Методика оценки уровня зрелости организации на основе нечеткого моделирования

Введение. В статье излагается разработанная авторами методика объективной оценки уровня зрелости организации в направлении достижения устойчивого успеха на основе самооценки. Методика основана на использовании экспертной информации и математического аппарата теории нечетких множеств. Дано обоснование выбранного подхода, позволяющего оперативно анализировать состояние организации с учетом полной экспертной информации. Предлагается использовать экспертные оценки уровней зрелости по каждому направлению деятельности в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9004-2010. Приведено краткое описание содержания этапов фаззификации, композиции и дефаззификации, составляющих суть нечеткого моделирования процесса получения достоверной оценки. Материалы и методы. В результате анализа построена обобщенная модель предметной области «оценка уровня зрелости организации», разработаны модели входных и выходной лингвистических переменных согласно наименованиям основных критериев зрелости, представленных в ГОСТ Р ИСО 9004-2010, определены базовые терм-множества. Согласно оценкам четырех экспертов построены функции принадлежности всех лингвистических переменных, для чего использованы типовые функции трапециевидной формы. Приведена развернутая форма нечеткого логического вывода для рассматриваемой системы знаний. С учетом рассчитанных коэффициентов значимости основных критериев зрелости создана база знаний, содержащая 729 продукционных правил, на которой основан логический вывод оценки уровня зрелости организации. Результаты исследования. Для вычисления точного значения уровня зрелости используется метод центра тяжести, который реализуется в среде MatLab с помощью пакета прикладных программ Fuzzy Logic Toolbox . Построены поверхности отклика, отражающие взаимосвязи лингвистических переменных. Приведен модельный пример нечеткого логического вывода оценки уровня зрелости организации с использованием предложенной методики. Обсуждение и заключения . Представленная методика, использующая математический аппарат теории нечетких множеств, позволяет объективно оценить уровень зрелости организации с точки зрения достижения устойчивого успеха и предназначена для оперативного анализа состояния организации на основе выполненной экспертами самооценки

экспертная система, нечеткий логический вывод, лингвистическая переменная, функция принадлежности, дефаззификация, expert system, fuzzy inference, linguistic variable, membership function, defuzzification

1. ГОСТ Р ИСО 9004-2010. Менеджмент для достижения устойчивого успеха организации / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. - Москва : Стандартинформ, 2011. - 36 с.

2. Димитров, В. П. Об организации технического обслуживания машин с использованием экспертных систем / В. П. Димитров // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2003. - Т. 3, № 1. - С. 62-69.

3. Тугенгольд, А. К. К вопросу построения нечеткой экспертной системы продукционного типа для технологической регулировки машин / А. К. Тугенгольд, В. П. Димитров, Л. В. Борисова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2008. - Т. 8, № 3 (38). - С. 419-426.

4. Димитров, В. П. Совершенствование методов технического обслуживания зерноуборочной техники на основе экспертных систем : дис. … д-ра техн. наук / В. П. Димитров. - Ростов-на-Дону, 2002. - 300 с.

5. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы управления / И. М. Макаров [и др.]. - Москва : Наука, 2006. - 333 с.

6. Hrehova, S. Application of fuzzy principles in evaluating quality of manufacturing process / S. Hrehova, A. Vagaska // WSEAS Transactions on Power Systems. - 2012. - Vol. 7. - P. 50-59.

7. Особенности экспертного контроля качества в сфере обслуживания / Л. В. Борисова [и др.] // Качество продукции: контроль, управление, повышение, планирование : сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. - 2014. - С. 110-113.

8. О подходе к экспертной оценке качества знаний / Н. Н. Шумская [и др.] // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения : сб. статей 8-й междунар. науч.-практ. конф. в рамках 18-й междунар. агропром. выставки «Интерагромаш-2015». - Ростов-на-Дону, 2015. - С. 321-324.

9. Димитров, В. П. Оценка согласованности экспертных знаний в задаче определения уровня зрелости организации / В. П. Димитров, Л. В. Борисова, И. Н. Нурутдинова // Современные тенденции развития науки и технологий. - 2016. - № 1-11. - С. 52-54.

10. О подходе к оценке уровня зрелости организации с использованием теории нечетких множеств / Н. Н. Шумская [и др.] // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения : сб. статей 9-й междунар. науч.-практ. конф. в рамках 19-й междунар. агропром. выставки «Интерагромаш-2016». - Ростов-на-Дону, 2016. - С. 364-366.

11. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / А. Н. Аверкин [и др.] ; под ред. Д. А. Поспелова. - Москва : Наука, 1986. - 312 с.

12. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений / А. Н. Борисов [и др.]. - Москва : Радио и связь, 1989. - 394 с.

13. Zadeh, L.-A. Knowledge representation in fuzzy logic / L.-A. Zadeh // An Introduction to Fuzzy Logic Applications in Intelligent Systems. The Springer International Series in Engineering and Computer Science. - New York : Springer, 1992. - Vol. 165. - P. 1-27.

14. Борисова, Л. В. Информационная поддержка мониторинга состояния организации / Л. В. Борисова, Л. А. Димитрова, И. Н. Нурутдинова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2016. - Т. 16, № 4. - С. 93-102.

15. Борисова, Л. В. Особенности формализации знаний при логико-лингвистическом описании сложных технических систем / Л. В. Борисова, В. П. Димитров. - Ростов-на-Дону : РГАСХМ, 2006. - 207 с.

16. Димитров, В. П. Методика оценки согласованности моделей нечетких экспертных знаний / В. П. Димитров, Л. В. Борисова, И. Н. Нурутдинова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2010. - Т. 10, № 2 (45). - С. 205-216.

17. Борисова, Л. В. О методике представления нечетких экспертных знаний / В. П. Димитров, Л. В. Борисова, И. Н. Нурутдинова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2014. - Т. 14, № 4 (79). - С. 93-102.

18. Димитров, В. П. О методике фаззификации нечеткой экспертной информации / В. П. Димитров, Л. В. Борисова, И. Н. Нурутдинова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2012. - Т. 11, № 1-2 (62). - С. 46-50.

19. Программная система для ввода экспертных знаний / В. П. Димитров [и др.] // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2011. - Т. 11, № 1 (52). - С. 83-90.

20. Димитров, В. П. Теоретические и прикладные аспекты разработки экспертных систем для технического обслуживания машин / В. П. Димитров, Л. В. Борисова. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 2007. - 202 с.

21. Димитров, В. П. О методике дефаззификации нечеткой экспертной информации / В. П. Димитров, Л. В. Борисова, И. Н. Нурутдинова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2010. - Т. 10, № 6 (49). - С. 868-878.

22. Штовба, С. Д. Проектирование нечетких систем средствами MATHLAB / С. Д. Штовба. - Москва : Горячая линия - Телеком, 2007. - 288 с.

23. GOST R ISO 9004-2010. Menedzhment dlya dostizheniya ustoychivogo uspekha organizatsii. [GOST R ISO 9004-2010. Managing for the sustained success of an organization. A quality management approach.] Federal Agency for Technical Regulation and Metrology. Moscow: Standartinform, 2011, 36 p. (in Russian).

24. Dimitrov, V.P. В. П. Ob organizatsii tekhnicheskogo obsluzhivaniya mashin s ispol'zovaniem ekspertnykh system. [On machine maintenance organization with the use of expert systems.] Vestnik of DSTU, 2003, vol. 3, no. 1, pp. 62-69 (in Russian).

25. Tugengold, А.К., Dimitrov, V.P., Borisova, L.V. K voprosu postroeniya nechetkoy ekspertnoy sistemy produktsionnogo tipa dlya tekhnologicheskoy regulirovki mashin. [To the question of fuzzy expert system constructing production type for technological adjustment of machines.] Vestnik of DSTU, 2008, vol. 8, no. 3 (38), pp. 419-426 (in Russian).

26. Dimitrov, V.P. Sovershenstvovanie metodov tekhnicheskogo obsluzhivaniya zernouborochnoy tekhniki na osnove ekspertnykh sistem : dis. … d-ra tekhn. nauk. [Improving maintenance methods of harvesters based on expert systems: Dr.Sci. (Eng.) diss.] Rostov-on-Don, 2002, 300 p. (in Russian).

27. Makarov, I.M., et al. Iskusstvennyy intellekt i intellektual'nye sistemy upravleniya. [Artificial intelligence and intelligent control systems.]. Moscow: Nauka, 2006, 333 p. (in Russian).

28. Hrehova, S.,Vagaska, A. Application of fuzzy principles in evaluating quality of manufacturing process. WSEAS Transactions on Power Systems, 2012, vol. 7, pp. 50-59.

29. Borisova, L.V. et al. Osobennosti ekspertnogo kontrolya kachestva v sfere obsluzhivaniya. [Features of export quality control in the service sector.] Kachestvo produktsii: kontrol', upravlenie, povyshenie, planirovanie : sb. nauch. tr. mezhdunar. nauch.-prakt. konf. [Quality of products: control, management, improvement, planning: Coll. sci. papers Int. Sci.-Pract. Conf.] 2014, pp. 110-113 (in Russian).

30. Shumskaya, N.N., et al. O podkhode k ekspertnoy otsenke kachestva znaniy. [On approach to the expert assessment of the knowledge quality.] Sostoyanie i perspektivy razvitiya sel'skokhozyaystvennogo mashinostroeniya: sb. statey 8-y mezhdunar. nauch.-prakt. konf. v ramkakh 18-y mezhdunar. agroprom. vystavki «Interagromash-2015». [Current state and development trends of agricultural machinery: Proc. 8th Int. Sci.-Pract. Conf. within the framework of 18th Int. Agroindustrial Exhibition “Interagromash-2015”.] Rostov-on-Don, 2015, pp. 321-324 (in Russian).

31. Dimitrov, V.P., Borisova, L.V., Nurutdinova, I.N. Otsenka soglasovannosti ekspertnykh znaniy v zadache opredeleniya urovnya zrelosti organizatsii. [Assessment of coherence of expertise in problem of determining organization maturity level.] Sovremennye tendentsii razvitiya nauki i tekhnologiy, 2016, no. 1-11, pp. 52-54 (in Russian).

32. Shumskaya, N.N., et al. O podkhode k otsenke urovnya zrelosti organizatsii s ispol'zovaniem teorii nechetkikh mnozhestv. [On approach to assessment of organization maturity level using fuzzy set theory.] Sostoyanie i perspektivy razvitiya sel'skokhozyaystvennogo mashinostroeniya: sb. statey 9-y mezhdunar. nauch.-prakt. konf. v ramkakh 19-y mezhdunar. agroprom. vystavki «Interagromash-2015». [Current state and development trends of agricultural machinery: Proc. 9th Int. Sci.-Pract. Conf. within the framework of 19th Int. Agroindustrial Exhibition “Interagromash-2015”.] Rostov-on-Don, 2016. - С. 364-366 (in Russian).

33. Averkin, A.N., et al. Nechetkie mnozhestva v modelyakh upravleniya i iskusstvennogo intellekta. [Fuzzy sets in models of control and artificial intelligence.] Pospelov, D.A., ed. Moscow: Nauka, 1986, 312 p. (in Russian).

34. Borisov, A.N., et al. Obrabotka nechetkoy informatsii v sistemakh prinyatiya resheniy. [Fuzzy information processing in the decision-making systems.] Moscow: Radio i svyaz', 1989, 394 p. (in Russian).

35. Zadeh, L.-A. Knowledge representation in fuzzy logic. An Introduction to Fuzzy Logic Applications in Intelligent Systems. The Springer International Series in Engineering and Computer Science. New York: Springer, 1992, vol. 165, pp. 1-27.

36. Borisova, L.V., Dimitrova, L.A., Nurutdinova, I.N. Informatsionnaya podderzhka monitoringa sostoyaniya organizatsii. [Information support for monitoring of the organization state.] Vestnik of DSTU, 2016, vol. 16, no. 4, pp. 93-102 (in Russian).

37. Borisova, L.V., Dimitrov, V.P. Osobennosti formalizatsii znaniy pri logiko-lingvisticheskom opisanii slozhnykh tekhnicheskikh system. [Knowledge formalization features in logical-linguistic description of complex technical systems.] Rostov-on-Don: RGASKhM, 2006, 207 p. (in Russian).

38. Dimitrov, V.P., Borisova, L.V., Nurutdinova, I.N. Metodika otsenki soglasovannosti modeley nechetkikh ekspertnykh znaniy. [Methods for estimating coordination of fuzzy expert knowledge models.] Vestnik of DSTU, 2010, vol. 10, no. 2 (45), pp. 205-216 (in Russian).

39. Dimitrov, V.P., Borisova, L.V., Nurutdinova, I.N. O metodike predstavleniya nechetkikh ekspertnykh znaniy. [On method of representation of fuzzy expertise.] Vestnik of DSTU, 2014, vol. 14, no. 4 (79), pp. 93-102 (in Russian).

40. Dimitrov, V.P., Borisova, L.V., Nurutdinova, I.N. O metodike fazzifikatsii nechetkoy ekspertnoy informatsii. [On expert information fuzzification method.] Vestnik of DSTU, 2012, vol. 11, no. 1, iss. 2 (62), pp. 46-50 (in Russian).

41. Dimitrov, V.P., et al. Programmnaya sistema dlya vvoda ekspertnykh znaniy. [Programmed system for input of expert knowledge.] Vestnik of DSTU, 2011, vol. 11, no. 1 (52), pp. 83-90 (in Russian).

42. Dimitrov, V.P., Borisova, L.V. Teoreticheskie i prikladnye aspekty razrabotki ekspertnykh sistem dlya tekhnicheskogo obsluzhivaniya mashin. [Theoretical and applied aspects of the development of expert systems for maintenance of machinery.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 2007, 202 p. (in Russian).

43. Dimitrov, V.P., Borisova, L.V., Nurutdinova, I.N. O metodike defazzifikatsii nechetkoy ekspertnoy informatsii. [On defuzzification method in fuzzy expert information processing.] Vestnik of DSTU, 2010, vol. 10, no. 6 (49), pp. 868-878 (in Russian).

44. Shtovba, S.D. Proektirovanie nechetkikh sistem sredstvami MATHLAB. [Designing fuzzy systems by MATLAB tools.] Moscow: Hot Line Telecom, 2007, 288 p. (in Russian).