Nghiên cứu ứng dụng logic mờ để xây dựng hệ thống hỗ trợ công tác quản lý thi đua ở trường THPT Chu Văn An tỉnh Quảng Ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TÔ HỒNG TRUYỀN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ CÔNG TÁC QUẢN LÝ THI ĐUA Ở TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN... Tuy nhiên hiện nay việc quản lý thông tin về

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TÔ HỒNG TRUYỀN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ CÔNG TÁC QUẢN LÝ THI ĐUA Ở TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN

Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Trần Quốc Vinh

Phản biện 1: TS Nguyễn Hoàng Hải

Phản biện 2: PGS.TS Lê Văn Sơn

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành hệ thống thông tin phát triển họp tại Đại học Đà Nẵng

vào ngày 07 tháng 01 năm 2017

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cải cách hành chính nhà nước là một trong những nhiệm vụ được Đảng và nhà nước ta rất quan tâm Trong đó công tác thi đua, khen thưởng có vị trí, ý nghĩa, vai trò quan trọng là động lực thúc đẩy kinh tế – xã hội phát triển, là biện pháp để người quản lý thực hiện nhiệm vụ trọng tâm, chính trị của cơ quan đơn vị mình, nhằm khuyến khích, động viên mọi người hăng hái lập thành tích trong lao động, sản xuất và công tác

Mục đích của công tác thi đua, khen thưởng là nhằm động viên, giáo dục, nêu gương để sau khi được biểu dương, khen thưởng; tập thể, cá nhân được khen sẽ phát huy tính tích cực trong công việc được giao; người chưa được khen cũng thấy được trách nhiệm và nghĩa vụ của mình, cần phải phấn đấu để được ghi nhận trong thời gian tới

Trong những năm gần đây, tại các trường THPT ở tỉnh Quảng Ngãi việc ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác giảng dạy và quản lý ngày càng được áp dụng rộng rãi Hạ tầng kỹ thuật được đầu

tư, nâng cấp hoàn thiện hơn Các ứng dụng, cơ sở dữ liệu đã được xây dựng đưa vào khai thác và sử dụng Thế nhưng hiệu quả mang lại

từ việc ứng dụng chưa cao, ứng dụng còn thiếu và chưa đồng bộ Trong công tác quản lý nói chung và khâu quản lý thi đua, khen thưởng chưa có sự trợ giúp đáng kể của công nghệ thông tin Thông tin phục vụ cho công tác thi đua còn thiếu, dẫn đến việc xử lý công việc chậm trễ, đôi lúc chưa đạt hiệu quả cao

Nhận thức được tầm quan trọng của thi đua, khen thưởng, nên cần phải ứng dụng Công nghệ thông tin (CNTT) trong công tác quản

lý để mang lại hiệu quả tốt nhất

Tuy nhiên hiện nay việc quản lý thông tin về cán bộ, công chức trong các cơ quan nhà nước nói chung, công tác thi đua, khen thưởng nói riêng là một bài toán quan trọng và nhạy cảm, nó phục vụ cho việc quản lý nguồn nhân lực chính sách cán bộ, nhằm giúp lãnh đạo đưa ra các quyết định khen thưởng cán bộ, công chức Thế nhưng công việc này đòi hỏi mất rất nhiều thời gian và phải hoàn thành đúng thời gian quy định, các tài liệu của công tác này được lưu trữ trên giấy nên mất nhiều thời gian trong tra cứu, thống kê báo báo Hiện nay, trên thị trường cũng đã có những công cụ hỗ trợ công tác về quản lý thi đua, khen thưởng, nhưng mang tính thương mại với giá thành cao Nhà trường không đủ kinh phí để mua, còn công cụ miễn phí thì không đáp ứng được các tiêu chí thi đua của nhà trường đã quy định

Khi xét thi đua, khen thưởng cần phải đánh giá thành tích của

cá nhân trong cơ quan bằng những giá trị định lượng cụ thể, trong đó

có việc theo dõi quá trình công tác và đưa ra nhận xét bằng ngôn ngữ

tự nhiên, nhằm phân tích thông tin từ các câu nhận xét là những ngôn

tự nhiên, ngôn ngữ nói của lãnh đạo cơ quan về thi đua, kết hợp với logic mờ Từ đó xây dựng và đưa ra các tập luật quan hệ để cho ra kết quả thi đua một cách chính xác

Với đề tài này tôi hy vọng nhà trường sẽ có một công cụ hỗ trợ đắc lực và hữu hiệu trong công tác quản lý thi đua, khen thưởng Xuất phát từ những nhu cầu thực tế nêu trên, cần thiết phải có công cụ hỗ trợ cho công tác quản lý thi đua cho nhà trường Qua quá

trình tìm hiểu và nghiên cứa, tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng

dụng Logic mờ để xây dựng hệ thống hỗ trợ công tác quản lý thi đua

ở trường THPT Chu Văn An tỉnh Quảng Ngãi”

2 Mục tiêu và nhiệm vụ đề tài

2.1 Mục tiêu

Đề tài tập trung nghiên cứu ứng dụng logic mờ để xây dựng hệ thống hỗ trợ công tác quản lý thi đua ở trường THPT Chu Văn An tỉnh Quảng Ngãi, nhằm đưa ra phương án để cải cách thủ tục hành chính trong công tác quản lý thi đua một cách khoa học và tối ưu nhất

- Tìm kiếm dữ liệu nhanh chóng và chính xác

- Cho phép tổng hợp thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, đưa

ra những kết quả đánh giá chính xác

- Khai thác công tác quản lý thi đua có kết hợp logic mờ trong việc phân tích thu thập thông tin để xây dựng thành những tập luật quan hệ

- Triển khai thực nghiệm với bộ dữ liệu xét thi đua ở trường THPT Chu Văn An tỉnh Quảng Ngãi

3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Qui trình thủ tục hành chính tại cơ quan, các văn bản pháp quy của nhà nước

- Tập mờ các kỹ thuật để đưa ra các luật mờ

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

- Nghiên cứu tài liệu, ngôn ngữ và công nghệ liên quan

- Tổng hợp các tài liệu về logic mờ liên quan đến công tác thi đua, khen thưởng để đưa ra các tập luật

- Tìm hiểu văn bản hành chính liên quan, các văn bản luật và

tổ chức hoạt động thực tế tại đơn vị

4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Phân tích và thiết kế hệ thống hỗ trợ công tác quản lý thi đua theo quy trình xây dựng ứng dụng phần mềm

- Xây dựng hệ thống hỗ trợ công tác quản lý thi đua kết hợp logic mờ

- Thử nghiệm hệ thống và đánh giá kết quả đạt được dựa trên

bộ dữ liệu thực tế tại trường THPT Chu Văn An tỉnh Quảng Ngãi

5 Mục đích và ý nghĩa của đề tài

5.1 Mục đích của đề tài

Xây dựng công cụ hỗ trợ công tác quản lý thi đua ở trường THPT Chu Văn An

5.2 Ý nghĩa của đề tài

Kết quả của đề tài là xây dựng hệ thống hỗ trợ quản lý công tác thi đua dễ sử dụng, có tính tùy biến cao, đáp ứng tốt nhu cầu của người dùng

6 Kết quả dự kiến

- Nhận thức đầy đủ về thế mạnh của logic mờ trong việc giải quyết các bài toán tối ưu

- Đề ra được giải pháp và ứng dụng logic mờ vào việc giải quyết bài toán quản lý thi đua

- Xây dựng hệ thống nhằm phục vụ cho việc quản lý công tác thi đua trường THPT Chu Văn An

- Giới thiệu nội dung về phương pháp thi đua

- Cơ sở thu thập thông tin

- Nghiên cứu logic mờ

Chương 2: Giải pháp áp dụng logic mờ để xét thi đua

- Giới thiệu bài toán quản lý trong thi đua

- Phân tích phương pháp thu thập thông tin

- Xây dựng các tập luật mờ

- Biểu đồ luồng dữ liệu

- Mô tả thuật toán

Chương 3: Cài đặt và triển khai thực nghiệm

- Đặc tả một số chức năng

- Mô tả giao diện chính

- Thực nghiệm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ THI ĐUA, KHEN THƯỞNG 1.1.1 Khái niệm thi đua

Thi đua là một hiện tượng khách quan, là quy luật phát triển tất yếu trong quá trình lao động hợp tác của con người Ở đâu có hợp tác lao động thì ở đó nảy sinh thi đua

1.1.2 Khái niệm khen thưởng

Khen là sự nhận xét đánh giá tốt về một con người nào đó; tổ chức nào đó, về cái gì, việc gì đó với ý nghĩa hài lòng Còn thưởng là tặng cho bằng hiện vật, tiền, Khen thưởng là hình thức ghi nhận công lao, thành tích của Nhà nước bằng quyết định của cơ quan có thẩm quyền do luật định Như vậy khen thưởng là một vấn đề thuộc phạm trù khoa học xã hội

1.1.3 Mối quan hệ giữa thi đua và khen thưởng

Thi đua và khen thưởng luôn quan hệ chặt chẽ và tác động lẫn nhau Mối quan hệ đó biểu hiện: Thi đua là động lực thúc đẩy cá nhân

và cộng đồng hoàn thành nhiệm vụ Khen thưởng vừa là kết quả, vừa

là yếu tố thúc đẩy phong trào thi đua phát triển

1.2 QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC VỀ CÔNG TÁC THI ĐUA, KHEN THƯỞNG

Thi đua, khen thưởng là lĩnh vực hoạt động của xã hội cần có sự quản lý của nhà nước

1.3 MÔ HÌNH THI ĐUA

1.3.1 Danh hiệu thi đua

1 Danh hiệu thi đua đối với cá nhân

2 Danh hiệu thi đua đối với tập thể

1.3.2 Các hình thức khen thưởng

1.3.3 Căn cứ xét tặng danh hiệu thi đua, khen thưởng

Căn cứ xét tặng danh hiệu thi đua dựa vào:

a) Phong trào thi đua

b) Đăng ký tham gia thi đua

c) Thành tích thi đua

1.4 CƠ SỞ THU THẬP THÔNG TIN

Trong công tác quản lý thi đua, công việc phân tích, thu thập thông tin phục vụ cho quá trình quản lý có vai trò quan trọng quyết đinh đến kết quả thi đua, tính chính xác và sự công bằng Cơ sở để thu thập thông tin cho đề tài là:

1.4.1 Luật thi đua, khen thưởng

Luật số 15/2003/QH11, ban hành ngày 26 tháng 11 năm 2003 Luật số 47/2005/QH11 Sửa đổi bổ sung một số điều của luật thi đua khen thưởng ban hành ngày 26 tháng 11 năm 2003

1.4.2 Văn bản hướng dẫn các cấp

1.4.3 Tiêu chuẩn thi đua của cơ quan

Dựa vào nội qui cơ quan để đánh giá việc thực hiện của cá nhân và tập thể

1.4.4 Hồ sơ quản lý nhân sự

Hồ sơ quản lý nhân sự gồm danh sách CB, GV, CNV, ngành đào tạo, môn giảng dạy, ngày vào ngành, bảng lương, ngày quyết định nâng lương, thành tích thi đua đã đạt được

1.6 LOGIC MỜ VÀ NGÔN NGỮ TỰ NHIÊN

Trong thực tế quản lý thi đua hiện nay, ngoài việc cập nhật những thông tin định lượng mà còn phải cập nhật những thông tin không định lượng (thông tin mờ, ngôn ngữ tự nhiên) Từ đó xây dựng những các tập luật quan hệ giữa thông tin định lượng và không định lượng để hỗ trợ người quản lý đưa ra kết quả thi đua chính xác

Phép bù: P: x không là A µA(x) = 1- µA(x)

Phép kéo theo:

P→Q : x là A, thì x là B µA→B(x) = max(1- µA(x), µB(x))

1.6.3 Các quan hệ mờ

Các mối quan hệ mơ hồ như “x và y hầu như bằng nhau”, “x

và y trông rất đồng dạng”, “x phải giỏi nhiều hơn y” là các mẫu đối thoại xảy ra hằng ngày, nhưng biểu diễn chúng theo thuật ngữ quan

hệ cổ điển là rất khó khăn Thông thường quan hệ mờ có thể biểu diễn được các mối liên hệ mơ hồ này

a Quan hệ mờ

Gọi các tập mờ A, B, C trong đó A X, B Y, C Y Với phép liên hệ logic NẾU – THÌ, nó biểu thị mối quan hệ giữa tập mờ A với không gian tham chiếu X xuất hiện trong thành phần NẾU và tập mờ B với không gian tham chiếu Y xuất hiện trong thành phần THÌ Do đó NẾU – THÌ có thể được biểu thị bằng một quan hệ mờ với không gian tham chiếu là XY

b Ma trận mờ và đồ thị mờ

c Các toán tử của quan hệ mờ

Gọi R và S là hai quan hệ mờ trên không gian Descarte XY:

Phép hợp: S µR S(x,y) = max(µR(x,y), µR(x,y)) Phép giao: S µR S(x,y) = min(µR(x,y), µR(x,y))

Phép bù : R µ R (x,y) = 1- µR(x,y)

Phép bao hàm : S µR(x,y) µR(x,y)

Phép bao hàm : S µR(x,y) µR(x,y)

CHƯƠNG 2 GIẢI PHÁP ÁP DỤNG LOGIC MỜ ĐỂ XÉT THI ĐUA 2.1 PHÁT BIỂU BÀI TOÁN

Xây dựng hệ thống thông tin hỗ trợ công tác quản lý thi đua trong trường THPT Có kết hợp lgic mờ trong việc phân tích thông tin nhận xét thi đua (thông tin không định lượng) và thông tin định lượng để xây dựng thành các tập luật quan hệ từ đó giúp người quản

lý đưa ra kết quả thi đua chính xác hơn

2.1.1 Dữ liệu đầu vào

Là những thông tin về đối tượng được xét thi đua và các tập luật, được đưa vào hệ thống để quản lý Những thông tin này được phân thành 2 loại đó là:

Thông tin định lượng là những thông tin có giá trị cụ thể Dữ liệu này được cập nhật vào hệ thống bằng những mẫu nhập có sẵn Thông tin không định lượng là những thông tin của lãnh đạo

cơ quan nhận xét, đánh giá về quá trình tham gia công tác của thành viên trong cơ quan bằng những ngôn ngữ tự nhiên Dữ liệu này được phân thành 4 mặt nhận xét như sau:

Bảng 2.1 Phân loại các mặt nhận xét

Chuyên môn Tác phong Hiệu quả Công tác khác

Hiệu quả cao, thành tích tốt, có hiệu quả, có thành tích, chưa đạt, hiệu quả chưa cao, còn thấp, chưa đạt

Hoàn thành xuất sắc, tham gia tốt, tích cực, trách nhiệm cao, hoàn thành, chưa hoàn thành

2.1.2 Xây dựng mẫu lấy thông tin

Ðể công tác cập nhật thông tin cho hệ thống nhanh, chính xác,

dễ kiểm tra Yêu cầu đặt ra cho người quản lý hệ thống phải xây dựng sẵn những mẫu thu thập thông tin để các đối tượng cộng tác dễ dàng điền thông tin chính xác không nhầm lẫn

BẢNG ÐIỂM THI ÐUA CỦA CÁ NHÂN năm học : ………

Bảng 2.2 Mẫu bảng điểm thi đua cá nhân do tổ chấm

Thứ tự Họ và tên Bộ môn Cả năm

BẢNG NHẬN XÉT ÐÁNH GIÁ TỪNG CÁ NHÂN

Bảng 2.4 Bảng thông tin nhận xét đánh giá cá nhân

Thứ tự Họ tên Chuyên môn Tác phong Hiệu quả Công tác

2.2 MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC THÔNG TIN

Sau quá trình phân tích và thu thập thông (dữ liệu đầu vào) cho bài toán công việc chính cho bài toán đó là xây dựng các tập luật quan hệ

Việc xây dựng tập luật quan hệ là việc kết hợp giữa thông tin định lượng và thông tin không định lượng theo một luật nhất định để giúp cho hệ thống đưa ra kết quả chính xác, hiệu quả từ nguồn dữ liệu ban đầu

2.3 SƠ ĐỒ TỔNG QUAN BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quan bộ điều khiển mờ

2.4 QUÁ TRÌNH MỜ HÓA

Để thực hiện việc quy đổi từ dữ liệu cứng sang dữ liệu mờ

(quá trình mờ hoá) ta dùng hàm quy đổi triangular để quy đổi ra biến ngôn ngữ

Hình 2.2 Mờ hóa theo hình tam giác

Với dữ liệu đầu vào:

Hình 2.3 Mờ hóa thuộc tính tác phong

- Thuộc tính: Chuyên môn

+ Tập trạng thái: {Chưa đạt, Cần học hỏi thêm, Đạt, Tốt, Vững, Rất vững}

+ Hàm mờ hoá:

Các trạng thái được xem là cân bằng nên ta có thể chia trục hoành thành 7 khoảng để phân bổ các trạng thái

• Chuyên môn

Hình 2.4 Mờ hóa thuộc tính chuyên môn

- Thuộc tính: Hiệu quả công việc

+ Tập trạng thái: {Không hiệu quả, Hiệu quả thấp, Có hiệu quả, Hiệu quả cao}

R7: DiemDanhGia(<8)^DiemSangKien(<8)^

HieuQua(HieuQuaCao) ^ CongTacKhac(TichCuc) =>

KetQua(ChienSiThiDuaCoSo)

R11: DiemDanhGia (>7 ^ <=8) ^ DiemSangKien (>7 ^ <=8) ^ TacPhong(ChinhChu) ^ ChuyenMon(Vung) ^

(HieuQua(CoHieuCao) v HieuQua(HieuQuaCao)) ^

(CongTacKhac(TichCuc) v CongTacKhac(Tot)) =>

KetQua(LaoDongTienTien)

2.6 SUY DIỄN MỜ

Dùng luật Modus Ponens để suy diễn mờ

Giả thiết 1 (luật mờ): Nếu x là A thì y là B

Giả thiết 1 (sự kiện mờ): x là A’

Trong bài toán này ta sử dụng phương pháp trọng tâm

+ Chiến sĩ thi đua cấp Tỉnh {0/0, 0/0.7, 0/0.8, 0/0.85, 0.5/0.875, 1/0.9, 1/1}

+ Chiến sĩ thi đua cấp Cơ sở{0/0, 0/0.7, 0/0.8, 0.5/0.825, 1/0.85, 0.5/0.875, 0/0.9, 0/1}

+ Lao động tiên tiến{0/0, 0/0.7, 0.5/0.75, 1/0.8, 0.5/0.825, 0/0.85, 0/0.9, 0/1}

+ Không đạt danh hiệu nào{1/0.7, 0.5/0.75, 0/0.8, 0/0.85, 0/0.9, 0/1}

Hình 2.6 Giải mờ các danh hiệu thi đua

2.8 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

2.8.1 Biểu đồ luồng dữ liệu ở mức ngữ cảnh

2.8.2 Biểu đồ luồng dữ liệu mức đỉnh

Gồm các khối chức năng sau:

Khối hệ thống: gồm các chức năng

Chức năng đăng ký

Chức năng đăng nhập

Khối cập nhập: gồm các chức năng

Chức năng cập nhập bảng lương

Chức năng cập nhật danh sách ca nhân

Chức năng cập nhật danh hiệu thi đua

Chức năng cập nhật bảng điểm thi đua

CHƯƠNG 3 CÀI ĐẶT VÀ TRIỂN KHAI THỰC NGHIỆM

Hỗ trợ cho cán bộ lãnh đạo của cơ quan trong việc đưa ra những quyết định trong công tác thi đua một cách chính xác, công bằng

3.2 ĐẶC TẢ MỘT SỐ CHỨC NĂNG

3.3 CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA HỆ THỐNG

3.3.1 Giao diện màn hình chính

Hình 3.1 Giao diện màn hình chính