第5期 赵克勤：SPA的同异反系统理论在人工智能研究中的应用 。29· 正向推理 条件集合( B)推理结果 不众 不 反向推理 不 图8同异反分析创新示意图 图9基于集对分析的同异反推理图 Fig.8 Sketch map of innovations of Fig.9 The identical-discrepancy-contrary identical-discrepancy-contrary analysis inference map based on the set pair analysis 出，知识创新的第3规律也是对第1规律的一种细 异反推理也应包括系统的同异反状态推理和趋势推 化，之所以把它单独列出，原因是知识是一个庞大的 理，同异反推理应遵循的一般逻辑规则等等 开放的复杂系统，在日常工作中，人们更习惯于按知 5.5智能管理 识创新的第3规律进行知识创新」 智能管理是人工智能理论方法在管理中的应 5.3同异反模式识别 用.智能管理不仅仅是指通常情况下的优化管理，还 白杨文最早研究同异反模式识别.思路是：先把 包括异常和反常情况下的优化管理.黄德才等最早 同异反联系数看成同异反向量，记为μ=(a,b,c, 把同异反系统理论用于工程施工管理用网络计划的 再定义2个同异反向量4=(m,b,a)、5=(m, 创新，给出了能同时适应正常、异常、反常情况的同 m,a)的距离为p=[(m-m)2+(b-m)2+(a- 异反网络计划方法)，其特点是用同异反联系数 α22.现设山，为第i个模式系统A,与相应理想 A+Bi+C中的A表示某工序在正常情况下施工 系统所成集对的同异反向量，μ=(a,b,d为待判系 所需要的时间，用B表示某工序在异常情况下施工 统B与理想系统所成集对的同异反向量，P为同异 需增加或减少的时间，用C表示某工序在反常情况 反向量山1与μ的距离，i=1,2,,n,若A=min 下施工必须追加的时间，据此提出“关键路线集”的 (A,凸，，P),则认为待判系统B与模式系统Ak 概念，集中的主关键路线、次关键路线、最次关键路 最相似，从而应优先把B归入模式A.之中，此判别 线在一定的条件下相互转化，从而使事先制订的网 法称为同异反模式识别的择近原则 络计划适应了施工实际情况的各种变化，受到国内 5.4同异反推理 外工程管理界的重视 同异反推理最早由笔者在1992年提出).其 5.6多Agent协同的同异反分析 基本思想是：从己给条件集A(内含同异反3类因 系统的协同与否是一个普遍的问题.在各种智 素)出发，经同与条件集同)、异与条件集有所不 能系统中，不论是机器人足球赛，还是智能水下机器 同)、反与条件集相反)推理，可以得到与A相同、 人和月球车，还是MAS(multi-Agent system)等智 相异、相反3种结果，这3种结果组成集B,这样的 能系统，都有局部与局部、局部与全局，或者个体与 推理也称为正向推理：反之，如果从结果集B去推 个体、个体与整体，或者系统与要素、系统与环境，或 理条件集A是由哪些因素构成，则称之为反向推 者现状与目标、状态与趋势的协同与否和如何提高 理：按同异反系统理论，还应当有一种介于正向推理 协同效率的问题.因而可以把同异反系统理论用于 和反向推理之间的中介推理，例如在不少情况下，人 多Agent协同分析1 们总是根据一个系统的当前状态去推理该系统的过 5.7同异反诗词创作 去和未来：反向推理也有很强的实际工程背景，例如 诗词是自然语言的精华.如何让机器人理解诗 在不少情况下，通过对引进设备的“解剖”，去推理设 词中的意境，甚至与人对诗作词，应答成章，是一个 计者的设计思想甚至设计原理，并称这样的工程为 颇令人感兴趣的课题.利用同异反系统理论可以开 “反求工程”在这个意义上，同异反推理显然有“集 辟具体的研究思路， 成推理”的含义.其推理模式如图9所示 例1“一片二片三四片，五片六片七八片，九 虽然同异反推理己有不少应用成果2.1，但 片十片十一片，飞入林中都不见”.这首诗可以说是 总的说来，同异反推理还有待作深入研究，例如，同 典型的同异反诗.首先是“同中有异”，异在数量不 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net图 8 同异反分析创新示意图 Fig. 8 Sketch map of innovations of identical2discrepancy2contrary analysis 出 ,知识创新的第 3 规律也是对第 1 规律的一种细 化 ,之所以把它单独列出 ,原因是知识是一个庞大的 开放的复杂系统 ,在日常工作中 ,人们更习惯于按知 识创新的第 3 规律进行知识创新. 5. 3 同异反模式识别 白杨文最早研究同异反模式识别. 思路是 :先把 同异反联系数看成同异反向量 ,记为μ= ( a , b, c) , 再定义 2 个同异反向量μ1 = ( a1 , b1 , c1 ) 、μ2 = ( a2 , b2 , c2 ) 的距离为ρ= [ ( a1 - a2 ) 2 + ( b1 - b2 ) 2 + ( c1 - c2 ) 2 ] 1/ 2 . 现设μI 为第 i 个模式系统 A I 与相应理想 系统所成集对的同异反向量 ,μ= ( a , b, c) 为待判系 统 B 与理想系统所成集对的同异反向量 ,ρI 为同异 反向量μ1 与 μ的距离 , i = 1 , 2 , …, n , 若ρk = min (ρ1 ,ρ2 , …,ρn ) ,则认为待判系统 B 与模式系统 A k 最相似 ,从而应优先把 B 归入模式 A k 之中 ,此判别 法称为同异反模式识别的择近原则. 5. 4 同异反推理 同异反推理最早由笔者在 1992 年提出[71 ] . 其 基本思想是 :从已给条件集 A (内含同异反 3 类因 素) 出发 ,经同 (与条件集同) 、异 (与条件集有所不 同) 、反 (与条件集相反) 推理 ,可以得到与 A 相同、 相异、相反 3 种结果 ,这 3 种结果组成集 B ,这样的 推理也称为正向推理;反之 ,如果从结果集 B 去推 理条件集 A 是由哪些因素构成 ,则称之为反向推 理;按同异反系统理论 ,还应当有一种介于正向推理 和反向推理之间的中介推理 ,例如在不少情况下 ,人 们总是根据一个系统的当前状态去推理该系统的过 去和未来;反向推理也有很强的实际工程背景 ,例如 在不少情况下 ,通过对引进设备的“解剖”,去推理设 计者的设计思想甚至设计原理 ,并称这样的工程为 “反求工程”. 在这个意义上 ,同异反推理显然有“集 成推理”的含义. 其推理模式如图 9 所示. 虽然同异反推理已有不少应用成果[72 - 76 ] ,但 总的说来 ,同异反推理还有待作深入研究 ,例如 ,同 图 9 基于集对分析的同异反推理图 Fig. 9 The identical2discrepancy2contrary inference map based on the set pair analysis 异反推理也应包括系统的同异反状态推理和趋势推 理 ,同异反推理应遵循的一般逻辑规则等等. 5. 5 智能管理 智能管理是人工智能理论方法在管理中的应 用. 智能管理不仅仅是指通常情况下的优化管理 ,还 包括异常和反常情况下的优化管理. 黄德才等最早 把同异反系统理论用于工程施工管理用网络计划的 创新 ,给出了能同时适应正常、异常、反常情况的同 异反网络计划方法[78 ] , 其特点是用同异反联系数 A + B i + Cj中的 A 表示某工序在正常情况下施工 所需要的时间 ,用 B 表示某工序在异常情况下施工 需增加或减少的时间 ,用 C 表示某工序在反常情况 下施工必须追加的时间 ,据此提出“关键路线集”的 概念 ,集中的主关键路线、次关键路线、最次关键路 线在一定的条件下相互转化 ,从而使事先制订的网 络计划适应了施工实际情况的各种变化 ,受到国内 外工程管理界的重视[79 ] . 5. 6 多 Agent 协同的同异反分析 系统的协同与否是一个普遍的问题. 在各种智 能系统中 ,不论是机器人足球赛 ,还是智能水下机器 人和月球车 ,还是 MAS(multi2Agent system) 等智 能系统 ,都有局部与局部、局部与全局 ,或者个体与 个体、个体与整体 ,或者系统与要素、系统与环境 ,或 者现状与目标、状态与趋势的协同与否和如何提高 协同效率的问题. 因而可以把同异反系统理论用于 多 Agent 协同分析[79 ] . 5. 7 同异反诗词创作 诗词是自然语言的精华. 如何让机器人理解诗 词中的意境 ,甚至与人对诗作词 ,应答成章 ,是一个 颇令人感兴趣的课题. 利用同异反系统理论可以开 辟具体的研究思路 , 例 1 “一片二片三四片 ,五片六片七八片 ,九 片十片十一片 ,飞入林中都不见”. 这首诗可以说是 典型的同异反诗. 首先是“同中有异”,异在数量不 第 5 期 赵克勤 :SPA 的同异反系统理论在人工智能研究中的应用 ·29 ·