各国重视“模糊”理论及其应用 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：国际科技论坛

　　各国重视“模糊”理论及其应用
陈增圭
“模糊”理论这个数学领域中异军突起的神秘分支，目前还没有被人们所广泛了解和应用，其实它却天天在和我们打交道，并已引起世界许多国家的重视。“模糊”理论研究的对象，就是客观事物的模糊性。例如在日常生活中，人们常说的高、矮、胖、瘦、老、中、青等概念，就是含义不确切、界限不清楚的模糊概念。在工程技术乃至社会科学等领域，随着定量化和数学化的迫切要求，也必然要遇到大量的模糊概念。随着科学技术的不断发展，研究的对象越来越复杂，而复杂的东西是难于精确的。电子计算机是在精确的世界里运作的，一切都是开或关、对或错、是或非。计算机的出现在一定程度上解决了复杂化和精确化之间的矛盾。但是反过来它又使得这对矛盾更加激化。一方面计算机程序要求高度的精确；另一方面机器执行的任务又越来越复杂。模糊数学的创始人——美国控制论专家查德提出的互克性原理描述了复杂性和精确性之间的辩证关系：“当系统的复杂性增加时，我们使它精确化的能力将减少，直到一个阈值，一旦超过它，复杂性和精确性将互相排斥。”简言之，复杂性越高，有意义的精确化能力便越低；而精确化的能力越低，便意味着系统具有的模糊性越强。
智能计算机和智能机器人的研究成果不断涌现，而最关键的进展就是机器应具有的识别和处理模糊信息的能力不断有所提高。
模糊数学自１９６５年诞生以来，２０多年来围绕其学科本身及其在各方面的应用，在世界一些国家已有了长足的进展。如模糊评判、模糊优化、模糊决策、模糊控制以及模糊识别与聚类分析（对事物按一定要求进行分类的数学方法）等许多方面，发展十分迅速。“模糊”理论的主要特点，一是能定量地处理影响分析和设计的种种模糊因素，使分析的结果和设计的方案更符合客观实际，更为优化合理；二是能充分考虑事物的中介过渡性质、浮动地选取阈值，从而能给出一系列不同水平（或不同的其它指标值）下的分析结果和设计方案，为人们提供广泛的选择余地。由于具有这样一些特点，它的应用极其广泛。７０年代以来，国外利用“模糊”理论成功地解决了蒸汽发动机与锅炉的控制、搅拌池的温度控制、压力容器控制、水泥窑的工艺控制、热交换过程控制和十字路口的交通控制等等。利用“模糊”理论研制成功的模糊逻辑计算机一问世便受到人们的青睐，把它安装在地下铁道系统，列车的加速和刹车就变得非常平稳。日本东芝、日立、三菱电气等公司在电梯上争先应用“模糊”技术，使得平均等待时间缩短了１０％到１５％，乘客等待时间超过１分钟以上的次数减少了３０％到４０％。日本松下电气公司研制成功的“模糊”洗衣机，具有６００多种周期组合，唯一的控制是一个启动钮，其它的事全都交给传感器和模糊控制器去做——判断载荷的多少和污秽程度，确定最佳的周期时间和用水量，以取得最佳的洗涤效果。为了降低空调器的耗电，人们也采用了“模糊”技术。“模糊”空调器只有在红外传感器发觉有人在屋里时，才使屋内加速冷却下来。单这一项就节电２０％以上。宾馆、饭店客人来来往往，由于每人看电视的“主观”标准不一样，对颜色、亮度和对比度总要调来调去。而用“模糊”技术安装的电视机就不用客人忙乎一阵了。这种电视机具有“主动信号校正”的功能，对颜色、亮度和对比度每隔１／６０秒比对一次。它将画面上的２４８个点同存贮在机内的４０幅“完美”的画面的图像库进行比较，寻找相似而不必是相同的条件。
“模糊”理论也已应用到管理决策、人才选拔等社会科学领域。
“模糊”理论的应用潜力和在社会发展中的作用是非常巨大的，引起了世界各国的广泛重视。随着第五代计算机、智能机器人、专家系统和管理决策等领域的发展，“模糊”理论的应用范围也将不断扩大。