(Brandt, 1986)Acipenser baeri

چکیده

از زمان ظهور معماری سازمانی، چارچوب‌های متعددی برای معماری سازمانی معرفی شده است و هریک به نوعی به توصیف سازمان پرداخته‌اند. چارچوب‌های اولیه بدون توجه به نوع کسب‌وکار و ذینفعان آن و براساس دانش صریحی که از کسب‌وکار وجود داشت، بنا شده بودند و کمتر به آنچه در بستر سازمانی خاص در جریان بود و رویدادهای نوظهور و پیش‌بینی نشده، توجه داشتند. با گذر زمان، تغییرات فزاینده محیطی و ایجاد فضای رقابتی شدید برای سازمان، ادامه حیات سازمان، مستلزم یافتن راه‌حلی برای جلب رضایت ذینفعان آن می‌باشد. مفهوم چابکی با هدف مواجهه با شرایط نوظهور، متغیر و فاقد قطعیت از طریق ایجاد پویایی، انعطاف و تطبیق‌پذیری‌ مطرح شده است. هدف از این تحقیق ارائه مدلی برای چابک‌سازی فرایند معماری سازمانی می‌باشد. در این راستا ابتدا معماری سازمانی، اهداف و اصول معماری چابک و سپس چارچوب توگف به عنوان محور تحقیق بررسی می‌شوند و سپس به فرایند برنامه‌ریزی راهبردی و ضرورت همراستایی راهبردی در سازمان می‌پردازیم و در نهایت براساس ویژگی‌های ذکر شده برای روش‌های چابک و همزمانی فرایند معماری سازمانی و فرایند برنامه‌ریزی راهبردی در سازمان، مدلی برای چابک‌سازی فرایند معماری سازمانی ارائه می‌کنیم.

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

 عنوان                                                                                                        صفحه

1–مقدمه

1-1–معماری سازمانی و كلیات موضوع…………………………………………………………………. 1

1-2–طرح مسئله و اهمیّت تحقیق……………………………………………………………………….. 3

1-3–اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………….. 6

1-4–تحقیقات مرتبط……………………………………………………………………………………………. 7

1-5–ساختار پایان نامه………………………………………………………………………………………….. 11

 

2- معرفی معماری سازمانی و معماری سازمانی چابک

2-1- مفاهیم معماری سازمانی………………………………………………………………………………… 13

2-1-1- تعریف معماری سازمانی…………………………………………………………………… 14

2-1-2- تعریف چارچوب معماری………………………………………………………………….. 15

2-1-3- انواع معماری سازمانی………………………………………………………………………. 15

2-1-4- محصولات معماری سازمانی……………………………………………………………… 17

2-2- تاریخچه‌ معماری سازمانی…………………………………………………………………………. 17

2-3- ضرورت و نتایج معماری سازمانی…………………………………………………………………. 19

2-4- چارچوب‌‌های معماری سازمانی…………………………………………………………………….. 21

2-4-1- چارچوب زکمن………………………………………………………………………………… 21

2-4-2- چارچوب فدرال(FEAF)…………………………………………………………………. 23

2-4-3- چارچوب سازمان خزانه داری(TEAF)…………………………………………… 26

2-5- فرایند معماری سازمانی………………………………………………………………………………… 27

2-6- متدولوژی‌‌های معماری سازمانی………………………………………………………………….. 32

2-6-1- تعریف متدولوژی………………………………………………………………………………. 32

2-6-2- متدولوژی EAP……………………………………………………………………………….. 33

2-7- چالش‌‌های معماری سازمانی…………………………………………………………………………. 34

2-8- معماری سازمانی چابک………………………………………………………………………………… 35

2-8-1- مفهوم چابکی……………………………………………………………………………………. 36

2-8-2- تعریف معماری سازمانی چابک………………………………………………………… 38

2-8-3- پیشینه معماری چابک……………………………………………………………………… 39

2-8-3-1- بیانیه‌ی چابک……………………………………………………………………… 41

2-8-4- ضرورت معماری چابک…………………………………………………………………….. 42

2-8-5- چارچوب معماری چابک…………………………………………………………………… 44

2-8-6- اهداف معماری سازمانی چابک………………………………………………………… 46

2-8-7- اصول حاکم بر معماری سازمانی چابک…………………………………………… 46

 

3- چارچوب توگف.……………………………………………………………………………………………………… 49

3-1- مقدمه‌ای بر توگف…………………………………………………………………………………………. 49

3-2- ساختار سند توگف………………………………………………………………………………………… 49

3-3- تعریف معماری در چارچوب توگف………………………………………………………………. 51

3-4- اجزای توگف…………………………………………………………………………………………………. 52

3-5- ADM و مراحل آن……………………………………………………………………………………… 53

3-5-1- مرحله مقدماتی……………………………………………………………………………….. 56

3-5-2- مرحله‌ی A : چشم‌انداز معماری……………………………………………………… 58

3-5-3- مرحله‌ی B : معماری کسب‌و‌کار……………………………………………………… 61

3-5-4- مرحله‌ی C : معماری سیستم‌های اطلاعاتی…………………………………… 63

3-5-4-1- معماری داده……………………………………………………………………….. 64

3-5-4-2- معماری برنامه کاربردی……………………………………………………… 67

3-5-5- مرحله‌یD : معماری فناوری…………………………………………………………… 69

3-5-6- مرحله‌ی E : فرصت‌ها و راه ‌حل ‌ها…………………………………………………….71

3-5-7- مرحله‌ی F : برنامه‌ریزی گذار…………………………………………………………. 75

3-5-8- مرحله‌ی G : راهبری پیاده‌سازی…………………………………………………….. 78

3-5-9- مرحله‌ی H : مدیریت تغییرات معماری…………………………………………..80

3-5-10- مدیریت نیازمندی‌ها……………………………………………………………………… 82

3-6 – تعیین دامنه‌ی فعالیت معماری…………………………………………………………………… 84

3-8- تکنیک‌ها و اقلام قابل تحویل کلیدی چرخه‌ی ADM……………………………….. 85

3-8-1- چارچوب معماری متناسب………………………………………………………………. 85

3-8-2- مدل سازمانی برای معماری سازمانی………………………………………………. 86

3-8-3- اصول معماری……………………………………………………………………………………. 87

3-8-4- قواعد کسب‌و‌کار، اهداف کسب‌و‌کار و پیشران‌های کسب وکار……….. 88

3-8-5- مخزن معماری…………………………………………………………………………………. 88

3-8-6- ابزارهای معماری………………………………………………………………………………. 89

3-8-7- درخواست برای کار معماری……………………………………………………………. 89

3-8-8- بیانیه کار معماری……………………………………………………………………………. 90

3-8-9- چشم‌انداز معماری……………………………………………………………………………. 91

3-8-10- مدیریت ذینفعان……………………………………………………………………………. 92

3-8-11- برنامه ارتباطات………………………………………………………………………………. 93

3-8-12- ارزیابی آمادگی تحول کسب‌و‌کار…………………………………………………… 94

3-8-13- ارزیابی توانمندی‌ها……………………………………………………………………….. 94

3-8-14- مدیریت ریسک……………………………………………………………………………… 96

3-8-15- سند تعریف معماری……………………………………………………………………… 97

 

3-8-16- توصیف نیازمندی‌های معماری……………………………………………………… 98

3-8-17- نقشه‌ی راه معماری……………………………………………………………………….. 99

3-8-18- سناریوهای کسب‌و‌کار……………………………………………………………………. 100

3-8-19- تحلیل شکاف…………………………………………………………………………………. 101

3-8-20- نقطه نظرات (Viewpoints) معماری………………………………………….. 101

3-8-21- نما‌های (Views) معماری…………………………………………………………….. 102

3-8-21-1- توسعه‌ی نما‌ها در چرخه ADM………………………………………………. 102

3-8-22- بخش‌های سازنده‌ی معماری…………………………………………………………. 103

3-8-23- بخش‌های سازنده‌ی راه‌حل……………………………………………………………. 103

3-8-24- برنامه‌ریزی مبتنی بر توانمندی‌ها………………………………………………….. 104

3-8-25- تکنیک‌های برنامه‌ریزی گذار…………………………………………………………. 105

3-8-26- برنامه پیاده‌سازی و گذار……………………………………………………………….. 106

3-8-27- معماری انتقال……………………………………………………………………………….. 107

3-8-28- مدل راهبری پیاده‌سازی……………………………………………………………….. 108

3-8-29- قراردادهای معماری………………………………………………………………………. 109

3-8-30- درخواست تغییر…………………………………………………………………………….. 111

3-8-31- ارزیابی تطابق………………………………………………………………………………… 112

3-8-32- ارزیابی تأثیر نیازمندی‌ها………………………………………………………………. 112

3-9- رهنمودهایی برای تطبیق دادن ADM برای سازمان………………………………….. 113

3-9-1- انجام تکرار برای ADM………………………………………………………………….. 113

3-9-2- اجرای ADM در سطوح مختلف سازمان……………………………………….. 114

3-10- چارچوب محتوای معماری…………………………………………………………………………. 117

3-10-1- نمای کلی از چارچوب محتوای معماری………………………………………. 118

3-10-2- متا مدلِ محتوا………………………………………………………………………………. 120

3-10-2-1- هسته و ضمائم…………………………………………………………………. 121

3-10-2-2- کاتالوگ‌ها، ماتریس‌ها و نمودارها…………………………………….. 121

3-10-3- مصنوعات معماری…………………………………………………………………………. 122

3-10-4- بخش‌های سازنده………………………………………………………………………….. 126

3-11- زنجیره‌ی سازمان………………………………………………………………………………………… 128

3-11-1- نمای کلی از زنجیره‌ی سازمان………………………………………………………. 128

3-11-1-1- زنجیره‌ی سازمان و استفاده‌ی مجدد معماری…………………. 130

3-11-1-2- کاربرد زنجیره‌ی سازمان در چرخه ADM………………………. 130

3-11-2- بخش‌بندی معماری……………………………………………………………………….. 131

3-11-3- مخزن معماری……………………………………………………………………………….. 132

3-12- مدل‌های مرجع در چارچوب توگف……………………………………………………………. 134

3-12-1- مدل مرجع فنی(TRM)…………………………………………………………… 134

3-12-2- مدل مرجع یکپارچه زیرساخت اطلاعات شده(IIITRM)…………… 135

3-13- چارچوب توانمندی معماری……………………………………………………………………….. 136

3-13-1- ایجاد یک توانمندی معماری…………………………………………………………. 137

3-13-2- حاکمیت معماری…………………………………………………………………………… 138

3-13-3- انجمن معماری………………………………………………………………………………. 138

3-13-4- انطباق معماری………………………………………………………………………………. 139

3-13-5- چارچوب مهارت‌های معماری………………………………………………………… 140

 

4 – مدیریت راهبردی سازمان و معماری سازمانی

4-1- مدیریت راهبردی………………………………………………………………………………………….. 142

4-1-1- تعریف مدیریت راهبردی………………………………………………………………….. 142

4-1-2- تجزیه و تحلیل محیط داخلی و خارجی………………………………………….. 143

4-1-3- مقاصد راهبردی………………………………………………………………………………… 143

4-1-4- تدوین راهبرد کسب و کار………………………………………………………………… 143

4-1-5- پیاده سازی و کنترل راهبرد…………………………………………………………….. 144

4-1-6- تجدید ساختار راهبردی……………………………………………………………………. 144

4-2- فرایند برنامه‌ریزی راهبردی………………………………………………………………………….. 145

4-3- برنامه‌ریزی راهبردی فناوری اطلاعات………………………………………………………….. 146

4-4- همراستایی راهبردی……………………………………………………………………………………… 147

4-5- ارتباط بین فرایند برنامه‌ریزی راهبردی و فرایند معماری سازمانی……………. 149

 

5- مدلی جهت چابک سازی فرایند معماری سازمانی

5-1- عوامل مؤثر در تحقق معماری چابک………………………………………………………………. 153

5-1-1- بلوغ سازمانی…………………………………………………………………………………………. 153

5-1-1-1- ساختار سازمانی……………………………………………………………………….. 154

5-1-1-2- فرایندهای کاری         …………………………………………………………………….. 156

5-1-1-3- منابع انسانی……………………………………………………………………………… 156

5-1-1-4- فرهنگ سازمانی……………………………………………………………………….. 158

5-1-1-5- مدیریت دانش و یادگیری سازمانی…………………………………………. 159

5-1-2- ماهیت کسب و کار از نظر میزان تلاطم و چابکی……………………………….. 161

5-1-3- جایگاه معماری سازمانی در برنامه راهبردی……………………………………….. 162

5-2- معرفی مدل پیشنهادی……………………………………………………………………………………… 164

 

6- نتایج و پیشنهادت

6-1- جمع‌بندی…………………………………………………………………………………………………………. 173

6-2- نتیجه‌گیری………………………………………………………………………………………………………… 174

6-3- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………. 175

منابع………………………………………………………………………………………………………………………………… 176

چکیده به زبان انگلیسی……………………………………………………………………………………………….. 180

فهرست جدول‌ها

 

 

عنوان و شماره                                                                                                 صفحه

 

جدول 2-1 : عوامل مؤثر در انتخاب چارچوب معماری سازمانی……………………………………. 31

جدول 3-1: انواع معماری در توگف………………………………………………………………………………… 52

جدول 3-2 : فعالیت‌های روش توسعه‌ی معماری در هر مرحله…………………………………….. 55

جدول 3-3 : ابعادی برای محدود‌سازی دامنه‌ی فعالیت معماری…………………………………… 84

جدول 3-4: مفاهیم مرتبط با نمایش معماری………………………………………………………………… 122

جدول 3-5: نقطه نظرات نمونه در هر مرحله از ADM…………………………………………………. 124

جدول 4-1 : ارتباط ورودی‌ها و خروجی‌های فرایند معماری و برنامه‌ریزی راهبردی…… 151

جدول 5-1: ویژگی‌های معماری چابک و روش تحقق آنها در مدل پیشنهادی…………….. 166پ

 

فهرست شکل‌ها

 

 

عنوان و شماره                                                                                               صفحه

 

شکل 2-1 :‌ ماتریس زکمن……………………………………………………………………………………………. 23

شكل 2-2 : چارچوب معماری فدرال……………………………………………………………………………. 25

شکل 2-3 : فرایند معماری سازمانی……………………………………………………………………………. 28

شکل 2-4 : برنامه‌ریزی معماری سازمانی…………………………………………………………………….. 29

شکل 2-5 : لایه‌‌های چهارگانه و فاز‌های هفت گانه اصلی EAP………………………………… 33

شکل 3-1 : محتوای توگف…………………………………………………………………………………………… 53

شکل 3-2: چرخه‌ی روش توسعه‌ی معماری یا چرخه‌ی AMD………………………………… 55

شکل 3-3: انواع ذینفعان……………………………………………………………………………………………… 93

شکل 3-4: ارتباط بین توانمندی‌ها، معماری سازمانی و پروژه‌ها………………………………… 105

شکل 3-5: مدل طبقه‌بندی مختصر برای چشم‌اندازهای معماری………………………………. 115

شکل 3-6: تکرارها در چرخه‌ی تکی ADM………………………………………………………………… 116

شکل 3-7: مثالی برای سلسله مراتب فرایندهای ADM……………………………………………. 117

شکل 3-8: ارتباط بین اقلام قابل تحویل، مصنوعات و بخش‌های سازنده………………….. 119

شکل 3-9: نمای کلی متامدلِ محتوا…………………………………………………………………………… 120

شکل 3-10: مفاهیم پایه‌ای برای توصیف معماری……………………………………………………… 123

شکل 3-11: بخش‌‌های سازنده‌ی معماری و استفاده از آن‌ ها در چرخه‌ی ADM……… 127

شکل 3-12: زنجیره سازمان…………………………………………………………………………………………. 129

شکل 3-13: مدل مختصر طبقه‌بندی برای مدل‌های مرجع معماری…………………………. 131

شکل 3-14 : ساختار مخزن معماری توگف………………………………………………………………… 132

شکل 3-15 : مدل مرجع فنی(TRM)………………………………………………………………….. 134

شکل 3-16 : جزئیات III-RM……………………………………………………………………………………. 135

شکل 3-17 : چارچوب توانمندی معماری…………………………………………………………………… 136

شکل 3-18 : فرایند بررسی انطباق معماری……………………………………………………………….. 139

شکل 4-1 : فرایند مدیریت راهبردی………………………………………………………………………….. 142

شکل 4-2 : سطوح برنامه‏ ریزی راهبردی سازمانی در اواخر دهه 1980 میلادی………… 149

شکل 4-3 : فرایند معماری سازمانی در عمل……………………………………………………………… 150

شکل 4-3 : فرایند معماری سازمانی در عمل……………………………………………………………… 150

شکل 5-1: طبقه بندی سازمان‌ها براساس میزان چابکی و میزان تلاطم…………………… 162

شکل 5-2: فرایند برنامه‌ریزی راهبردی………………………………………………………………………. 169

شکل 5-3: مدل پیشنهادی برای چابک‌سازی فرایند معماری سازمانی…………………….. 171

شکل 5-4: مدیریت نیازمندی‌ها، هسته مرکزی چرخه توسعه معماری……………………… 172

فهرست نشانه‌های اختصاری

 

 

EA            Enterprise Architecture

EAP         Enterprise Architecture Planning

FEAF      Federal Enterprise Architecture Framework

DoD       Department Of Defense

TAFIM     Technical Architecture Framework for Information Management

TEAF       Treasury Enterprise Architecture Framework

ADM        Architecture Development Method

TRM      Technical Reference Model

 

IIITRM    Integrated Information Infrastructure Reference Model

ABB       Architecture Building Block

SBB       Solution Building Block

KPI       Key Performance Indicator

UML      Unified Modeling Language

ERP       Enterprise Resource Planning

CRM      Customer Relation Manangment

COTS      Commercial Off-The-Shelf

SLA         Service Level Agreement

CIO          Chief Information Officer

CFO         Chief Financial Officer

API          Application Program Interface

SIB           Standards Information Base

CMDB     Configuration Management Database

• مقدمه

 

 

1-1–معماری سازمانی و کلیّات موضوع

 

در دنیای امروز که کسب‌وکارها به شدت متأثر از تحولات محیطی است و تغییر به عنوان یک پارامتر ثابت، همواره وجود دارد، آنچه یک سازمان یا کسب‌وکار را قادر به ادامه حیات اثربخش و کارآمد می‌سازد، توانایی آن سازمان در پاسخ بهنگام، مناسب به این تحولات و تغییرات است. از دغدغه‌های اصلی مدیران در این اوضاع متلاطم و پیچیده، چگونگی به حداقل رساندن اثر محرک‌های بیرونی بر سازمان متبوع خود و ارتقاء سهم بازار، رضایت مشتریان و در نهایت ربودن گوی رقابت از رقبا می‌باشد. صاحبان کسب‌وکار همواره به دنبال واکنشی مناسب به این محرک‌ها بوده‌اند و از جمله می‌توان به بازنگری در کسب‌وکار و اصلاح فرایندهای کاری و همچنین استفاده از فناوری متناسب اشاره کرد.

با گذار از عصر تولید انبوه به عصر مدیریت اطلاعات و دانش، كلیة فرایندها و فعالیت‌های سازمان‌ها تحت تأثیر تغییرات بنیادی قرار گرفته است. در این زمان، اطلاعات نه تنها یكی از منابع و دارایی‌های اصلی سازمان‌ها شناخته می‌شود، بلكه ابزاری برای مدیریت مؤثر سایر منابع و دارایی‌های سازمان نیز به شمار رفته و از اهمیت و ارزش ویژه‌ای در سازمان‌ها برخوردار شده است. از این رو، فناوری اطلاعات كه شامل فناوری‌های به كارگرفته شده در تولید، پردازش، انتقال، به كارگیری و مدیریت اطلاعات است، فرصت‌های جدیدی برای بهبود بهره‌وری در اختیار سازمان‌ها گذارده است. با فرصت‌های بالقوه‌ای كه فناوری اطلاعات برای دسترسی به بازارهای جهانی به وجود می‌آورد، بنگاه‌ها به طور فز اینده‌ای برای بهره گیری از این فرصت ها، تحریک می‌شوند[1].

در دهه‌ های گذشته، غالب سازمانها، راهبرد بازسازی و مهندسی مجدد را در پاسخ به مسائل و تغییرات محیطی انتخاب می‌کردند اما اکنون، رویکردها و راه ‌حل ‌های گذشته، قابلیت و توانایی خود را برای مقابله با مسائل سازمانی و محیط بیرونی از دست داده و بهتر است با رویکردها و دیدگاه‌های جدیدی جایگزین شود. بهترین و نوترین راه بقا و موفقیت سازمان‌ها در این آشفته بازار، توجه و تمرکز آن‌ ها بر «چابکی سازمانی» است. چابکی سازمانی، پاسخی است آگاهانه و جامع به نیازهای در حال تغییرِ مداوم در بازارهای رقابتی و کسب موفقیت از فرصت‌هایی که سازمان به دست می‌آورد[2].

بهره‌گیری از فناوری‌های نوین به ویژه فناوری اطلاعات جمله‌ی ابزارهایی بوده که در شکل‌های گوناگون خود مورد توجه مدیران سازمان‌ها بوده است. اما نکته‌ی حائز اهمیت، راهبری صحیح فناوری اطلاعات در جهت خلق ارزش در بخش‌های مختلف کسب‌وکار می‌باشد. بزرگترین چالش کسب‌وکارها در بهره‌برداری از خدمات فناوری اطلاعات، صرف کمترین هزینه ممکن و دریافت بهترین کیفیت می‌باشد.

مبحث معماری سازمانی از اواخر دهه 80 میلادی توسط زکمن با هدف ارائه یک ساختاری برای بهره‌گیری از فناوری اطلاعات در جهت دستیابی به اهداف کسب‌وکار، مطرح گردید و در ادامه برای اطمینان از ارزش آفرینی و مدیریت اثربخش فناوری اطلاعات در کسب‌وکار، چارچوب‌هایی نظیر Zackman، COBIT، FEAF، TOGAF ارائه گردید که هر کدام بر جنبه‌هایی خاص از این فناوری تأکید دارند. به عنوان مثال چنانچه به دنبال ارزیابی و كنترل توسعه فناوری اطلاعات و همخوانی و همــ‌راستایی اهـداف فنـــاوری اطلاعات با اهداف واقعی كــسب و كار باشیم، چارچوب COBIT با رویکردی فرایندگرا و مجموعه‌ای اهداف کنترلی در حوزه ارزیابی فناوری اطلاعات تدوین شده است.

معماری سازمانی سابقه‌ای طولانی در مقابله با فنآوری‌های مختل کننده است. در واقع، یکی از مهارت‌های اصلی معمار، تشخیص فناوری‌های نوظهوری است که احتمالاً منافعی برای کسب‌وکار به دنبال دارند و آن فناوری‌ها را با آغوش باز می‌پذیرد. همچنین معماران سازمانی درک می‌کنند که چگونه وقایع کسب‌وکار، نظیر ادغام، اکتساب و سلب می‌توانند منجر به توسعه معماری جدید شوند. با این حال و اگرچه کمتر شناخته شده است، اهمیت استفاده از معماری سازمانی به طور کلی به عنوان ابزاری برای مقابله با خطرات زمینه کسب‌وکار است[26].

از جمله ویژگی‌هایی که امروزه در تدوین برنامه راهبردی برای کسب‌وکار باید مورد توجه قرار گیرد، داشتن قابلیت تطابق، انعطاف‌پذیری و واکنش مناسب سازمان در برابر تغییرات پیش بینی نشده و ناخواسته است. این همان چیزی است که از آن به عنوان چابکی از آن یاد می‌شود. در حوزه فناوری اطلاعات اصطلاح چابکی ابتدا در مورد نرم‌افزار مطرح گردیده و مجموعه‌ای از اصول نظیر سادگی، پویایی، تکامل تدریجی، تأکید بر خلاقیت، نتیجه گرایی برای آن معرفی شده است و سپس به مباحث معماری سازمانی توسعه یافت.

معماری سازمانی چابک متأثر از اصول تعریف شده برای توسعه نرم‌افزارهای چابک و مدیریت چابک می‌باشد. با این تفاوت که معماری سازمانی چابک دارای خصوصیات خاص خود می‌باشد و این به تفاوت مهندسی و مدیریت با معماری برمی‌گردد. در معماری علاوه بر اصول مهندسی بر هنر نیز تأکید بسیاری وجود دارد. همچنین در معماری علاوه برجنبه‌های ساختاری برجنبه‌های رفتاری هم تأکید وجود دارد[3].

در این تحقیق با توجه به تعاریف و اصول ارائه شده برای معماری چابک و ویژگی‌های چارچوب توگف و همچنین بهره‌گیری از فرایند برنامه‌ریزی راهبردی در سازمان، تلاش می‌کنیم مدلی برای تحقق چابکی در فرایند معماری سازمانی ارائه کنیم.

 

در عملیات حفاری، با انتخاب درست ابزار مورد استفاده و همچنین پیش‌بینی دقیق و به موقع پارامترها و مشکلات احتمالی می‌توان این عملیات را در زمان و هزینه کمتر انجام داد. مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند، یکی از ویژگی‌های اصلی سنگ به شمار می‌آید که نقش به‌سزایی در انتخاب مته حفاری دارد. در صورت پیش‌بینی صحیح این ویژگی می‌توان مته مناسب برای حفاری سنگ مورد نظر را انتخاب کرد. از طرفی مته حفاری خود یکی از ابزارهای اصلی در عملیات حفاری به شمار می‌رود که تأثیر مستقیم بر نرخ نفوذ حفاری دارد. نرخ نفوذ مناسب زمان و هزینه‌های عملیات حفاری را کاهش می‌دهد. در عملیات حفاری گاهی اوقات با مشکلاتی مواجه می‌شویم که باعث کند شدن حفاری و افزایش هزینه‌ها می‌شود. از جمله این مشکلات می‌توان به هرزروی گل و گیر رشته حفاری اشاره کرد. در صورتی که بتوان این مشکلات را به درستی پیش‌بینی کرد می‌توان از توقف حفاری جلوگیری و خطرات ناشی از آن را نیز رفع کرد. لذا اطلاع دقیق از موارد مذکور حیاتی است. تحلیل اطلاعات میدانى، عنصر اصلى كاهش هزینه و بهبود عملیات حفارى و توسعه ابزارهاى تحلیل اطلاعات میدان، یكى از راه‌هاى توسعه و بهبود عملیات حفارى به شمار می‌رود. در صنعت حفاری برای شناسایی مشکل و یا بهبود عملیات عموماً از تست‌های آزمایشگاهی و فرمول‌های تجربی استفاده می‌شود؛ یا برای رفع مشکل از تجربیات گذشته استفاده می‌شود. در این پروژه سعی شده، از مدل‌سازی هوشمند برای پیش‌بینی، عیب‌یابی، رفع عیب و بهبود پارامترهای عملیات حفاری استفاده کنیم. هوش مصنوعی حوزه‌ای ترکیبی از علوم کامپیوتر و آمار است. در حالت عمومی این روش‌ زمانی ارزش خود را نشان می‌دهد که روی مجموعه‌ی بزرگی از داده‌ها پیاده‌سازی شده و الگوها و قوانین موجود در آن‌ ها را نمایان سازد. این پروژه در چهار بخش با بهره گرفتن از داده‌های ثبت روزانه دکل حفاری و عملیات نمودارگیری و به کمک شبکه‌های عصبی و الگوریتم‌های بهینه‌سازی انجام ‌شد. نتایج حاصله در موضوعات مورد بحث همگی گویای دقت و کارایی بالای استفاده از روش‌های هوشمند است.
 
 
عنوان                                                                                                                        صفحه
 
فصل اول: مقدمه
1-1- اهمیت و بیان مسئله …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1
    1-1-1- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند  …………………………………………………………………………………… 1
    1-1-2- مته حفاری و نرخ نفوذ  ……………………………………………………………………………………………………………………… 2
    1-1-3- هرزروی سیال حفاری  ………………………………………………………………………………………………………………………. 3
     1-1-4- گیر رشته حفاری  ……………………………………………………………………………………………………………………………… 4
 
فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته
2-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 7
2-2- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند ………………………………………………………………………………………………. 7
    2-2-1- روش‌های محاسبه UCS ……………………………………………………………………………………………………………………. 7
        2-2-1-1- تست آزمایشگاهی …………………………………………………………………………………………………………………… 7
        2-2-1-2- روابط تجربی ……………………………………………………………………………………………………………………………… 9
        2-2-1-3- شبکه عصبی مصنوعی …………………………………………………………………………………………………………. 12
2-3- انتخاب مته مناسب و بهبود نرخ نفوذ حفاری ……………………………………………………………………………………… 12
    2-3-1- روش‌های حل مسئله ………………………………………………………………………………………………………………………. 12
        2-3-1-1- روش هزینه به ازای حفاری ………………………………………………………………………………………………….. 14
        2-3-1-2- مدل انرژی مخصوص …………………………………………………………………………………………………………….. 14
        2-3-1-3- مدل بورگین- یانگ ……………………………………………………………………………………………………………… 15
        2-3-1-4- هوش مصنوعی ………………………………………………………………………………………………………………………. 15
2-4- هرزروی سیال حفاری ………………………………………………………………………………………………………………………………. 17
    2-4-1- روش حل مسئله ………………………………………………………………………………………………………………………………. 17
         2-4-1-1- استفاده از مواد هرزگیر ………………………………………………………………………………………………………… 17
         2-4-1-2- دوغاب‌های ترکیبی ………………………………………………………………………………………………………………. 17
         2-4-1-3- حفاری زیر تعادلی ………………………………………………………………………………………………………………… 18
         2-4-1-4- استفاده از لوله جداری ………………………………………………………………………………………………………… 18
2-5- گیر لوله حفاری ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 19
    2-5-1- روش‌های حل مسئله ………………………………………………………………………………………………………………………. 19
        2-5-1-1- مدل کینگزبرو و همپ کینگ ……………………………………………………………………………………………….. 19
        2-5-1-2- مدل بیگلر و کان ……………………………………………………………………………………………………………………. 19
        2-5-1-3- مدل گلاور و هاوارد ……………………………………………………………………………………………………………….. 20
        2-5-1-4- روش هوش مصنوعی …………………………………………………………………………………………………………….. 20
2-6- چرایی استفاده از روش‌های هوشمند ……………………………………………………………………………………………………. 21
 
فصل سوم: مروری بر روش‌های یادگیری ماشینی و الگوریتم‌های بهینه‌سازی
3-1- مقدمه  ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 23
3-2- مفهوم شبکه  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 24
3-3- شبكه عصبی مصنوعی  ………………………………………………………………………………………………………………………….. 24
    3-3-1- مدل یک نرون تک ورودی  ………………………………………………………………………………………………………….. 26
    3-3-2- تابع انتقال  ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 28
3-4- انواع شبکه های عصبی  …………………………………………………………………………………………………………………………. 28
    3-4-1- شبکه عصبی پرسپترون چندلایه  ………………………………………………………………………………………………. 28
    3-4-2- شبکه عصبی پیمانه ای  ………………………………………………………………………………………………………………… 30
    3-4-3- ماشین بردار پشتیبان  ………………………………………………………………………………………………………………… 32
3-5- الگوریتم‌های بهینه‌سازی  ……………………………………………………………………………………………………………………… 34
     3-5-1- الگوریتم ژنتیک  …………………………………………………………………………………………………………………………… 34
     3-5-2- الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات  ………………………………………………………………………………………….. 39
     3-5-3- الگوریتم ترکیبی ژنتیک و ازدحام ذرات  …………………………………………………………………………………. 41
 
فصل چهارم: آماده‌سازی اطلاعات جهت مدل‌سازی و آنالیز
4-1- مقدمه  …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 44
4-2- مطالعه میادین مورد بررسی  ………………………………………………………………………………………………………………….. 44
     4-2-1- میدان نفتی اهواز  ………………………………………………………………………………………………………………………….. 44
     4-2-2- میدان نفتی مارون  ……………………………………………………………………………………………………………………….. 46

 

4-3- آماده‌سازی داده‌ها جهت استفاده در مدل‌سازی  ………………………………………………………………………………. 50
     4-3-1 جمع‌ آوری داده‌ها  …………………………………………………………………………………………………………………………….. 50
          4-3-1-1- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند  ………………………………………………………………………. 50
          4-3-1-2- انتخاب مته حفاری و بهبود نرخ نفوذ  …………………………………………………………………………….. 51 
          4-3-1-3- هرزروی سیال حفاری  ……………………………………………………………………………………………………… 52
          4-3-1-4- گیر لوله حفاری  …………………………………………………………………………………………………………………. 54
     4-3-2- پیش‌پردازش داده‌ها  …………………………………………………………………………………………………………………… 55
          4-3-2-1- آنالیز داده‌ها و تأیید صحت و دقت آن‌ ها  …………………………………………………………………….. 55
          4-3-2-2- همسان‌سازی داده‌ها  ………………………………………………………………………………………………………. 56
     4-3-3- تقسیم بندی داده‌ها  …………………………………………………………………………………………………………………… 57
     4-4- مدل کردن  ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 58
4-5- معیارهای عملكرد مدل ………………………………………………………………………………………………………………………….. 58
 
فصل پنجم:  آنالیز و تحلیل اطلاعات
5-1- مقدمه  ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 60
5-2- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند  ……………………………………………………………………………………………. 60
    5-2-1- روش کار  …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 60
        5-2-1-1- پیش‌بینی UCS توسط MLP  ……………………………………………………………………………………………… 60
        5-2-1-2- پیش‌بینی UCS  توسط MLP&GA  …………………………………………………………………………………. 63
5-3- انتخاب مته حفاری و بهبود نرخ نفوذ  …………………………………………………………………………………………………. 66
     5-3-1- روش کار  ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 67
          5-3-1-1- پیش‌بینی مته حفاری  ……………………………………………………………………………………………………….. 67
          5-3-1-2- پیش‌بینی نرخ نفوذ حفاری  …………………………………………………………………………………………….. 68
          5-3-1-3- بهینه‌سازی نرخ نفوذ  ……………………………………………………………………………………………………….. 69
     5-3-2- بحث روی نتایج  …………………………………………………………………………………………………………………………… 72
         5-3-2-1- مته حفاری  …………………………………………………………………………………………………………………………… 72
         5-3-2-2- نرخ نفوذ و دبی جریان گل  ………………………………………………………………………………………………. 72
         5-3-2-3- فشار پمپ گل و سطح مقطع جریان  …………………………………………………………………………….. 74
         5-3-2-4- وزن روی مته و سرعت دوران رشته حفاری  ……………………………………………………………….. 75
         5-3-2-5- گرانروی گل  ………………………………………………………………………………………………………………………… 76
5-4- هرزروی سیال حفاری  ……………………………………………………………………………………………………………………………. 76
    5-4-1- روش کار  ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 77
        5-4-1-1- پیش‌بینی کمی هرزروی سیال حفاری  …………………………………………………………………………….. 78
        5-4-1-2- پیش‌بینی کیفی هرزروی سیال حفاری  …………………………………………………………………………… 79
        5-4-1-3- کاهش میزان هرزروی سیال حفاری  ……………………………………………………………………………….. 82
5-5- گیر لوله حفاری  ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 85
     5-5-1- روش کار  ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 85
          5-5-1-1- پیش‌بینی گیر مکانیکی و اختلاف فشاری  ……………………………………………………………………. 85
          5-5-1-2- پیش‌بینی گیر اختلاف فشاری  ……………………………………………………………………………………….. 87
          5-5-1-3- کاهش احتمال گیر لوله حفاری  ……………………………………………………………………………………… 88
 
فصل ششم: نتایج و پیشنهادها
6-1- نتایج  …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 92
6-2- پیشنهادها  ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 94
منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 95
پیوست ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 102


 
 
 
فهرست جدول
 
عنوان                                                                                                                        صفحه
 
جدول 2-1 لیست تعدادی از روابط تجربی محاسبه UCS  ……………………………………………………………………………. 11
جدول 2-2 مقایسه مدل UCS ارائه شده با روش‌های دیگر  ……………………………………………………………………….. 13
جدول 2-3 مقایسه مدل انتخاب مته و نرخ نفوذ ارائه شده با روش‌های دیگر  ……………………………………….. 16
جدول 2-4 مقایسه مدل هرزروی پیشنهادی با سایر روش‌ها  ……………………………………………………………………. 18
جدول 2-5 مقایسه مدل گیر لوله حفاری ارائه شده با سایر روش‌ها  ………………………………………………………… 21
جدول 3-1 لیست تعدادی از توابع انتقال مورد استفاده برای شبکه های عصبی  ………………………………….. 29
جدول 4-1 تحلیل آماری داده‌های استفاده شده در مدل‌سازی مقاومت فشاری سنگ سازند  ……………. 50
جدول 4-2 توصیف آماری داده‌های استفاده شده در مدل‌سازی انتخاب مته و نرخ نفوذ حفاری  ……… 52
جدول 4-3 توصیف آماری داده‌های استفاده شده در مدل‌سازی هرزروی سیال حفاری  ……………………. 54
جدول 4-4 توصیف آماری داده‌های استفاده شده در مدل‌سازی گیر لوله حفاری  ……………………………….. 56
جدول 5-1 مقایسه عملکرد دو شبکه‌ عصبی استفاده شده برای مدل‌سازی تعیین UCS  …………………… 66
جدول 5-2 بررسی عملکرد شبکه‌های عصبی استفاده شده برای پیش‌بینی انتخاب مته و نرخ نفوذ حفاری  …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 69
جدول 5-3 مقدار و محدوده پارامترهای ثابت و متغیر در بخش‌های مختلف چاه  ………………………………..  70
جدول 5-4 مقادیر پارامترهای بهینه‌سازی شده در بخش‌های مختلف چاه  ……………………………………………. 70
جدول 5-5 بررسی مته حفاری انتخاب شده  ………………………………………………………………………………………………… 72
جدول 5-6 بررسی نرخ نفوذ و دبی جریان گل بهینه‌سازی شده  ……………………………………………………………… 74
جدول 5-7 بررسی فشار پمپ گل و سطح مقطع جریان بهینه‌سازی شده  ……………………………………………. 75
جدول 5-8 بررسی وزن روی مته و سرعت دوران رشته حفاری بهینه‌سازی شده  ………………………………. 76
جدول 5-9 ساختار شبکه عصبی پیمانه‌ای مدل اول  …………………………………………………………………………………. 78
جدول 5-10 ساختار شبکه عصبی پیمانه‌ای مدل دوم  ………………………………………………………………………………… 79
جدول 5-11 تعیین محدوده برای خروجی مدل پیش‌بینی کیفی هرزروی سیال حفاری  ……………………… 80
جدول 5-12 مقایسه عملکرد شبکه‌های عصبی استفاده شده برای هر دو مدل  ……………………………………. 81
جدول 5-13 نتایج بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر هرزروی سیال حفاری با بهره گرفتن از الگوریتم تجمع ذرات  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 84
جدول 5-14 تست نتایج بهینه‌سازی با بهره گرفتن از شبکه عصبی مدل اول ……………………………………………… 85
جدول 5-15 تعیین محدوده برای خروجی مدل پیش‌بینی گیر مکانیکی لوله حفاری  …………………………. 87
جدول 5-16 عملکرد شبکه‌های عصبی استفاده شده در دو مدل  …………………………………………………………… 87
جدول 5-17 نتایج بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر گیر لوله حفاری با بهره گرفتن از الگوریتم ترکیبی ژنتیک و تجمع ذرات  …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 90
جدول 5-18 تست نتایج بهینه‌سازی با بهره گرفتن از شبکه عصبی  ………………………………………………………………. 91
 
 
 
عنوان                                                                                                                        صفحه
 
شکل 2-1 نمودار تنش-کرنش دو سنگ شکننده و شکل پذیر. نمودار سمت چپ منحنی تنش کرنش نمونه‌ی شکننده و سمت راست نمونه‌ی تغییر شکل‌پذیر  ……………………………………………………………………………… 8
شکل 3-1 نمونه عصب واقعی (در این شکل اکسون ترمینال در واقع همان سیناپس است)  ……………… 25
شکل 3-2 مدل یک شبکه عصبی با یک نرون و یک ورودی  ……………………………………………………………………. 27
شکل 3-3 شبکه عصبی پرسپترون دو لایه (دارای سه نرون در لایه ورودی و چهار نرون در لایه پنهان و یک نرون در لایه خروجی است)  …………………………………………………………………………………………………………………… 30
شکل 3-4 طرح شماتیک از یک شبکه عصبی پیمانه ای  …………………………………………………………………………… 31
شکل 3-5 ساختارهای مختلف شبکه عصبی پیمانه ای  …………………………………………………………………………….. 32
شکل 3-6-  ابرصفحه جدایش و بردارهای پشتیبان …………………………………………………………………………………… 34
شکل 3-7 فلوچارت الگوریتم ژنتیک  ……………………………………………………………………………………………………………. 38
شکل 3-8 فلوچارت الگوریتم تجمع ذرات  ……………………………………………………………………………………………………. 41
شکل 3-9 شکل شماتیکی از الگوریتم ترکیبی GA&PSO  ……………………………………………………………………….. 43
شکل 4-1- موقعیت جغرافیایی میدان نفتی اهواز  ………………………………………………………………………………………. 46
شکل 4-2- شکل میدان مارون و تقسیم بندی آن به هشت بخش  …………………………………………………………. 47
شکل 4-3- موقعیت جغرافیایی میدان نفتی مارون  …………………………………………………………………………………… 48
شکل 4–4– موقعیت جغرافیایی (مختصات شمال و شرق جغرافیایی) چاه های حفر شده در میدان نفتی مارون  …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 49
شکل 5-1 نمودار ضریب رگرسیون MLP  برای پیش‌بینی داده‌های UCS در مرحله تست  …………………. 63
شکل 5-2 فلوچارت آموزش شبکه MLP توسط الگوریتم ژنتیک  ……………………………………………………………. 64
شکل 5-3 نمودار ضریب رگرسیون MLP&GA برای پیش‌بینی داده‌های UCS در مرحله تست  ……….. 65
شکل 5-4 مقایسه شبکه‌های MLP و MLP&GA بر اساس میزان خطا و سرعت همگرایی  ………………… 65
شکل 5-5 مقایسه مقادیر تخمین زده شده UCS توسط هر دو شبکه با مقادیر واقعی  ……………………….. 66
شکل 5-6 ضریب رگرسیون شبکه‌ی عصبی در انتخاب مته حفاری برای داده‌های تست  …………………… 67
شکل 5-7 ضریب رگرسیون شبکه‌ی عصبی در پیش‌بینی نرخ نفوذ حفاری برای داده‌های تست  ……. 68
شکل 5-8 نتایج بهینه‌سازی پارامترهای حفاری توسط الگوریتم ژنتیک در سایز 5/8 چاه (شکل 5-8-1)، 25/12 چاه (شکل 5-8-2) و 5/17 چاه (شکل 5-8-3)  ……………………………………………………………………… 71
شکل 5-9 شبکه عصبی پیمانه‌ای استفاده شده در مدل‌سازی  ………………………………………………………………… 77
شکل 5-10 ضریب رگرسیون شبکه عصبی پیمانه‌ای مدل اول در مرحله تست  ……………………………………. 78
شکل 5-11 ضریب رگرسیون شبکه عصبی پیمانه‌ای مدل دوم در مرحله تست  ……………………………………. 80
شکل 5-12 مقایسه MNN  و MLP  بر اساس دقت و سرعت همگرایی برای هر دو مدل (محور عمودی لگاریتمی است)  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 81
شکل 5-13 مقایسه مقادیر واقعی و مقادیر پیش‌بینی شده هرزروی سیال حفاری در مرحله تست برای مدل اول  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 82
شکل 5-14 مقایسه مقادیر واقعی و مقادیر پیش‌بینی شده هرزروی سیال حفاری در مرحله تست برای مدل دوم  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 82
شکل 5-15 ضریب رگرسیون شبکه ماشین بردار پشتیبان برای داده‌های تست  …………………………………. 86
شکل 5-16 ضریب رگرسیون شبکه عصبی پرسپترون چندلایه بهینه‌شده توسط الگوریتم تجمع ذرات برای داده‌های تست …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 88
شکل 5-17 فلوچارت آموزش شبکه عصبی توسط الگوریتم تجمع ذرات  ……………………………………………… 88
 
 
مساحت نازل …………………………………………………………………………………………………………………………..
الگوریتم کلونی مورچگان ……………………………………………………………………………………………………
هوش مصنوعی ……………………………………………………………………………………………………………………….
شبکه عصبی مصنوعی ……………………………………………………………………………………………………….
پارامتر شناختی …………………………………………………………………………………………………………………………
پارامتر اجتماعی ………………………………………………………………………………………………………………………
قیمت مته حفاری ……………………………………………………………………………………………………………………..
هزینه ثابت عملیاتی دکل حفاری ……………………………………………………………………………………………….
نمودار گامای طبیعی ……………………………………………………………………………………………………………
ضریب تصحیح زاویه ……………………………………………………………………………………………………………
ضریب تصحیح سایز خرده‌های حفاری …………………………………………………………………………………….
ضریب تصحیح وزن ……………………………………………………………………………………………………………..
قطر نازل …………………………………………………………………………………………………………………………………..
عمق حفاری ……………………………………………………………………………………………………………………………..
عمق لوله جداری ………………………………………………………………………………………………………………….
قطر مته ………………………………………………………………………………………………………………………………..
قطر آنالوس ……………………………………………………………………………………………………………………….
قطر چاه ………………………………………………………………………………………………………………………………
سایز متوسط خرده‌ها …………………………………………………………………………………………………………
چگالی خرده‌های حفاری ……………………………………………………………………………………………………….
قطر خرده‌های حفاری ……………………………………………………………………………………………………………..
مدول یانگ استاتیکی ………………………………………………………………………………………………………………
مدول یانگ دینامیکی ……………………………………………………………………………………………………………..
الگوریتم ژنتیک ……………………………………………………………………………………………………………………..
هیدروژن سولفور ………………………………………………………………………………………………………………..
متراژ حفاری ………………………………………………………………………………………………………………………………
طول حفره باز ………………………………………………………………………………………………………………………..
انجمن بین المللی پیمانکاران حفاری ……………………………………………………………………………………. IADC
پرسپترون چند لایه …………………………………………………………………………………………………………….. MLP
شبکه عصبی پیمانه‌ای ………………………………………………………………………………………………………… MNN
میانگین مربع خطا ……………………………………………………………………………………………………………….. MSE
وزن گل حفاری ……………………………………………………………………………………………………………………… MW
تعداد جمعیت …………………………………………………………………………………………………………………………….. N
نمودار تخلخل نوترون ………………………………………………………………………………………………………… NPHI
تخلخل موثر …………………………………………………………………………………………………………………………….
قطر بیرونی لوله حفاری ………………………………………………………………………………………………………
درصد تقاطع …………………………………………………………………………………………………………………………….
بهترین موقعیت محلی ذره …………………………………………………………………………………………………
بهترین موقعیت سراسری ذره ……………………………………………………………………………………………
درصد جهش …………………………………………………………………………………………………………………………..
فشار گل حفاری ………………………………………………………………………………………………………………….
الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات …………………………………………………………………………………………. PSO
دبی پمپ …………………………………………………………………………………………………………………………………… Q
ضریب رگرسیون ………………………………………………………………………………………………………………………… R
نمودار چگالی ظاهری ………………………………………………………………………………………………………… RHOB
نرخ نفوذ …………………………………..…………………………………………………………………………………………. ROP
سرعت چرخش رشته حفاری ……………………………………………………………………………………………….. RPM
فضای جستجو ……………………………………………………………………………………………………………………………. S
انرژی مخصوص ……………………………………………………………………………………………………………………….. SE
ماشین بردار پشتیبان ………………………………………………………………………………………………………….. SVM
زمان حفاری ………………………………………………………………………………………………………………………………… t
زمان راندمان مته ………………………………………………………………………………………………………………………
زمان اتصال ……………………………………………………………………………………………………………………………….
زمان بالا و پایین کردن رشته حفاری ………………………………………………………………………………………….
کل سطح مقطع جریان ………………………………………………………………………………………………………….. TFA
حفاری فرو تعادلی ……………………………………………………………………………………………………………….
مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند ………………………………………………………………………………… UCS
سرعت موج تراکمی ………………………………………………………………………………………………………………….
سرعت موج برشی …………………………………………………………………………………………………………………….
سرعت ذره ………………………………………………………………………………………………………………………..
سرعت جدید ذره ………………………………………………………………………………………………………..
حداکثر سرعت ذره ………………………………………………………………………………………………………………
حداقل سرعت گل مورد نیاز ………………………………………………………………………………………………….
سرعت انتقال خرده‌های حفاری ………………………………………………………………………………………………
سرعت لغزش ………………………………………………………………………………………………………………………..
وزن روی مته …………………………………………………………………………………………………………………….
ورودی شبکه …………………………………………………………………………………………………………………………….
موقعیت ذره ………………………………………………………………………………………………………………………
موقعیت جدید ذره ………………………………………………………………………………………………………
خروجی شبکه …………………………………………………………………………………………………………………………..

چکیده

مقدمه: تولد نوزاد كم وزن یكی از جدی ترین مشكلات بهداشتی جهان محسوب می گردد که فشار فوق العاده ای را بر سیستم خدمات بهداشتی و افراد خانواده تحمیل می كند. از عوامل مادری مرتبط با کم وزنی ، سبک زندگی مادر در دوران بارداری ، مهمترین و بیشترین نقش را بر وزن زمان تولد نوزادان دارد.

روش کار: این پژوهش یک مطالعه همگروهی تاریخی است. واحدهای مورد پژوهش شامل 1177 مادری بودند که به مراکز یا پایگاه های بهداشتی جهت مراقبت های بعد از زایمان یا انجام واکسیناسیون کودک خود تا دو ماهگی مراجعه کرده و دارای پرونده بهداشتی بودند. ابزار مورد استفاده پرسشنامه ای سه قسمتی در مورد سبک زندگی مادران در دوران بارداری بود که با مشاهده پرونده بهداشتی مادران و مصاحبه سازمان یافته از واحدهای مورد پژوهش تکمیل گردید. واحدهای موردپژوهش بر اساس وزن زمان تولد نوزادان به دو گروه مادران نوزادان  کم وزن (2500 گرم و کمتر) و مادران نوزادان با وزن طبیعی (بیشتر از 2500 گرم تا 4000 گرم) دسته بندی شدند.

نتایج: نتایج پژوهش حاکی از آن بود که بین سبک زندگی مادر در دوران بارداری با وزن زمان تولد نوزاد ارتباط آماری معنی دار وجود دارد (004/0>P) . همچنین در مورد هر یک از حیطه های سبک زندگی نیز ، بین وضعیت تغذیه (008/0>P) ، فعالیت و استراحت (001/0>P) و روابط اجتماعی (0001/0>P) مادر در دوران بارداری با وزن زمان تولد نوزاد ارتباط آماری معنی داری مشاهده شد در حالی که بین نحوه ی مقابله با استرس و مراقبت از خود در دوران بارداری با وزن زمان تولد نوزاد ارتباط آماری معنی داری یافت نشد.

نتیجه‌گیری: با توجه به سبک زندگی و حیطه های وضعیت تغذیه ، فعالیت و استراحت و رابط اجتماعی در دوران بارداری مرتبط با کم وزنی نوزاد ، اهمیت نقش مسئولین امور بهداشتی در افزایش آگاهی های عمومی در زمینه سبک زندگی مناسب در دوران بارداری بیش از پیش محرز می گردد تا از نتایج حاصل از تولد نوزاد کم وزن پیشگیری به عمل آید.

کلمات کلیدی: آبستنی / آموزش پرستاری / سبک زندگی / مادران / نوزادان کم وزن / وزن نوزاد هنگام تولد

 

 

فهرست مطالب

عناوین                                                                         صفحه

فصل اول

     زمینه ی پژوهش ………………………………………………………………………………..9

اهداف پژوهش (هدف کلی و اهداف ویژه)……………………………………………15

سئوالات و فرضیه پژوهش…………………………………………………………………..15

تعریف واژه های کلیدی……………………………………………………………………..16

پیش فرض های پژوهش…………………………………………………………………….19

محدودیت های پژوهش……………………………………………………………………..20

فصل دوم

    چهارچوب پژوهش…………………………………………………………………………..22

مروری بر مطالعات……………………………………………………………………………41

فصل سوم

نوع پژوهش……………………………………………………………………………………58

جامعه پژوهش………………………………………………………………………………….58

نمونه پژوهش و روش نمونه گیری…………………………….. ……………………..58

حجم نمونه………………………………………………………………………………………59

  عناوین                                                                       صفحه                                             

    مشخصات واحدهای مورد پژوهش………………………………………………………60

محیط پژوهش…………………………………………………………………………………….60

ابزار گردآوری داده ها………………………………………. ……………………………….60

تعیین اعتبار و اعتماد علمی ابزار……………………………………………………………62

روش گردآوری اطلاعات……………………………………………………………………..64

روش تجزیه و تحلیل داده ها………………………………………………………………..64

ملاحظات اخلاقی……………………………………………………………………………….69

فصل چهارم

    یافته های پژوهش(معرفی جداول)……………………………………………………….71

جداول……………………………………………………………………………………………..72

فصل پنجم

   تجزیه و تحلیل یافته ها……………………………………………………………………….106

نتیجه گیری نهایی یافته ها …………………………………………………………………..136

کاربرد یافته هادر پرستاری………………………………. ………………………………..139

پیشنهادات براساس یافته ها………………………………………………………………140

فهرست منابع ………………………………………………………………………………….142

فهرست جداول و نمودارها

عنوان                                                                                                   صفحه

جدول شماره1-4 : توزیع واحدهای مورد پژوهش برحسب مشخصات فردی- اجتماعی واحدهای مورد پژوهش و نوزادان

 آنان………………………………………………………………………………………………………………. 72

نمودار شماره 1-4 : توزیع وضعیت سبک زندگی واحدهای مورد پژوهش………………………………………. 75

نمودار شماره 2-4 : توزیع وضعیت حیطه های سبک زندگی واحدهای مورد پژوهش ……………………… 76

جدول شماره 2-4 : ارتباط سبک زندگی مادر در دوران بارداری با وزن زمان تولد نوزادان ……………….. 77

جدول شماره 3-4 : ارتباط وضعیت حیطه های سبک زندگی مادر در دوران بارداری با کم وزنی زمان تولد نوزادان …………………………………………………………………………………………………………………………………… 78

جدول شماره 4-4 : عوامل تغذیه ای (آنالیز تک متغیره) مرتبط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش …………………………………………………………………………………………………………………………………..80

جدول شماره 5-4 : برآورد ضرایب رگرسیونی عوامل تغذیه ای (آنالیز چند متغیره) مرتبط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش بر اساس مدل لوجستیک رگرسیون چندگانه (Multiple Logestic Regression) ………………………………………………………………………………………………………………………. 82

جدول شماره 6-4 : عوامل مرتبط با فعالیت و استراحت (آنالیز تک متغیره) در ارتباط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش ………………………………………………………………………………………………… 83

جدول شماره 7-4 : برآورد ضرایب رگرسیونی عوامل مرتبط با فعالیت و استراحت (آنالیز چند متغیره) در ارتباط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش بر اساس مدل لوجستیک رگرسیون چندگانه (Multiple Logestic Regression) …………………………………………………………………………………… 84

جدول شماره 8-4 : عوامل مراقبت از خود (آنالیز تک متغیره) مرتبط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش ………………………………………………………………………………………………………………………….. 85

جدول شماره 9-4 : برآورد ضرایب رگرسیونی عوامل مراقبت از خود (آنالیز چند متغیره) مرتبط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش بر اساس مدل لوجستیک رگرسیون چندگانه (Multiple Logestic Regression) ……………………………………………………………………………………………………… 87

جدول شماره 10-4 : عوامل مرتبط در روابط اجتماعی (آنالیز تک متغیره) در ارتباط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش ………………………………………………………………………………………………… 88

جدول شماره 11-4 : برآورد ضرایب رگرسیونی عوامل روابط اجتماعی (آنالیز چند متغیره) مرتبط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش بر اساس مدل لوجستیک رگرسیون چندگانه (Multiple Logestic Regression) ……………………………………………………………………………………………………… 90

جدول شماره 12-4 : عوامل مرتبط در نحوه مقابله با عوامل تنش زا (آنالیز تک متغیره) در ارتباط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش ………………………………………………………………………………….. 92

جدول شماره 13-4 : برآورد ضرایب رگرسیونی عوامل مرتبط در نحوه مقابله با عوامل تنش زا (آنالیز چند متغیره) مرتبط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش بر اساس مدل لوجستیک رگرسیون چندگانه (Multiple Logestic Regression) ………………………………………………………………………. 93

جدول شماره 14-4 : مقیاس شاخص های آماری وزن نوزادان واحدهای مورد پژوهش برحسب مشخصات فردی- اجتماعی واحدهای مورد پژوهش و نوزادان آنان ……………………………………………….94

جدول شماره 15-4 : توزیع وزن نوزادان واحدهای مورد پژوهش بر حسب مشخصات فردی- اجتماعی واحدهای مورد پژوهش و نوزادان آنان ………………………………………………………………………………………. 96

جدول شماره 16-4 : برآورد ضرایب رگرسیونی عوامل فردی و اجتماعی واحدهای مورد پژوهش و نوزادان آنان بر اساس مدل لوجستیک رگرسیون چندگانه (Multiple Logestic Regression) …. 101

جدول شماره 17-4 : برآورد ضرایب رگرسیونی حیطه های سبک زندگی مادران در دوران بارداری و ویژگی فردی و اجتماعی آنان ، مرتبط با وزن زمان تولد نوزادان واحدهای مورد پژوهش بر اساس مدل لوجستیک رگرسیون چندگانه (Multiple Logestic Regression) ………………………………………. 103

زمینه پژوهش:

وزن هنگام تولد به عنوان یک شاخص مهم بهداشت باروری و وضعیت بهداشت عمومی جامعه به شمار می آید (1). تعیین این شاخص یكی از متداول ترین و ساده ترین روش ها برای ارزیابی رشد و نیز بررسی وضعیت سلامت نوزادان یک جامعه می باشد ، زیرا وزن زمان تولد مهمترین فاكتور بقاء انسان در دوران نوزادی و یکی از عوامل پیش بینی كننده ی توانایی های جسمی و تكامل آینده ی وی می باشد (2). همچنین وزن هنگام تولد یکی از عوامل مهم تاثیرگذار در مرگ و میر نوزادان و کودکان است (3).

امروزه تولد نوزادان كم وزن[1] یكی از جدی ترین مشكلات بهداشتی جهان محسوب می گردد (2). نوزادان نارس و کم وزن به دلیل شرایط خاص خود قادر به سازگاری با محیط خارج از رحم نیستند و بیشتر در معرض خطر مرگ و میر قرار دارند (4). میزان مرگ ومیر نوزادان کم وزن ، 40 برابر و نوزادان خیلی کم وزن[2] ، 200 برابر ، نسبت به نوزادان تولد یافته با وزن طبیعی ، بیشتر است. در ایران نیز دو سوم مرگ ومیر نوزادان در 24 ساعت اول پس از تولد در نوزادان کم وزن اتفاق می افتد. تولد زودرس[3] و تاخیر رشد داخل رحمی[4] دو عامل کم وزنی نوزادان می باشد. علت اصلی کم وزنی در ایالات متحده ، تولد نوزاد نارس[5] و در کشورهای در حال توسعه ، تاخیر رشد داخل رحمی است. از دو دهه گذشته ، میزان تولد نوزاد کم وزن افزایش یافته است (5). به طوری كه سالانه تقریبا 20 میلیون نوزاد کم وزن در جهان متولد می شوند. بروز كم وزنی در سراسر جهان به صورت یكنواخت نیست ؛ بلكه دامنه ی آن از 4 تا 5 درصد نوزادان متولد شده در كشورهای توسعه یافته تا قریب به 50 درصد كشورهای توسعه نیافته ، متفاوت است (1). بین سال های 1984 تا 2005 درصد تولد نوزاد کم وزن 7/6 درصد تا 2/8 درصد افزایش داشته و در طی سا ل های 1980 تا 2005 تولد نوزادان خیلی کم وزن 2/1تا 5/1 درصد افزایش یافته است (5). بر طبق آمارهای سازمان بهداشت جهانی 95درصد تولد نوزادان کم وزن در كشورهای در حال توسعه اتفاق می افتد. این سازمان تا سال 2004 شیوع كم وزنی را در صحرای آفریقا 15درصد ؛ در خاورمیانه و آفریقای شمالی 10درصد ؛ در كشورهای شرق آسیا 10درصد ؛ در جنوب آسیا 33درصد ؛ در آمریكای لاتین 9درصد ؛ در كشورهای توسعه یافته 6درصد ؛ در كشورهای در حال توسعه 18درصد ؛ در كل جهان 17درصد و در ایران 10درصد گزارش نموده است. در مطالعه ای که در سال 1384 در رشت توسط “عدل شعار” با هدف تعیین عوامل مادری پیش بینی کننده ی کم وزنی نوزادان انجام شد ، شیوع کم وزنی را 2/5 درصد گزارش کردند (2).

كم وزنی هنگام تولد هم در کشورهای پیشرفته و هم در کشورهای در حال توسعه فشار فوق العاده ای را بر سیستم خدمات بهداشتی و افراد خانواده تحمیل می كند (1). هزینه ی دلاری منابع مورد استفاده برای مراقبت از نوزادان کم وزن ، جزء شاخص هایی جهت تعیین بار اقتصادی برای کشور است. حدود هفت درصد نوزادان کم وزن که در ایالات متحده متولد می شوند ، بیش از یک سوم هزینه ی مراقبت های بهداشتی را به خود اختصاص می دهند. اگر موردی بررسی کنیم هزینه ی نجات جان نوزادان بسیار کوچک با انجام مراقبت های ویژه خیلی اوقات از چند هزار دلار نیز فراتر رفته است. سوای زنده ماندن ، مسئله مهم دیگری که برای نوزادان کم وزن مطرح است ، کیفیت عمر آتی آنهاست (6). علیرغم زنده ماندن برخی از نوزادان بسیار کوچک تحت مراقبتهای ویژه ی طولانی و بسیار پرهزینه باز هم نتایج امیدوارکننده نیست (7) و این نوزادان کم وزن سه برابر نوزادان با وزن طبیعی دچار عوارض تکامل عصبی و ناهنجاری های مادرزادی می شوند (8). این نوزادان حتی در دوران کودکی هم به میزان بالاتری به اختلالات حرکتی ، گفتاری ، شنیداری و عدم توانایی یادگیری مبتلا می شوند (2). به طوری كه احتمال بروز فلج مغزی ، عقب ماندگی ذهنی ، مرگ ناگهانی ؛ سپتی سمی و اسهال در كودكانی كه كم وزن به دنیا آمده اند بیشتر است(1و5). حتی تحقیقات به عمل آمده بر روی نوجوانان نشان داده است که اختلالات روانی و رفتاری در افرادی که در هنگام تولد کم وزن بوده اند سه برابر بیشتر از دیگران است که عمده ترین آنها اختلال بیش فعالی است. کمبود مهارت های اجتماعی ، اختلالات تعاملی در ارتباط با همسالان ، کاهش سطح فعالیتهای اجتماعی و اعتماد به نفس پایین هم از دیگر موارد شایع در این گروه می باشد. نکته جالب توجه آن است که مطالعات اپیدمیولوژیک اخیر نشان می دهند که خطر بروز بیماریهای دوران میانسالی نظیر فشارخون میانسالی ، بیماری های کلیوی ، دیابت ، سکته مغزی و چاقی در افراد با سابقه ی کم وزنی زمان تولد ، بیشتر است (1و2).

بنابراین وزن زمان تولد به عنوان یكی از شاخص های مهم بهداشتی در ارزیابی مراقبت های دوران بارداری و مقیاس تعیین كننده ی سلامت نوزادان در سطح جامعه مطرح است كه با روند رشد و تكامل و بقای نوزادان در آینده پیوند نزدیک دارد (1).

عوامل زیادی روی  کم وزنی زمان تولد تاثیر می گذارند که از مهمترین این عوامل می توان ژنتیک ، عوامل محیطی ، جنینی ، جفتی و مادری را نام برد (2و8). در این میان عوامل مادری ، بر اساس تحقیقات به عمل آمده مهمترین وبیشترین نقش را بر وزن زمان تولد نوزادان دارد (2). عوامل مادری در دوران بارداری از قبیل سن ، شاخص توده بدنی ، عوامل اقتصادی-اجتماعی ، طبی ، فعالیت ، نوع تغذیه ، چگونگی گذراندن اوقات فراغت ، عادات سیگار کشیدن ، وضعیت نامطلوب زندگی در دوران بارداری و نحوه ی مقابله با استرس ، چگونگی استفاده از خدمات بهداشتی – درمانی و… از جمله مواردی هستند که قسمتی از سبک زندگی مادر را در دوران بارداری تشکیل می دهند و نتایج برخی از مطالعات اذعان دارند که ممکن است این عوامل با تولد نوزاد کم وزن ارتباط داشته باشند (9). همچنین شواهدی وجود دارد که رفتارهای ارتقای بهداشتی سبک زندگی[6] در دوران بارداری در حفظ بهداشت زنان به منظور زایمان نوزاد سالم ضروری هستند و خطر کم وزنی زمان تولد را کاهش می دهند (10). به طوری که والت[7] (2005)  نیز در مطالعه خود بیان کرد که سبک زندگی مادر در دوران بارداری از عوامل مداخله کننده در تولد نوزاد کم وزن ترم است (11). متخصصان بهداشتی سبک زندگی را به عنوان یکی از عوامل مهم که روی سلامتی تاثیر می گذارد ، توصیف کرده اند (9). رفتارهای ارتقاء دهنده ی بهداشتی برای همه ی اعضای جامعه ، به ویژه برای زنان مهم است (10). چون سلامتی و پیشرفت هر جامعه ای به میزان زیادی به سلامتی زنان وابسته است حاملگی و زایمان اثر قابل توجه ای روی سلامتی و بهداشت زنان دارد و برای سلامت ملی ، شاخص مهمی به شمار می رود. از طرف دیگر سبک زندگی مادر اثر دائمی و طولانی مدت روی سلامتی مادر و کودک دارد (9). سبک زندگی در دوران بارداری رفتارهایی است که مادر باردار در ارتباط با نوع تغذیه و مواد خوراکی مصرفی ، عادات سیگار کشیدن و مصرف الکل و داروها، فعالیت های جسمی ، مراقبت حین بارداری ، روابط اجتماعی و چگونگی مقابله با عوامل تنش زا انجام می دهد (9 و 10).

همان طور که ذکر شد تغذیه جزئی از سبک زندگی می باشد ، نیازهای تغذیه ای طی حاملگی افزایش می یابد که نشان دهنده ی نیازهای جنین برای رشد ، و نیازهای فیزیولوژیک مادر هستند (12). رژیم غذایی نامناسب و ناکافی در این دوران بر سلامتی مادر و وزن هنگام تولد نوزاد ، تاثیر منفی می گذارد. بنابراین رژیم غذایی مناسب ، تامین کننده ی انرژی برای مادر است و ارتباط مثبت خطی میان وزن گیری مادر و نوزاد وجود دارد (13). در یک خانم با وزن متوسط یا پایین ، عدم افزایش وزن در طول بارداری می تواند سبب محدودیت رشد جنین شود. به خصوص عدم افزایش وزن در سه ماهه ی دوم ، ارتباط محکمی با کاهش وزن هنگام تولد نشان می دهد. محدودیت کالری روی رشد جنین تاثیر سوء دارد و میانگین وزن نوزاد را کاهش می دهد (7). اخیرا متخصصان تغذیه بیان می كنند كه رژیم پركالری و پرپروتئین رشد و تكامل جنین را افزایش می دهد. در بعضی مطالعات دیده شده ، افرادی كه بیش از 20% رژیم غذایی آنان در دوران بارداری فقط پروتئین بوده است نوزادان كم وزن به دنیا آورده اند كه می توان نتیجه گرفت رژیم بیش از حد پروتئین می تواند مضر باشد (14). اما در مطالعه ای که سوکو و همکاران[8] (2006) انجام دادند پی بردند: مادرانی که در دوران بارداری بیشتر گوشت و سبزیجات مصرف می کنند ، نوزادانی با وزن طبیعی به دنیا می آورند و بر عکس مصرف بیش از حد مواد شیرین در دوران بارداری با تولد نوزاد کم وزن ارتباط مثبت دارد (15). صحتی و همکاران (2007) نیز بیان کردند که تغذیه به عنوان قسمتی از سبک زندگی بر وزن زمان تولد موثر است (005/0>p) (9). عدل شعار و همکاران نیز (1384) بیان کردند که مصرف کم میوه بر کم وزنی زمان تولد نوزاد تاثیر دارد (2). به همین دلیل پیشنهاد می شود که زنان باردار از همه نوع مواد غذایی در حد متعادل استفاده کنند (14).

فعالیت بدنی عامل تعیین کننده ی دیگر ، در سبک زندگی می باشد (12). فعالیت بدنی زیاد و همچنین کارهای سنگین فیزیکی ، نوزاد را در معرض خطر کم وزنی زمان تولد قرار می دهد و گزارش شده است زنانی که در مزارع کار سنگین می کردند میزان تولد نوزادان کم وزن در آنها هفت برابر بیشتر بوده است (7). وین گساخون و همکاران[9] (2010) نیز در مطالعه خود به این نتیجه رسیدند که کار جسمانی شدید در دوران بارداری با کم وزنی زمان تولد ارتباط دارد (16). ولی صحتی و همکاران (2004) در مطالعه خود ، بین فعالیت جسمانی در دوران بارداری و تولد نوزاد کم وزن ارتباطی پیدا نکردند (9) عدل شعار و همکاران (1384) و ریمی و همکاران (2006) نیز ارتباطی بین کار جسمانی سخت (شغل کارگری مادر در دوران بارداری) و تولد نوزاد کم وزن پیدا نکردند (2و17).

روابط اجتماعی به معنی چگونگی برقراری ارتباط با دیگران و برخورداری از حمایت های اجتماعی می باشد (9). وضعیت اجتماعی مادر و محیط مناسبی که در پیرامون وی قرار دارد تاثیر قابل توجهی بر وزن کودک دارد (7). سلامت بعد اجتماعی بیانگر سازگاری درونی فرد و تطابق فرد با سایر افراد اجتماع و دنیای پیرامون وی می باشد ، انسان موجودی اجتماعی است و تماس با دیگران برای سلامتی جسمی و روانی او ضروری است ، روابط ضعیف می تواند منبع فشار روانی و روابط خوب منبع کمال و شکوفایی باشد (16).

مراقبت های بهداشتی در دوران بارداری ، بدون شک برای سلامت جسمانی و روحی مادر و کودک او بسیار مفید خواهد بود. مادرانی که در انجام مراقبت های بهداشتی خود درگیر می شوند ، به تغذیه ، فعالیت و استراحت خود توجه

 
چکیده:
امروزه، تحقیقات و طرح های توسعه صنعتی در زمینه بیوتكنولو‍ژی و حفظ محیط زیست از اهمیت خاصی برخوردار گردیده و استفاده از امكانات موجود در طبیعت توجه محققین را به خود جلب كرده است. از جمله این موارد، استفاده بهینه از مواد سلولزی و لیگنوسلولزی است.
امروزه، استفاده از الیاف طبیعی گیاهی، علاوه بر صنعت نساجی در صنایع پلیمری و خودروسازی از اهمیت خاصی برخوردار شده است. توسعه روز افزون كاربرد الیاف طبیعی گیاهی نظیر جوت در كمپوزیتها، رونق خاصی به خصوصیات و بازار آن داده است. از دلایل پیشرفت و اهمیت این الیاف، می توان به عنوان نمودن سال 2009 به عنوان سال الیاف طبیعی توسط مجمع عمومی سازمان ملل متحد اشاره كرد.
در این تحقیق،  استخراج الیاف طبیعی با منشأ گیاهی- سلولزی از برگ گیاه Typha australis بررسی شد. عملیات استخراج لیف با بهره گرفتن از رتینگ شیمیایی و با به کار بردن مواد شیمیایی از قبیل سود سوزآور، تری پلی فسفات سدیم، تترا اتیلن دی آمین، آنتراکینون، در دماهای 60-100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 30-480 دقیقه صورت گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که استخراج الیاف از برگ گیاه با روش رتینگ قلیایی امکان پذیر است و الیاف بدست آمده دارای استحکام (3.1-3.6 g/den) و ظرافت 23-33 den بوده که نسبت به دیگر الیاف طبیعی با منشأ گیاهی از قبیل کنف، جوت، نارگیل و اناناس استحکام بالاتری دارد.  طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده نشان از لیگنوسلولزی بودن آن داشت که با تعیین درصد ترکیبات آن، معلوم گردید که لیف حاوی 60-50% سلولز، 30-25% لیگنین ، 12-9% همی سلولز و 8-5% مواد ناخالصی است. که این میزان سلولز بیش از سلولز موجود در الیاف نارگیل می­باشد. از طرفی لیگنین موجود در لیف، می ­تواند به عنوان ماده ضد باکتری و جذب کننده پرتو ماورابنفش عمل کند که خود ویژگی خاصی به این لیف می­دهد. همچنین لیف استخراج شده دارای 50-45% کریستالینیته می­باشد که این درصد بلورینگی پایین سبب جذب آب 9/5-8% گردیده که نسبت به الیاف پنبه، درصد جذب رطوبت بالاتری می­باشد. از طرفی دانسیته لیف 1/26 g.cm–3 بوده که از دیگر الیاف طبیعی با منشاگیاهی از قبیل پنبه، کتان، جوت، شاهدانه و…  بسیار سبک تر است.  رنگ الیاف استخراج شده به دلیل استخراج توسط عملیات قلیایی در دمای بالا و وجود میزان لیگنین بالا دارای شید زرد روشن تا قهوه­ای تیره می­باشد.  با انجام عملیات سفیدگری با آب اکسیژنه، الیاف سفیدی مطلوبی را کسب کرده و میزان روشنایی آن 34% افزایش یافت. رنگ پذیری الیاف بسیار مناسب بوده و الیاف به خوبی رنگ را جذب کرده و شفافیت رنگ آن مناسب می­باشد.
با توجه به خصوصیات بسیار عالی الیاف استخراج شده و خصوصیات خوب گیاه لویی از قبیل هرز بودن گیاه، فراوانی آن در اکثر مناطق کشور، رشد آن  در مردابها، باتلاقها، جویبارها و عدم نیاز به نگهداری  و مراقبت خاص و داشتن برگهای بلند و برافراشته، انتظار می­رود که با تحقیقات بیشتر، شاهد حضور این لیف در بازارهای نساجی و دیگر صنایع مصرف کننده الیاف به صورت نخ خالص یا مخلوط با دیگر الیاف طبیعی  و مصنوعی باشیم.
 مقدمه
انسان از زمان های بسیار دور، علاوه براینكه با شكار حیوانات می­توانست مواد غذایی خود را تأمین كند، از پوست آنها نیز به عنوان وسیله مناسبی برای گرم نگه داشتن بدن خود استفاده می­كرد. در یک مقطع زمانی از تاریخ، انسان دریافت كه رویش مویین پوست حیوانات و رشته­های نازك و بلند برخی از گیاهان آمادگی دارند كه به وسیله تابیده شدن به دور خود، رشته­های بلندتری را تشكیل دهند كه موسوم به نخ است. بدین ترتیب بود كه الیاف طبیعی نظیر پنبه، پشم، ابریشم و دیگر الیاف هر یک بنحوی شناخته شدند‌‌[1].
 
1-1– الیاف ماده اولیه نساجی  
الیاف ماده اولیه صنعت نساجی است. خصوصیات اصلی یک لیف عبارت است از نسبت فوق العاده زیاد طول به قطر آن، استحكام، لطافت، الاستیسیته، جذب رنگ و قابلیت ریسندگی؛ كه باعث سهولت تاب دادن الیاف و در نتیجه باعث افزایش قدرت نخ می شود.[1] از مشخصه­های مهم یک لیف؛ طول (متوسط طول، توزیع طولی) ، سطح مقطع (مساحت كل، یكنواختی و شكل) ، تجعد (تعداد و دامنه تجعد) ، فنریت و مشخصات سطحی می­باشد. همچنین یک لیف باید دارای خصوصیات فیزیكی، شیمیایی و مكانیكی مطلوبی باشد. از خواص فیزیكی می توان به رنگ، جلا، وزن مخصوص، حرارت ویژه، هدایت الكتریكی وگرمایی، نقطه نرم شدن، دمای شیشه ­ای و از خواص مكانیكی به استحكام، ازدیاد طول، مدول، الاستیسیته و بازگشت پذیری اشاره كرد. همچنین خواصی از قبیل رطوبت بازیافتی، تورم، عكس­العمل در برابر حلال­ها، تغییر شیمیایی در اثر حرارت، مقاومت در برابر عوامل جوی(اكسیژن، نور، حرارت، میكروارگانیزمها)، مقاومت شیمیایی به اسید، قلیا، عوامل اكسید­كننده و رنگ پذیری نیز دارای اهمیت می­باشد[2].
با توجه به کاربرد متنوع کالاهای نساجی، از پوشاك تا مصارف صنعتی، لزوم استفاده از الیاف با خصوصیات مختلف و روش های متفاوت وجود دارد. روش های مختلفی برای طبقه ­بندی ویژگی­های مرتبط با خصوصیات الیاف، روش های تولید و استفاده نهایی از آنها وجود دارد. هر چند که، طول

 و ظرافت دو پارامتر مهم از خصوصیات الیاف می باشند که پتانسیل کاربردی و فرایند­پذیری الیاف را تعیین می­ کنند.

براساس طول الیاف و فرایند­پذیری در سیستم ریسندگی، الیاف به دو دسته الیاف استیپل کوتاه[1] و الیاف استیپل بلند[2] طبقه ­بندی می­شوند. معمولاً، در حدود 58% از الیاف تولیدی در جهان در سیستم الیاف استیپل كوتاه و در حدود 7% در سیستم استیپل بلند ریسندگی می­شوند. فرایند­پذیری الیاف در هر کدام از سیستم­های استیپل کوتاه و بلند، کاربرد ویژه­ای را تعیین می­ کنند. در حالت کلی، الیاف ظریف و کوتاه، برای کاربرد در پارچه  بیشتر ترجیح داده می­شوند، در حالیکه الیاف با طول بلندتر، معمولاً برای قالی، طناب و ریسمان استفاده می­شوند. طول الیاف سلولزی طبیعی، اصولاً براساس طول سلول واحد آنها و طول لیفی كه سلولهای واحد آن توسط مواد صمغی مانند لیگنین به همدیگر متصل شده ­اند، تعیین می­گردد[3] .
اصولاً طبقه بندی الیاف در برگیرنده كلیه الیاف طبیعی[3] و مصنوعی[4] ،كار بسیار مشكل و شاید هم غیرعملی است. برای طبقه ­بندی الیاف بر حسب منشأ تولید، خانواده، ساختمان شیمیایی، خواص ومصرف آنها توسط متخصصین مختلف، پیشنهادات گوناگونی شده است. الیاف نساجی  به دو طبقه اصلی الیاف طبیعی و الیاف مصنوعی تقسیم می­شوند، كه هر یک از این دو طبقه، خود شامل گروه­های فرعی دیگری می­باشند. الیاف طبیعی مانند پشم و پنبه، الیافی هستند كه به طور طبیعی تولید می­شوند. الیاف مصنوعی، به الیافی اطلاق می­ شود كه به خودی خود وجود ندارند و با بهره گرفتن از مواد خام اولیه و یا سایر مواد شیمیایی و با به كار­بردن روش های صنعتی تهیه می­گردند[1]. منشأ الیاف سلولزی، گیاهان موجود درطبیعت هستند كه منابعی بی پایان بوده كه تنها بخش كوچكی از این منابع قابلیت استخراج الیاف با خصوصیات مناسب صنعت نساجی را دارند[2].
بر اساس منشأ، الیاف طبیعی به سه گروه فرعی تقسیم می­شوند: الیاف معدنی، الیاف گیاهی و الیاف حیوانی.
الیاف معدنی: مصرف این نوع الیاف در صنعت نساجی محدود است و آسبست كه در اصطلاح عامیانه، پنبه كوهی[5] یا پنبه نسوز نامیده می­ شود، نمونه ­ای از این الیاف می­باشد.
الیاف گیاهی : الیاف گیاهی از چوب و برخی مواد كشاورزی، كه موادی قابل تجدید حیات هستند تولید می­شوند و دارای پتانسیل ایجاد محصولات جدید و جایگزینی مواد سوختنی هیدروكربنی مضر برای محیط زیست می­باشند[4]. الیاف گیاهی شامل مهمترین الیاف نساجی ، یعنی پنبه و سایر الیاف مانند كتان، شاهدانه و جوت است . این الیاف از طریق كشت تهیه می­شوند و پایه سلولزی (ماده سازنده گیاهان) دارند[1]. الیاف گیاهی به گروه­های فرعی زیر تقسیم می­شوند:
1) الیاف دانه­ای، مانند پنبه
2)الیاف ساقه­ای، مانند كتان، جوت، شاهدانه
3)الیاف برگی، مانند سیسال، مانیلا
4)الیاف میوه­ای، مانند نارگیل
الیاف حیوانی : الیاف حیوانی مانند ابریشم،كه توسط كرم ابریشم تولید می­ شود، همچنین پشم و سایر الیاف شبیه مو، مانند كشمیر، آلپاكا و غیره را نیز در بر می­گیرد. این الیاف، پایه پروتئینی دارند كه تركیب پیچیده­ای است و قسمت عمده ساختمان بدن جانداران را تشكیل می­دهد. این الیاف به گروه­های فرعی زیر تقسیم می­شوند[1] .
1) پشم
2) ابریشم
3) مو، مانند موی بز، خرگوش، شتر، اسب
الیاف سلولزی طبیعی تک سلولزی، پنبه و کاپوک، نسبتاً دارای طولهای کوتاه و در فرایند سیستم استیپل کوتاه عمل شده، در حالیکه الیاف چند سلولی مانند کتان و چتایی، طولی بیش از 20 سانتیمتر دارند و مناسب فرایندهای سیستم استیپل بلند می­باشند. هر چند که کتان و دیگر الیاف بلند، از نظر صنعتی برای سیستم استیپل، طول بلندتری دارند، اما تلاشهای موفقیت آمیزی برای بدست آوردن الیاف کتان با طول کوتاه، مناسب مخلوط کردن با الیاف پنبه و پروسه­های سیستم الیاف استیپل کوتاه، صورت گرفته است. از طرفی برگهای نارگیل و ذرت، چند سلولی بوده و در نساجی مناسب پروسه­های الیاف طبیعی بلند می­باشند.[3] الیاف مصنوعی می­توانند بر حسب ماده تشكیل دهنده الیاف، به دو گروه فرعی متمایز از یكدیگر یعنی، الیاف بازیافته[6] و الیاف سنتتیك[7] تقسیم شوند:
الیاف بازیافته الیافی هستند كه ماده تشكیل دهنده آنها، قبلاً در طبیعت موجود بوده است و الیاف سنتتیک از مواد شیمیایی تهیه می­شوند كه دارای ساختمان لیفی نیستند و از طریق سنتز مواد اولیه و یا اجرای پروسس­های شیمیایی لازم، ساختمان لیفی به آنها داده می­ شود و طبیعت درساختن آنها و یا در قسمتی از فرایند تهیه آنها، نقشی ندارد و كلاً سنتتیک هستند. گروه های فرعی الیاف سنتتیک را به صورت زیر می­توان بیان كرد.[1]
– پلی­آمید، نظیر نایلون
– پلی­استرها، نظیر تریلین، داكرون
– مشتقات پلی­وینیل، نظیر پلی­وینیل الكل، كلراید
– پلی­اولفین ها، مانند پلی­پروپیلن، پلی­اتیلن
– پلی­اورتانها
الیاف طبیعی  نسبت به مواد سنتتیك، دارای مزیتهایی از قبیل معایب محیط زیستی و سمی كردن محیط زیست كمتر و قابلیت تجزیه شدن بیولوژیكی می­باشند. اما مشكل اساسی الیاف گیاهی نسبت به الیاف سنتتیك، فقدان یكنواختی مواد است. الیاف سنتتیک می­توانند در یک روش خاص تولید شوند و الیاف تولیدی، دارای كیفیت یكنواخت و ثابت می­باشد، در حالیكه الیاف گیاهی، زمانیكه تولید می­شوند، شرایط رشد، تأثیر به سزایی بر نتایج و خصوصیات آنها دارد. تفاوتهای ایجاد شده به دلیل متفاوت بودن مناطق كشت، نوع خاك، آب و هوا و كشاورز می­باشد. عملیات رتینگ[8](جداسازی الیاف از قسمتهای چوبی ساقه و صمغهای گیاهی)، بر رنگ لیف، جداسازی دسته الیاف، مواد متشكله و استحكام لیف اثر می­گذارد. كیفیت لیف به شرایط زراعی، رشد و مكان لیف در گیاه نیز بستگی دارد[4] . جدول 1 ، درصد تغییرات کمیتهای مختلف در نمونه الیاف به طول 1 سانتیمتر را نشان می­دهد که توسط آقای مردیت[9] آزمایش شده است. همانگونه که مشاهده می­ شود الیاف طبیعی گیاهی درصد تغییرات بالایی را نشان می­دهند. [5]
 
جدول1-1: درصد  تغییرات داخل نمونه الیاف