فصل ۱
مقدمه و کلیات تحقیق
۱-۱ مقدمه
در دنیای امروز با توجه به پیشرفت سریع تکنولوژی، سازمان ها از حالت انحصاری بیرون آمده و نیاز به رقابت در آن ها شدیدا احساس می شود. در این میان یکی از عواملی که می تواند یک سازمان را در عرصه رقابت مطرح سازد، توانایی آن در فراهم کردن محصولی با کیفیت، در کوتاه ترین زمان و با کمترین هزینه­ ممکن است. برای باقی ماندن در بازارهای بسیار رقابتی جهانی که به سرعت در حال تغییر و پیشرفت است، شرکت­های تولیدی باید برای دستیابی به سیستم هوشمندتر و چابک بسیار تلاش کنند. بنابراین ،با توجه به عواملی چون رقابت و نوسانات تقاضا، چگونگی آماده کردن محصول دارای اهمیت ویژه­ای است. محصولات یک کارخانه با توجه به سیستم برنامه­ ریزی تولید آن، یا به شیوه ی مستقیم درون کارخانه تولید می­شوند و یا برون سپاری می­شوند. در این سیستم، برنامه ریزی در شرایط عدم قطعیت، مانند خرابی دستگاه­ها و زمان پردازش تصادفی، حیاتی و کارا به نظر می رسد. تولیدات داخلی کارخانه ،با توجه به نیازهای متنوع مشتریان، عموما دارای مسیر های کاری متفاوت هستند و در واقع مسأله جریان کارگاهی انعطاف پذیر^[۱] در حالت عدم قطعیت بیشتر به شرایط واقعی دنیای امروزه شباهت دارد و حل بهینه ی این مسأله از دیدگاه کمینه سازی معیارهایی چون دامنه عملیات، میزان تأخیر کارها و بیشترین استفاده از ماشین آلات، بسیار حائز اهمیت است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

زمان­بندی محصول یک فرایند تصمیم گیری برای تخصیص منابع محدود مانند ماشین ها، تجهیزات حمل مواد، اپراتور ها، و ابزارها به کار ها برای رسیدن به یک هدف معین می باشد. مطالعات گذشته در این زمینه عموما در فضای ایستا با تعداد کارهای ثابت، زمان پردازش قطعی، در نظر نگرفتن حوادث غیر مترقبه که می ­تواند بر روی انجام کار ها تاثیر بگذارد، می­باشد. در شرایط واقعی تولید، فضا پویا است و حالت های غیر قطعی و احتمالی مانند خرابی ماشین، زمان­های پردازش احتمالی، هجوم سفارشات و غیره وجود دارد. بنابراین زمانبندی محصول تحت عدم قطعیت در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. مسأله زمان بندی جریان کارگاهی در مطالعات گذشته به صورت تک هدفه در حالت قطعی در نظر گرفته می شد. در حالی که این مسائل در ذات خود به صورت چند هدفه می باشد و محدوده وسیعی از عدم قطعیت را در بر می­گیرد. مسأله جریان کارگاهی انعطاف پذیر نیز مانند جریان کارگاهی باید به صورت چند هدفه و در حالت عدم قطعیت در نظر گرفته شود.
برنامه ریزی مسأله جریان کارگاهی انعطاف پذیر به دلیل کاربرد گسترده ای در انواع صنایع در دنیای واقعی از اهمیت زیادی برخوردار است. برنامه ریزی جریان کارگاهی انعطاف پذیر یک مسأله بهینه سازی NP-hard می باشد. در نظر گرفتن عدم قطعیت باعث پیچیده تر شدن این مسأله خواهد شد.در این مطالعه ابتدا به مدلسازی مسأله زمانبندی جریان گارگاهی انعطاف پذیر در شرایط عدم قطعیت می پردازیم سپس با توجه به NP-hard بودن مسأله با بهره گرفتن از الگوریتم های فرا ابتکاری به حل آن خواهیم پرداخت.
کاربرد رویکرد استوار در شرایط عدم قطعیت است. این رویکرد در مطالعات گذشته در مسائل زمان­بندی نیز جایگاهی برای خود یافته است. با بهره گرفتن از رویکرد زمان­بندی استوار می­توان زمان­بندی اولیه را به نحوی ایجاد کرد که تغییر داده ­ها در زمان اجرای برنامه، کمترین تغییرات و اثرات را در زمان­بندی اولیه منجر شود.
مفهوم استواری به توانایی یک سیستم در خوب عمل کردن تحت موقعیت­های مختلف اطلاق می­گردد. توانایی کنترل صحیح جنبه­ های تصادفی زمانبندی در سیستم­های زمانبندی واقعی بسیار مهم است. این توانایی تنها به معنی کنترل اختلالاتی که رخ می­دهد نیست بلکه سیستم زمان­بندی خوب باید توانایی ایجاد زمان­بندی مناسب در مقابله با اختلالات را داشته باشد. زمان­بندی استوار یکی ز رویکردهایی است که می ­تواند این قابلیت را برای سیستم زمان­بندی به وجود آورد. در این تحقیق از زمان­بندی اسوار سناریو محور استفاده شده است.
در زمینه­ رویکرد استوار، سابونکو اقلو و گورن(۲۰۰۹) از معیارهای استواری در مسائل زمان­بندی نام برده اند که عبارت اند از:
کمینه­سازی عملکرد واقعی مورد انتظار
کمینه سازی عملکرد بدترین حالت
کمینه­سازی عملکرد بدترین سناریو با مشخص بودن بدترین سناریو
کمینه سازی عملکرد سناریو با بیشترین احتمال
کمینه سازی انحراف عملکرد زمان­بندی واقعی مورد انتظار از عملکرد قطعی اولیه
کمینه سازی واریانس معیار عملکرد واقعی
کمینه سازی ترکیب محدب معیارهای دیگر
معیارهای استواری براساس تاسف
۱-۲ مطالعه موردی
مدل­های ارائه شده در این تحقیق مطابق با یک مسأله دنیای واقعی و مربوط به حوزه­ سلامت می­باشد. در این تحقیق هدف بررسی و طراحی یک سیستم اتاق عمل با تیم­های مناسب در ابتدا و سپس زمان­بندی بیماران با توجه به معیارهای معرفی شده برای جراحی می­باشد.
داده ­های مورد نیاز این تحقیق از طریق مطالعه میدانی و همچنین از بخش جراحی یک مرکز درمانی استخراج شده است و در بعضی مواقع برای دستیابی به برخی داده ­های کیفی از مصاحبه و نظر خبرگان و متخصصین حوزه­ مورد نظر استفاده شده است.
داده ­های مورد نیاز این تحقیق عبارت اند از: زمان انجام هر عمل بر روی هر تیم، توانایی انجام هرعمل توسط هر تیم، اولویت معیار­های استفاده شده در تابع هدف فاز دوم، سناریوهای استفاده شده در فاز اول و احتمال رخداد هر سناریو.
بیماران برای انجام عمل جراحی باید از دو مرحله بیهوشی و جراحی بگذرند. در واقع بیماران ابتدا به مرحله بیهوشی وارد می­شوند و پس از انجام فرایند بیهوشی، وارد مرحله جراحی می­شوند و توسط تیم جراحی مربوط به خود عمل می­شوند. فرایند عمل مطالعه موردی این تحقیق در شکل (۱-۱) نشان داده شده است. در این تحقیق تیم­های جراحی متفاوت از هم در نظر گرفته شده است. یعنی هر تیم به صورت تخصصی قادر به انجام فعالیت­های مربوط به حوزه خود می­باشد. با این توضیحات مسأله مورد نظر در این تحقیق یک مسأله زمان­بندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر با ماشین های موازی غیر مرتبط^[۲] و یکنواخت است.
شکل ۱-۱ نمودار جریان بیماران
۱-۳ اهداف تحقیق
در این تحقیق در گام اول هدف طراحی یک مسئله زمان­بندی و انتخاب ماشین­های مورد نیاز از ماشین­های موجود است. و در گام دوم توالی کارهای موجود را برای ماشین­های انتخاب شده از مرحله اول بدست خواهد آمد. مسأله مورد نظر یک مسئله زمان­بندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر دو مرحله ای است.
اهدافی که این تحقیق به دنبال آن است در فاز اول دستیابی به یک گروه از تیم­های جراحی و بیهوشی است به طوری که با توجه به عدم قطعیت ­های موجود بتواند معیار مجموع زمان­درجریان کار را به طوری در نظر بگیرد که هزینه استفاده از این تیم­ها نیز برای سیستم به صرفه باشد. به همین دلیل در فاز اول یک مدل دو هدفه معرفی خواهد شد که معیار اول با توجه به عدم قطعی بودن زمان­انجام عمل­ها به صورت استوار تعریف شده است و معیار دوم نیز مربوط به هزینه بکارگیری از هر تیم می­باشد.خروجی مرحله اول یک گروه از تیم­ها می­باشد که برای بیهوشی و جراح انتخاب خواهند شد.
پس از حل مدل فاز یک حال یک مجموعه از تیم­ها در دسترس است که عمل­های جراحی باید بر روی آن­ها انجام شوند. در این مرحله مدلی معرفی خواهد شد تا با توجه به مسأله دنیای واقعی و معیارهای مهم موجود در این مسأله زمان­بندی مناسب را برای بیمارانی که باید جراحی روی آن­ها انجام شوند.
۱-۴ جمع بندی
مسأله­ای که در این تحقیق در نظر گرفته شده است یک مسأله زمان­بندی جریان کارگاهی دو مرحله­ ای است که در دو فاز استراتژیک و عملیاتی در نظر گرفته شده است.
همانطور که در قبل به آن اشاره شد حوزه سلامت یکی از مهم ترین موضوعاتی می باشد که در حال حضر نظر دنیا را به خود جلب کرده است. با توجه به اینکه در سیستم های مراقبت های بهداشتی همیشه خدمت دهنده و بیمار وجود دارند پس می توان آن را به صورت یک مسأله زمان­بندی در نظر گرفت. آنچه در این بخش مطرح شده است شمای کلی از مسأله موجود و کارهایی که در قسمت­ های بعد به آن پرداخته شده است می­باشد.
در قسمت­ های بعد ابتدا به مرور کلی بر ادبیات موضوع پرداخته می­ شود سپس مدل­های مسأله دنیای واقعی مطرح شده و بعد از آن نیز توجه به حل این مدل­ها جلب خواهد شد. در قسمت آخر نیز نتیجه گیری و پیشنهادات آتی برای تحقیقات آینده بیان شده است.
فصل۲
مرور بر تحقیقات پیشین
۲-۱ مقدمه
زمان­بندی تولید عبارت است از تخصیص منابع محدود تولید، از جمله نیروی انسانی، تجهیزات و ابزار، برای انجام مجموعه ای از وظایف با بهینه سازی یک یا چند هدف (پیندو^[۳] ۱۹۹۵). درواقع یک فرایند تصمیم گیری است که نقش مهمی در صنعت تولید ایفا می­ کند. زمان­بندی موثر به یک ضرورت اساسی برای بقای شرکت و کسب و کار در حال رشد در بازار تبدیل شده است. امروزه صنعت در حال تجربه چالش­های جدیدی مانند رقابت جهانی، چرخه عمر محصول کوتاه تر، محصولات سفارشی، و تغییرات تقاضا در بازار، و غیره است. به منظور حفظ رقابت، برای شرکت های تولیدی بهبود عملکرد سیستم های زمانبندی تولید تحت افزایش نوسانات بازار (به عنوان مثال هجوم سفارشات و لغو کار) و عدم قطعیت داخلی در فرایند تولید (به عنوان مثال خرابی ماشین آلات، شکست ابزار، و تغییر زمان پردازش) بسیار مهم است.
انواع مسائل زمان­بندی از محیط های تولید در دنیای واقعی شناخته شده است. با این حال بیستر تحقیقات دانشگاهی بر روی مسائل کلاسیک تمرکز دارند. زمان­بندی کارگاهی یکی از قدیمی­ترین مسائل زمان­بندی است که بررسی­های زیادی هم در دانشگاه و هم در صنعت بر روی آن انجام شده است. مدل زمان­بندی کارگاهی پایه­ای شامل مجموعه ای از کارها و ماشین آلات است، که هدف آن تعیین توالی بهینه یا نزدیک به بهینه کار بر روی هر ماشین با توجه به برخی محدودیت­های موجود است.
با توجه به محیط های کارگاهی، زمانبندی کارگاهی را می توان به پنج دسته اصلی طبقه بندی کرد: تک ماشینه، ماشین های موازی، جریان کارگاهی، کارگاهی، و کارگاه باز(الله وردی و سروش^[۴] ۲۰۰۸، هال ۱۹۹۸). همه مسائل زمانبندی کارگاهی به کلاس NP تعلق دارند. زوبولاس^[۵] و همکاران (۲۰۰۸).این مسائل بسیار سخت تر می­شوند اگر بخواهبم عدم قطعیت­های پویا را در آن در نظر بگیریم.
در میان پنج نوع زمان بندی کارگاهی بالا، زمان بندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر به خوبی شناخته شده و به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است، و به این دلیل برای بررسی در این مطالعه مشخص شده است.
۲-۲ زمان­بندی و برنامه ریزی اتاق عمل
زمان­بندی و برنامه­ ریزی اتاق عمل، در اواخر سال ۱۹۷۷ توسعه یافت (calichiman ,2005) اما طی دهه اخیر حجم مقالات به چاپ رسیده در این زمینه، افزایش قابل توجهی داشته است. اولین مقاله مروری در خصوص زمان­بندی عمل­های جراحی توسط ماجرلین و مارتین درسال ۱۹۷۸ ارائه شده است. در این مقاله مقالات موجود براساس نوع تکنیک حل طبقه بندی شده اند. زمان­بندی عمل­های جراحی را به دو زیر مرحله، زمان­بندی ورود و زمان­بندی تخصیص تقسیم کرده بودند. در سال ۱۹۷۷ بلیک و کارتر این طبقه بندی را توسعه دادند و پروسه سومی تحت عنوان زمان­بندی منابع خارجی به آن اضافه کردند که در این پروسه رزرو و تعیین منابع مورد نیاز قبل و بعد از هر عمل جراحی مشخص شده است. هر یک از این مراحل در سه سطح استراتژیک، اجرایی و عملیاتی مورد بررسی قرار گرفتند.
کاردون در سال ۲۰۰۹ طبقه بندی جامع تری در خصوص برنامه ریزی و زمان­بندی اتاق عمل ارائه کردند و مقالا را از دید متفاوتی مورد بررسی و تحلیل قرار دادند. این طبقه بندی بر اساس ۷ معیار توصیفی زیر انجام شده است:
نوع بیمار
نوع عملکرد
قطعیت و عدم قطعیت مسأله
نوع تکنیک جواب
نوع آنالیز انجام شده
شرح تصمیمات گرفته شده (تاریخ، زمان، اتاق و ظرفیت)
کاربردی بودن یا نبودن مسأله
در این مقاله مروری، بیماران به دو دسته بیماران انتخابی( شامل بیماران سرپایی و بستری) و بیماران غیر انتخابی (بیماران اورژانسی و ضروری) تقسیم شده اند. بیماران سرپایی، بیمارانی هستند که بعد از عمل جراحی نیاز به بستری شدن ندارند و مرخص می­شوند و این در حالی است که بیماران بستری بعد از عمل جراحی به مراقبت بیشتری احتیاج دارند و باید یک یا چند روز در بیمارستان بستری بمانند. بیماران ضروری، بیمارانی هستند که به درمان فوری نیاز دارند وباید بلافاصله بعد از ورود، عمل شوند. اما بیماران اورژانسی وضعیت بهتری نسبت به بیماران ضروری دارند و تا چند ساعت می­توانند برای درمان، منتظر بمانند. ورود بیماران اورژانسی و ضروری تصادفی است و به همین دلیل درنظر گرفتن این بیماران در برنامه­ ریزی وزمان­بندی، حالت تصادفی و غیر قطعی بودن را ایجاد می­ کند و باعث پیچیدگی زیاد مسأله می­ شود.
برای زمان­بندی اهداف متفاوتی در نظر گرفته می شود که به نظر مدیریت بیمارستان و برنامه ریزی اتاق عمل بستگی دارد. کاردون طبقه بندی اهداف را بر اساس معیارهای کاهش زمان انتظار یا جراح، افزایش میزان خروجی هر خدمت، دامنه عملیات، بالانس منابع، بهره وری اتاق عمل و منابع مرتبط و اهداف مالی انجام داده است.

۷۷/۰

۹۹/۰

۵۹/۲

۰۰۰۶/۰

۹۹/۰

(۰۰۰۲/۰)۶۵۹/۳۷

(۰۱۳۹/۰)۲۶۴/۱۲-

(۰۰۱۴/۰)۲۵۶/۶۴

^*۶۵:۳۵

۸۱/۰

۹۹/۰

۸۰/۲

۰۰۰۴/۰

۹۹/۰

(۰۰۰۱/۰>)987/41

(۰۰۶۳/۰)۰۰۳/۱۱-

(۰۰۰۳/۰)۶۰۷/۷۴

^*۷۵:۲۵

۰۵/۱

۹۹/۰

۹۵/۳

۰۰۰۸/۰

۹۹/۰

(۰۰۰۱/۰>)812/45

(۰۰۸۸/۰)۱۶۰/۹-

(۰۰۰۲/۰)۷۶۷/۸۱

^*۸۵:۱۵

*. مخلوط­هایی از FHPO و SBO
اختصارها: SFA، اسیدهای چرب اشباع؛ SFC، محتوای چربی جامد؛ SMP، نقطه ذوب لغزشی، P، سطح اطمینان مدل؛ SE، خطای استاندارد؛ r، ضریب همبستگی بین داده ­های آزمایشی و پیش بینی شده؛ MAE، میانگین خطای مطلق. اعداد داخل پرانتز سطح معنی داری (P) هر یک از ضرایب مدل گمپرتز را نشان می­دهد.
۴-۲-۲-۱-۱٫ کاربرد تابع SFC_f(T) در تعیین نقطه ذوب لغزشی
نقطه ذوب روغن­ها به روش­های مختلف آزمایشگاهی شامل نقطه ذوب وایلی^[۲۰۶] (روش AOCS Cc 2-38^[207]) نقطه ذوب لغزشی^[۲۰۸] لوله موئین باز^[۲۰۹]، نقطه نرم شدن^[۲۱۰] (روشAOCS Cc 3-25 ) و روش­های دستگاهی شامل تکنیک­های خودکار تعیین کننده نقطه ذوب متلر^[۲۱۱]، دستگاه اِلکس^[۲۱۲] و همچنین گرماسنجی پویشی افتراقی^[۲۱۳](DSC) قابل اندازه گیری است (ناسو و گونچالوز، ۱۹۹۹). تعیین نقطه ذوب روغن­ها، به روش­های آزمایشگاهی AOCS، به دلیل زمانبر بودن و همچنین به دلیل عدم دسترسی به دستگاه­های پیشرفته­ای نظیر DSC، همواره دارای محدودیت­هایی بوده است. بر این اساس پیش بینی این خصوصیت با ارائه معادلات ریاضی می ­تواند در کاهش زمان، هزینه واکنش و همچنین کاهش مصرف مواد اولیه مؤثر واقع گردد.
گزارشات کمتری در ادبیات فن در جهت اندازه گیری مقادیر نقطه ذوب چربی­ها غیر از روش­های آزمایشگاهی و از طریق مطالعات ریاضی ارائه شده است. ریبیرو و همکاران (a2009) به اندازه ­گیری نقطه ذوب مخلوط­های دوتایی روغن سویا و سویای کاملاًهیدروژونه^[۲۱۴]، قبل و بعد از اینتراستریفیکاسیون شیمیایی، از روی منحنی­های SFC پرداختند. همچنین مقایسه­ ای بین مقادیر نقطه ذوب حاصل از آزمون­های تجربی و نقاط ذوبی که از روی منحنی­های محتوای چربی جامد اندازه ­گیری شده توسط دستگاه رزونانس مغناطیسی هسته­ای بدست آمده بود، انجام شد. نتایج آنها نشان داد مقادیر نقطه ذوب حاصل از منحنی­های SFC، اندکی کمتر از مقادیر حاصل از آنالیزهای آزمایشگاهی است. در هر حال همبستگی خوبی بین این دو روش با ۹۹/۰<R² گزارش شد. در تحقیق مذکور، اگر چه امکان پیش بینی مقادیر نقطه ذوب با بهره گرفتن از منحنی­های SFC هست، اما این امر نیاز به وجود دستگاه رزونانس مغناطیسی هسته­ای برای اندازه ­گیری SFC می باشد که به دلیل پیشرفته بودن و هزینه بالای دستگاه، امکان دسترسی به آن در همه آزمایشگاه­های مواد غذایی نیست.

در این تحقیق به منظور پیش بینی نقطه ذوب لغزشی مخلوط­های دوتایی اینتراستریفیه شده FHPO و SBO، روابط ریاضی بین نقطه عطف منحنی­های SFC_f(T) و مقادیر SMP حاصل از آزمایشات تجربی ارزیابی شد. نقاط عطف منحنی­های SFC_f(T)، از طریق مشتق­گیری دوم مدل­های SFC_f(T) برای هر یک از مخلوط­های با %۸۵-%۱۵ FHPO محاسبه شد (جدول ۴-۷). مشتق اول و دوم توابع SFC_f(T)، به ترتیب به صورت معادلات (۴-۲) و (۴-۳) نشان داده شده ­اند. نقطه عطف مکانی است که انحناء منحنی در آن نقطه تغییر می­ کند. با توجه به اینکه تقعر رو به بالا با مشتق دوم مثبت و تقعر رو به پایین با مشتق دوم منفی همخوانی دارد، بنابراین زمانی­که تابعی از تقعر رو به بالا به تقعر رو به پایین و یا برعکس تغییر جهت می­دهد، مشتق دوم در آن نقطه، باید برابر صفر گردد (توماس و همکاران، ۱۹۹۶).
معادله ۴-۲)
معادله ۴-۳)
با جایگذاری مقادیر a، b و c بدست آمده از مدل سازی (جدول (۴-۶)) در معادله (۴-۳) و با قرار دادن معادله مورد نظر برابر با صفر، نتیجه گیری می­ شود نقطه عطف (در اینجا T) برابر با مقدار c (نرخ رشد، از ضرایب مدل گمپرتز) است. جدول (۴-۷) مقدار نقطه عطف توابع SFC_f(T) و نقطه ذوب لغزشی مخلوط­های اینتراستریفیه شده را نشان می­دهد. همانطور که مشاهده می­ شود مقدار نقطه عطف محاسبه شده در هر کدام از مدل­های SFC_f(T) کمتر از مقدار SMP مربوط به آن مخلوط است. شکل (۴-۶) منحنی نقطه ذوب لغزشی را به صورت تابعی از نقطه عطف توابع SFC_f(T) نشان می­دهد که با بهره گرفتن از رگرسیون خطی و با ۹۳/۰R²= برازش شده است. بررسی ارتباط ریاضی بین نقطه ذوب لغزشی و نقطه عطف توابع SFC_f(T) به صورت معادله (۴-۴) نشان داده شده است.
Y=1516/1X + 6046/4 معادله ۴-۴)
X، نقطه عطف تابع SFC_f(T) و Y، مقدار نقطه ذوب لغزشی مخلوط های اینتراستریفیه FHPO و SBO می­باشد.
جدول ۴-۷: نقطه ذوب لغزشی مخلوط­ها و نقطه عطف توابع SFC_f(T)

SMP (℃)

نقطه عطف (ضریب C مدل گمپرتز)

مدل­ها

۳-۵-۱-۱- طراحی پیش جبران­ساز استاتیکی در مسیر ورودی مرجع ۴۲
فصل چهارم: کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته جرثقیل با کابل کششی
۴-۱- مقدمه ۴۷
۴-۲- مدل فازی تاکاگی– سوگنوی سیستم جرثقیل با کابل کششی ۴۸
۴-۲-۱- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۵۰

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۴-۲-۲- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۵۱
۴-۲-۳- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۵۲
۴-۲-۴- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۵۳
۴-۲-۵- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۵۴
۴-۲-۶- قواعد اگر- آنگاه جرثقیل با کابل کششی ۵۵
عنوان صفحه
۴-۳- مقایسه کنترل کننده جبرانساز موازی توزیع یافته با دیگر روش­های
مطرح شده ۶۴
۴-۳-۱- مقایسه کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته با کنترل کننده
مقاوم تناسبی-انتگرالی-مشتقی ۶۵
۴-۳-۲- مقایسه کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته با کنترل کننده
تناسبی-انتگرالی-مشتقی بر اساس الگوریتم ژنتیک ۶۹
۴-۳-۳- مقایسه کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته با کنترل کننده
تناسبی-انتگرالی-مشتقی با تنظیم کننده فازی ۷۱
۴-۳-۴- مقایسه کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته با کنترل کننده
تناسبی- انتگرالی- مشتقی بر اساس الگوریتم PSO 78
فصل پنجم: کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته جرثقیل با
کابل کششی با بهره گرفتن از فازی نوع ۲
۵-۱- مقدماتی بر مجموعه های فازی نوع ۲ ۸۲
۵-۲- طراحی فیدبک حالت جبران­ساز موازی توزیع یافته براساس مجموعه های فازی نوع ۲ ۸۶
۵-۲-۱- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۸۹
۵-۲-۲- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۸۹
۵-۲-۳- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۹۰
۵-۲-۴- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۹۰
۵-۲-۵- ناحیه بندی غیر خطی برای جرثقیل ۹۱
۵-۲-۶- قواعد اگر- آنگاه جرثقیل با کابل کششی ۹۱
عنوان صفحه
۵-۳- جبران سازی موازی توزیع یافته سیستم فازی نوع ۲ تاکاگی – سوگنو ۹۹
۵-۳-۱- پایداری کنترل کننده تاکاگی – سوگنو ۱۰۱
۵-۳-۲- طراحی کنترل کننده فازی ۱۰۲
۵-۴- مقایسه کنترل کننده جبرانساز موازی توزیع یافته نوع ۲ با دیگر
روش­های مطرح شده ..۱۰۹
۵-۴-۱- مقایسه کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته نوع ۲ با کنترل
کننده مقاوم تناسبی-انتگرالی-مشتقی ۱۱۰
۵-۴-۲- مقایسه کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته نوع ۲
با کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی بر اساس الگوریتم ژنتیک ۱۱۲
۵-۴-۳- مقایسه کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته نوع ۲
با کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی با تنظیم کننده فازی ۱۱۴
۵-۴-۴- مقایسه کنترل کننده جبران­ساز موازی توزیع یافته نوع ۲
با کنترل کننده تناسبی- انتگرالی- مشتقی بر اساس الگوریتم PSO 117
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۶-۱- نتیجه گیری ۱۲۱
۶-۲- پیشنهادات ۱۲۳
فهرست منابع ۱۲۴
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول (۲-۱): پارامترهای مدل دینامیکی غیرخطی جرثقیل با کابل کششی ۹
جدول (۲-۲): مقادیر بهره­های کنترل کننده مقاوم مشتقی-انتگرالی-تناسبی ۱۴

Mean

۰٫۹۸۳۷۴

۰٫۴۹۲۳۵۲

۰٫۳۳۶

۳۱۰٫۰۷۴

۰٫۹۵۹۳۵

۰٫۵۰۴۰۵۵

۰٫۳۴۵

۳۱۸٫۰۴۳

۰٫۳۰۸

۱۰۳۷٫۴۷۸

Max

مشاهده می­گردد که الگوریتم فراابتکاری GA توانسته است در زمینه حل مسائل متوسط به طور میانگین به حدودا ۸۷% از بهینگی در تنها ۴۰% از زمان حل دقیق دست یابد. با اندکی تامل متوجه کاهش ۱۸% در میانگین زمان حل نسبی الگوریتم فراابتکاری GA در مقایسه با حل دقیق (از ۵۸ تا ۴۰%) در ازای کاهش ۹% در میانگین بهینگی نسبی جواب­های این دو الگوریتم (از ۹۶ تا ۸۷%) در نتیجه افزایش ابعاد مسائل نمونه از سایز کوچک تا متوسط می­شویم. همچنین برای الگوریتم فراابتکاری CS نیزمشاهده می­ شود که توانسته است در زمینه حل مسائل متوسط به طور میانگین به حدودا ۹۱% از بهینگی در تنها ۳۶% از زمان حل دقیق دست یابد. در این قسمت نیز متوجه کاهش ۱۸% در میانگین زمان حل نسبی الگوریتم فراابتکاری CS در مقایسه با حل دقیق (از ۵۴ تا ۳۶%) در ازای کاهش ۷% در میانگین بهینگی نسبی جواب­های این دو الگوریتم (از ۹۸ تا ۹۱%) در نتیجه افزایش ابعاد مسائل نمونه از سایز کوچک تا متوسط می­شویم. . کارایی بهتر الگوریتم CS در مقابل الگوریتم GA در هنگام بزرگ شدن ابعاد مسأله کاملا محسوس است. برای مقایسه هر چه آسانتر عملکرد الگوریتم­های فرا ابتکاری و حل دقیق در حل مسائل نمونه با سایز متوسط از نمودارهای جداول شماره (۴-۱۳) استفاده شده­است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل ۵-۱۸ تغیرات تابع هدف با بهره گرفتن از روش های مختلف
شکل ۵-۱۹ تغیرات زمان اجرا با بهره گرفتن از روش های مختلف
پیچیدگی بالای این مسائل با توجه به رشد نمایی زمان حل مسائل فوق در نتیجه رشد ابعاد آن­ها به­خوبی در نمودار شکل (۴-۱۵) قابل استنباط می­باشد. می­بینید که باز هم همانند نتایج حل مسائل کوچک، شکاف نسبتا ناچیزی بین جواب­های به دست­آمده توسط الگوریتم فراابتکاری و نتایج حل دقیق با توجه به شکل () وجود دارد. این در حالیست که کاهش چشم­گیر زمان موردنیاز برای حل این مسائل در نتیجه استفاده از الگوریتم تلفیقی مذکور از شکل فوق به خوبی مشخص است.
شکل ۵-۲۰ مقایسه عملکرد الگوریتم­های فراابتکاری و حل دقیق در محورهای بهینگی و زمان حل برای مسائل با سایز متوسط
کماکان شاهد روند نزولی بهینگی نسبی جواب­های به دست آمده و زمان حل در نمودار فوق می­باشیم. به طوری که در مورد مساله متوسط شماره S43، الگوریتم فراابتکاری CS مذکور توانسته­است به حدودا ۸۸% از بهینگی حل دقیق در تنها ۳۹% از زمان حل دقیق دست یابد. این امر نوید بخش توان بالای حل مسائل واقعی با پیچیدگی بسیار بالا توسط الگوریتم CS مذکور می­باشد.
به طور کلی عملکرد با مقایسه عملکرد الگوریتم فراابتکاری CS ، در محورهای زمان و بهینگی در مورد مسائل با سایز کوچک و متوسط متوجه قابلیت اطمینان بالا و توانایی چشم­گیر الگوریتم مذکور در حل مسائل واقعی با ابعاد بزرگ در زمان معقول می­شویم. به منظور سنجش این ادعا به سراغ مسائل بزرگ با ابعاد شبه واقعی (مسائلی که نرم­افزار حل دقیق GAMS IDE/Cplex توانایی حل آن­ها را در کمتر از ۲۰۰۰ ثانیه ندارد) رفته و عملکرد الگوریتم فراابتکاری CS را در حل این مسائل مورد بررسی قرار می­دهیم.
۵-۷ نتایج حاصل از حل مسائل بزرگ با الگوریتم های فرا ابتکاری و مقایسه آن با حل دقیق
در ادامه مشخصات پنج مساله بزرگ با ابعاد نزدیک به دنیای واقعی گزارش می­ شود. هیچ­کدام از این مسائل در حد زمانی تعیین­شده (۲۰۰۰ ثانیه) قابل حل دقیق توسط نرم­افزار GAMS IDE/Cplex نبودند. ابعاد این مسائل به گونه ای است که از همه تیم­های موجود ( ۷ تیم در مرحله اول و ۱۰ تیم در مرحله دوم ) استفاده شده است و این ۵ مسأله با تعداد کارهای ۲۱ تا ۲۵ به وجود آمدند. جواب­های بهینه موضعی به دست آمده برای این مسائل در حد زمانی مذکور در جدول (۴-۱۵) آورده شده ­اند. هم­چنین دلایل عدم دستیابی روش حل دقیق به جواب بهینه نهایی نیز در این جدول ذکر گردیده ­است.
جدول ۵-۱۷ مقایسه عملکرد الگوریتم فراابتکاری با روش حل دقیق در راستای بهینگی جواب­ها و زمان حل مسائل با سایز بزرگ

Hybrid algorithm Stop condition

GAMS error message

Comparison

CS

GAMS IDE-Cplex

Problem name

CS/GAMS

runtime

Objective value

runtime

Objective value

runtime

Objective value

Time limit exceeded

Resource limit exceeded

۱

۱- ورود به برنامه EES
برای ورود به برنامه مسیر زیر را دنبال کنید:

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

Start>>All Programs>>EES>>ees
اکنون یک کادر محاورهای در مقابل شما باز می شود:
همان گونه که در شکل بالا مشاهده می کنید، این کادر محاوره ای اطلاعاتی از قبیل نسخه برنامه، فرد یا شرکت خریداری کننده برنامه و نسخه سیستم عامل را نشان می دهد. بر روی دکمه continue کلیک کنید تا پنجره برنامه مطابق شکل زیر ظاهر شود:
در نگاه اول برنامه ees به سه بخش زیر تقسیم شده است :
۱-۱- Menu EES
این منو که در قسمت بالای محیط نرم افزار وجود دارد شامل ده زیر منوی خدماتی است که دارای عملکرد های متفاوت است.
۱-۲- Standard Toolbar
در اینجا دستورهایی که کاربرد زیادی دارند ارائه شده اند.
۱-۳- Equations Window
در این پنجره سفید رنگ تمامی معادلات و توضیحات وارد می شود و تقریباً تمامی کارها در این پنجره انجام می شود.
۲- Menu EES
این قسمت شامل عملکردهای عمومی نرم افزار نظیر کنترل فایل، ایجاد و انتخاب جداول و نمودارها و…است. این منو خدماتی دارای زیرمنوهایی به شرح زیر است:
۲-۱- File: در این زیر منو کلیه عملیات مربوط به ذخیره سازی، فرخوانی، ادغام کردن، تغییر نام، چاپ و… انجام می شود.
۲-۲- Edit: در این زیر منو کلیه عملیات مربوط به ویرایش معادلات و آیتم های انتخاب شده و… انجام می شود.
۲-۳- Search: در این زیر منو کلیه عملیات مربوط به یافتن متن در پنجره معادلات و جایگزین کردن آن با متن دیگر انجام می شود.
۲-۴- Options: در این زیر منو کلیه عملیات مربوط به توابع، ثابت ها و تنظیمات نرم افزار انجام می شود. این زیر منو در فصل های بعد به طور کامل بحث خواهد شد.
۲-۵- Calculate: در این زیر منو کلیه عملیات مربوط به حل معادلات ماکزیمم کردن یا مینیمم کردن کردن متغیرها و… انجام می­ شود.
۲-۶- Table: در این زیر منو کلیه عملیات مربوط به جداول و ویرایش آن ها انجام می شود. این زیر منو در فصل های بعد به طور کامل بحث خواهد شد.
۲-۷- Plot: در این زیر منو کلیه عملیات مربوط به نمودارها و ویرایش آنها انجام می شود . این زیر منو در فصل های بعد به طور کامل بحث خواهد شد.
۲-۸- Windows: در این زیر منو کنترل تمامی پنجره ها انجام می شود.
۲-۹- Help: در این زیر می توان به کلیات هر بخش از نرم افزاربه صورت کامل دسترسی پیدا کرد.
۲-۱۰- Examples: در این زیر منو مثال­های متعددی به صورت طبقه بندی شده قرار گرفته شده است.
۳- Equations Window
۳-۱- Equations Window
ما در این پنجره متغیر ها، معادلات و توضیحات مسئله را وارد کرده و در نهایت با کامپایل برنامه نتیجه را در پنجره حل^[۲] یا در جدول آرایه^[۳] ها مشاهده می­کنیم. پنجره معادلات شبیه به یک صفحه برنامه Word است. نکات زیر در مورد این پنجره می تواند مفید باشد.
متغیرها با یک حرف شروع شده و این نام نباید شامل کاراکتر های (،|)*/+-^{}”:; . باشد. طول ماکزیمم یک متغیر ۳۰ کاراکتر است. متغیر­های رشته­ای که در فصل های آتی به آن خواهیم پرداخت در انتهای نام خود کارکتر $ را دارند. متغیر های آرایه ای با براکت مشخص می شوند(مانند T[1]).
نسخه های تجاری و آموزشی نرم افزار ۶۰۰۰ متغیر و نسخه های حرفه ای آن ۱۰۰۰۰ متغیر را می پذیرند.
عملگرهای ریاضی مورد استفاده مانند برنامه ­های دیگر هم چون FORTRAN، Basic، C، Pascal است. برای به توان رساندن یک متغیر از کاراکتر ^ یا ** استفاده کنید.
اگر EES در حالت مختلط تنظیم شده باشد، همه متغیرها دارای جز حقیقی و موهومی اند.
توضیحات در داخل کاراکترهای ” ” یا { } قرار می گیرند.
شکل زیر کاربرد این نکات را در پنجره معادلات نشان می دهد.
۳-۲- Formatted Equations Window
این پنجره که از طریق زیر منوی Windows یا در نوار ابزار قابل فعال شدن است، معادلات وارد شده در Equations Window را به همان فرمت ریاضی آن نشان خواهد داد. در شکل زیر نمونه ای از کاربرد این پنجره را می بینیم.
۴- معرفی فایل ها در EES
در EES چهار نوع فایل قابل شناسایی است که عبارتند از :
.EES : فایل اصلی نرم­افزار که کلیه اطلاعات از قبیل معادلات، جداول، نمودارها و نتایج در این فایل ذخیره می شود.
.TXT : فایل های با این پسوند فایل های متنی هستند که به پنجره معادلات وارد می شوند.
.XPT : فایل های ورودی به EES که قبلاً توسط نرم­افزار در سیستم عامل های دیگر هم چون مکینتاش صادر شده است.
.LIB : فایل های با این پسوند شامل یک یا چند تابع، پروسیجرویا ماژول هستند که میتوانند در شروع برنامه بار گذاری شوند.
بخش دوم: توابع
بسیاری از زبانهای سطح بالا به کاربران اجازه نوشتن زیر روال را می­ دهند. نرم افزار EES این توانایی را با روش­های مختلفی ارائه می کند. زیر روال در EES همان تابع، پروسیجر، ماژول، زیر برنامه است. تابع، یک زیر روال است که یک یا چند ورودی دارد و یک نتیجه را برمی گرداند، در حالی که پروسیجر می تواند بیش از یک نتیجه را بر گرداند. ماژول ها عملکردی مشابه با پروسیجرها دارند ودر ادامه این فصل مورد تشریح قرار می گیرد. زیر برنامه از یک برنامه EES به تنهایی تشکیل شده است که می تواند از برنامه اصلی EES فراخوانده شود. قابلیت جالبی که نرم افزار دارد این است که قادر است زیر روال هایی را که در زبان های دیگری هم چون Pascal، C++، Fortran و… نوشته شده اند را پردازش کند. زیر روال های داخلی و خارجی که در زیر شاخه USERLIB ذخیره شده اند به صورت خودکار در هنگام باز شدن نرم افزار بارگذاری می شوند. زیرروال ها، در حقیقت تکه برنامه های مجزایی هستند که به تنهایی اعمال خاصی را انجام می دهند. بزگترین مزیت استفاده از پروسیجرها این است که یک بار نوشته می شوند و بارها مورد استفاده قرار می گیرند. برای نوشتن زیر روال­ها روش های مختلفی وجود دارد. می توانید از دستور Merge که در زیر منوی File وجود دارد برای وارد کردن زیر روال ها استفاده کنید. هم چنین می توانید از فایل های با پسوند LIB برای فراخوانی زیر روال ها استفاده کرد.
۱- توابع در EES
توابعی که در پنجره معادلات وارد می شوند ساختارشان بسیار شبیه به زبان Pascal است. قواعد زیر باید در نوشتن توابع رعایت شوند.
۱- توابع در قسمت بالای پنجره معادلات قبل از بدنه اصلی برنامه قرار می گیرند.
۲-توابع با واژه Function شروع می شوند. شکل کلی تعریف یک تابع به صورت است:
Function (آرگومان)نام
معادلات و دستورات
End
۳- معادلات نوشته شده در توابع و پروسیجرهای EES متفاوت با معادلات قسمت اصلی برنامه است. مفهوم =: با = متفاوت است. =: به معنی جایگزینی عبارت سمت راست در عبارت سمت چپ است. در حالی که = به معنی برابری دو عبارت است. این مفهوم در زبان هایی همچون Pascalنیز وجود دارد.
با فعال کردن عبارت Allow = in Functions/Procedures که در زیرمنوی preferences برگه Option قرار دارد، EES فرقی بین این دو علامت در توابع و پروسیجرها قائل نیست.
۴- توابع همواره درحالت حقیقی عمل می کنند، حتی اگر تنظیمات برای متغیرهای مختلط باشد.
۲- پروسیجرها در EES
پروسیجرها بسیار شبیه به توابع عمل می کنند، با این تفاوت که می توانند بیش از یک خروجی داشته باشند. فرمت کلی پروسیجر به شکل زیر است:
PROCEDURE (آرگومان های خروجی:آرگومان های ورودی)نام
دستورات و معادلات