LÝ THUYẾT MỜ

Nguyễn Như Phong

Kỹ thuật Hệ thống Công nghiệp

Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

Lý thuyết mờ bao gồm:

• Lý thuyết tập mờ,
• Lý thuyết độ đo mờ.

Cũng như lý thuyết xác suất, Lý thuyết mờ được ứng dụng trong hầu hết các chuyên ngành kỹ thuật. Mọi chuyên ngành kỹ thuật, không ít thì nhiều, đều ứng dụng các phương pháp mới dựa trên tập mờ, độ đo mờ.

Kỹ thuật điện là lãnh vực kỹ thuật đầu tiên ứng dụng lý thuyết mờ trong các lãnh vực như điều khiển mờ, xử lý ảnh mơ, mạch điện tử dùng logic mờ, người máy, …Kể từ những năm đầu thập niên 70, lý thuyết mờ đã được ứng dụng vào kỹ thuật xây dựng, các kỹ sư xây dựng đã dùng lý thuyết tập mờ để giải quyết nhiều vấn đề trong xây dựng.

Giữa thập niên 80, số lượng bài báo trong các chuyên ngành của kỹ thuật cơ khí đã ngày một tăng dần. Cũng vào khoảng giữa thập niên 80, kỹ thuật công nghiệp đã ứng dụng lý thuyết mờ vào hầu hết các lĩnh vực kỹ thuật công nghiệp như hệ chuyên gia mờ, dự báo mờ, ra quyết định mờ, quy hoạch tuyến tính mờ, kinh tế kỹ thuật mờ, quản lý vật tư tồn kho mờ, kiểm soát chất lượng mờ, điều độ dự án mờ, nhân tố học mờ,…

Kỹ thuật máy tính cũng sử dụng lý thuyết mờ trong thiết kế phần cứng sử dụng logic mờ. Kỹ thuật tri thức cũng đã sử dụng lý thuyết mờ trong thu thập và biễu diễn tri thức, trong tương tác người máy.

Ngoài ra các chuyên ngành kỹ thuật khác như kỹ thuật hóa học, kỹ thuật hạt nhân, kỹ thuật nông nghiệp, … cũng ứng dụng lý thuyết này.

Các ứng dụng của Lý thuyết mờ trong công nghiệp đầu tiên ở châu Âu. Năm 1970, ở  Anh, Ebrahim Mamdani sử dụng logic mờ điều khiển máy phát chạy bằng hơi nước, mà trước đây không thể điều khiển bằng phương pháp kinh điển được.

Ở Đức, Hans Zimmerman bắt đầu sử dụng lý thuyết mờ trong các Hệ thống hỗ trợ ra quyết định. Năm 1980, lý thuyết mờ được ứng dụng nhiều trong phân tích  dữ liệu và hỗ trợ ra quýêt định ở châu Âu.

Dù châu Âu có những ứng dụng lý thuyết mờ đầu tiên, nhưng người Nhật lại dẫn đầu về thương mại hóa các ứng dụng lý thuyết mờ, đặc biệt là trong lĩnh vực kỹ thuật điều khiển kể từ năm 1980.

Năm 1983, công ty Fuji Electric ứng dụng lý thuyết mờ trong nhà máy xử lý nước. Năm 1987 , công ty Hitachi ứng dụng lý thuyết mờ trong hệ thống xe điện ngầm. Lý thuyết mờ phát triển mạnh ở Nhật vì lý thuyết này hỗ trợ việc tạo ra các mô hình nguyên mẫu nhanh, dễ dàng tối ưu hóa, hệ thống mờ đơn giản, dễ hiểu. Chính phủ Nhật cũng hỗ trợ các công ty lớn thiết lập các chương trình chuyển giao công nghệ.

Một số tổ chức hỗ trợ nghiên cứu ứng dụng lý thuyết mờ lần lượt ra đời. Năm 1985 tổ chức IFSA (International Fuzzy System Association) được thành lập, nối tiếp theo là các tổ chức SOFT( Society for fuzzy theory & systems), BMFSA (Biomedical Fuzzy Systems Association), LIFE (Lab for International Fuzzy Engineering Research), FLSI (Fuzzy Logic Systems Institute). Với các kết quả nghiên cứu ứng dụng, lý thuyết mờ được sử dụng trong mọi lĩnh vực về xử lý số liệu, điều khiển thông minh.

Công ty Mitsubishi công bố chiếc xe đầu tiên trên thế giới sử dụng hệ thống điều khiển mờ trong mọi hệ thống điều khiển trong xe. Trong tự động hoá sản xuất, công ty Omron đã công bố bản quyền của nhiều phát minh với ứng dụng logic mờ. Điều khiển mờ cũng đã được sử dụng để tối ưu hoá nhiều quá trình hoá, sinh.

Khi nhìn thấy các công ty Nhật tiên phong trong việc sử dụng lý thuyết mờ trong công nghiệp, các công ty ở châu Âu bắt đầu đẩy mạnh việc ứng dụng lý thuyết mờ, cho đến nay có hơn nhiều sản phẩm ứng dụng kỹ thuật này ở châu Au và một số lượng ứng dụng không đếm được trong kiểm soát quá trình và tự động hóa trong công nghiệp.

Gần đây lý thuyết mờ đã được quan tâm ở Mỹ, đặc biệt là các công ty cạnh tranh mạnh với các công ty ở châu Á và châu Au. Một số lĩnh vực ứng dụng mở ra cho các công ty Mỹ như hệ thống hỗ trợ ra quyết định, bộ điều khiển ổ đĩa cứng máy tính.

Lý thuyết mờ khi ra đời trong quá trình phát triển,  ngay khi đã có nhiều ứng dụng, cũng có nhiều phê bình chỉ trích. Lotfi Zadeh trả lời các chỉ trích này bằng một nguyên lý mà ông gọi là nguyên lý cái búa “Nếu bạn có một cái búa trong tay, và đó là công cụ duy nhất của bạn, thì mọi thứ đều trông như  những cái đinh”.

Nguyên lý này được hiểu như sau: Trong thực tế, ta phải giải quyết nhiều vấn đề, mỗi vấn đề có một công cụ phù hợp, cách làm việc khoa học là chọn công cụ phù hợp để giải quyết vấn đề một cách tốt nhất. Nếu sử dụng công cụ có sẳn để giải quyết một vấn đề không phù hợp là không hiệu quả và phản khoa học.

TLTK

Nguyễn Như Phong. Vận trù mờ. NXBĐHQG. 2010.