کاربرد اصول منطق فازی در پژوهشهای صنایع غذایی
دکتر محمد گنجه (دکترای تخصصی مهندسی مواد و طراحی صنایع غذایی)
آغاز و اصل پایه منطق فازی
منطق فازی برای اولین بار در سال1960 توسط دکتر لطفیزاده، استاد علوم کامپیوتری دانشگاه برکلی کالیفرنیا، ابداع شد. مقاله پرفسور لطفیزاده درباره مجموعه فازی که در سال 1965به چاپ رسید، سرآغاز جهتی نوین در علوم و مهندسی سیستم و کامپیوتر بود. منطق کلاسیک هر چیزی را بر اساس یک سیستم دوتائی نشان میدهد (درست یا غلط، 0 یا 1، سیاه یا سفید)، ولی منطق فازی درستی هر چیزی را با یک عدد که مقدار آن بین صفر و یک است نشان میدهد. مثلاً اگر رنگ سیاه را عدد صفر و رنگ سفید را عدد 1 نشان دهیم، آنگاه رنگ خاکستری عددی نزدیک به صفر خواهد بود.
آغاز و اصل پایه منطق فازی
منطق فازی معتقد است که ابهام در ماهیت علم است. بر خلاف دیگران که معتقدند باید تقریبها را دقیقتر کرد تا بهرهوری افزایش یابد، لطفیزاده معتقد است که باید به دنبال ساختن مدلهایی بود که ابهام را به عنوان بخشی از سیستم مدل کند. در منطق ارسطویی، یک دستهبندی درست و نادرست وجود دارد. تمام گزارهها درست یا نادرست هستند. بنابراین جمله «هوا سرد است»، در مدل ارسطویی اساساً یک گزاره نمی باشد، چرا که مقدار سرد بودن برای افراد مختلف متفاوت است و این جمله اساساً همیشه درست یا همیشه نادرست نیست. در منطق فازی، جملاتی هستند که مقداری درست و مقداری نادرست هستند. برای مثال، جمله “هوا سرد است” یک گزاره منطقی فازی میباشد که درستی آن گاهی کم و گاهی زیاد است، گاهی همیشه درست و گاهی همیشه نادرست و گاهی تا حدودی درست است. در کل میتوان گفت، منطق فازی یک راه حل مناسب برای ارتباط دادن فضای ورودیها به فضای خروجیهاست. در تعریفی دیگر، به منطقی که از مقادیر ورودی فازی، خروجیهای قطعی را استنتاج نماید، منطق فازی میگویند.
از جمله مزایای عمدهی استفاده از منطق فازی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1.مفهوم منطق فازی به راحتی قابل فهم است.
2.مفاهیم ریاضی که فازی را ایجاد میکنند بسیار ساده هستند و پیچیدگی چندانی ندارند.
3.میزان انعطاف پذیری سیستم فازی بسیار بالاست.
4. منطق فازی قابلیت بالایی برای مدل کردن توابع پیچیده و غیرخطی دارد.
6. در حین آزمایشهای کارشناسی هم منطق فازی قابل ساخت و استفاده است.
7.نیازی به جایگزینیسیستمهای فازی به جای روشهای مرسوم کنترل نیست و در بسیاری از موارد سیستم های فازی به کنترل کننده افزوده شده و کارکرد آنها را ساده تر میکنند.
8.اساس منطق فازی بر زبان طبیعت بنا گذارده شده است.
مراحل توسعه و طراحی مدلهای فازی
1- تعریف مسئله فازی با جزئیات کامل
2-تعیین محدودهی تغییرات متغیرها
3- تعیین منحنی های توابع عضویت برای محدودهی هر متغیر
4- تعریف و ایجاد قوانین فازی
5- انتخاب روش غیر فازیسازی
6- آزمایش سیستم به منظور یافتن پاسخ صحیح
7- برگشت به مرحله سه در صورت نیاز به تکرار حل مساله
نرمافزار طراحی و توسعهی مدل های فازی
همانند شبکههای عصبی مصنوعی، در مورد منطق فازی نیز متوان از نرم افزار متلب استفاده کرد.
جعبه ابزار منطق فازی (Fuzzy Logic Toolbox) در این نرم افزار به این منظور پیش بینی شده است.
در شکل زیر شمای کلی این ابزار در نرم افزار متلب نشان داده شده است.
مزایای استفاده از منطق فازی در پژوهشهای صنایع غذایی
با توجه به اینکه معمولا در صنعت غذا با عوامل تاثیرگذار و فازی بسیاری مواجه هستیم و شرایط غیر پایدار و فازی نیز بر سیستم حاکم است، استفاده از اصول منطق فازی کارایی بالایی پیدا کرده است و به شکل گسترده در بسیاری از پژوهش های تخصصی مورد بهره برداری قرار گرفته است. مدل ارائه شده و خروجی های متنوع و جذابی که این سیستم هوشمند در اختیار قرار می دهد باعث می شود پژوهش ها کیفیت بالاتری پیدا کنند و قابلیت چاپ بالاتری را در مجلات صنایع غذایی با IF بالاتر داشته باشند.
از کنترل فرایند گرفته تا فرمولاسیون و مدلسازی پروسه های تولید و بسته بندی محصولات غذایی مختلف بر پایه این روش قابل برنامه ریزی و اجراست. قوانین پایه نسبتا ساده و در دسترس بودن ابزار پیاده سازی منطق فازی آن را به یکی از پرکاربردترین مدل های پژوهشی در شاخه های مختلف علوم به خصوص صنایع غذایی تبدیل کرده است.
مثال هایی از مقالات صنایع غذایی
از طریق لینک زیر میتوانید فایل این مقاله را دانلود کرده و در اختیار داشته باشید؛ در ضمن این مقاله کامل تر خواهد شد….