模糊逻辑类神经网路发展软体

O’INCA模糊邏輯類神經網路發展軟體AnIntegratedPlatformfordevelopmentofFuzzyLogic,NeuralNetworks,Fuzzy-NeuroSystems快速導引操作手冊QuickStartGuideIXON中崗科技有限公司106台北市大安區和平東路二段259號9樓TEL:886-2-2704-5535/FAX:[phone]’INCAQuickStartGuideIxonTechnologyCo.,Ltd1目錄1.範例內容說明.......................................................................................................22.系統架構................................................................................................................23.工具列簡介............................................................................................................34.簡明step-by-step..................................................................................................44.1建立三個輸入變數...........................................................................................44.2建立類神經網路模組........................................................................................54.3建立物件間的連結............................................................................................54.4建立模糊邏輯模組............................................................................................64.5創造隸屬函數....................................................................................................74.6創造RULEBASE................................................................................................74.7創造類神經網路................................................................................................94.8權重的初始化....................................................................................................94.9資料正規化.........................................................................................................94.10建立類神經網路的訓練檔..............................................................................94.11模擬模糊邏輯模組.........................................................................................114.12模擬整個系統..................................................................................................12O’INCAQuickStartGuideIxonTechnologyCo.,Ltd21.範例內容說明這個範例是以生產的品管計畫，做為說明的例子。簡單地規劃了三種特徵，做為判定產品屬於哪種類別（優異、良好、不良..）的根據。2.系統架構此系統的設計理念，在第一階段，希望先透過類神經網路的學習能力，將輸入的三種變數（特徵值），跟兩個輸出變數（雜訊比率、損壞程度）做連結。這部分學習過後的輸出，再做為第二階段專家系統的輸入變數。類神經網路部分，使用的是倒傳遞網路，共有三個輸入、一個隱藏層（四個神經元）、兩個輸出神經元。專家系統的部分，接收到來自神經網路的兩個輸入，透過預先建立的五個法則，做出最後對每個產品品質的判斷。專家系統部分，還有一個模糊函數的子系統，分別透過使用者的設定，替三個部分設定隸屬函數，分別是雜訊比率、損壞程度以及品質等三部分。圖示如下：O’INCAQuickStartGuideIxonTechnologyCo.,Ltd3（圖一）透過上圖，我們可以清楚地發現，當兩套系統（ANN以及expertsystem）巧妙地橋接起來，我們可以發揮神經網路優異的學習、容錯能力，加上專家系統強大的邏輯判斷，得到對於品質良好的判別依據。3.工具列簡介因為O’INCA這套系統的設計，並沒有將游標放在圖示上，就會顯現提示的功能，所以為了以後解說方便，我們先將工具列的各圖形方塊功能，做簡單介紹。如下圖所示：O’INCAQuickStartGuideIxonTechnologyCo.,Ltd4（圖二）從上圖中，我們可以看到，從左至右，分別是『輸入』、『輸出』、『模糊邏輯』、『神經網路』、『使用者自訂』、『運算子』、『常數』、『直線』與『文字』等。4.簡明step-by-step4.1建立三個輸入變數先按下工具列中的『輸入』，再將滑鼠移至SystemDiagram的視窗，按下滑屬左鍵，拉開一個四方形大小，就建立了一個輸入變數。Double-click該變數，就會顯示出該輸入屬性的對話框。請在variable中輸入『Feature1』，DataRange的最大、最小值中分別輸入0以及1。按照同樣步驟，建立起Feature2以及Feature3，所有變數的設定值，O’INCAQuickStartGuideIxonTechnologyCo.,Ltd5請見下表：類神經網路模組輸入變數資料範圍輸出變數資料範圍Feature1[0,1]SNRatio[0,30]Feature2[-5,5]Phys-Damage[0,1]Feature3[0,10]模糊邏輯模組輸入變數資料範圍輸出變數資料範圍SNRatio[0,30]Quality[0,10]Phys-Damage[0,1]（表一）4.2建立類神經網路模組仿造前面建立輸入變數的滑鼠拖曳方式，從工具列中，將『神經網路』、『模糊邏輯』以及『輸出』分別按照圖一中的版面配置，放置在SystemDiagram視窗中，針對每個物件，也以double-click的方式予以命名，最大最小值的設定，則根據表一。4.3建立物件間的連結從工具列中點選『直線』，依照圖一的形式，分別從左邊的物件連結到右邊的物件。『神經網路』物件與『模糊邏輯』物件間有兩條連結，也請分別double-click後予以命名。O’INCAQuickStartGuideIxonTechnologyCo.,Ltd64.4建立模糊邏輯模組將滑鼠移到模糊邏輯的物件上，按住『shift』鍵double-click滑鼠左鍵。在模糊邏輯視窗中創造兩個輸入、一個法則規則物件(RuleBase)以及一個輸出物件，分別予以命名。創造物件方式雷同前述創造類神經模組的過程，在工具列透過拖曳的方式，將圖示拉到視窗中。以Double-Click每個物件，分別予以命名，並將個各物件加以連結，如下圖所示：針對四個物件，請分別予以設定如下：Variable隸屬函數解模糊輸入（SNRatio）SNRatioSNR輸入（Phys-Damage）Phys-DamagePhys-Damage法則規則物件evaluatorInference---Max-Min輸出(Quality)QualityQualityCentroldO’INCAQuickStartGuideIxonTechnologyCo.,Ltd74.5創造隸屬函數a.”SNRatio”的輸入物件---將游標放在此物件上，接著按下shift-double-clicking滑鼠左鍵，進入編輯隸屬函數的視窗。按下『TOOL』中的『CreatMFset』，選擇設定Shape=Trapezoidal，Numberoflabels=3，接著會產生一共三個MF-1、MF-2、MF3的隸屬函數標示，在三個圖示上分別加以Double-Click，將名字分別設為『Weak』、『Normal』以及『Strong』。接著，再到『TOOL』去按下『SetDataRange』，並輸入Description=Signal-to-Noise、Min=0、Max=30。b.“Phys-Damage”的輸入物件---基本上步驟同於前項所述，但是設定上，Shape=TriangularShouldered，Numberoflabels=2，MF-1、MF-2分別設為『Minor』以及『Severe』。『SetDataRange』中輸入Description=PhysicalDamage、Min=0、Max=1c.”Quality”的輸出物件---同於前項所述，但是設定上，Shape=TriangularShouldered，Numberoflabels=4，分別設為『Reject』、『Marginal』、『Good』以及『High』。『SetDataRange』中輸入Description=Quality、Min=0、Max=10。4.6創造Rulebase在模糊邏輯視”Expertsystem”窗中，將指標放在evaluator上，並加以Shift-Double-Click，便會出現一個空白的Rulelist對話方格，按下『Append』，便會出現以下畫面：O’INCAQuickStartGuideIxonTechnologyCo.,Ltd8在中間『Clause』群組中，InputVariable選『SNRatio』、Operator選『IS』、InputLable選『Minor』，接著到ClauseEdit群組中按下『Append』；其次，選到第二個THEN的框框，再到中間『Clause』群組中，OutputVariable選『Quality』、Operator選『IS』、OutputLabel選『High』，接著到ClauseEdit群組中按下『Append』，最後按下『OK』，便完成第一條規則的輸入。請依照相同步驟，完成以下接著四條法則的輸入，完整輸入法則如下圖所示：O’INCAQuickStartGuideIxonTechnologyCo.,Ltd94.7創造類神經網路將滑鼠指標放在classifier的物件上，按下Shift-Double-Clicking，到『TOOL』中按下『NeuralNet』，接著輸入InputlayerNeur