BÁO CÁO ĐỀ TÀI: Hệ hỗ trợ quản lý xuất nhập khẩu rượu vang đỏ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN TOÁN ỨNG DỤNG VÀ TIN HỌC ───────*─────── BÁO CÁO ĐỀ TÀI Hệ hỗ trợ quản lý xuất nhập rượu vang đỏ Nhóm sinh viên: Nguyễn Ngọc Yến – MSSV:20154447 Nguyễn Văn Hậu – MSSV: 20167960 Giáo viên hướng dẫn: Lê Chí Ngọc Hà Nội, 12-2019 1 Mục lục LỜI MỞ ĐẦU .2 CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ phân cấp chức Hệ thống quản lý xuất nhập rượu vang đỏ 2.2 Biểu đồ luồng liệu 2.2.1 Biểu đồ luồng liệu mức ngữ cảnh .9 2.2.2 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh 2.2.3 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức quản lý nhập rượu vang đỏ .10 2.2.4 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức kiểm định chất lượng rượu nhập vào 10 2.2.6 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức luyện mơ hình 12 CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN .14 3.1 Thuật toán 14 3.2 Phân tích liệu 14 3.3 Đánh giá mơ hình kết 15 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VỀ GIAO DIỆN .16 KẾT LUẬN 18 LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nước tiêu thụ rượu bia với số lượng lớn Trong số đó, rượu vang nhập chiếm số lượng không nhỏ ngày tiêu thụ mạnh Trước đây, rượu vang coi đồ uống sang trọng mà dùng cho dịp đặc biệt quan trọng, phù hợp với ăn "kiểu Tây" Tuy nhiên nhiều năm trở lại đây, nhờ giao lưu văn hóa, ẩm thực giao thương phát triển mà rượu vang ngày phổ biến thị trường Việt Nam Hiện nay, rượu vang trở thành đồ uống thiếu bữa tiệc cưới, tiệc sinh nhật hay khai trương, mà sử dụng hàng ngày để cải thiện sức khỏe, chữa bệnh hay làm đẹp Rượu vang bày bán nhiều nơi siêu thị, cửa hàng tạp hóa hay nhà hàng Theo số liệu Tổng cục Thống kê Việt Nam, nhập rượu vang Việt Nam từ năm 2010 trở lại gia tăng đặn, trung bình tăng 10%/năm Trong đó, nhãn rượu vang Pháp nhập nhiều nhất, rượu vang Chile, vang Ý, vang Tây Ban Nha vang Mỹ, Dự báo mức tăng trưởng trì năm tới Với mức tăng nhập rượu vang trung bình 10%/năm, Việt Nam đánh giá quốc gia tiêu thụ rượu vang tốt châu Á, cho dù tình hình kinh tế khó khăn Tuy nhiên, thị trường rộng lớn kèm với đủ loại chất lượng rượu, từ chất lượng thấp, đến chất lượng cao, từ rượu hãng loại rượu bị làm giả Vì vậy, nhà quản lý đơn vị xuất nhập rượu cần trang bị cho cơng cụ cần thiết để kiểm định chất lượng rượu cách xác nhất, để tránh hàng chất lượng Nhờ có hỗ trợ kỹ thuật đại công nghệ, nhà quản lý có nhiều giải pháp việc kiểm tra chất lượng rượu, điển hình việc ứng dụng mơ hình học máy vào q trình dự đoán chất lượng rượu vang nhập Kỹ thuật kỹ thuật mới, đem lại khả dự đoán với độ xác cao, qua hỗ trợ cho nhà quản lý nhiều việc định nhập rượu Đề tài trình bày toán “Hỗ trợ quản lý xuất nhập rượu vang đỏ” Báo cáo gồm chương:  Chương 1: Bài toán: Giới thiệu toán Kiểm định chất lượng rượu vang đỏ  Chương 2: Phân tích thiết kế hệ thống: Trình bày biểu đồ phân tích thiết kế hệ thống biểu đồ mức phân cấp chức năng, biểu đồ luồng liệu mức ngữ cảnh, biểu đồ luồng liệu mức đỉnh, biểu đồ luồng liệu mức đỉnh  Chương 3: Mô hình giải tốn: Trình bày thuật tốn Support Vector Machine (SVM), trình bày số bước liên quan đến phân tích liệu thống kê, mô tương quan liệu  Chương 4: Giao diện demo chương trình Với đề tài này, em xin bày tỏ lòng biết ơn đặc biệt tới TS Lê Chí Ngọc, mơn Tốn Tin, Viện Tốn ứng dụng Tin học, người hết lòng hướng dẫn, nhận xét dạy em suốt trình thực đề tài Do thời gian thực báo cáo hạn hẹp kiến thức nhiều hạn chế nên báo cáo không tránh khỏi thiếu sót cá nhân Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để em có thêm kinh nghiệm giải toán thực tế Em xin chân thành cảm ơn thầy! CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ 1.1 Khảo sát, đánh giá toán Nước ta nước tiêu thụ rượu bia với số lượng lớn Trong số đó, rượu vang nhập chiếm số lượng không nhỏ ngày tiêu thụ mạnh Nhiều năm trở lại đây, nhờ giao lưu văn hóa, ẩm thực giao thương phát triển mà rượu vang ngày phổ biến thị trường Việt Nam Hiện nay, rượu vang trở thành đồ uống thiếu bữa tiệc cưới, tiệc sinh nhật hay khai trương, mà sử dụng hàng ngày để cải thiện sức khỏe, chữa bệnh hay làm đẹp Rượu vang bày bán nhiều nơi siêu thị, cửa hàng tạp hóa hay nhà hàng Theo số liệu Tổng cục Thống kê Việt Nam, nhập rượu vang Việt Nam từ năm 2010 trở lại gia tăng đặn, trung bình tăng 10%/năm Trong đó, nhãn rượu vang Pháp nhập nhiều nhất, rượu vang Chile, vang Ý, vang Tây Ban Nha vang Mỹ, Dự báo mức tăng trưởng trì năm tới Với mức tăng nhập rượu vang trung bình 10%/năm, Việt Nam đánh giá quốc gia tiêu thụ rượu vang tốt châu Á, cho dù tình hình kinh tế khó khăn Tuy nhiên, thị trường rộng lớn kèm với đủ loại chất lượng rượu, từ chất lượng thấp, đến chất lượng cao, từ rượu hãng loại rượu bị làm giả Vì vậy, nhà quản lý đơn vị xuất nhập rượu cần trang bị cho cơng cụ cần thiết để kiểm định chất lượng rượu cách xác nhất, để tránh hàng chất lượng Để đánh giá loại rượu vang đạt chất lượng hay không, người ta phải dựa vào nhiều số, vật lý, hóa học, độ cồn, vi sinh vật, Việc đánh giá tốn nhiều thời gian nhân cơng khiến cho tốn kiểm định chất lượng trở nên khó khăn Để giải tốn cách nhanh xác hơn, mơ hình SVM lựa chọn cho kết đáng kể Mục tiêu toán từ tập liệu gồm số thuộc tính rượu, từ dự đoán chất lượng loại rượu vang Các nhà quản lý dựa vào kết dự đốn được, để định có nên nhập loại rượu này, không nhập loại rượu hay không 1.2 Thu thập liệu Đối với thuật tốn máy học nói chung, thuật tốn có khả học dự liệu đủ lớn, đủ để máy học đặc trưng liệu Đối với thuật tốn SVM nói riêng, thuật toán sử dụng phương pháp học có giám sát, nên dự liệu phải bao gồm liệu huấn luyện nhãn cho liệu • Các mẫu rượu lấy từ vùng tây bắc, Bồ Đào Nha, liệu có The UCI machine learning repository, tham khảo từ báo: Modeling Wine Preferences from Physicochemical Properties using Fuzzy Techniques • Dữ liệu gồm có 6497 mẫu rượu, mẫu rượu tập liệu gồm có 11 trường thơng tin: pH, alcohol, sulphates, nhãn tương ứng đạt chất lượng (1), khơng đạt chất lượng (0) • Dữ liệu chia làm tập: Train Test, tỷ lệ: 8:2 với nhãn • Tỷ lệ số lượng mẫu đạt không đạt chất lượng là: 1/4.33 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ phân cấp chức Hệ thống quản lý xuất nhập rượu vang đỏ 1.Quản lý nhập rượu vang đỏ 2.Quản lý hàng xuất 3.Thống kê báo cáo 4.Tìm kiếm 1.Quản lý nhập rượu vang đỏ Kiểm định chất lượng rượu nhập vào Lập phiếu nhập rượu vang đỏ Cập nhật danh mục rượu kho Thanh toán Quản lý hàng xuất ghi nhận khách hàng giải đơn đặt hàng lập phiếu xuất hàng giải xuất hàng cập nhật danh mục hàng toán 3.Thống kê báo cáo thống kê rượu nhập thống kê hàng xuất thống kê hàng tồn kho thống kê nhập xuất chi tiết 4.Tìm kiếm tìm kiếm phiếu nhập rượu tìm kiếm phiếu hàng xuất tìm kiếm phiếu thu 2.2 Biểu đồ luồng liệu 2.2.1 Biểu đồ luồng liệu mức ngữ cảnh Yêu cầu quản lý thông tin xuất nhập Hệ thống quản lý xuất nhập rượu Nhà quản lý T Trả thông tin xử lý Hình 2.1: Biểu đồ luồng liệu mức ngữ cảnh 2.2.2 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh Nhà cung cấp Trả ttin rượu Gửi y/c ttin rượu Khách hàng Nhập rượu vào Ttoan tiên nhậpGửi rượuđơn đặt xuấthàng hàng Ttoan tiền hàng Gửi y/c nhập Quản lý xuất rượu Quản lý nhập rượu Gửi d/s hàng đạt chuẩn để nhập Thống Gửi b/c nhập rượukê, báo cáo, tìm kiếm Gửi ttin rượu lên Lệnh nhập hàng Gq đơn, lệnh xuất rượu Gửi b/cao xuất rượu y/c tkiem, bcao Trả bcao Nhà quản lý Hình 2.2: Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh 2.2.3 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức kiểm định chất lượng rượu nhập vào Hình 2.3: Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức kiểm định chất lượng 10 2.2.4 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức xử lý liệu Nhập liệu Chuyên gia Loại bỏ giá trị không hợp lệ Lưu liệu Hình 2.5: Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức xử lý liệu 11 Dữ liệu 2.2.5 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức luyện mơ hình Luyện mơ hình với liệu cũ Dữ liệu Chun gia Luyện mơ hình với liệu Hình 2.6: Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức luyện mơ hình 12 2.2.6 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức dự đoán Nhà quản lý Dự đoán chất lượng rượu nhập vào Hình 2.7 Biểu đồ luồng liệu mức đỉnh chức dự đoán 13 Dữ liệu CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH GIẢI QUYẾT BÀI TỐN 3.1 Thuật toán Support Vector Machine (SVM) thuật toán thuộc nhóm Supervised Learning (Học có giám sát) dùng để phân chia liệu (Classification) thành nhóm riêng biệt  Khoảng cách từ điểm (vector) có toạ độ X tới siêu mặt phẳng (hyperplane) W T X0  b T có phương trình W X  b  xác định bởi: W Với  d �w i 1 W 2 i với d số chiều khơng gian Bài tốn đặt tìm siêu mặt phẳng phân chia thành classes, tức tất điểm thuộc class nằm phía siêu mặt phẳng ngược phía với tồn điểm thuộc class lại Và số nhiều mặt phân chia, đâu mặt phân chia tốt nhất? Hình 3.1 Margin class lớn 14  Margin (lề): Là khoảng cách từ điểm gần class (các điểm khoanh tròn) tới đường phân chia Ta cần đường phân chia cho khoảng cách Việc margin rộng mang lại hiệu ứng phân lớp tốt phân chia hai classes rạch ròi Việc này, điểm quan trọng giúp Support Vector Machine mang lại kết phân loại tốt Bài toán tối ưu Support Vector Machine (SVM) tốn tìm đường phân chia cho margin lớn margin  Công thức: n yn (W T X n  b) W  Bài tốn tối ưu SVM tốn tìm ww bb cho margin đạt giá trị lớn nhất: � � T �1 � � yn (W X n  b) � � � ( w, b)  arg max �  arg max � yn (W T X n  b) � � n w, b w, b W �W � � � � 3.2 Phân tích liệu • Các mẫu rượu lấy từ vùng tây bắc, Bồ Đào Nha, liệu có The UCI machine learning repository, tham khảo từ báo: Modeling Wine Preferences from Physicochemical Properties using Fuzzy Techniques • Dữ liệu gồm có 1600 mẫu rượu, mẫu rượu tập liệu gồm có 11 trường thơng tin: pH, alcohol, sulphates, nhãn tương ứng đạt chất lượng (1), khơng đạt chất lượng (0) • Tỷ lệ số lượng mẫu đạt không đạt chất lượng là: 1/4.33 • Đối với tốn dự đốn chất lượng rượu, từ liệu đầu vào thuộc tính đặc trưng cho loại rượu Mỗi loại rượu biểu diễn vector 11 chiều • Dữ liệu chia làm tập: Train Test, tỷ lệ: 8:2 với nhãn 15 3.3 Đánh giá mơ hình kết Mơ hình tốn: SVM, với tham số đánh giá mơ hình: - Precision: Độ xác tính tỉ lệ số lượng nhãn dự đoán tổng số nhãn dự đốn Precision = Trong đó, TP số điểm True Positive, FP số điểm False Positive - Recall: Độ xác tính tỉ lệ số lượng nhãn dự đoán trổng số nhãn thực nhãn Recall = Trong đó, TP số điểm True Positive, FN số điểm False Negative - F1 Score: Độ xác trung bình precesion recall , tính cơng thức: 16 Kết mơ hình: LABEL PRECISION RECALL F1-SCORE SUPPORT Khơng đạt chất lượng 90.15% 90.33% 90.24% 1044 Đạt chất lượng 60.24% 59.77% 60.00% 256 17 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VỀ GIAO DIỆN Chương trình thiết kế ngơn ngữ lập trình python Hệ kiểm định chất lượng tích hợp hệ thống hỗ trợ quản lý xuất nhập Đây giao diện chương trình vừa mở lên Hình 4.1: Giao diện thứ chương trình Chương trình kiểm định chất lượng rượu nằm chức quản lý nhập rượu 18 Hình 4.2: Giao diện thứ hai chương trình Khi nhấp vào chức kiểm định chất lượng, ta có giao diện phía dưới: Hình 4.3: Giao diện thứ ba chương trình Ta nhấn vào nút Tải liệu để tải file csv thông tin mẫu rượu cần kiểm định Sau tải file, ta nhấn vào nút Kiểm tra chất lượng Kết giao 19 diện phía Giao diện gồm có thống kê số lượng mẫu rượu đạt yêu cầu, số lượng mẫu rượu không đạt yêu cầu danh sách chúng Hình 4.4: Giao diện kết báo cáo KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu thực báo cáo, bước đầu xây dựng hệ thống hoàn thiện, chương trình đơn giản nhằm hỗ trợ nhà quản lý việc đưa dự đoán chất lượng rượu, giúp nhà quản lý định có nên nhập loại rượu hay khơng Hệ thống cịn đơn giản phần đưa hỗ trợ hợp lý cho nhà quản lý Lợi chương trình đươc tích hợp mơ hình học máy vào q trình xử lý, tính tốn Cụ thể chương trình có sử dụng mơ Support Vector Machine, mơ hình sử dụng rộng rãi đem lại kết tốt việc phân chia liệu thành lớp mà toán phân thành lớp đạt chất lượng lớp không đạt chất lượng Mục 20 đích để giảm bớt chi phí cho người, tăng độ tin cậy cho nhà quản lý có kết dự đốn Tuy nhiên, hệ thống cịn số hạn chế liên quan đến kỹ thuật, giao diện đơn giản, điều khắc phục cải tiến thời gian gần Một số hạn chế mặt mơ hình, ví dụ độ xác nghiên cứu tìm hiểu, cách thu thập thêm liệu hơn, đặc biệt liệu loại rượu đạt chất lượng, nhằm cải thiện độ xác cho mơ hình 21 ... THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ phân cấp chức Hệ thống quản lý xuất nhập rượu vang đỏ 1 .Quản lý nhập rượu vang đỏ 2 .Quản lý hàng xuất 3.Thống kê báo cáo 4.Tìm kiếm 1 .Quản lý nhập rượu vang đỏ Kiểm... nhiều việc định nhập rượu Đề tài trình bày tốn ? ?Hỗ trợ quản lý xuất nhập rượu vang đỏ? ?? Báo cáo gồm chương:  Chương 1: Bài toán: Giới thiệu toán Kiểm định chất lượng rượu vang đỏ  Chương 2: Phân... ttin rượu Gửi y/c ttin rượu Khách hàng Nhập rượu vào Ttoan tiên nhậpGửi rượu? ?ơn đặt xuấthàng hàng Ttoan tiền hàng Gửi y/c nhập Quản lý xuất rượu Quản lý nhập rượu Gửi d/s hàng đạt chuẩn để nhập