Zadania grupowania

"Ogólnie pod pojęciem grupowania rozumie się wyznaczanie podziału pewnego zbioru elementów na podzbiory w świetle pewnego kryterium" [3]. Grupowanie w niektórych pozycjach literaturowych bywa również nazywane klasyfikacją bezwzorcową [20], taksonomią bądź też analizą skupień [14]. W literaturze angielskojęzycznej grupowanie określane jest jako: cluster analysis [15], clustering [16].

Wyłonienie optymalnego podziału elementów przestrzeni na grupy znajduje zastosowanie zarówno w technice, jak i innych dziedzinach nauki. W diagnostyce technicznej operacja grupowania może być przeprowadzana podczas analizy wartości cech sygnału pochodzącego z długotrwałych badań obiektu technicznego. Ma wówczas na celu uzyskanie grup odpowiadających poszczególnym stanom technicznym urządzenia. W przypadku badania cech sygnałów pochodzących ze szczegółowych badań diagnostycznych, grupowanie może być użyte w celu określenia wartości cech sygnałów odpowiadających poszczególnym stanom elementarnym.

Najpowszechniej stosowane są metody grupowania oparte na zbiorach klasycznych np. [7], [14], [17]. Jednak posiadają one kilka poważnych wad. Pierwszą z nich jest fakt, iż każdy element przestrzeni musi przynależeć do jakiejś grupy. Ma to znaczenie w przypadku grupowania cech sygnałów pochodzących z eksperymentu diagnostycznego, ponieważ nawet pomiary, które zostały zafałszowane w skutek działania sił zewnętrznych zostają sklasyfikowane.

Wady tej są pozbawione metody grupowania oparte na zbiorach przybliżonych, gdyż tu możliwe jest oznaczenie elementu jako niesklasyfikowanego. Elementy niesklasyfikowane nie biorą udziału przy wyznaczaniu charakterystyk grup takich jak elementy środkowe, czy rozrzut wewnątrz i międzyklasowy.

Jednak pełny obraz struktury pogrupowanych danych dają nam dopiero metody grupowania oparte na zbiorach rozmytych np. [1], [3], gdyż pozwalają nam one na określenie stopnia przynależności każdego z elementów do poszczególnych grup. Pozwala to na wychwycenie elementów znajdujących się na pograniczu grup, jak również tych, które mogą być uznane za reprezentantów poszczególnych grup.

Wyniki uzyskiwane w procesie grupowania nie zależą jedynie od wyboru metody grupowania. Bardzo duży wpływ na nie ma wybór odpowiedniego kryterium oceny jakości grupowania. Rodzaj kryterium stosowanego w procesie grupowania może mieć wpływ zarówno na liczbę uzyskiwanych grup, ich liczebność, jak i rozmieszczenie poszczególnych grup.