KIỂM ĐỒ BIẾN NGÔN NGỮ

KIỂM ĐỒ BIẾN NGÔN NGỮ

Nguyễn Như Phong

Kỹ thuật Hệ thống Công nghiệp

Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

Kiểm đồ một công cụ quan trọng kiểm soát trực tuyến quá trình, là đồ thị quan hệ giữa đặc tính chất lượng đo từ mẫu và thời gian thể hiện qua số mẫu. Có hai loại kiểm đồ truyền thống là kiểm đồ biến số và kiểm đồ thuộc tính. Nhìn chung, kiểm đồ thuộc tính đơn giản nhưng không nhạy bằng kiểm đồ biến số trong phát hiện dịch chuyển quá trình.

Dựa vào thuộc tính ta phân chất lượng sản phẩm theo 2 trạng thái là hư hỏng hay không hư hỏng. Trong thực tế, một sản phẩm có thể đánh giá mức độ hư hỏng không chỉ theo 2 bậc mà theo nhiều thang bậc mô tả bởi biến ngôn ngữ như chất lượng rất tốt, chất lượng tốt, chất lượng khá, chất lượng trung bình , chất lượng xấu, chất lượng rất xấu. Trong trường hợp này, kiểm đồ sử dụng được gọi là kiểm đồ sử dụng biến ngôn ngữ.

Kiểm đồ biến ngôn ngữ giảm chi phí chất lượng qua việc giảm chi phí thẩm định và chi phí hư hỏng. Kiểm đồ biến ngôn ngữ nhìn chung đơn giản hơn kiểm đồ biến số vì không cần dùng thiết bị đo giá trị đặc tính chất lượng mà chỉ đánh giá chất lượng qua chuyên gia, từ đó giảm chi phí thẩm định. Mặt khác, kiểm đồ biến ngôn ngữ chia trạng thái chất lượng sản phẩm thành nhiều mức, không chỉ 2 mức như ở kiểm đồ thuộc tính nên nhạy hơn kiểm đồ thuộc tính trong phát hiện dịch chuyển quá trình, từ đó làm giảm chi phí hư hỏng.

HẠN CHẾ KIỂM ĐỒ KINH ĐIỂN

Kiểm đồ thuộc tính dựa trên dữ liệu thuộc tính quan sát từ quá trình với chất lượng sản phẩm chỉ có hai trạng thái tốt để chấp nhận hoặc xấu để bác bỏ, điều này có thể không thể hiện đúng thực tế trạng thái chất lượng sản phẩm nếu chất lượng sản phẩm không thay đổi đột ngột mà thay đổi liên tục. Khi chất lượng sản phẩm thay đổi liên tục, các giá trị trung gian như hoàn hảo, tốt, khá, trung bình, hơi xấu, xấu là thích hợp trong mô tả mức chất lượng sản phẩm hơn. Không có quyết định sản phẩm nào đó trong mẫu quan sát thuộc loại chấp nhận hoặc bác bỏ khi chất lượng của sản phẩm đó nằm khoảng giữa hai trạng thái chấp nhận hay bác bỏ.

Mặt khác, việc kiểm soát quá trình có thể không đúng do yếu tố chủ quan của người trực tiếp kiểm tra khi gán trạng thái chất lượng không đúng bản chất thực tế của nó, cần tích hợp sự không chính xác của phán xét chủ quan của con người trong các công cụ đảm bảo chất lượng. Tính mơ hồ, không rõ ràng, không chính xác bẩm sinh trong các đánh giá ngôn ngữ có thể được xử lý toán học bởi lý thuyết tập mờ. Phương pháp sử dụng giới hạn kiểm soát mờ, nghĩa là xây dựng giới hạn kiểm soát dựa trên tính tóan mềm là thực tế hơn trong việc kiểm soát quá trình. Sử dụng biến ngôn ngữ trong việc lượng hóa trạng thái của đặc tính chất lượng và dùng số mờ cho việc xây dựng các giới hạn kiểm soát là hợp lý.

Vậy với những nhược điểm của kiểm đồ thuộc tính, việc ứng dụng kiểm đồ thuộc tính sẽ ít hiệu quả. Quá trình sẽ được kiểm soát hiệu quả hơn khi thuộc tính được diễn tả dưới dạng biến ngôn ngữ, từ đó kết hợp tính toán và xây dựng kiểm đồ dựa trên nền tảng của lý thuyết mờ. Với những yếu tố mơ hồ, không chắc chắn khi quyết định trạng thái chất lượng ta có thể trình bày một phương pháp xây dựng kiểm đồ dựa trên nền tảng của lý thuyết mờ, đó là kiểm đồ sử dụng biến ngôn ngữ sẽ được trình bày trong những phần tiếp theo.

BIẾN NGÔN NGỮ

Nhắc lại rằng biến ngôn ngữ là biến không lấy trị số mà lấy trị là những trị ngôn ngữ. Một biến ngôn ngữ V được đặc trưng bởi tập trị ngôn ngữ T.

T = {L_i , i = 1¸t}

Trong đó t là số trị ngôn ngữ trong tập trị ngôn ngữ T. Các trị ngôn ngữ L_i được mô hình bởi các số mờ F_i trên một tập cơ sở X.

Trong kiểm soát chất lượng, để mô tả trạng thái hay mức chất lượng sản phẩm ta có thể dùng các trị ngôn ngữ như tốt – T , khá – K, trung bình – B, hơi xấu – H, xấu – X.

T = {T, K, B, H, X}

Biến cơ sở ở đây là mức chất lượng sản phẩm, nhằm thuận tiện ta chuẩn hoá tập cơ sở X là tập khoảng đơn vị [0,1] theo nghĩa :

0: mức chất lượng thấp nhất
1: mức chất lượng cao nhất

Các mức chất lượng ở tập T nêu trên là những số mờ trên X, có nhiều phương pháp để xây dựng hàm thành viên, tuy nhiên một phương pháp hay dùng là dùng số mờ tam giác.

MẪU THU THẬP THEO BIẾN NGÔN NGỮ

Khi một biến ngôn ngữ được sử dụng ta cần trình bày các tập mờ tương ứng với trạng thái biến ngôn ngữ đó và kết hợp với số lượng quan sát xuất hiện tương ứng các trạng thái biến ngôn ngữ trong một mẫu.

Một mẫu S với n quan sát có thể được diễn tả như sau:

S = {(F_i, k_i)½i=1¸t}

Với k_i số lượng quan sát với trị ngôn ngữ L_itrong mẫu S, thỏa đẳng thức :

k₁ + k₂ + … + k_t = n

KIỂM ĐỒ BIẾN NGÔN NGỮ

Với nền tảng chung dựa trên biến ngôn ngữ, dữ liệu quan sát từ thực tế được trình bày dưới dạng biến ngôn ngữ , có rất nhiều cách tiếp cận khác nhau để xây dựng kiểm đồ biến ngôn ngữ. Một số nhà nghiên cứu kiểm đồ mờ cùng bài báo được liêt kê theo trình tự thời gian như sau:

Tzvi Raz– Jyh Hone Wang : Phương pháp xác xuất và hàm thành viên trong xây dựng kiểm đồ biến ngôn ngữ (1990)
A. Kanagawa – F. Tamaki – H. Ohta : Kiểm đồ kiểm soát trung bình và biến thiên quá trình dựa trên dữ kiện ngôn ngữ (1993)
Jorg Hopner – Hans Wolff : Thiết kế kiểm đồ Shewhart mờ (1995)
Fiorenzo Franceschini – Danielle Romano : Kiểm đồ biến ngôn ngữ : Một phương pháp dựa trên trị ngôn ngữ (1999)
Hsi Mei Hsu – Yan Kwang Chen : Hệ thống chẩn đoán quá trình dựa trên suy diễn mờ cho kiểm đồ trung bình (2001)
Hassen Taleb – Mohamed Limam : Xây dựng kiểm đồ ngẫu nhiên và mờ (2002)
Murat Gulbay – Cengiz Kahraman – Da Ruan : Kiểm đồ biến ngôn ngữ sử dụng nhát cắt a (2004)
Chi Bin Cheng : Kiểm soát quá trình mờ : Xây dựng kiểm đồ với số mờ (2005)
N.N.Phong: Xây dựng & đánh giá kiểm đồ biến ngôn ngữ, mô hình pLCC.