فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                     صفحه

فصل اول :کلیات تحقیق

1-1-مقدمه. 2

1-2- بیان مساله و اهمیت تحقیق.. 2

1-3-اهدف تحقیق.. 4

1-4- فرضیه های  تحقیق.. 5

1-5-روش انجام تحقیق.. 5

1-6- قلمرو تحقیق: 6

1-7- مفاهیم و واژگان تحقیق.. 6

فصل دوم:ادبیات نظری تحقیق

2-1-مقدمه. 9

2-2-آموزش از راه دور 9

2-3-سیر تكامل آموزش از راه دور 9

2-4-مفهوم یادگیری الكترونیكی.. 11

2-5 تعاریف یادگیری الكترونیكی.. 11

2-6-مزایای یادگیری الکترونیکی.. 13

2-7-چالش های یادگیری الکترونیکی در ایران.. 16

2-8- مدلهای آموزش الكترونیكی.. 18

2-8-1-آموزش همزمان یا کلاسهای آنلاین.. 18

2-8-2-آموزش غیر همزمان یا کلاسهای آفلاین.. 18

2-8-3-آموزش بر پایه کامپیوتر(CBT) 18

2-8-4آموزش بر پایه اینترنت (IBT) 19

2-8-5آموزش بر پایه وب ( WBT) 19

2-9-سیستم های یادگیری الکترونیکی.. 19

2-9-1 سیتم مدیریت یادگیری.. 19

2-9-2 سیتم مدیریت محتوای آموزشی   (LCMS) 20

2-10-مروری بر تحقیقات پیشین: 20

2-10-1فاکتورهای حیاتی موفقیت یادگیری الکترونیکی.. 20

2-10-2-مدل های موفقیت سیستم های اطلاعاتی.. 23

2-10-3 مدل های موفقیت سیستم های یادگیری الکترونیکی.. 25

2-11-جمع بندی  مولفه های سنجش موفقیت یادگیری الکترونیکی.. 31

فصل سوم: روش شناسی تحقیق

3-1- مقدمه : 35

3-2- مدل تحلیلی پژوهش…. 35

3-3-روش تحقیق : 41

3-4- ابزار جمع آوری داده ها: 41

3-5 جامعه آماری و روش نمونه گیری 42

3-6 روائی پرسش نامه : 42

3-7-پایائی پرسشنامه: 43

3-8- روش تجزیه و تحلیل.. 43

3-9روش های تصمیم گیری چند معیاره MCDM… 44

3-9-1روشAHP. 45

3-9-2روشANP. 45

3-9-3گام های فرایند ANP. 45

3-9-4منطق فازی.. 49

3-9-5مجموعه های فازی.. 49

3-9-6اعداد فازی مثلثی.. 50

3-9-7فرایند تحلیل شبکه فازی.. 50

فصل چهارم:تجزیه و تحلیل داده ها

4-1-مقدمه. 54

4-2- آمار توصیفی.. 55

4-2-1جنسیت: 57

4-2-2 –سطح تحصیلات.. 55

4-2-3- میزان تجربه در حوزه یادگیری الکترونیکی.. 55

4-2-4- توزیع فراوانی پاسخ دهنده گان به تفکیک استاد و دانشجو. 56

4-2-5 توزیع فراوانی سنی پاسخ دهندگان.. 56

4-3- آمار تحلیلی.. 57

4-3-1 – تجزیه و تحلیل داده های پرسشنامه شناسایی عوامل موفقیت سیستم های یادگیری الکترونیکی.. 57

4-3-1-1 تحلیل فرضیه های تحقیق………………………………………………………………………………………………………………..60

4-3-2- تجزیه و تحلیل داده های پرسشنامه الویت بندی عوامل موثر بر موفقیت سیستم های یادگیری الکترونیکی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………64.

فصل پنجم : نتیجه گیری

5-1-مقدمه: 89

5-2-بحث و نتیجه گیری.. 89

5-3-محدودیت های تحقیق.. 93

5-4- پیشنهادهای عمومی:…………………………………………………………………………………………………………………………………93

5-6-پیشنهادهایی برای تحقیقات آینده. 95

مراجع.. 97

 

 

پیوستها:

پیوست الف : پرسشنامه شماره1………………………………………………………………………………………………………….102

پیوست ب : پرسشنامه شماره 2 …………………………………………………………………………………………………………107

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                 صفحه

جدول2-1 تحقیقات انجام شده در ارتباط با مولفه های سنجش موفقیت یادگیری الکترونیکی…………………….32

جدول3-1 مولفه هاو شاخص های سنجش موفقیت سیستم یادگیری الکترونیکی دانشگاه ها  ………………………39

جدول 3-2مقیاس متغییر های زبانی با اعداد فازی مثلثی.. 46

جدول 4-1 نتایج اندازه های KMO  و آزمون كرویت بارتلت و ضرایب اعتبار عامل ها 57

جدول4-2 ماتریس عامل های چرخش یافته به شیوه واریماكس و  تحلیل گویه ها 58

جدول4- 3بررسی پایایی پرسشنامه با بهره گرفتن از آزمون الفای کرونباخ.. 59

جدول 4-4 آزمون ضریب همبستگی پیرسون بین عوامل و كل آزمون.. 60

جدول 4-5بررسی میانگین و انحراف معیار سوالات پرسشنامه بر اساس نظر متخصصان.. 60

جدول 4-6 بررسی مقایسه ای نظر متخصصان بر اساس آزمون t.. 61

جدول 4-7میانگین مقایسات زوجی مولفه ها نسبت به هدف (ماتریس w21) 67

جدول 4-8:ماتریس W22 مولفه های سیستم یادگیری الکترونیکی.. 68

جدول 4-9 :ماتریس Wi مولفه های سیستم یادگیری الکترونیکی.. 69

جدول4-10   وزن فازی هر یک از  مولفه های موفقیت سیستم یادگیری الکترونیکی.. 69

جدول 4-11میانگین مقایسات زوجی شاخص های کیفیت سیستم و زیر ساخت (ماتریس w21) 71

جدول 4-12 :ماتریس W22 شاخص های کیفیت سیستم و زیر ساخت… 71

جدول4-13 :ماتریس Wi شاخص های کیفیت سیستم و زیر ساخت… 72

جدول4-14 وزن فازی هر یک از  شاخص های کیفیت سیستم و زیر ساخت… 72

جدول4-15 میانگین مقایسات زوجی شاخص های کیفیت خدمات (ماتریس w21) 74

جدول4-16 :ماتریس W22 شاخص های کیفیت خدمات با یکدیگر. 74

جدول4-17  :ماتریس Wi شاخص های کیفیت خدمات… 74

جدول4-18  وزن فازی هر یک از  شاخص های کیفیت خدمات… 75

جدول 4-19میانگین مقایسات زوجی شاخص های کیفیت اطلاعات (ماتریس w21) 77

جدول4-20  :ماتریس W22 شاخص های کیفیت اطلاعات… 77

جدول4-21 :ماتریس Wi شاخص های کیفیت  اطلاعات… 78

جدول 4-22 وزن فازی هر یک از  شاخصهای کیفیت اطلاعات… 78

جدول 4-23میانگین مقایسات زوجی شاخص های خصوصیات دانشجو  (ماتریس w21) 80

جدول  4-24  :ماتریس W22 شاخص های خصوصیات دانشجو. 80

جدول 4-25  :ماتریس Wi شاخص های خصوصیات دانشجو. 81

جدول4-26 وزن فازی هر یک از  شاخصهای خصوصیات دانشجو. 81

جدول4-27 میانگین مقایسات زوجی شاخص های خصوصیات استاد (ماتریس w21) 83

جدول 4-28ماتریس W22 شاخص های خصوصیات استاد. 83

جدول 4-29 :ماتریس Wi شاخص های خصوصیات استاد. 84

جدول 4-30 وزن فازی هر یک از  شاخصهای خصوصیات استاد. 84

جدول4-31 میانگین مقایسات زوجی شاخص های عوامل پشتیبانی (ماتریس w21) 86

جدول4-32 :ماتریس W22 شاخص های عوامل پشتیبانی.. 86

جدول4-33  :ماتریس Wi شاخص های عوامل پشتیبانی.. 87

جدول4-34   وزن فازی هر یک از  شاخصهای عوامل پشتیبانی.. 87

جدول5-1 : وزن هر یک از مولفه ها و شاخص های موفقیت سیستم یادگیری الکترونیکی.. 91

جدول 5-2 مقایسه مدل تحقیق با مدل های مشابه…………………………………………………………………………………………92

 

 

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                   صفحه

نمودار 3-2 مقیاس متغیرهای کلامی با اعداد فازی مثلثی……………………………………………………………………………….47

نمودار4-1 توزیع فراوانی جنسیت پاسخ دهندگان.. 54

نمودار4-2 توزیع فراوانی سطح تحصیلات پاسخ دهندگان.. 55

نمودار 4-3 توزیع فراوانی میزان تجربه در حوزه یادگیری الکترونیکی پاسخ دهندگان.. 55

نمودار4-4 توزیع فراوانی پاسخ دهندگان به تفکیک استاد و دانشجو. 56

نمودار4-5رده سنی پاسخ دهندگان.. 56

نمودار4-6نمودار سنگ ریزه به منظور نمایش تعداد عامل های پرسشنامه. 59

 

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                              صفحه

شکل 2-1- عوامل حیاتی موفقیت یادگیری الکترونیکی.. 22

شکل 2-2-ابعاد رضایت یادگیرنده الکترونیکی.. 23

شکل 2-3-مدل موفقیت سیستم های اطلاعات… 24

شکل 2-4- مدل اصلاح شده موفقیت سیستم های اطلاعات… 25

شکل2-5 مدل موفقیت یادگیری الکترونیکی   26

شکل 2-6-مدل های ارزیابی یادگیری الکترونیکی.. 27

شکل 2-7- مدل موفقیت اجتماع های آنلاین.. 27

شکل 2-8 – مدل سنجش موفقیت سیستم های یادگیری آنلاین.. 28

شکل 2-9- مدل پذیرش فناوری (Tam) در سیستم های یادگیری آنلاین.. 29

شکل 2-10- مدل شش ضلعی(HELAM) ارزیابی یادگیری الکترونیکی  29

شکل2-11-مدل پذیرش سیستم های یادگیری الکترونیکی. 30

شکل2-12-مدل ارزیابی سیستم های یادگیری الکترونیکی.. 31

شکل 3-1 مولفه ها و شاخص های سنجش موفقیت سیستم های یادگیری الکترونیکی در دانشگاه ها……………36

شکل3-2فرایند سلسله مراتب و فرایند شبکه. 48

شکل 3-3  عدد فازی مثلثی.. 50

شکل4-1  تعامل مولفه های سیستم یادگیری الکترونیکی با یکدیگر. 66

شکل4-2 تعامل شاخص های مولفه‌ی کیفیت سیستم و زیر ساخت با یکدیگر. 70

شکل 4-3تعامل شاخص های مولفه‌ی کیفیت خدمات با یکدیگر. 73

شکل 4-4 تعامل شاخص های مولفه‌ی کیفیت اطلاعات با یکدیگر. 76

شکل 4-5تعامل شاخص های مولفه‌ی خصوصیات دانشجو. 79

شکل 4-6 تعامل شاخص های مولفه‌ی خصوصیات استاد. 82

شکل4-7 تعامل شاخص های مولفه‌ی عوامل پشتیبانی.. 85

 

فصل اول کلیات تحقیق

 1-1-مقدمه

در این فصل به كلیات و مفاهیم تحقیق پرداخته می شود، مطالب این فصل شامل: بیان مسأله و اهمیت تحقیق،اهداف تحقیق، سئوالات و فرضیه های تحقیق،روش انجام تحقیق ،ابزار گردآوری داده ها،قلمرو تحقیق و مفاهیم و واژگان تحقیق است.

1-2- بیان مساله و اهمیت تحقیق:

اختراعات بشری غالبا تغییرات شگرفی در زندگی بشریت ایجاد نموده اند، اما همه این اختراعات دارای ارزش و تاثیرگذاری یكسانی نیستند. در عصر حاضر یكی از مهمترین آنها كه حقیقتا تحول بارزی را در زندگی انسان ایجاد نموده است، پیدایش رایانه بوده است كه سرآغاز آن به سال های دهه 1950 می رسد . اما تغییرات ناشی از رایانه زمانی به اوج خود رسید كه شبكه های ارتباطی بین آنها رشد نمود و اینترنت با از میان برداشتن فاصله های فیزیكی و موانع ارتباطی موجود، دنیای مجازی را رقم زد. بدنبال بكارگیری فناوری های جدید در سیستم های اطلاعاتی آموزش هم دستخوش تغییر و تحولات بسیاری شده است(Ozpolat & Kare , 2009). بنابراین مفهوم پیشین  یادگیری الكترونیكی نیز در حال تغییرات اساسی است و به كلاس های حضوری محدود نمی شود (روزنبرگ 1383; Wang, 2007).یادگیری الكترونی به استفاده از وسایل الكترونیكی برای یادگیری، از جمله تحویل محتوا از طریق رسانه های الكترونیكی مانند اینترنت، صوتی، ویدئویی، پخش ماهواره، تلویزیون های تعاملی و سی دی اشاره دارد (Kaplan&Anderson, 2000) .گسترش سریع اینترنت با گرایش به سمت استقلال از مكان آموزش به فرد، یک انگیزه ای برای دانشگاه ها شده است تا در بخش الكترونیكی سرمایه گذاری كنند(Accles, 1997). در كشور ایران نیز امكان دسترسی به آموزش عالی در قالب كلاس های حضوری برای بسیاری از متقاضیان وجود ندارد ولی می توان ضعف در پاسخگویی روش های سنتی را با بكارگیری سیستم های یادگیری الكترونیكی جبران نمود ( یعقوبی و همكاران1387).  با این حال، توسعه و مدیریت بهبود مستمر سیستم های آموزش الكترونیكی مؤسسات آموزشی و صنعتی را كاملا به چالش كشانده است و در آن ارزیابی به یک نیاز ضروری تبدیل گردیده است (Accles, 1991). افزایش سریع تعداد مؤسسات ارائه دهنده یادگیری الكترونیكی از یک سو و رشد كمی رشته های موجود آن از سوی دیگر این سؤال را مطرح می سازد كه این مراكز تا چه اندازه ای در پیاده سازی و اجرای دوره های یادگیری الكترونیكی موفق بوده اند و تا چه اندازه ای توانسته اند مهمترین هدف نظام آموزشی خود را كه همانا ارتقاء كیفیت یادگیری و پیشرفت تحصیلی دانشجویان است را برآورده سازند(صمدی 1389).اما آنچه كه اهمیت بحث را روشن تر می سازد، تلاش برای كسب موفقیت در استفاده از یادگیری الكترونیكی و سنجش میزان موفقیت این سیستم ها است.(Delone,2003) وتلاش ناموفق برای پیاده سازی یادگیری الكترونیكی، موجب از دست دادن سرمایه خواهد شد(Govindasamy,2002) . لذا از سال 1992در چندین تحقیق به بررسی موفقیت سیستم های اطلاعاتی و سنجش آن به طریق تجربی پرداخته شده است(Wang Et Al , 2007). محققان زیادی از رشته های مختلف از قبیل:كامپیوتر، سیستم های اطلاعاتی، روانشناسی، تكنولو‍ژی، آموزشی سعی كرده اند كه سیستم های یادگیری الكترونیكی را ارزیابی كنند. بعضی از آنها روی عامل انسانی ( رضایت دانشجو و استاد )، بعضی روی تكنولوژی آموزشی وبعضی روی مواد آموزشی تمركز كرده اند (Liaw,Huang,& Chen2007). برای شناسایی و بررسی فاكتورهای سنجش موفقیت سیستم های یادگیری الكترونیكی می توان مدل هایی كه در زمینه سیستم های اطلاعاتی مطرح شده اند را نام برد. مدل موفقیت سیستم های اطلاعاتی دلون ومك لین، مدلی است كه می تواند به فهم این مطلب كمك كند (Petter& Mclean,2002) .این مدل برای اولین بار در سال 992 توسط دلون مورد توسعه وبازنگری قرار گرفت. مدل اصلاح شده دلون و مك لین شامل6بعد می باشد كه عبارتند از: قصد استفاده از سیستم- رضایت كاربر- منافع حاصل از سیستم های اطلاعاتی (Delon& Mclean,2003;Wang2007).از آنجا كه سیستم های یادگیری الكترونیكی نوعی خاصی از سیستم های اطلاعاتی هستند(Wang Et All,2007; Lee ,2008) . می توان مدل اصلاح شده دلون و مك لین را برای سنجش موفقیت سیستم های یادگیری الكترونیكی نیز بكار برد. در این راستا وانگ و همكاران وی، از مؤلفه های مذكور(بدون در نظر گرفتن روابط بین آنها) برای اولین بار در سیستم های یادگیری الكترونیكی در سازمانها استفاده كردند.(Wang Et All ,2007) . سپس لین مدل مذكور را با حذف مؤلفه منافع حاصل از سیستم و در نظر گرفتن كلیه روابط بین مؤلفه هایی برای سیستم های یادگیری الكترونیكی استفاده نمود(Lin,2007) . لازم به ذكر است كه در هر مورد بكارگیری مدل دلون و مك لین، میزان موفقیت سیستم های یادگیری الكترونیكی تنها از دیدگاه یادگیرنده مورد بررسی قرار گرفته است و با توجه به اینكه استاد نیز در یادگیری الكترونیكی نقش بسیار مهمی دارد برای بكارگیری صحیح مدل، علاوه بر در نظر گرفتن كلیه مؤلفه ها و روابط بین آنها دیدگاه استاد نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. در تحقیقی دیگر كه توسط اوزكان و كوسلر انجام شده با بهره گرفتن از مدل اصلاح شده دلون و مك لین، یک مدل شش ضلعی برای یادگیری الكترونیكی [1](HELAN) ارائه و در یكی از دانشگاه های تركیه مورد آزمون قرار گرفت كه ابعاد این مدل عبارتند از محتوا (اطلاعات)- نگرش استاد – كیفیت خدمات- كیفیت سیستم- عوامل پشتیبانی كننده نگرش و دیدگاه یادگیرنده(Ozkan & Koseler,2009). در این تحقیق روابط بین مؤلفه ها درنظر گرفته نشده است .لازم به ذكر است یکی از مهمترین ضعف های مدل های پیشین این است که اهمیت نسبی مولفه های سنجش موفقیت سیستم های یادگیری الکترونیکی بصورت کمی قابل سنجش نیستند. به عبارت دیگر شناسایی اینکه کدام مولفه ارزیابی را بیشتر تحت تاثیر قرا می دهدتا حدی دشوار است . فرایند تحلیل شبکه[2] این مشکل را برطرف می کند و وزن هر مولفه را بصورت کمی محاسبه و رتبه بندی می کند.با توجه به انتقادی که بر تحلیل شبکه کلاسیک وارد شده است ، ترکیب فرایند تحلیل شبکه  و منطق فازی به عنوان راهی برای رفع نارسایی های مطرح شده است.

بنابراین در پایان نامه حاضر براساس تحقیقات پیشین و مطالعه و بررسی مجدد و دریافت نظر خبرگان، مولفه های سنجش موفقیت سیستم های یادگیری الكترونیكی در دانشگاه ها، شناسایی سپس جهت مشخص کردن الویت و وزن هر مولفه و شاخص ازفرایند تحلیل شبکه فازی استفاده می گردد. امید است یافته های این تحقیق به مدیریت بهتر سیستم های یادگیری الكترونیكی و توسعه یادگیری الكترونیكی مؤثر بینجامد.

1-3-اهدف تحقیق:

فقدان چارچوبی جامع و بومی برای سنجش موفقیت سیستم یادگیری الكترونیكی در نظام آموزشی عالی كشور و همچنین عواملی كه موجبات موفقیت یا شكست محیط های یادگیری الكترونیكی را فراهم می كنند ضرورت چنین تحقیقی را ایجاب كرده است. در این تحقیق تلاش شده است كه با بهره گرفتن از مدل ها و تحقیقات پیشین بخصوص با بهره گرفتن از مدل شش ضلعی اوزكان و كوسلر، چارچوبی جامع و بومی برای سنجش میزان موفقیت سیستم های یادگیری الكترونیكی با رویكرد تحلیل شبکه فازی در دانشگاه ها ارائه گردد.

 

 

عنوان                                                                                                                 صفحه

فصل اول :مقدمه  …………………………………………………………………………………………………………………………….1

 

1-1-مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………  2

1-2- تشریح و بیان مساله…………………………………………………………………………………………….  3

1-3- هدف از انتخاب موضوع……………………………………………………………………………………….. 4

1-4- وضعیت تعمیرات پیش گویانه در کشور…………………………………………………………….. 7

1-5-چالشهای پروژه………………………………………………………………………………………………………..9

1-6- معرفی شرکت بهره برداری نفت و گاز گچساران…………………………………………………9

1-7-مفاهیم نگهداری و تعمیرات…………………………………………………………………………………10

فصل دوم:مبانی نظری تحقیق  ……………………………………………………………………………………………….. 14

 

2-1- اثر نگهداری و تعمیرات…………………………………………………………………………………..  15

2-2-بهینه سازی نگهداری وتعمیرات پیش بینانه  ……………………………………………….. 17

2-3- مفاهیم اقتصادی وتوجیه هزینه ها………………………………………………………………..  19

2-3-1- ارزیابی نیازهایBM ………………………………………………………………………………….. 19

2-3-2-توجیه هزینه…………………………………………………………………………………………………  20

2-3-3- هزینه استراتژی جاری تعمیراتی………………………………………………………………  20

2-4- طراحی یک برنامه نت پیش بینانه………………………………………………………………. 21

2-4-1-امتیازات نت پیش بینانه……………………………………………………………………………..  22

2-5-تكنیكهای نت پیش بینانه ……………………………………………………………………………… 23     2-5-1-مانیتورینگ ارتعاش……………………………………………………………………………………… 24

2-5-2-انواع سیستمهای ترموگرافی……………………………………………………………………….. 24

2-5-3-ترایبولوژی…………………………………………………………………………………………………..  25

2-5-4-بازرسی بصری……………………………………………………………………………………………..  25

2-5-5-مافوق صوت ………………………………………………………………………………………………  26

2-5-6-تکنیکهای دیگر ………………………………………………………………………………………..   26

2-6- ایجاد یک برنامه نت پیش بینانه  ………………………………………………………………   26

2-6-1-اهداف ، مقاصد و امتیازات ……………………………………………………………………..   27

2-6-2-الزامات عملی……………………………………………………………………………………………   28

2-6-3-انتخاب یک سیستم نت پیش بینانه ………………………………………………………  29

2-6-3-1-نیارهای پایه ای سیستم …………………………………………………………………….  30

• برنامه نت پیش بینانه كل كارخانه …………………………………………………………. 30

2-7-1-برنامه نت پیش بینانه مطلوب …………………………………………………………………  31

2-7-2- سیستم نت پیش بینانه مطلوب. …………………………………………………………   31

2-7-3-پیش بینی كافی نیست……………………………………………………………………………  31

2-8-مبانی نظری و مفاهیم تحقیق ……………………………………………………………………  32

2-8-1-روش تحقیق ………………………………………………………………………………………….  32

2-8-2-طراحی مدل پیش بینی ……………………………………………………………………….  35

2-8-3-داده کاوی ………………………………………………………………………………………………  35

فصل سوم: مروری بر تحقیقات انجام شده ………………………………………………………………………  37

 

3-1-مقدمه ………………………………………………………………………………………………………   38

3-2-سیستم پیش بینی نگهداری با استفاده تکنیکهای داده کاوی……………….   39

3-3-روشی عملی برای ترکیب داده کاوی و تشخیص خرابی …………………………. 44

3-4-روشی هوشمند برای بهینه سازی تعمیرات پیش گویانه…………………………. 49

3-5- برخی تکنیکهای نگهداری و تعمیرات پیش گویانه………………………………… 57

3-6-مروری بر تعمیرات مبتنی بر شرایط و زمان در برنامه های صنعتی………. 59

فصل چهارم: روش تحقیق(ارائه راهکار،الگوریتم و مدل پیشنهادی روش تحقیق)………. 61

 

4-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………….  62

4-2-طراحی مدلCBM………………………………………………………………………………….. 64

4-2-1-انتخاب بخش، واحد یا محیط پایش……………………………………………………  64

4-2-2-انتخاب پارامترها و معیارهای پایش تجهیزات……………………………………… 65

4-2-3-انتخاب روش مدلسازی پیش بینی …………………………………………………….  66

4-2-4-مدل فیزیکی ………………………………………………………………………………………..  67

4-3-تعیین اهداف داده کاوی  …………………………………………………………………………  68

4-4- شروع مراحل انجام پروژه  ………………………………………………………………………  70

4-4-1-انتخاب کارخانه ها و تجهیزات مورد نظر برای پروژه  ……………………….  70

4-4-2-شناخت داده………………………………………………………………………………………….  71

4-4-3-آماده سازی و آنالیز داده  …………………………………………………………………….  72

4-4-4-اکتساب داده / جمع آوری و ورود داده………………………………………………  74

4-4-5-پالایش داده ها …………………………………………………………………………………….  77

4-5-آنالیز داده ها ………………………………………………………………………………………….. 78

4-5-1-آنالیز داده های وضعیت و شرایطی………………………………………………….  78

4-5-2-آنالیز داده های رخداد خرابی……………………………………………………………  84

4-6-طراحی و توسعه مدل ……………………………………………………………………………  90

4-6-1-بررسی سطح آستانه پارامترها ………………………………………………………….  90

4-6-2-شناخت خوشه های خروجی ……………………………………………………………. 92

4-7-طراحی مدل با روش های داده کاوی……………………………………………………….  93

4-7-1-طراحی مدل با بهره گرفتن از درخت تصمیم………………………………………… 94

4-7-2-طراحی مدل با بهره گرفتن از روش شبکه عصبی  MLP…………………….96

4-7-3-طراحی مدل با بهره گرفتن از روش شبکه عصبی KNN………………….. 100

 

4-8-نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………… 103

فصل پنجم: بررسی و تحلیل داده ها و نتایج تحقیق………………………………………………….. 104

 

5-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………….105

5-2- بررسی خروجی ونتایج وارزیابی مدل بر پایه روش DT …………………….105

5-2-1-ارزیابی مدل بر اساس روش DT …………………………………………………. 107

5-3- بررسی خروجی و نتایج روش MLP………………………………………………. 109

5-3-1-ارزیابی مدل بر اساس روش MLP………………………………………………. 111

5-4- بررسی خروجی و نتایج روش KNN……………………………………………… 113

5-4-1-ارزیابی مدل بر اساس روش  KNN……………………………………………. 115

5-5-ارزیابی و تفسیر نتایج و خروجی ها ……………………………………………………117

5-6-نتایج ………………………………………………………………………………………………………118

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادها …………………………………………………………………….. 119

 

6-1- نتایج کلی حاصل از پروژه………………………………………………………………….. 120

6-2-پیشنهادهایی برای آینده ……………………………………………………………………. 121

 

فهرست جدول ها

 

 

عنوان و شماره                                                                                                     صفحه                                                                               

جدول 1- ماتریس Confusion………………………………………………………………………………………………67

جدول 2- ماتریس Confusion برای سه دسته کلاس………………………………………………………….69

جدول 3- محاسبه نرخ مثبت صحیح،نرخ مثبت غلط و دقت……………………………………………………69

جدول 4- نام پارامترهای کارخانه فشارقوی……………………………………………………………………………….73

جدول 5- نام پارامترهای کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………………………………………………73

جدول 6- نمونه فرم ورود اطلاعات کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………………………………74

جدول 7- نمونه فرم ورود اطلاعات کارخانه فشارقوی……………………………………………………………….75

جدول 8- نمونه ای از فرم پر شده وپالایش نشده کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………77

جدول 9- نمونه ای از فرم پر شده و پالایش شده کارخانه بی بی حکیمه ……………………………..78

جدول 10- ماتریس الگو برای متغیرها کارخانه فشار قوی……………………………………………………….79

جدول 11- ماتریس آمارهای توصیفی کارخانه فشار قوی………………………………………………………..81

جدول 12- پارامترهای جدید ایجاد شده توسط روشPCA…………………………………………………….83

جدول 13 – نمایی از فاکتورهای جدید تولید با روش PCA……………………………………………………84

جدول 14- تغییرات ناگهانی فاکتور2 در رخداد خرابی…………………………………………………………87

جدول 15 – آمار خرابی های کارخانه بی بی حکیمه 2…………………………………………………………88

جدول 16- مقدار پارامترها در حالات خرابی …………………………………………………………………………90

جدول 17- مقادیر آستانه پایین و بالا برای پارامترها…………………………………………………………….91

جدول 18 – بازه های زمانی تعریف شده برای مدل……………………………………………………………..94

جدول 19- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (10-25)………………………………………………95

جدول 20- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (10-25)……………………………………………..96

جدول 21- نتیجه تغییر مقادیر پارامترها در روش MLP……………………………………………………..98

جدول 22- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (3-15)…………………………………………………98

جدول 23- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (3-15)……………………………………………….100

جدول 24- نتاِج تغییر مقدار K در روش شبکه عصبی KNN…………………………………………..101

جدول 25- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (10-20)………………………………………………101

جدول 26- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (10-20)………………………………………………102

جدول 27- پیش بینی مدل بر پایه درخت تصمیم………………………………………………………………..106

جدول 28- نتایج پیش بینی خروجی در روش DT…………………………………………………………….108

جدول 29- درصد دقت پیش بینی در روش DT………………………………………………………………..108

جدول 30- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش DT برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………………………….109

جدول 31- پیش بینی مدل بر پایه MLP………………………………………………………………………….110

جدول 32- نتایج پیش بینی خروجی در روش MLP……………………………………………………….112

جدول 33- درصد دقت پیش بینی در روش MLP…………………………………………………………..112

جدول 34- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش MLP برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………………..112

جدول 35- پیش بینی مدل بر پایه KNN………………………………………………………………………..114

جدول 36- نتایج پیش بینی خروجی در روش KNN………………………………………………..115

جدول 37- درصد دقت پیش بینی در روش KNN……………………………………………………115

جدول 38- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش KNN برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………….116

جدول 39-  مقایسه نهایی دقت پیش بینی هر سه روش برای هر سه خوشه خروجی در بازه های زمانی مختلف…………………………………………………………………………………………………………………….117

 

 

 

فهرست شکل ها

 

 

عنوان                                                                                                صفحه

شکل 1- قالب مفهومی معماری……………………………………………………………………………………………41

شکل 2- نمای کلی سیستم………………………………………………………………………………………………….42

شکل 3- گامهای روش IRIS-Pdm………………………………………………………………………………….46

شکل 4- نمایی از فرمت داده یکسان…………………………………………………………………………………….47

شکل 5- روش کلی و تعمیم یافته برای تعمیرات پیشگویانه………………………………………………51

شکل 6- الگوریتم تصمیم گیری نگهداری پیشگویانه…………………………………………………………..54

شکل 7- نمودارهای خرابی……………………………………………………………………………………………………57

شکل 8 – نمونه فرم دستی پر شده در کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………………….76

شکل 9- نمودار تغییرات پارامترها در بازه زمانی………………………………………………………………….85

شکل 10 – حالتهای خرابی…………………………………………………………………………………………………..85

شکل 11 – حالتهای خرابی…………………………………………………………………………………………………..86

شکل 12- طراحی مدل پیش بینی با روش DT………………………………………………………………106

شکل 13- طراحی مدل درخت تصمیم برای بازه های زمانی مختلف………………………………107

شکل 14- طراحی مدل پیش بینی با روش MLP…………………………………………………………..110

شکل 15- طراحی مدل MLP برای بازه های زمانی مختلف …………………………………………111

شکل 16- طراحی مدل پیش بینی با روش KNN……………………………………………………….113

شکل 17- طراحی مدل KNN برای بازه های زمانی مختلف ………………………………………114

 

 

 

فهرست نشانه های اختصاری

 

CBM= Condition Based Maintenance

CMMS=

CRISP-DM= CRoss-Industry Standard Process for DataMining

DT=Decision Tree

FA= Factor Analysis

FP=False Positive

H= Hidden Layer

ISF= Independence Significance Feature

KNN= K Nearest Neighbor

LR= Learning Rate

M= Momentum

MLP= Multilayer Perceptron

PCA= Principal Component Analysis

PDM= Predictive Maintenance

PM=Preventive Maintenance

TP=True Positive

WMS= Weighted Mean Slop

 

 

فصل اول

 

1-مقدمه و طرح مسئله

 

 

1-1-مقدمه

 

در عصر حاضر و در حالی كه كارخانجات صنعتی بزرگ به دنبال ایجاد تغییرات در درون خود هستند تا بتوانند در رقابت با سایر رقبای خود در تحولات جهانی شدن موفق گردند این بحث نگهداری و تعمیرات است كه بطور جدی و موثر مسیر استراتژی تولید را در كارخانه های صنعتی مشخص می نماید.امروزه ،كارخانه های صنعتی به شدت درگیر مباحثی همچون كاهش هزینه ها ،توان رقابت بالا ، بهبود مستمر،بحران انرژی و افزایش كیفیت و كمیت محصولات هستند كه در این راستا اندیشیدن پیرامون نگهداری و تعمیرات به عنوان یک امر استراتژیک جهت رسیدن به اهداف فوق بسیار مهم و انكارناپذیر جلوه می كند.همواره رقابت ، عامل فشار بر كارخانجات تولیدی بوده است. به منظور كنترل و مدیریت این فشار، كارخانجات تولیدی می بایست ضمن كاهش هزینه ها، كیفیت و راندمان محصولات خود را افزایش داده و انعطاف پذیر نیز باشند[1, 2] .با توسعه فناوری اطلاعات میزان و سرعت دسترسی به اطلاعات بطور فوق العاده ای افزایش یافته است.از طرفی پیشرفت تكنولوژی نیز منجر به افزایش دستیابی موسسات و سازمانها به منابع وسیع اطلاعاتی شده وامكان تحقیق وبررسی موضوعات مختلف را برای سازمانها فراهم نموده است[3]. بنابراین نكته قابل توجه در سناریو جدید پیرامون مدیریت نگهداری و تعمیرات، آماده و در دسترس نگهداشتن تجهیرات در زمان نیاز است.یک كارخانه بسیار بزرگ با چندین هزار دستگاه متنوع از پیچیدگی بالایی در فعالیت نگهداری و تعمیرات(نت) برخوردار است. تصمیم گیری پیرامون استراتژی نت نیازمند دانشی است كه منطبق بر واقعیت سازمان باشد.از طرف دیگر كسب دانش مفید نیازمند استفاده و تحلیل صحیح از داده ها می باشد.لذا استفاده از داده ها و اطلاعات و چگونگی كار با آنها در طول مراحل پیاده سازی استراتژی نگهداری و تعمیرات از جایگاه ویژه ای برخوردار است [4, 5].

 

1-2- تشریح و بیان مساله

آنچه در سالهای اخیر توجه مدیران صنایع مختلف را در دنیای رقابتی امروز به خود جلب کرده است ، کاهش هزینه های تولید و در نتیجه کاهش قیمت نهایی محصولات است. در این میان هزینه های تعمیراتی ، مهمترین هزینه قابل کنترل در صنایع است و طبیعی است که کاهش آن در دستور کار مدیران صنعت قرار گیرد . یکی از مهمترین ابزارهایی که برای نیل به این هدف در اختیار مسئولین قرار دارد استفاده از روش های نوین نگهداری و تعمیرات بر اساس پایش وضعیت دستگاه ها است که بخصوص در صنایع تولید مداوم ، نظیر نفت ،گاز و پتروشیمی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. فلسفه وجودی روش های تعمیراتی از قبیل نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه1 و نگهداری و تعمیرات پیشگویانه2  ارائه راهكارهایی جهت كاهش هزینه های تعمیراتی و در نتیجه افزایش بهره وری واحد های تولیدی است[6].

عموما نگهداری و تعمیرات یا در زمان های مشخص و از قبل تعیین شده انجام می شود یا اینکه هر وقت خرابی رخ داد بسته به نوع خرابی تعمیر مرود نظر انجام می شود.اگرچه انجام تعمیرات پیشگیرانه می تواند تعمیرات ناگهانی و غیرمترقبه را کاهش دهد اما همچنان باعث کاهش دردسترس بودن و افزایش هرینه های تعمیرات می گردد. گاهی تعمیرات پیشگیرانه روی تجهیز انجام می شود درحالیکه تجهیز به خوبی کار می کند و نیازی به تعمیر و توقف ندارد

 

1Preventive Maintenance(PM)

1-1- معرفی پلی اتیلن. 2
1-2- تاریخچه تولید پلی اتیلن. 2
1-3- انواع پلی اتیلن. 3
1-4- ر وش های تولید انواع پلی اتیلن   6
فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته. 8
2-1- پژوهش های انجام شده بر روی مدل سازی راکتورهای پلی اتیلن   9
2-2- پژوهش های انجام شده بر روی کنترل راکتورهای پلی اتیلن   10
2-3- هدف. 11
فصل سوم: شرح فرایند تولید پلی اتیلن سبك خطی توسط تكنولوژی Spherilene. 12
3-1- آماده سازی كاتالیست. 13
3-2- راكتور پیش تماس. 16
3-3- راكتورهای پیش پلیمریزاسیون. 18
3-4- راكتورهای پلیمریزاسیون در فاز گاز    19
3-5- بازیافت مونومر. 26
3-6- بخار زنی و خشك كردن پلیمر. 28
3-7- اکستروژن. 32
3-8- گریدهای تولیدی. 33
فصل چهارم: سینتیک. 35
4-1- روش های مدل سازی پلیمریزاسیون   36
4-2- مدلسازی پلیمریزاسیون با بهره گرفتن از روش ممان   38
4-3- مدل سازی كوپلیمریزاسیون اتیلن و 1- بوتن   42
4-4- تعیین ثوابت سینتیكی. 46
فصل پنجم: مدل سازی راكتورهای پلیمریزاسیون   47
5-1- مدل سینتیکی فرایند. 48
 
 
5-2- مدل ریاضی فرایند. 51
5-1- شرایط عملیاتی راکتورها. 54
فصل ششم: مفهوم پایداری و کنترل. 57
6-1- پایداری. 58
6-2- معیار پایداری. 58
6-3- سیستم کنترل در راکتورهای پلیمریزاسیون   60
6-4- سیستم کنترلی پیشنهادی. 62
6-5- کنترلرهای PID.. 64
6-6- تنظیم کنترلر. 65
فصل هفتم: نتایج شبیه سازی. 67
7-1- پایداری. 68
7-2- نتایج حلقه باز فرایند. 70
7-3- کنترل. 70
7-4- نتایج حلقه بسته فرایند. 75
7-5- عملکرد سیستم کنترل در دفع اغتشاشات   77
7-6- نتیجه ­گیری و پیشنهادها. 91
منابع. 92
 
 
فهرست جداول
 
 
عنوان                                                                                                        صفحه
 
جدول 5-1- مکانیزم سینتیک واکنش کوپلیمریزاسیون الفینها با کاتالیست زیگلر- ناتا. 48
جدول 5-2- مقادیر ثوابت سینتیکی. 51
جدول 5-3- شرایط عملیاتی راکتورها    55
جدول 5-4- شرایط ورودی راکتورها. 56
جدول 6-1- پارامترهای تنظیم شونده و تنظیم کننده ی سسیستم کنترلی   63
جدول 7-1- مقادیر مقرر برای هر کنترلر   70
جدول 7-2-  پارامترهای تنظیمی به روش زیگلر نیکولز حلقه باز   73
جدول 7-3- روابط تنظیم کنترلر به روش CHR (دفع اغتشاش)   74
جدول 7-4- روابط تنظیم کنترلر به روش CHR (ردیابی مقدار مقرر)   74
جدول 7-5- تنظیم نهایی کنترلرها. 75
 
فهرست شکل­ها
 
عنوان                                                                                                                   صفحه
شکل 1-1- ساختمان مولكولی اتیلن و پلی اتیلن. 3
شکل 1-2- ساختار مولکولی انواع پلی اتیلن. 5
شکل 3-1- مخزن های روغن و گریس جهت ساخت كاتالیست. 14
شکل 3-2- تجهیزات تزریق كاتالیست به راكتور پیش تماس. 16
شکل 3-3- راكتور پیش تماس و راكتور پر پلیمریزاسیون اول. 20
شکل 3-4- راكتور پرپلیمریزاسون دوم و بخش مونومر ریكاوری. 21
شکل 3-5- راكتور فاز گازی اول. 23
شکل 3-6- راكتور فاز گازی دوم. 24
شکل 3-7- برج جداسازی بوتن. 27
شکل 3-8- بخار زن. 29
شکل 3-9- درایر. 31
شکل 3-10- بخش دانه بندی. 33
شکل 4-1- نمونه ای از تفكیک منحنی GPC با پنج سایت فعال. 46
شکل 6-1- تاثیر موقعیت قطب ها روی محور موهومی بر پاسخ سیستم   60
شکل 7-1- موقعیت قطب های سیستم بر روی محور موهومی. 69
شکل 7-2- موقعیت قطب های سیستم حول مبدا. 69
شکل 7-3- نمودار دمای راکتور اول بر حسب زمان در حالت حلقه باز   71
شکل 7-4- نمودار سطح راکتور اول بر حسب زمان در حالت حلقه باز   71
شکل 7-5- نمودار دمای راکتور دوم بر حسب زمان در حالت حلقه باز   72
شکل 7-6- نمودار سطح راکتور دوم بر حسب زمان در حالت حلقه باز   72
شکل 7-7- نمودار سطح راکتور اول بر حسب زمان در حالت حلقه بسته   75
شکل 7-8- نمودار دمای راکتور اول بر حسب زمان در حالت حلقه بسته   76
شکل 7-9- نمودار سطح راکتور دوم بر حسب زمان در حالت حلقه بسته   76
شکل 7-10- نمودار دمای راکتور اول بر حسب زمان در حالت حلقه بسته. 75
شکل 7-11- اثر یک تغییر پله ای %20 در غلظت اتیلن راکتور اول بر روی (الف) سطح راکتور اول (متغیر کنترل شونده).  (ب) دبی پلیمر خروجی از راکتور اول (متغیر قابل تنظیم)   78

 

شکل 7-12- اثر یک تغییر پله ای %20 در غلظت اتیلن راکتور اول بر روی (الف) سطح راکتور دوم (متغیر کنترل شونده).  (ب) دبی پلیمر خروجی از راکتور دوم (متغیر قابل تنظیم)   79
شکل 7-13- اثر یک تغییر پله ای %20 در غلظت اتیلن راکتور اول بر روی  (الف) دمای راکتور اول (متغیر کنترل شونده).  (ب) دبی آب خنک کننده ی مبدل اول (متغیر قابل تنظیم). 80
شکل 7-14- اثر یک تغییر پله ای %20 در غلظت اتیلن راکتور اول بر روی (الف) دمای راکتور دوم (متغیر کنترل شونده). (ب) دبی آب خنک کننده ی مبدل اول (متغیر قابل تنظیم). 81
شکل 7-15- اثر یک تغییر پله ای %20 در غلظت اتیلن راکتور دوم بر روی سطح راکتور دوم. 82
شکل 7-16- اثر یک تغییر پله ای %20 در غلظت اتیلن راکتور دوم بر روی دمای راکتور دوم. 82
شکل 7-17- اثر یک تغییر پله ای %20 در دبی کاتالیست ورودی بر روی سطح راکتور اول. 83
شکل 7-18- اثر یک تغییر پله ای %20 در دبی کاتالیست ورودی بر روی دمای راکتور اول. 84
شکل 7-19- اثر یک تغییر پله ای %20 در دبی کاتالیست ورودی بر روی سطح راکتور دوم. 84
شکل 7-20- اثر یک تغییر پله ای %20 در دبی کاتالیست ورودی بر روی دمای راکتور دوم…………………….. 85
شکل 7-21- اثر یک تغییر پله ای %20 در دمای مونومر ورودی بر روی سطح راکتور اول. 86
شکل 7-22- اثر یک تغییر پله ای %20 در دمای مونومر ورودی بر روی دمای راکتور اول. 86
شکل 7-23- اثر یک تغییر پله ای %20 در دمای مونومر ورودی بر روی سطح راکتور دوم. 87
شکل 7-24- اثر یک تغییر پله ای %20 در دمای مونومر ورودی بر روی دمای راکتور دوم. 87
شکل 7-25- اثر یک تغییر پله ای %20 در دمای آب خنک کننده ی ورودی  به مبدل بر روی  دمای راکتور  اول . 88
شکل 7-26- اثر یک تغییر پله ای %20 در دمای آب خنک کننده ی ورودی به مبدل بر روی دمای  راکتور  دوم. 89
شکل 7-27- اثر یک تغییر پله ای %20 در دمای آب خنک کننده ی ورودی به مبدل بر روی وزن مولکولی پلیمر خروجی راکتور اول. 90
شکل 7-28- اثر یک تغییر پله ای %20 در دمای آب خنک کننده ی ورودی به مبدل بر روی وزن مولکولی پلیمر خروجی راکتور دوم. 90
 
 
 
 
 
 
فهرست نشانه­ های اختصاری
 
        توضیح                                                                                                   نشانه
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

سطح مقطع	A
کسری از فلز که می تواند سایت فعال k تشکیل دهد	Asf
غلظت کمک کاتالیست	[A]
غلظت نسبی کاتالیست	Ccat
ظرفیت گرمای مخصوص مونومر i	CPMi
ظرفیت گرمای مخصوص پلیمر	CP,poly
دبی کاتالیست ورودی	fcat
کسر مولی مونومر i	fi
ارتفاع بستر	H
غلظت هیدروژن	[H2]
ثابت سینتیکی واکنش اکتیواسیون	KaA
ثابت سینتیکی واکنش آغاز زنجیره	K0
ثابت سینتیکی واکنش غیرفعالسازی خود به خودی	Kdsp
ثابت سینتیکی واکنش انتشار زنجیره	Kp
وزن مولکولی	Mw
میانگین وزنی وزن مولکولی
میانگین عددی وزن مولکولی
غلظت فلز فعال (تیتانیوم)	[Me]
غلظت مونومر	[Mi]
غلظت کل مونومرها	[MT]
غلظت سایت فعال خالی	P0
دبی حجمی محصول خروجی	q
سرعت کلی ذرات پلیمریزاسیون	Rp
غلظت سایت فعال پتانسیلی	S
زمان	t
دما	T
سرعت ظاهری گاز	u0
ضریب انتقال حرارت مبدل	U
حجم   حروف یونانی	V
گرمای واکنش	ΔHrxn
تخلخل	ε
صفرمین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر زنده	λ0
اولین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر زنده	λ1
دومین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر زنده	λ2
صفرمین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر بالک	ξ0
اولین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر بالک	ξ1
دومین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر بالک	ξ2
دانسیته ترکیب کومولتیو کوپلیمر   زیروندها	ρ φ
پارامتر راکتور اول	1
پارامتر راکتور دوم	2
خواص کاتالیست	cat
پارامتر مبدل حرارتی	ex
شماره ی مونومر	i
شرایط ورودی	in
نوع سایت فعال	k
خواص پلیمر	poly
مقدار مرجع	ref
خواص آب	w

 
 
فصل اول
        مقدمه
 1- معرفی پلی اتیلن
پلی اتیلن یا پلی اتن یكی از ساده ترین و ارزان ترین پلیمرها است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می شود. مولكول اتیلن C2H4 (دارای یک بند دو گانه C=C ) است. در فرایند پلیمریزاسیون بند دوگانه هر یک از مونومرها شكسته شده و بجای آن پیوند ساده ای بین اتم های كربن مونومرها ایجاد می شود و محصول ایجاد شد ه یک درشت مولكول است. پلی اتیلن ماده ای جامد، بدون بو، مومی، نیمه شفاف و غیرفعال است كه معمولاً به صورت گرانول تولید می گردد. بنابراین پلی اتیلن می تواند به طیف گسترده ای از مشتقات اتیلن تبدیل گردد . پلی اتیلن یكی از پایدارترین و خنثی ترین پلیمرها است و دارای مقاومت بالائی در برابر مواد شیمیایی می باشد. دارابودن خواص متعدد باعث گردیده ، پلی اتیلن در طیف وسیعی از محصولات استفاده شود . رایج ترین مورد استفاده آن در تولید فیلم های بسته بندی می باشد]1[.
 

• تاریخچه تولید پلی اتیلن

پلی اتیلن اولین بار به طور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی هنس وان پكما سنتز شد. او در سال ۱۸۹۸، هنگام حرارت دادن دی آزومتان، تركیب مومی شكل و سفیدی را سنتز كرد كه بعدها پلی اتیلن نام گرفت ]2[.
اولین روش سنتز صنعتی، توسط اریک فاوست و رینولدگیبسون انجام شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدهید در فشار بالا، ماده ای موم مانند به دست آوردند. علت این واكنش، وجود ناخالصی های اكسیژن دار در دستگاه های مورد استفاده بود كه به عنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل كرده بود. در سال ۱۹۳۵، مایكل پرین این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا، پلی اتیلن را سنتز كرد كه برای تولید صنعتی پلی اتیلن، به عنوان روش اساسی در سال ۱۹۳۹ اتخاذ شد. از آن زمان به بعد با از میان برداشتن موانع، پیشرفت های زیادی در زمینه سیستم های پلیمری و ساخت پلیمر صورت گرفت و همه این ها منجر به این شد كه تولید پلیمرها، امروزه به صورت صنعت عظیمی درآمده است ]3[.
شکل 1-1. ساختمان مولكولی اتیلن و پلی اتیلن

• انواع پلی اتیلن

پلی اتیلن ها خانواد ه ای از رزین ها می باشند كه از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن ( C2H4 ) بدست می آیند. پلی اتیلن شامل ساختار بسیار ساده ای است، به طوری كه ساده تر از تما م پلیمرهای تجاری می باشد. یک مولكول پلی اتیلن زنجیر بلندی از اتم های كربن است كه به هر اتم كربن دو اتم هیدروژن چسبیده است . گاهی اوقات به جای اتم های هیدروژن در مولكول (پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم های كربن متصل می شود كه به آنها پلی اتیلن شاخه ای یا پلی اتیلن سبك ( LDPE ) می گویند، چون وزن مخصوص آن به علت اشغال حجم بیشتر، كاهش یافته است. در این نوع پلی اتیلن مولكول های اتیلن به شكل تصادفی به یكدیگر متصل می شوند و ساختار ملكولی بسیار نامنظمی را ایجاد می كنند. وزن مخصوص آن بین910/0 تا 925/0 است و تحت فشار و دمای بالا و اغلب با بهره گرفتن از پلیمریزاسیون رادیكال آزاد وینیلی تولید می شود . البته برای تهیة آن می توان از پلیمریزاسیون زیگلر- ناتا نیز استفاده كرد ]4[.
وقتی هیچ شاخه ای در مولكول وجود نداشته باشد آن را پلی اتیلن خط ی ( HDPE ) می نامند . پلی اتیلن خطی سخت تر از پلی اتیلن شاخه ای است اما پلی اتیلن شاخه ای آسانتر و ارزانتر ساخته می شود. ساختار ملكولی این پلیمر بسیار كریستالی است . پلی اتیلن خطی محصو لی با وزن مولكولی 200000 – 500000 است كه آن را تحت فشار و دماهای نسبتاً پایین پلیمریزه می كنند. وزن مخصوص آن بین 941/0 تا 965/0 است و آن را بیشتر به وسیله ی  فرایند مشكلی كه پلیمریزاسیون زیگلر – ناتا نامیده می شود، تهیه می كنند. نوعی از پلی اتیلن نیز وجود دارد كه وزن مخصوص آن بین وزن مخصوص این دو پلیمر است یعنی در محدوده ی 926/0 تا 940/ 0 و آن را پلی اتیلن نیمه سنگین یا متوسط می نامند ]4[.
پلی اتیلن با وزن مولكولی بین 3 تا 6 میلیون را پلی اتیلن با وزن مولكولی بسیار بالا یا UHMWPE می نامند و با پلیمریزاسیون كاتالیست متالوسن تولید می كنند. ماده ی مذكور از فرایندپذیری دشوارتری برخوردار بوده ولی خواص آن

اطلاعات مکانی GPS)

فهرست مطالب

فصل 1- مقدمه. 7

1-1- علم نجوم. 7

1-2- مشاهده از درون جو. 8

1-2-1- رادیو تلسکوپ.. 9

1-3- کیهان شناسی.. 11

فصل 2- معرفی کوازارها و طیف حاصل از مشاهده آن ها 16

2-1- کوازارها 16

2-2- طیف کوازارها 17

2-3- طیف‌سنجی خط جذب کوازار 18

2-4- لیمان آلفا 21

2-5- جنگل لیمان آلفا 22

2-6- تبیین مشخصات خط جذب.. 26

2-6-1-چگالی ستون.. 26

2-6-2- عمق نوری.. 27

2-6-3 پهنای معادل خط جذب.. 28

2-6-4- تابع پهن شدگی.. 29

فصل 3- قانون هابل و انتقال به سرخ کیهانی.. 33

3-1- هابل، قانون هابل و انبساط جهان.. 33

3-2- ثابت هابل، درخشش و اندازه گیری فاصله ها 34

3-3- مقایسه انتقال به سرخ داپلر و انتقال به سرخ کیهانی.. 38

3-4- تغییر نسبیتی داپلر. 39

3-5- انتقال به سرخ کیهانی.. 40

فصل 4- تغییرات انتقال به سرخ و دینامیک جنگل لیمان آلفا 43

4-1- سیگنال کاهش کیهانی.. 45

4-2- چالش جدید. 46

4-3- حرکت عرضی لنز ها 47

4-4- اثر ابرهای لیمان آلفا بر رانش انتقال به سرخ مشاهده شده 49

4-5- سرعت لنزها 50

4-6- رانش انتقال به سرخ رویت شده 50

فصل 5- آزمایش انطباق مدل های انرژی تاریک و تحصیل روابط نظری محاسبه مستقیم انتقال به سرخ. 55

5-1- آزمایش انطباق مدل های انرژی تاریک با تغییرات انتقال به سرخ. 55

5-1-1- ماده تاریک ، انرژی تاریک و  مدل استاندارد کیهان شناسی (?CDM) 56

5-1-2- انرژی تاریک بصورت میدان های نرده ای.. 60

5-1-3- مدل های میدان کوئینتسنس و فانتوم. 60

5-1-4- مدل کوئینتوم با دو میدان نرده ای.. 61

5-1-5- روش  تحلیل.. 62

5-1-6- نتایج.. 63

5-2- تحصیل روابط نظری محاسبه مستقیم انتقال به سرخ. 65

فصل 6- نتیجه گیری.. 69

پیوست A – متریک FLRW ……………………………………….………………………………………..71

منابع ………………………………………………………………………………………………………………… 74

 

 

فهرست شکل‌ها

شکل 1-1-  تاریخ جهان…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………13

 

شکل 2-1-  تابش کوازار با عبور از موانع و ابرهای میان کهکشانی بصورت جنگل لیمان آلفا و لیمان بتا دیده می شود … 19

شکل 2-2-  طیف یک کوازار معمولی ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

شکل 2-3-  قسمت های انبساط یافته جنگل لیمان آلفای طیف کوازار Q422+231 …………………………………………………  24

شکل 4-1-  نور از کوازار دور دست طول موج λ را گسیل می کند. نور گسیلی از جذب کننده های …………………………… 50

شکل 5-1-   تغییرات سرعت بر حسب انتقال به سرخ ……………………………………………………………………………………………………… 64

شکل 5-2-    تغییرات انتقال به سرخ بر حسب انتقال به سرخ ………………………………………………………………………………………… 65

شکل 5-3-   چگالی انرژی تاریک و ماده تاریک صورت تابعی از انتقال به سرخ  برای مدل های میدان نرده ای ………….. 66

 

 

فصل نخست:
مقدمه

 

فصل 1- مقدمه

 

1-1- علم نجوم

علم مطالعه اجرام آسمانی نظیر ماه، سیارات، ستاره گان، کهکشان ها، فواصل، جرم، دما، فیزیک ، شیمی و تحول این اجرام، و اتفاقاتی که خارج از جو زمین رخ میدهند، نظیر انفجارات ابرنواختر[1] ، اشعه گاما و تابش زمینه کیهانی را “ستاره شناسی”[2] یا “نجوم” نام می نهند. ستاره شناسی دارای ریشه ای یونانی از کلمات astron (ἄστρον) بمعنی “ستاره” و nomos (νόμος) بمعنی “قانون” یا “فرهنگ”  می باشد که عبارت “قانون ستاره گان” یا “فرهنگ ستارگان”  را می سازد. [1]

علم نجوم به عنوان یکی از قدیمی ترین علوم ریشه درقدیمی ترین تمدن های بشری دارد. تمدن هایی همچون بابل، مصر، ایران، یونان، چین و مایا مشاهدات قاعده­مندی را در آسمان شب داشتند. توانایی تشخیص سیارات از ستارگان با این نشانه که ستارگان بصورت نسبی طی قرون در جایگاه خود ثابت اند و سیارات در مدت کوتاهی تغییر مکان های قابل توجهی دارند، از دست آوردهای جالب ستاره شناسان باستان است.

گرایشات ستاره شناسی باستان به چند دسته کلی از جمله مسیریابی آسمانی، مشاهده و فاصله سنجی و ساخت تقویم تقسیم می شود. این تقسیم بندی تا زمان اختراع تلسکوپ که کلید ورود به عصر ستاره شناسی نوین میباشد، معتبر بود. امروزه ستاره شناسی بیشتر تحت عنوان “اختر فیزیک” مورد توجه قرار می گیرد. از آنجا که بیشتر تحقیقات نجومی با موضوعات مربوط به علم فیزیک مرتبط می باشد، ستاره شناسی نوین را در واقع، می توان “اختر فیزیک”[3]  نام نهاد.

1-2- مشاهده از درون جو

با وجود حضور ماهواره ها، عمده مشاهدات آسمانی از روی سطح زمین صورت می پذیرد و این گونه از مشاهدات نجومی با چالش هایی روبروست. همانطور که می دانیم جو زمین از لایه های متفاوت و با غلظت های مختلفی تشکیل یافته است که با عبور نور از آن تغییرات بسیار سریعی از شکست را در جهت های گوناگون نتیجه می دهد.

زمانی که یک درخشش رخ می دهد و نور حاصل از آن با جو زمین برخورد می کند، اختلاف شکست در جهات گوناگون باعث آلوده شدن تصویر می گردد که این آلودگی بصورت نقاط لرزشی  بروز می نماید. هر چه این نقاط لرزشی کوچک تر باشند می گوییم مشاهده بهتری انجام شده است.

برخی از نواحی طیف الکترومغناطیس به شدت توسط جو اطراف زمین جذب می شوند. مهمترین ناحیه گذرنده از جو ناحیه نور مرئی در محدوده 300 تا 800 نانومتر است، و این ناحیه بر محدوده حساس چشم انسان (400 تا 700 نانومتر) منطبق گشته است. در طول موج های کمتر از 300 نانومتر، اوزون[4] که لایه باریکی در ارتفاع 20 تا 30 کیلومتری زمین است، از عبور تابش های فرابنفش[5] جلوگیری می کند. همچنین امواج کمتر از 300 نانومتر توسط   و  جذب می شوند. بنابر این تقریبا تمامی تابش های کوچک تر از 300 نانومتر توسط جو جذب شده و راهی به سوی سطح زمین نمی یابند.

در محدوده طول موج مرئی، نور توسط مولکول های و غبار موجود در جو پراکنده شده و در اصطلاح تابش رقیق می گردد. جذب و پراکندگی، تواماً، را “خاموش سازی” یا  “انهدام”[6] گویند. خاموش سازی می بایست در جریان اندازه گیری میزان درخشانی لحاظ گردد.

در قرن نوزدهم، لرد ریلی[7] موفق به توضیح رنگ آبی آسمان شد. وی توضیح داد که پراکندگی ناشی از مولکول ها با معکوس توان چهارم طول موج متناسب است. لذا نور آبی بیشتر از نور قرمز پراکنده می شود. بنابراین نور آبی در سراسر آسمان مشاهده می گردد، همان نور پراکنده شده خورشید است.

در ستاره شناسی، می بایست اجسام بصورت کاملاَ واضح مشاهده شوند. این مسئله بسیار اهمیت دارد که تا حد امکان آسمان سیاه تر دیده شود و جو می بایست تا حد امکان شفاف باشد. به همین خاطر است که رصد خانه های بزرگ را بر فراز کوه ها و دور از شهرها بنا می کنند.

ابزار مشاهده آسمان از داخل جو زمین تلسکوپ ها هستند که خود به انواع گوناگونی تقسیم بندی می شوند. [2]

1-2-1- رادیو تلسکوپ[8]

نجوم رادیویی شاخه ای نوین در ستاره شناسی است که فرکانس هایی از محدوده چند مگاهرتز (100 متر) تا تقریبا 300 گیگاهرتز (1 میلی متر) را شامل می شود.

در اوایل قرن بیستم تلاش هایی در زمینه مشاهده امواج رادیویی ساطع شده از خورشید صورت پذیرفت که این تلاش ها به دلایلی از جمله پایین بودن کیفیت حسگر آنتن سامانه های گیرنده و غیر شفاف بودن یونسفر[9] در فرکانس های پایین ناکام ماندند. اولین مشاهدات امواج رادیویی کیهانی توسط مهندس امریکایی کارل.جی.یانسکی[10] در سال 1932 اتفاق افتاد. وی در حالی که مشغول مطالعه اختلالات رادیویی طوفان آذرخشی در فرکانس 20.5 مگاهرتز (14.6 متر) بود، یک گسیل رادیویی را که از مبدأ نامعلومی ساطع می شد کشف کرد. به هر صورت او یافت که مبدأ امواج گسیل شده مرکز کهکشان ها می باشد.

 

تولد حقیقی نجوم رادیویی به اواخر دهه سی قرن بیستم باز میگردد، که گروت ربر[11] مشاهدات سیستماتیکی را با آنتن سهمی وار 9.5 متری دست ساز خود انجام داد. بعد از آن نجوم رادیویی به سرعت پیشرفت کرده و دانش ما درباره جهان اصلاح گردید. رادیو تلسکوپ تابش را در یک روزنه یا آنتن جمع کرده و آن را به صورت یک سیگنال رادیویی توسط گیرنده که به آن رادیو متر می گویند تبدیل می کند. سیگنال دریافت شده ابتدا تقویت، ردیابی و کامل می شود و سپس خروجی آن روی دستگاه های ذخیره کننده ثبت می گردد. سیگنال های ورودی بسیار ضعیف هستند و این مسئله باعث اختلال بسیار در فرایند ردیابی امواج می گردد. برای حل این مشکل میبایست تا حد امکان امواج مختل کننده را حذف نموده و شرایط محیطی را مناسب نمود. همچنین تداخل الکترومغناطیسی[12] ناشی از فرستنده های راداری، تلویزونی و رادیویی روی دریافت و ردیابی پرتو های رادیویی کیهانی بسیار تاثیر گذار است. بنابراین رصدخانه های رادیویی را غالباً در میان درّه ها و حفاظ الکترومغناطیسی بنا می کنند، درست مانند رصدخانه های نوری که جهت جلوگیری از اختلال بر فراز قلّه ها بنا میشوند. [3]

 

 

بیشترین دانش ما در مورد ساختار کهکشان راه شیری  از مشاهدات رادیویی مربوط به طول موج 21 سانتی متری هیدروژن خنثی و اخیراً از طول موج 2.6 میلی متری مولکول کربن مونو اکسید ناشی می شود. نجوم رادیویی در بسیاری از کشفیات نجومی نقش داشته است. به عنوان مثال پالسارها[13] و کوازارها[14] از یافته های مشاهدات رادیویی هستند. اهمیت این زمینه از نجوم در آن حد است که تا کنون  دو جایزه نوبل فیزیک سال های اخیر به ستاره شناسان رادیویی اختصاص یافته است. [4]

[1]  انفجار فاجعه انگیز ستاره در نزدیکی پایان عمر آن که در هنگام وقوع، درخشانی ستاره برای چندین روز به میلیون ها برابر می رسد.

Astronomy2

[3] Astrophysics

[4]  Ozone

[5]  Ultra-Violet (UV)

[6]  Extinction

[7]  Lord Rayleigh

[8]  Radio telescope

[9]  Ionsphere