Neuro-Fuzzy Modeling Techniques in Economics
ISSN 2415-3516
Штучна нейроподібна мережа як основа формування логічного висновку в системах виключної складності
Artificial neural-like network as a basis for forming logical conclusions in systems of exceptional complexity
DOI:
10.33111/nfmte.2020.065
Анотація: У роботі сконструйовано структуру штучної нейронної мережі, як ключового елементу формування логічного висновку в системі виключної складності. Запропоновано здійснювати аналіз систем типу «чорна скринька» з розподіленими параметрами шляхом незалежної інтегральної обробки інформації на локалізованих ділянках з подальшим її загальним аналізом у нейронному шарі верхнього рівня. Показано, що зазначений підхід дає змогу вилучити вплив неінформативних чинників, які за структурою своєї дії є подібними до інформативного впливу, проте носять локальний характер. Запропоновано алгоритм формування високоінформативного числового критерію на прикладі оцінки впливу дебалансу ротора обертової електричної машини, як важливої практичної задачі передбачення відмов у роботі виробничого обладнання та попередження можливих економічних збитків. В основу методики розрахунку запропонованого критерію покладено дискретне вейвлет перетворення часової реалізації вібросигналу з подальшим розрахунком середньо-квадратичного значення вибраних частотних смуг. Доведено, що для виявлення дебалансу ротора найбільш інформативними є частотні смуги, які включають у себе роторну частоту та її другу та третю гармонічні складові. Продемонстровано, що зазначений критерій має понижену чутливість до впливу неінформативних одиничних збурень, що можуть виникати в процесі роботи устаткування. Показано, що запропоноване рішення може розглядатися як окремо узятий унікальний випадок, що має значну практичну цінність, оскільки може бути адаптованим для вирішення задач широкого класу.
Abstract: In the paper, the structure of an artificial neural network is constructed as a key element of forming a logical conclusion in a system of exceptional complexity. It is proposed to analyze the “black box” systems with distributed parameters by means of independent integrated processing of information in localized areas with its subsequent general analysis in the neural layer of the upper level. It is shown that this approach makes it possible to eliminate the influence of non-informative factors, which in the structure of their action are similar to the informative influence, but are of a local nature. A possible algorithm for the formation of a highly informative numerical criterion is proposed on the example of assessing the impact of the imbalance of the rotor of a rotating electric machine, as an important practical problem of predicting failures in the operation of production equipment and preventing possible economic losses. It is demonstrated that this criterion has a reduced sensitivity to the effect of single uninformative disturbances that occurs during the operation of the equipment. It is shown that the proposed solution can be considered as a unique case that has significant practical value, as it can be adapted to solve problems of a wide class.
Ключові слова: система виключної складності, штучна нейроподібна мережа, дискретне вейвлет перетворення, прийняття рішення
Key words: system of exceptional complexity, artificial neural network, discrete wavelet transform, decision making
УДК: 681.3
UDC: 681.3
JEL: C15 C45 C61
To cite paper
In APA style
Hraniak, V., Mazur, V., & Matvijchuk, V. (2020). Artificial neural-like network as a basis for forming logical conclusions in systems of exceptional complexity. Neuro-Fuzzy Modeling Techniques in Economics, 9, 65-94. http://doi.org/10.33111/nfmte.2020.065
In MON style
Граняк В., Мазур В., Матвійчук В. Штучна нейроподібна мережа як основа формування логічного висновку в системах виключної складності. Нейро-нечіткі технології моделювання в економіці. 2020. № 9. С. 65-94. http://doi.org/10.33111/nfmte.2020.065 (дата звернення: 11.12.2025).
With transliteration
Hraniak, V., Mazur, V., Matvijchuk, V. (2020) Shtuchna neiropodibna merezha yak osnova formuvannia lohichnoho vysnovku v systemakh vykliuchnoi skladnosti [Artificial neural-like network as a basis for forming logical conclusions in systems of exceptional complexity]. Neuro-Fuzzy Modeling Techniques in Economics, no. 9. pp. 65-94. http://doi.org/10.33111/nfmte.2020.065 [in Ukrainian] (accessed 11 Dec 2025).
# 9 / 2020
Download Paper
562
Views
154
Downloads
0
Cited by
- Gibson, J. E., Scherer, W. T., & Gibson, W. F. (2007). How to Do Systems Analysis. John Wiley & Sons, Inc.
- Prokopenko, T. O. (2019). Teoriya system i systemnyi analiz [Systems theory and system analysis]. ChSTU. https://er.chdtu.edu.ua/bitstream/ChSTU/986/1/%D0%A2%D0%A1%D0%86%D0%A1%D0%90_%D0%9D%D0%9F_%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%BE.pdf [in Ukrainian]
- Kukharchuk, V. V., Katsiv, S. Sh., Madyarov, V. G., Usov, V.V., Vedmitskyi, Yu. H., Nikolaiev, V. Ya., & Bykovskyi, S. O. (2014). Monitorynh, diahnostuvannia ta prohnozuvannia vibratsiynoho stanu hidroahrehativ [Monitoring, diagnosing and forecasting the vibration state of hydraulic units]. VNTU. https://press.vntu.edu.ua/index.php/vntu/catalog/download/114/197/225-1?inline=1 [in Ukrainian]
- Gadzhiev, N. G., & Akhmedova, Kh. G. (2010). Ekspertno-ekonomicheskiye issledovaniya v usloviyakh vnedreniya informatsionnykh tekhnolohiy [Forensic economic researches in conditions of introduction of information technology]. Vestnyk AGTU. Seryia: Ekonomika (Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Economics), 2, 225-232. https://cyberleninka.ru/article/n/ekspertno-ekonomicheskie-issledovaniya-v-usloviyah-vnedreniya-informatsionnyh-tehnologiy [in Russian]
- Shihabudheen, K.V., & Pillai, G.N. (2018). Recent advances in neuro-fuzzy system: A survey. Knowledge-Based Systems, 152, 136-162. https://doi.org/10.1016/j.knosys.2018.04.014
- Škrjanc, I., Iglesias, J. A., Sanchis, A., Leite, D., Lughofer, E., & Gomide, F. (2019). Evolving fuzzy and neuro-fuzzy approaches in clustering, regression, identification, and classification: A Survey. Information Sciences, 490, 344-368. https://doi.org/10.1016/j.ins.2019.03.060
- Yang, P., Yuan, Q., Huang, Ch., Zhou, Y., Li, H., & Zhou, Yu. (2017). Analysis of the Impacts of Bearing on Vibration Characteristics of Rotor. Shock and Vibration, 2017, Article 8098591. https://doi.org/10.1155/2017/8098591
- Hraniak, V. F., Kukharchuk, V. V., Bilichenko, V. V., Bogachuk, V. V., Katsyv, S. Sh., Tsymbal, S. V., Wójcik, W., & Kalimoldayev, M. (2019). Correlation method for calculation of weight coefficients of artificial neural-like networking hydraulic units’ diagnostic systems. In Proceedings of Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2019: Vol. 11176 (Article 1117663). SPIE. https://doi.org/10.1117/12.2537215
- Rao, S. S. (2007). Vibration of continuous systems. John Wiley & Sons. https://wp.kntu.ac.ir/hrahmanei/Adv-Vibrations-Books/Continuous-Vibrations-Rao.pdf
- Oleksyuk, Y., & Ivakhiv, O. (2005). Modeliuvannia roboty hidropryvodu [Simulation of hydraulic drive operation. Vymiriuvalna Tekhnika ta Metrolohiya (Measuring Equipment and Metrology), 65, 76-80. [in Ukrainian]
- Rubanenko, O., Kazmiruk, O., Bandura, V., Matvijchuk, V., & Rubanenko, O. (2017). Determination of optimal transformation ratios of power system transformers in conditions of incomplete information regarding the values of diagnostic parameters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(3 (88), 66–79. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108945
- Hraniak, V. F., Kukharchuk, V. V., Bogachuk, V. V., Vedmitskyi, Yu. G., Vishtak, I. V., Popiel, P., & Yerkeldessova, G. (2018). Phase noncontact method and procedure for measurement of axial displacement of electric machine’s rotor. In Proceedings of Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2018: Vol. 10808 (Article 1080866). SPIE. https://doi.org/10.1117/12.2501611
- Energomash. (2008, October 19). Opredeleniye neispravnostey asinkhronnogo elektrodvigatelia [Determination of malfunction of an induction motor]. http://energo.ucoz.ua/publ/5-1-0-10 [in Russian]
- Savina, S., & Ben, V. (2015). Obiednannia modelei logit-rehresii yak komitetu ekspertiv dlia otsinky kredytospromozhnosti pozychalnyka [Integration of models of logit-regressions as a committee of experts to assess the creditworthiness of borrower. Neiro-Nechitki Tekhnolohii Modelyuvannya v Ekonomitsi (Neuro-Fuzzy Modeling Techniques in Economics), 4, 154–188. https://doi.org/10.33111/nfmte.2015.154 [in Ukrainian]
- Addison, P. S. (2002). The Illustrated Wavelet Transform Handbook. Introductory Theory and Applications in Science, Engineering, Medicine and Finance. CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003040408
- Broughton, S. A., & Bryan, K. (2008). Discrete Fourier analysis and wavelets : applications to signal and image processing. John Wiley & Sons, Inc. https://doi.org/10.1002/9781118032442
- Polikar, R. (2001). The Wavelet Tutorial. Rowan University, College of Engineering Web Servers. https://cseweb.ucsd.edu/~baden/Doc/wavelets/polikar_wavelets.pdf
- Shirman, A. R., & Solovyov, A. B. (1996). Prakticheskaya vibrodiagnostika i monitoring sostoyaniya mekhanicheskogo oborudovaniya [Practical vibration diagnostics and condition monitoring of mechanical equipment]. Mashinostroeniye. http://www.amac.md/biblioteca/data/24/17/86.pdf [in Russian]
- Kukharchuk, V. V., Katsiv, S. Sh., Hraniak, V. F., & Bykovsky, S. O. (2018). Dyskretne veivlet-peretvorennia v diahnostytsi hidroahrehativ [Discrete wavelet transform in the diagnosis of hydraulic units]. VNTU. [in Ukrainian]
- Kotelnikov, V. A. (2006). O propusknoy sposobnosti efira i provoloki v elektrosviazi [On the transmission capacity of "ether"and wire in telecommunications]. Uspekhi Fizicheskih Nauk (Advances in Physical Sciences), 176(7), 762-770. https://doi.org/10.3367/UFNr.0176.200607h.0762 [in Russian]

