、連接權(quán)值和各參數(shù)。②模型確定后,可用來進(jìn)行ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)的評(píng)價(jià)。
(1)樣本數(shù)據(jù)的獲得
選取若干具有代表性的數(shù)據(jù),通過專家意見調(diào)查,收集相關(guān)數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)。論文研究選擇對(duì)象主要面向大中小各類企業(yè),除已實(shí)施ERP的企業(yè)外,也包括將要實(shí)施ERP的企業(yè)。我們通過東西部地區(qū)200多家案例企業(yè)獲得樣本數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。先對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定性處理,鑒于論文取得的樣本數(shù)據(jù)容量較大,各指標(biāo)取值范圍較廣,數(shù)據(jù)具有一定的平滑性,因此選用兩倍、三倍標(biāo)準(zhǔn)差檢驗(yàn)法進(jìn)行異常數(shù)據(jù)剔除,最終獲得(167個(gè))樣本數(shù)據(jù)。
(2)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練結(jié)果
模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程也就是網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修正的過程,本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)采用有教師的學(xué)習(xí)方法,網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的修正采用梯度法實(shí)現(xiàn)。
(3)ERP實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)輸出
模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練趨向穩(wěn)定后,并滿足指定的性能指標(biāo)(如訓(xùn)練誤差),說明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已訓(xùn)練結(jié)束,可以用來評(píng)價(jià)企業(yè)ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)。將待評(píng)價(jià)的對(duì)象按模糊規(guī)則轉(zhuǎn)換后得到n個(gè)輸入量,已訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)模型就可以通過輸入量到輸出實(shí)現(xiàn);輸出結(jié)果為隸屬度向量O=(O1,O2,O3,O4,,O5),定義為最大隸屬度。即,=MAX(O1,O2,O3,O4,O5)。
根據(jù)最大隸屬度原則就可以確定待評(píng)價(jià)的ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)的大小。在每次評(píng)價(jià)工作中,無論評(píng)價(jià)結(jié)果是否得到了專家的認(rèn)可,都可以把它作為新的學(xué)習(xí)樣本讓這個(gè)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)系統(tǒng)不斷學(xué)習(xí)、繼續(xù)完善,以使它做出更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。
4結(jié)論
本文確立了企業(yè)ERP實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系,建立了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)功能,可以充分利用以往的經(jīng)驗(yàn),使評(píng)價(jià)系統(tǒng)具有學(xué)習(xí)能力。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于評(píng)價(jià)企業(yè)ERP實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)非常適合,這不僅可以評(píng)價(jià)ERP項(xiàng)目實(shí)施各階段風(fēng)險(xiǎn)大小,也可以利用網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)功能,預(yù)測(cè)將要實(shí)施ERP企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)大小,而且網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)誤差小,適合用于各類企業(yè)ERP項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。
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