Advanced inference in fuzzy systems by rule base compression

This paper describes a method for rule base compression of fuzzy systems. The method compresses a fuzzy system with an arbitrarily large number of rules into a smaller fuzzy system by removing the redundancy in the fuzzy rule base. As a result of this compression, the number of on-line operations during the fuzzy inference process is significantly reduced without compromising the solution. This rule base compression method outperforms significantly other known methods for fuzzy rule base reduction.Peer Reviewe

A framework for the selection of the right nuclear power plant

Civil nuclear reactors are used for the production of electrical energy. In the nuclear industry vendors propose several nuclear reactor designs with a size from 35–45 MWe up to 1600–1700 MWe. The choice of the right design is a multidimensional problem since a utility has to include not only financial factors as levelised cost of electricity (LCOE) and internal rate of return (IRR), but also the so called “external factors” like the required spinning reserve, the impact on local industry and the social acceptability. Therefore it is necessary to balance advantages and disadvantages of each design during the entire life cycle of the plant, usually 40–60 years. In the scientific literature there are several techniques for solving this multidimensional problem. Unfortunately it does not seem possible to apply these methodologies as they are, since the problem is too complex and it is difficult to provide consistent and trustworthy expert judgments. This paper fills the gap, proposing a two-step framework to choosing the best nuclear reactor at the pre-feasibility study phase. The paper shows in detail how to use the methodology, comparing the choice of a small-medium reactor (SMR) with a large reactor (LR), characterised, according to the International Atomic Energy Agency (2006), by an electrical output respectively lower and higher than 700 MWe

A methodology for the selection of new technologies in the aviation industry

The purpose of this report is to present a technology selection methodology to quantify both tangible and intangible benefits of certain technology alternatives within a fuzzy environment. Specifically, it describes an application of the theory of fuzzy sets to hierarchical structural analysis and economic evaluations for utilisation in the industry. The report proposes a complete methodology to accurately select new technologies. A computer based prototype model has been developed to handle the more complex fuzzy calculations. Decision-makers are only required to express their opinions on comparative importance of various factors in linguistic terms rather than exact numerical values. These linguistic variable scales, such as ‘very high’, ‘high’, ‘medium’, ‘low’ and ‘very low’, are then converted into fuzzy numbers, since it becomes more meaningful to quantify a subjective measurement into a range rather than in an exact value. By aggregating the hierarchy, the preferential weight of each alternative technology is found, which is called fuzzy appropriate index. The fuzzy appropriate indices of different technologies are then ranked and preferential ranking orders of technologies are found. From the economic evaluation perspective, a fuzzy cash flow analysis is employed. This deals quantitatively with imprecision or uncertainties, as the cash flows are modelled as triangular fuzzy numbers which represent ‘the most likely possible value’, ‘the most pessimistic value’ and ‘the most optimistic value’. By using this methodology, the ambiguities involved in the assessment data can be effectively represented and processed to assure a more convincing and effective decision- making process when selecting new technologies in which to invest. The prototype model was validated with a case study within the aviation industry that ensured it was properly configured to meet the

Risk assessment of blasting operations in open pit mines using FAHP method

Purpose. In the mining blasting operation, fragmentation is the most important output. Fly rock, ground vibration, air blast, and environmental effects are detrimental effects of blasting operations. Identifying and ranking the risk of blasting operations is considered as the most important stage in project management. Methods. In this research, the problem of identifying and ranking the factors constituting the risk in blasting operations is considered with the methodology of the Fuzzy Analytical Hierarchy Process (FAHP). Criteria and sub-criteria have been determined based on historical research studies, field studies, and expert opinions for designing a hierarchical process. Findings. Based on FAHP scores, non-control of the sub-criterion of health and safety (C3), blast operation results (C18) and knowledge, and skill and staffing (C2) with a score of 0.377, 0.334, and 0.294 respectively are the most effective sub-criterion for the creation of blasting operations risk. According to the score, the sub-criterion C18 is the most effective sub-criterion in providing the blasting operations risk. Effects and results of blasting operations (D8), with a score of 0.334 as the most effective criterion, and natural hazards (D10), with a score of 0.015, were the last priorities in the factors causing blasting operations risk. Originality. Regarding the risk rating of blasting operations, the control of the sub-criteria C3, C18, and C2, and the D8 criterion, is of particular importance in reducing the risk of blasting operations and improving project management. Practical implications. The evaluation of human resource performance and increase in the level of knowledge and skills and occupational safety and control of all outputs of blasting operations is necessary. Therefore, selecting the most important project risks and taking actions to remove them is essential for risk management.Мета. Визначення ризиків проведення вибухових робіт та їх оцінка на основі використанням нечіткого методу аналізу ієрархій (НМАІ) для покращення управління якістю проектів. Методика. В рамках даного дослідження, проблеми визначення та оцінки ризиків вибухових робіт розглядалися із застосуванням нечіткого методу аналізу ієрархій. На базі аналізу історичних даних і польового дослідження з урахуванням експертних оцінок були визначені критерії та підкритерії для побудови ієрархій. Результати. За результатами НМАІ, неконтролюючий підкритерій здоров’я та безпеки (С3), підкритерій результатів вибухових робіт (С18), знань, умінь і кадрів (С2) зі значеннями 0.377, 0.334 і 0.294 відповідно найбільш ефективні в появі ризику проведення вибухових робіт. Підкритерій С18 чинить найбільший вплив на ризик проведення вибухових робіт. Критерій результатів і наслідків вибухових робіт (D8) з найефективнішим значенням 0.334 та критерій природних катастроф (D10) зі значенням 0.015 є останніми пріоритетами серед чинників, які визначають ризик проведення вибухових робіт. Наукова новизна. Отримав доповнення та подальший розвиток науково-методичний підхід до визначення ризиків при проведенні вибухових робіт, заснований на їх ранжуванні з використанням системи виявлених критеріїв і підкритеріїв методом НМАІ. Практична значимість. Для успішного керування проектом важливо визначати найсерйозніші ризики проекту й вжити заходів щодо їх усунення. Відносно ранжирування ризиків проведення вибухових робіт управління підкритеріями C3, C18 і C2, а також критерієм D8, особливо важливо для зниження цих ризиків та покращення якості управління проектом.Цель. Определение рисков проведения взрывных работ и их оценка на основе использования нечеткого метода анализа иерархий (НМАИ) для улучшения управления качеством проектов. Методика. В рамках данного исследования, проблемы определения и оценки рисков взрывных работ рассматривались с применением нечеткого метода анализа иерархий. На базе анализа исторических данных и полевого исследования с учетом экспертных оценок были определены, критерии и подкритерии для построения иерархий. Результаты. По результатам НМАИ, неконтролирующий подкритерий здоровья и безопасности (С3), подкритерий результатов взрывных работ (С18), знаний, умений и кадров (С2) со значениями 0.377, 0.334 и 0.294 соответственно наиболее эффективны в появлении риска проведения взрывных работ. Подкритерий С18 оказывает самое большое влияние на риск проведения взрывных работ. Критерий результатов и последствий взрывных работ (D8) с самым эффективным значением 0.334 и критерий природных катастроф (D10) со значением 0.015 являются последними приоритетами среди факторов, которые определяют риск проведения взрывных работ. Научная новизна. Получил дополнение и дальнейшее развитие научно-методический подход к определению рисков при проведении взрывных работ, основанный на их ранжировании с использованием системы выявленных критериев и подкритериев методом НМАИ. Практическая значимость. Для успешного руководства проектом важно определять самые серьезные риски проекта и предпринять действия по их устранению. В отношении ранжирования рисков проведения взрывных работ управление подкритериями C3, C18 и C2, а также критерием D8, особенно важно для снижения этих рисков и улучшения руководства проектом.The authors would like to thank Mining Engineering Department, Islamic Azad University (South Tehran Branch) for supporting this research