知识型决策支援系统应用於家庭料理选择.doc

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1、1知識型決策支援系統應用於家庭料理選擇資工碩 1A 9927612 林俊邦摘要現今社會人們生活忙碌，造成外食族的增加，進而影響晚上一家團圓吃飯的現象逐漸減少，不過還是有一些家庭希望在晚餐時能夠大家聚在一起吃頓飯，而晚餐菜色的選擇就考驗到每位辛苦的主婦們了，另一方面現代人注重養身，烹煮什麼樣的菜色可以讓家人喜歡又能夠吃出健康，所以為了分擔各位主婦的辛苦，本篇研究將知識管理、料理知識和資訊技術結合，建構家庭料理選擇之知識型決策支援系統，期望利用知識型決策支援系統來支援主婦們選擇料理，進而可以照顧到全家人的健康與營養。一、 研究動機現今資訊技術已經蓬勃發展，因此幫助人們解決很多生活上的問題，以料理方

2、面為例，資訊技術已經可以幫我們做到一些料理的烹煮和廚房的安全設計，不過在這領域的研究還是較為缺乏。此外經常可以看到母親烹煮的料理而孩子不喜歡吃的情況發生，或許這些母親每天都在思考新的菜色，可是長期下來可能會造成厭煩，例如我母親常對著我說“這餐吃完了，那下一餐該準備什麼菜色？” ，所以要是能建立一個決策支援系統幫助母親們選擇料理是有很大的幫助的。除此之外以我母親為例，她會把在料理節目看到的菜色給寫在筆記本上，所以筆記本就等於是她的食譜也是她料理知識的儲存方法，可是長期下來這個卻不是個好辦法，因為使用紙本類型的保存方法是有限的，例如遺失、不容易長期保存等問題，所以更需要利用知識管理來負責儲存這些料

3、理知識，並且利用網路的發達有效的分享這些知識。隨著料理的多元化，資訊科技應用在料理選擇所提供的功能與種類也逐漸增多，也將整合不同的料理以及家人需求，在未來對於養身的觀念越來越重視，也使這個研究能夠更加的延伸發展。二、 研究目的基於上述動機，本研究利用資料庫應用於知識型決策支援系統，並以一般家庭為系統使用對象，系統的功能主要包含食譜的建立與料理方面的選擇，首先以下資料庫作為儲放資料的資料庫：1. 構建料理食譜資料庫，主要存放各位家庭主婦食譜或料理知識，形成知識庫的核心功能以及料理知識分享的概念。2. 將家人的身高、體重和飲食習慣等，建構成家人飲食習慣資料庫，主要是使2用在選擇料理時可以利用這些習

4、慣來評估什麼料理對家人是最為健康和營養。3. 食品營養成分庫，主要是利用行政院衛生署所建置的台灣地區食品營養成分資料庫為基礎2，建立一個基本的食品營養成分庫。三、 文獻探討1. 知識型決策支援系統知識型決策支援系統主要是將人工智慧或專家系統整合至決策支援系統中，將知識整合於決策支援系統有助於合併歸納技術以從資料中推論規則，提供全面支援與簡易決策過程，且同時賦予了新塑造和分析能力，讓決策支援系統能夠具備更好的功能，建構更好的問題解決程序，以及更貼近使用者需求1。2. 決策支援系統決策支援系統是一個互動式的系統，用來協助解決半結構和無特定結構的決策問題，以改善增加決策過程之效率(Anthony,

5、1965; Simon, 1960; Blanning, 1993; Ma, 1997) 1。3. 知識管理知識(Knowledge) 是系統經驗、價值、以文字呈現的資訊、專家的獨到見解與直覺的混合體(Tiwana, 2005)。它可以有效率的增加實體產能，而知識管理(Knowledge Management; KM)係指組織過程中有關知識的創造、儲存、檢索和應用(Huber, 1991; Nonaka, 1994; Alavi and Leidner, 2001)1。4. 知識分享所謂知識分享，是指組織的員工或內外部團隊在組織內或跨組之間，彼此透過各種管道（例如討論、會議網路、知識庫）交換、

6、討論知識，其目的在透過知識的交流，擴大知識的利用價值並產生知識的综效2。5. 專家系統專家系統主要是在專家的水準或模擬專家的知識執行特殊任務，為 AI 的分支，應用人類專家的專業智慧來解決問題 (曾憲雄等人， 2002)。它是一種具有推論能力的電腦系統，以某一特定領域之專家經驗知識為主體，以宣告性符號為形式，以邏輯推理來運作 (謝明興，1998)1。6. 食品營養素成分近年來，由於社會型態的大幅轉變，國人的十大死亡原因，已從急性傳染病轉變為慢性疾病，除了意外傷害外，其餘的死亡原因，如癌症、腦血管疾病、心臟病、糖尿病等，無一不與營養狀況有密切的關係3。行政院衛生署於民國八十七年建置完成台灣地區食

7、品營養成分資料庫網路資料庫，共分為穀物類、澱粉類、堅果及種子類、水果類、蔬菜類、藻類、菇類、豆類、肉類、魚貝類、蛋類、乳品類、油脂類、糖類、嗜好性飲料類、3調味料及香辛類、糕餅點心類、加工調理食品類等十八類，共計一千二百九十五種食品4，本研究將藉由食品營養成分資料庫用於營養分析，提供各營養素攝取量與分析之依據。四、 系統架構如圖 1 是本系統的架構圖，每位使用者(主婦)登入後可以透過使用者介面與系統溝通，依照使用者需求提供服務。首先需要自行輸入食譜到自己的料理食譜資料庫裡，因為本系統是建立在網路環境上，所以除了可以查詢到自己的食譜外，也可以查詢到其他主婦們的食譜，達到料理知識分享的概念，接著將

8、家人的飲食習慣等資料輸入到家人飲食習慣資料庫中，最後使用者可以自行從料理食譜資料庫挑選料理或由系統推薦料理菜單。選擇後者需要從家人飲食習慣資料庫和食品營養成分資料庫抓取資料，然後經過專家系統分析，得出結果再回傳給使用者。在這邊的專家系統主要是以營養師的專業知識所建立而成，例如一天要攝取的卡路里量等。4圖 1 系統架構圖五、 系統展示本系統主要是利用 Html(HyperText Markup Language)技術、JSP(JavaServer Pages)技術、 MySQL 資料庫以及專家系統應用於家庭料理選擇系統。首先圖 2 為本系統的登入畫面，每位主婦都必須申請一個帳號才能夠登入本系統，

9、進而從事相關的作業，如果非本會員也可以利用會員註冊申請一個會員，如圖 3 所示。圖 2 系統登入畫面 圖 3 會員註冊畫面登入後則會進入到系統主頁畫面，如圖 4 所示，可以發現這個頁面中主要有料理食譜資料庫、家人飲食習慣資料庫、食品營養成分資料庫以及今日推薦菜單這些主要功能，以下將會個別做介紹：5圖 4 系統主頁畫面1. 料理食譜知識庫首先在料理食譜新增方面，這邊主要是能讓各位主婦能夠輸入自己的料理食譜到資料庫中，以便能夠永久保存並且方便查詢，再這部份主要是參考文獻5進行設計，需要輸入的欄位包含有料理類型、料理名稱、材料、作法、料理秘訣、特色，其中的料理類型又分為：涼拌類、湯燴類、海鮮類、豆腐

10、類、雞鴨類、牛羊類、豬肉類、蔬菜類、點心類九大類，如圖 5 所示。在料理食譜查詢方面，當進入查詢頁面的時候會先顯示出全料理食譜的畫面，如圖 6 所示，這個就是所有的主婦分享的料理食譜，以此方式達到知識分享的概念，也可以利用進階查詢進行更進一步的查詢，可以輸入查詢字到提供者、料理類型以及料理名稱任一欄位都可以查詢到想要的資料，如圖 7 所示。6圖 5 料理食譜新增畫面圖 6 全料理食譜畫面7圖 7 料理食譜進階查詢畫面2. 家人飲食習慣資料庫圖 8 為家人飲食習慣輸入畫面，再這邊的設計主要是以稱謂來區分家中成員，另外輸入年齡、職業、身高、體重、飲食習慣來分析這名家中成員的身體狀況以及所缺乏的營養

11、，所以資料越充裕的話分析出的結果就會越有幫助。在查詢部份輸入帳號後就可以看到關於此會員的家人飲食習慣資料，並且也顯示 BMI 值來判斷家人體重是否正常，如圖 9 所示。圖 8 家人飲食習慣輸入畫面圖 9 家人飲食習慣查詢結果畫面83. 食品營養成分資料庫在食品營養成分資料庫這邊主要是參考行政院衛生署食品藥物管理局中的食品成分表3 所建立，首先我設定四個欄位，分別為食品類型、食品名稱、熱量、水分，其中食品類型又分為穀物類、蛋類、藻類、調味料及香辛類、菇類、乳品類、豆類、油脂類、水果類、肉類、糖類、蔬菜類、魚貝類、堅果及種子類十四類，如圖 10 所示，因此可藉由這張表知道各食品所含的熱量以及水分。

12、在進階查詢方面可以輸入查詢字到食品類型、食品名稱、熱量、水分任一欄位中，就可以查詢到想要的食品資料，如圖 11 所示。圖 10 全食品營養畫面圖 11 食品營養進階查詢畫面94. 今日推薦菜單在今日推薦菜單這邊如上述所提到的主要是由飲食習慣以及各食品熱量經由營養師的專業所形成的專家系統來進行分析並產生結果，如圖 11 所示，因為在營養師的專業領域上我比較沒辦法深入了解，所以是以一個概念的形式來呈現，並且利用一個假設的頁面來呈現今日推薦菜單，以圖 11 為例的話，首先他判斷出家人過重的比例較高，再來工作上使用到眼睛的機會較大，所以在搭配料理上會選擇較為輕食的料理以及對於眼睛較好的食品，最後由專家

13、系統分析出結果得出今日推薦菜單，從圖 11 的今日推薦菜單來看，推薦的料理以青菜類的居多，為了照顧眼睛而有清燉鰻魚這道料理。當然這份菜單只是給主婦做個參考，至於主婦是否要依照這份菜單烹煮菜色全取決於自己。圖 11 今日推薦菜單畫面10六、 實際訪談訪問員：自己受訪者：作者母親首先我以口述的方式對她說明本論文研究的主題，以及所要克服的問題，並且操作本系統各功能讓她進行參考，最後以訪談的方式詢問 7 點問題，並得到的結果來分析本研究是否能應用於現實社會上以及需要改進的地方。1. 問：你覺得這個家庭料理選擇系統的想法好嗎？答：恩，不錯，對於我來說可以幫我省了很多動腦筋的力氣。2. 問：你會希望以後能

14、夠使用本系統嗎？答：在初期時可能會因為新奇而使用這套系統，不過對於我來說比較沒有時間在電腦上操作這個家庭料理選擇系統，因為我大致上都是把冰箱的食品搬出來就分配好料理的菜色，所以可能在使用一兩次之後就會回歸到原本的料理選擇的方法。3. 問：你覺得使用本系統後會更容易尋找到你想要的料理食譜嗎？答：我覺得可以，在以前我都是請人幫忙在網路上尋找資料，不過通常想要的資料都不如預期，所以作者把這些料理食譜進行匯整，並且個別歸類可以讓我方便的找到資料。4. 問：你覺得本系統的操作方法容易嗎？答：基本上操作上面並不困難，能讓我能快速的知道如何使用，並且得到我想要的資訊。5. 問：你覺得本系統做的最好的地方是在哪一部份？答：我覺得是今日推薦菜單這邊，因為這個想法我還沒有在電腦上面看過。6. 問：你覺得本系統有哪一方面需要加強或增加的地方嗎？答：我覺得在飲食習慣那邊需要輸入很多資料，就如同作者所提到的如果越多筆資料的話，搭配出來的菜色就會又有幫助，所以我覺得這部份對於我來說是困難所在，因為我必須要了解家中每位成員的飲食習慣，包括不喜歡吃的食物、具有過敏的食物等，並且要一一輸入進去是非常麻煩的，另一方面在今日推薦菜單這裡，我覺得可以把物價的高低也考慮進去，比方說今日推薦菜單裡有鰻魚這道料理，再普遍上鰻魚算是高價的食材，不是每個家庭都能夠負擔的起，所以希望能把物價這點考慮進去。