7

 

 

1-2-          روبات­های انسان­نما

 

 

 

10

 

 

1-3-          روبوکاپ، انگیزه­ها و اهداف

 

 

 

13

 

 

1-4-          نرم افزارهای شبیه­سازی و مدل روبات

 

 

 

13

 

 

           1-4-1- شبیه­سازی

 

 

 

14

 

 

           1-4-2- مدل روبات

 

 

 

15

 

 

           1-4-3- کد پایه

 

 

 

18

 

 

1-5-          راه رفتن روبات انسان­نما از بغل

 

 

 

19

 

 

1-6-          اهداف

 

 

 

 

 

 

فصل دوم: بر تحقیقات پیشین و روش­های به کار رفته در تحلیل حرکت روبات

 

 

 

21

 

 

2-1-    مقدمه

 

 

 

22

 

 

2-2-    تعادل روبات ونقطه گشتاور صفر

 

 

 

25

 

 

2-3-    حرکت­شناسی

 

 

 

27

 

 

          2-3-1- حرکت­شناسی مستقیم

 

 

 

27

 

 

          2-3-2- حرکت­شناسی معکوس

 

 

 

31

 

 

2-4-    استفاده از سری­های فوریه در تحلیل حرکت روبات

 

 

 

 

34

 

 

           2-4-1- بهینه­سازی پارامترهای سری فوریه به کمک الگوریتم ژنتیک

 

 

 

37

 

 

           2-4-2- بهینه­سازی پارامترهای سری فوریه به کمک الگوریتم ازدحام ذرات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل سوم: طرح پیشنهادی

 

 

42

 

 

3-1-    مقدمه

 

 

 

42

 

 

3-2-     روبات انسان­نمای نائو و تحلیل حرکت آن

 

 

 

45

 

 

3-3-     استفاده از حرکت­شناسی در راه رفتن از بغل

 

 

 

46

 

 

            3-3-1- حرکت­شناسی مستقیم

 

 

 

50

 

 

            3-3-2- حرکت­شناسی معکوس

 

 

 

52

 

 

3-4-     استفاده از اتوماتای یادگیر به منظور راه رفتن روبات

 

 

 

53

 

 

            3-4-1- روبات­های افزونه

 

 

 

54

 

 

            3-4-2- اتوماتاهای یادگیر

 

 

 

55

 

 

                       3-4-2-1- اتوماتای یادگیر با ساختار ثابت

 

 

 

58

 

 

                       3-4-2-2- اتوماتای یادگیر با ساختار متغیر

 

 

 

60

 

 

            3-4-3- روش پیشنهادی در راه رفتن روبات نائو

 

 

 

 

 

 

فصل چهارم: آزمایش­ها و نتایج

 

 

 

70

 

 

4-1-    مقدمه

 

 

 

71

 

 

4-2-    راه رفتن مستقیم

 

 

 

74

 

 

4-3-    راه رفتن از بغل

 

 

 

79

 

 

4-4      تاثیر تعداد مفاصل مورد استفاده در همگرایی سرعت و تعادل روبات

 

 

 

 

 

 

فصل پنجم: نتیجه­گیری و مطالعات آینده

 

 

 

85

 

 

 5-1-    جمع­بندی

 

 

 

86

 

 

5-2-     مطالعات آینده

 

 

 

 

 

 

فهرست منابع

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول1-1: مشخصات روبات نائو	15
جدول 1-2: محتویات شاخه های موجود در کد پایه	17
جدول 3-1: مشخصات مفاصل روبات نائو	44
جدول 3-2: مقدار دهی اولیه پارامترهای روبات	51
جدول 3-3: محدودیت اعمال شده به سه مفصل اصلی پا	62
جدول 4-1: تیم­های برتر مسابقات جهانی لیگ شبیه­سازی فوتبال سه­بعدی	72
جدول 4-2: مقایسه سرعت و تعداد زمین خوردن روبات نائو در راه رفتن مستقیم بدست آمده از روش پیشنهادی با سه تیم برتر جهان	73
جدول 4-3: مقایسه سه مجموعه توانایی. مجموعه اول و دوم حرکت روبات با کمک راه رفتن از جلو وچرخش. مجموعه دوم با کمک راه رفتن مستقیم و راه رفتن از بغل	76
جدول 4-4: مقایسه سرعت و تعداد زمین خوردن روبات در راه رفتن از بغل بدست آمده از روش     پیشنهادی با سه تیم برتر جهان	79

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1-1: مثال هایی از روبات های غیر متحرک	4
شکل1- 2: نمونه هایی از روبات های متحرک بر روی زمین	5
شکل 1-3: کاوشگر کنجکاوی، ماموریت اکتشاف در مریخ	6
شکل 1-4: نمونه هایی از روبات های پرنده	6
شکل 1-5: نمونه هایی از روبات های دریایی	7
شکل 1-6: نمونه­هایی از روبات­های انسان­نما	9
شکل 1-7: محیط های شبیه سازی فوتبال دوبعدی و سه بعدی	12
شکل 1-8: محیط های شبیه سازی فوتبال دوبعدی و سه بعدی	12
شکل 1-9: ساختار لایه ای کد پایه	17
شکل 2-1: راه رفتن ایستا	23
شکل 2-2: راه رفتن پویا	24
شکل 2-3: بخش­های مختلف روبات صنعتی	26
شکل 2-4: روبات آموزشی Robonova-1	29
شکل 2-5: مدل ساده شده Robonova-1	30
شکل 2-6: مسیر حرکتی ثبت شده مفاصل کفل و زانوی انسان	32
شکل 2-7: تحلیل یانگ از مسیرهای متناوب ثبت شده توسط نرم­افزارPOLYGON	33
شکل 2-8: شمای کلی الگوریتم ژنتیک	36
شکل 2-9: شمای کلی الگوریتم ازدحام ذرات	39
شکل 3-1: اتوماتای یادگیر کرایلوف	43
شکل 3-2: اتوماتای یادگیر کرینسکی	47
شکل 3-3: اتوماتای یادگیر  L2N,2	49
شکل 3-4: اتوماتای یادگیر  L2,2	50
شکل 3-5: اتوماتای یادگیر در تقابل با محیط	54
شکل 3-6: یک بازوی روباتیک افزونه	55
شکل 3-7: چرخش­های مهم در فضای R3	56
شکل 3-8: روبات صنعتی اسکارا	57
شکل 3-9: اتصال محورهای مختصات به یک بازوی روباتیک	57
شکل 3-10: مفصل­بندی روبات نائو	58
شکل 3-11: الگوریتم پیشنهادی برای یدست آوردن مقادیر مفاصل	63
شکل 4-1: زمان میانگین 30 مرتبه اجرا با هر مجموعه توانایی	77
شکل 4-2: تغییرات سرعت روبات در راه رفتن مستقیم  با توجه به تعداد مفاصل انتخابی	80
شکل 4-3: تغییرات سرعت روبات در راه رفتن از بغل با توجه به تعداد مفاصل انتخابی	81
شکل 4-4: تاثیر تعداد مفاصل انتخابی در تعداد دفعات زمین خوردن روبات در راه رفتن مستقیم	82
شکل 4-5: تاثیر تعداد مفاصل انتخابی در تعداد دفعات زمین خوردن روبات در راه رفتن از بغل	83

 

 

• مقدمه

 

 

 

امروزه روباتیک[1] به عنوان یکی از رشته­های علوم ومهندسی، مورد توجه بسیاری از موسسه­­های تحقیقاتی قرار گرفته است و به یکی از حوزه های بسیار جذاب تحقیق و پژوهش بدل گشته است، به نحوی که تحقیقات در زمینه روباتیک در شاخه های مختلفی در حال پیگیری است. در زمینه روباتیک سه رویکرد کلی مورد توجه می باشد که تحقیقات در این سه حوزه گسترده رو به پیشرفت می­باشد. در رویکرد اول سعی بر ساخت روبات­های مصنوعی و هوشمند کردن آنها با استفاده از الگوریتم­های هوش مصنوعی[2] است، که این رویکرد بسیار پرطرفدار خود به شاخه های گوناگونی تقسیم می­شود که در ادامه به معرفی برخی از آنها خواهیم پرداخت. رویکرد دوم به استفاده از هوش طبیعی[3] برای کنترل روبات­های مصنوعی می­پردازد. روبات­هایی که با کنترل دستی هدایت می­شوند در این حیطه قرار می­گیرند و در نهایت رویکرد آخر استفاده از روبات­های طبیعی[4] و تربیت آنها برای دست یافتن به اهداف از پیش تعیین شده می­باشد. تربیت حیوانات برای انجام اعمال خاص، مثالی از رویکرد سوم می­باشد.

 

روبات­ها را می­توان در تقسیم بندی دیگری از لحاظ کاربرد آنها قرار داد که از این بین می­توان به روبات­های صنعتی[5]، روبات­های خانه دار، روبات­های پزشکی[6]، روبات­های سرویس دهنده، روبات­های نظامی، روبات های سرگرمی و … اشاره کرد.

 

همچنین روبات­ها از نظر سامانه حرکتی نیز قابل تقسیم بندی هستند که به طور خلاصه به صورت زیر قابل تقسیم می باشند:

 

 

 

 

 

 

• روبات های ایستا[7] (غیر متحرک)

 

• روبات های متحرک[8]

 

• روبات های فضانورد

 

• روبات های پرنده

 

• روبات های دریا نورد

 

• سایر روبات ها

 

 

 

دسته اول روبات­های ایستا می­باشند( شکل­1-1). بیشتر روبات های صنعتی موجود در کارخانه­ها ازین دست می باشند. بازوهای روباتیک[9] و همچنین روبات­های پردازشگر و ابر محاسباتی[10] از این دست روبات می باشند.

 

دسته بعدی روبات­های متحرک می باشند که بر روی زمین حرکت می کنند. این گروه شامل طیف گسترده­ای از روبات­ها می باشد :

 

 

2

 

 

 

فصل اول: کلیات

 

 

6

 

 

 

خلاصه فصل اول

 

 

7

 

 

 

1-1- بیان مسئله

 

 

8

 

 

 

1-2- اهمیت تحقیق

 

 

9

 

 

 

1-3- سوالات تحقیق

 

 

9

 

 

 

1-4- فرضیه های تحقیق

 

 

10

 

 

 

1-5- اهداف تحقیق

 

 

11

 

 

 

1-6- پیشینه تحقیق

 

 

12

 

 

 

1-7- روش کار تحقیق

 

 

12

 

 

 

فصل دوم: بررسی اوضاع سیاسی، اجتماعی، اقتصادی، دینی، فرهنگی، ادبی عصر عباسی

 

 

13

 

 

 

خلاصه فصل دوم

 

 

14

 

 

 

2-1- اوضاع سیاسی در عصر عباسی

 

 

16

 

 

 

2-1-1- بررسی عملکرد خلفا در عصر عباسی

 

 

18

 

 

 

2-2- اوضاع اجتماعی در عصر عباسی

 

 

21

 

 

 

2-2-1- گروه های مختلف مردم یا طبقات اجتماعی آن عصر

 

 

 

24

 

 

 

2-3- اوضاع اقتصادی در عصر عباسی

 

 

25

 

 

 

2-4- اوضاع دینی در عصر عباسی

 

 

27

 

 

 

2-5- اوضاع فرهنگی در عصر عباسی

 

 

29

 

 

 

2-6- اوضاع ادبی در عصر عباسی

 

 

32

 

 

 

2-6-1- مهمترین مراکز ادب و تعلیم در عصر عباسی

 

 

34

 

 

 

2-6-2- نثر در عصر عباسی

 

 

35

 

 

 

2-6-3- شعر در عصر عباسی

 

 

36

 

 

 

فصل سوم: سیر تحول مدح پیامبر(ص) از آغاز تا عصر عباسیان

 

 

39

 

 

 

 

 

عنوان

 

 

صفحه

 

 

 

خلاصه فصل سوم

 

 

40

 

 

 

3-1- مدح در لغت

 

 

42

 

 

 

3-2- مدح در اصطلاح

 

 

42

 

 

 

3-3- انواع مدح

 

 

44

 

 

 

3-3-1- مدح صادق

 

 

44

 

 

 

3-3-2- مدح کاذب

 

 

45

 

 

 

3-4- مدح نبوی

 

 

45

 

 

 

3-4-1- ظهور و پیدایش مدایح نبوی

 

 

45

 

 

 

3-4-2- تعریف شعر مدح نبوی

 

 

48

 

 

 

3-4-3- ویژگی های شعر مدح نبوی

 

 

49

 

 

 

3-4-4- ارزیابی انگیزه در مدح نبوی

 

 

50

 

 

 

3-5- مدح نبوی از صدر اسلام تا عصر عباسیان

 

 

52

 

 

 

3-5-1- مدح پیامبر در صدر اسلام

 

 

52

 

 

 

3-5-2- مدح پیامبر در دوره اموی

 

 

66

 

 

 

3-5-3- مدح پیامبر در دوره عباسی

 

 

69

 

 

 

3-5-3-1- مدح در عصر عباسی

 

 

69

 

 

 

3-5-3-2- جایگاه مدح نبوی در عصر عباسی

 

 

71

 

 

 

3-5-3-2-1- تأثیر ترفندهای سیاسی و مذهبی عباسیان بر سبک مدایح شعرای اهل بیت و پیامبر(ص)

 

 

73

 

 

 

فصل چهارم: مدح پیامبر(ص) در شعر شعرای عباسی

 

 

75

 

 

 

خلاصه فصل 4

 

 

76

 

 

 

4-1- نگاهی به زندگی پیامبر(ص) از ولایت تا رحلت در میان مدایح شعرای عصر عباسی

 

 

77

 

 

 

4-1-1- اصل و نسب و خاندان پیامبر (ص)

 

 

77

 

 

 

4-1-2- میلاد پیامبر(ص) و حوادث مهم هنگام تولد ایشان

 

 

85

 

 

 

4-1-3- بشارت تورات و انجیل و کاهنان عرب از آمدن پیامبر خاتم محمد(ص)

 

 

90

 

 

 

4-1-4- داستان هایی از دوران طفولیت پیامبر (ص)

 

 

95

 

 

 

4-1-4-1- نامگذاری پیامبر(ص)

 

 

95

 

 

 

 

 

عنوان

 

 

صفحه

 

 

 

4-1-4-2- داستان شق الصدر

 

 

98

 

 

 

4-1-4-3- سفر به شام و ملاقات با بحیرا

 

 

100

 

 

 

4-1-5- بعثت و دریافت وحی

 

 

103

 

 

 

4-1-6- حوادث مهم در دوران نبوت

 

 

108

 

 

 

4-1-6-1- معجزه شق القمر

 

 

108

 

 

 

4-1-6-2- معراج یا سیر شبانه رسول خدا (ص)

 

 

110

 

 

 

4-1-6-3- هجرت به یثرب و اقامت در غار ثور

 

 

113

 

 

 

4-1-7- وفات پیامبر(ص)

 

 

116

 

 

 

4-2- جلوه صفات پیامبر(ص) در شعر شعرای عصر عباسی

 

 

119

 

 

 

4-2-1- سروری پیامبر(ص) بر کل کائنات

 

 

119

 

 

 

4-2-2- خاتمیت پیامبر (ص)

 

 

125

 

 

 

4-2-3- هدایت

 

 

127

 

 

 

4-2-4- شفاعت پیامبر(ص)

 

 

130

 

 

 

4-2-5- ملجاء و پناهگاه

 

 

133

 

 

 

4-2-6- جود و بخشش

 

 

136

 

 

 

4-2-7- علم پیامبر(ص)

 

 

138

 

 

 

4-2-8- رحمه للعالمین

 

 

140

 

 

 

4-2-9- زیبایی و نورانیت پیامبر(ص)

 

 

142

 

 

 

نتیجه گیری

 

 

146

 

 

 

چکیده عربی

 

 

149

 

 

 

فهرست آیات قرآنی

 

 

2-1-1-     ورودی­های نامطلوب… 20

 

2-1-2-     خروجی نامطلوب… 20

 

2-1-3-     اصول وارد بر خروجی­های نامطلوب… 21

 

2-1-4-     مجموعه امکان تولید PPS. 23

 

2-2-    نحوه­ی برخورد با خروجی­های نامطلوب… 27

 

2-3-    پیشینه: 28

 

جمع­بندی: 30

 

فصل 3-   بررسی مدل­های DEA با داده­های نامطلوب… 32

 

3-1-    مدل غیرخطی فار 34

 

3-1-1-     اندازه کارایی خروجی هذلولوی افزایشی.. 35

 

3-1-2-     اندازه کارایی تولید هذلولوی افزایشی.. 36

 

3-1-3-     اندازه کارایی تولید هذلولوی معمولی.. 37

 

3-1-4-     ویژگی­ها مدل فار 39

 

3-1-5-     تبدیل به مدل خطی.. 39

 

3-2-    شاخص عددی مالم­کوئیست­لیونبرگ… 40

 

3-3-    مدل­های شعاعی.. 43

 

3-3-1-     مدل شعاعی بر حسب مدل­های پایه­ای.. 43

 

3-3-2-     مدل شعاعی بر حسب انتقال داده­ها 46

 

3-4-    مدل­های بر حسب متغیرهای کمکی.. 49

 

3-5-    مدل­های جهتی.. 51

 

3-6-    مدل راسل.. 52

 

جمع­بندی  56

 

فصل 4-    مطالعه موردی و رتبه‌بندی شاخص سلامت کشورها 59

 

4-1-    شاخص توسعه انسانى.. 61

 

4-1-1-     ضرورت تغییر نگرش در HDI 61

 

4-2-    سلامت: 62

 

4-2-1-     سازمان جهانی بهداشت WHO.. 63

 

4-2-2-     جامعه تحت بررسی.. 64

 

4-3-    داده­های مورد استفاده 64

 

4-3-1-     امید به زندگی.. 64

 

4-3-2-     شاخص مرتبط… 65

 

4-3-3-     نیروی انسانی خدمات دهنده در حوزه سلامت… 69

 

4-4-    تعریف ورودی و خروجی­ها 70

 

4-5-    مدل­های استفاده‌شده 70

 

4-6-    نتایج حاصل.. 70

 

جمع‌بندی  73

 

فصل 5-   نتیجه­گیری و مطالعات آتی… 75

 

جمع­بندی  75

 

پیشنهاد‌ها برای مطالعه آتی.. 76

 

مراجع            78

 

منابع فارسی.. 78

 

منابع انگلیسی.. 78

 

نمادهای به کار رفته. 82

 

واژه­نامه انگلیسی به فارسی… 83

 

واژه­نامه فارسی به انگلیسی… 86

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

جدول ‏2‑1: داده. 26

 

جدول ‏2‑2: کارایی.. 27

 

جدول ‏2‑3: با دسترسی ضعیف… 26

 

جدول ‏2‑4: با دسترسی قوی.. 27

 

 

جدول ‏3‑1 مقادیر بهین مدل­های فار. 39

 

جدول ‏3‑2: نتایج حاصل از مدل­های بخش 3-3-2. 45

 

جدول ‏3‑3: نتایج حاصل از مدل شعاعی بر حسب انتقال. 48

 

جدول ‏3‑4: نتایج حاصل از مدل SBM… 51

 

جدول ‏3‑5: نتایج حاصل از مدل جهتی.. 52

 

جدول ‏3‑6: نتایج حاصل از مدل ERM… 54

 

جدول ‏4‑1: امید به زندگی در منطقه. 65

 

جدول ‏4‑2: داده‌های شاخص مرتبط.. 68

 

جدول ‏4‑3: داده­های مربوط به نیروی انسانی خدمات دهنده. 69

 

جدول ‏4‑4: نتایج حاصل از اجرای مدل­های DEA.. 70

 

جدول ‏4‑5: نتایج بدست آمده از اجرای مدل­ها 71

 

جدول ‏4‑6: نتایج حاصل از دسته­بندی.. 73

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

 

 

 

شکل ‏1‑1: مجموعه امکان تولید. 5

 

شکل ‏1‑2: اشعه بیکران. 6

 

شکل ‏1‑3: اصل محدبی.. 6

 

شکل ‏1‑4: اصل دسترسی آزاد. 7

 

شکل ‏1‑5: مرز CCR.. 8

 

شکل ‏1‑6: تابع فاصله ورودی­محور. 14

 

شکل ‏1‑7: تابع فاصله خروجی­محور. 14

 

شکل ‏1‑8: شاخص مالم­کوئیست… 17

 

شکل ‏2‑1: اصل دسترسی­پذیر ضعیف… 22

 

شکل ‏2‑2: اصل دسترسی­پذیر قوی.. 23

 

شکل ‏2‑3: مجموعه امکان تولید با اصل دسترسی قوی.. 24

 

شکل ‏2‑4: مجموعه امکان تولید با اصل دسترسی ضعیف… 25

 

شکل ‏2‑5: تفاوت دو اصل.. 25

 

شکل ‏3‑1: مجموعه امکان تولید با دو اصل دسترسی­پذیر. 35

 

شکل ‏3‑2: نمودار تغییرات خروجی مطلوب به نامطلوب با استفاده از مدل غیرخطی فار. 37

 

شکل ‏3‑3: مجموعه امکان تولید ساخته شده با مدل شعاعی سیفورد. 47

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

 

پیش­­نیازها

 

 

 

 

 

فصل 1-  پیش­نیازها

 

بشر از ابتدا به دنبال سود بیشتر در کارهایش بوده و لذا هیچ­گاه به دنبال کم کردن ورودی عملیات خود نبوده است، ولی در گذر زمان سازمان­های مختلف کارهای مشابه­ هم انجام می­دادند، در نتیجه سازمان­ها برای سودآوری بیشتر و ایجاد رفاه در جامعه و همچنین باقی ماندن در فضای رقابت به دنبال کم کردن ورودی­ و افزایش خروجی­ها بودند، با گذشت زمان روش­های اندازه‌گیری بهره­وری  به وجود آمد. در روش­های اولیه با استفاده از نسبت خروجی­ها بر روی ورودی­ها میزان کارایی و بهره­وری را اندازه گیری می‌کردند (کوپر و همکاران، 2007)، اما در این نوع روش­ها شاخص­های عددی از قبل برای هر ورودی و خروجی در نظر گرفته‌شده و با استفاده از شاخص­های عددی و روش­های رگرسیون آماری به محاسبه کارایی و بهره­وری می­پرداختند. در ادامه این پیشرفت­ها روش­های جدیدی برای محاسبه دو شاخص کارایی و بهره­وری  ابداع شد که یکی از این روش­ها، روش­های تحلیل پوششی داده­ها (DEA)[1] می­باشد. فارل در سال 1957 در نظریه­ای برای اولین بار با استفاده از داده­ها روش ناپارامتریک تحلیل پوششی داده­ها را مطرح کرد، (فارل، 1957) تحلیل پوششی داده­ها با استفاده از اطلاعات واحد تحت بررسی (DMU)[2] و مدل­های ریاضی به محاسبه شاخص­های عددی می­پردازد، سپس با استفاده از همان شاخص­های بدست آمده دو شاخص کارایی و بهره­وری را محاسبه می­نماید و با توجه به ارزیابی امکان برنامه­ریزی را برای ما فراهم می­نماید. در مدل­های DEA هدف کاهش ورودی و افزایش خروجی و در نتیجه افزایش کارایی[3] می­باشد.

 

1-1-          مفهوم بهره­وری[4]

 

 

1-1-1-          بهره­وری

 

واژه بهره­وری به معنی باروری و سودمندی و استعداد تولیدی می‌باشد. اولین بار این واژه در مقاله­ای از کِس‌نی[5]  ‎‎در سال ‎1766‎ استفاده شده است و‎ در سال ‎1833‎ میلادی فردی به نام لیتره[6] بهره‌وری را قدرت تولید تعریف كرد(آذری، 1391ه.ش).

 

به عبارتی، بهره‌وری یعنی: قدرت تولیدی و باروری و مولد بودن (آذری، 1391ه.ش).

 

در اوایل قرن بیستم، بهره­وری را نسبت خروجی به یکی از عوامل تولید تعریف نمودند که این تعریف ساختار کاربردی­تری نسبت به تعاریف موجود داشت، در سال ‎1900‎ فردی به نام ارلی بهره‌وری را ارتباط بین بازده و وسایل بكار رفته ،برای تولید این بازده عنوان كرد. همچنین در ‎1950‎ سازمان همكاری اقتصادی اروپایی (OEEC)[7] ‎ ‎تعریف كامل­تری از بهره‌وری به این شرح ارائه داد و بهره‌وری را خارج قسمت بازده، به یكی از عوامل تولید دانست. بدین ترتیب با توجه به این كه بازده سازمان در ارتباط با سرمایه، سرمایه‌گذاری یا مواد خام و غیره مورد بررسی قرار گیرد؛ می‌توان از بهره‌وری سرمایه، بهره‌وری سرمایه‌گذاری، بهره‌وری مواد خام و … استفاده نمود (آذری، 1391ه.ش).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………..

 

 

2

 

 

 

1-2- دسته بندی کلی مسائل برنامه ریزی تسهیلات…………………………………………………….

 

 

2

 

 

 

1-3- دسته بندی مسائل برنامه ریزی تسهیلات کلاسیک………………………………………………

 

 

3

 

 

 

1-4- دسته بندی مسائل مکان یابی با نگرش نوین……………………………………………………….

 

 

4

 

 

 

1-5- مکان یابی وسایل سلسله مراتبی………………………………………………………………………..

 

 

5

 

 

 

1-6- تقسیم بندی مسائل سلسله مراتبی……………………………………………………………………..

 

 

8

 

 

 

1-6-1-تقسیم بندی نارولا…………………………………………………………………………………..

 

 

8

 

 

 

1-6-1-1- تسهیلات شامل متوالی…………………………………………………………………..

 

 

8

 

 

 

1-6-1-2- تسهیلات انحصار متوالی……………………………………………………………….

 

 

8

 

 

 

1-6-1-3- حالات دیگر………………………………………………………………………………..

 

 

8

 

 

 

1-6-1-4-شامل محلی………………………………………………………………………………….

 

 

9

 

 

 

1-6-1-5- شامل کلی…………………………………………………………………………………….

 

 

9

 

 

 

1-6-1-6- منحصر متوالی………………………………………………………………………………

 

 

9

 

 

 

1-6-2- تقسیم بندی شاهین، سورال……………………………………………………………………

 

 

 

9

 

 

 

1-6-2-1-الگوی جریان…………………………………………………………………………………

 

 

10

 

 

 

1-6-2-2- انواع خدمت…………………………………………………………………………………

 

 

10

 

 

 

1-6-2-3- ساختار فضایی……………………………………………………………………………..

 

 

11

 

 

 

1-6-2-4- تابع هدف…………………………………………………………………………………….

 

 

12

 

 

 

1-7- نواحی قابل کاربرد مکان یابی سلسله مراتبی……………………………………………………….

 

 

12

 

 

 

1-7-1- مراکز بهداشتی درمانی…………………………………………………………………………….

 

 

12

 

 

 

1-7-2- سیستم های جمع آوری و دفع زباله ………………………………………………………..

 

 

12

 

 

 

1-7-3- سیستم های تولید و توزیع……………………………………………………………………..

 

 

12

 

 

 

1-7-4- سیسستم های آموزشی……………………………………………………………………………

 

 

13

 

 

 

1-7-5- سیستم های خدمات رسانی اضطراری………………………………………………………

 

 

13

 

 

 

1-7-6- شبکه های ارتباطی…………………………………………………………………………………

 

 

13

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

 

 

 

 

عنوان

 

 

صفحه

 

 

 

فصل دوم: مرور ادبیات و پیشینه تحقیق

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

15

 

 

 

2-2- فرموله کردن  یک مدل میانه عمومی خدمات سلسله مراتبی شامل متوالی……………….

 

 

19

 

 

 

2-3- فرموله کردن یک مدل مکان یابی سلسله مراتبی منحصرا متوالی……………………………

 

 

21

 

 

 

2-4- مساله مکان یابی بیشترین پوشش سلسله مراتبی………………………………………………….

 

 

22

 

 

 

2-5- پوشش حداکثری سلسله مراتبی با پوشش همه ی سطوح تقاضا……………………………

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل سوم: مدل ریاضی پیشنهادی و حل آن

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

29

 

 

 

3-2- تعریف مسأله و مدل ریاضی……………………………………………………………………………

 

 

30

 

 

 

3-3- مثال عددی……………………………………………………………………………………………………

 

 

34

 

 

 

3-4- حل فرابتکاری……………………………………………………………………………………………….

 

 

36

 

 

 

3-5- تضاد بین تابع های هدف………………………………………………………………………………..

 

 

37

 

 

 

3-6- بهینه سازی چند معیاره……………………………………………………………………………………

 

 

37

 

 

 

3-7- ارتباط غالب …………………………………………………………………………………………………

 

 

37

 

 

 

3-8- مرز بهینه ……………………………………………………………………………………………………..

 

 

38

 

 

 

3-9- الگوریتم  بهینه سازی انبوه ذرات(PSO) ………………………………………………………..

 

 

39

 

 

 

3-10- پنج قانون میلوناس برای هوش گروهی…………………………………………………………..

 

 

39

 

 

 

3-11- اصطلاحات موجود در الگوریتم…………………………………………………………………….

 

 

40

 

 

 

3-12- مراحل الگوریتم…………………………………………………………………………………………..

 

 

41

 

 

 

3-13- بهینگی پارتو……………………………………………………………………………………………….

 

 

42

 

 

 

3-13-1- مفهوم آرشیو پارتو……………………………………………………………………………….

 

 

42

 

 

 

3-13-2- بروز رسانی آرشیو جوابهای پارتو………………………………………………………….

 

 

43

 

 

 

3-14- نحوه تخصیص تابع برازندگی………………………………………………………………………..

 

 

43

 

 

 

3-15- رویکردPSO  چندهدفه………………………………………………………………………………

 

 

44

 

 

 

3-16- شاخص های مقایسه………………………………………………………………………………….

 

 

44

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

 

 

 

 

عنوان

 

 

صفحه

 

 

 

3-16-1- شاخص كیفیت……………………………………………………………………………………

 

 

45

 

 

 

3-16-2- شاخص پراكندگی………………………………………………………………………………..

 

 

45

 

 

 

3-17- مقدار دهی اولیه و نمایش جواب ها……………………………………………………………..

 

 

45

 

 

 

3-18- مراحل تکرار……………………………………………………………………………………………..

 

 

48

 

 

 

3-19- شرط توقف……………………………………………………………………………………………….

 

 

50

 

 

 

3-20- تئوری مجموعه فازی………………………………………………………………………………….

 

 

54

 

 

 

3-21- معرفی مسأله برنامه ریزی خطی فازی……………………………………………………………

 

 

56

 

 

 

3-22- مدل فازی………………………………………………………………………………………………….

 

 

60

 

 

 

3-23- دیفازی سازی…………………………………………………………………………………………….

 

 

60

 

 

 

3-24- مثال عددی برای مدل فازی………………………………………………………………………….

 

 

62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل چهارم: الگوریتم حل مسأله و نتایج محاسباتی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………

 

 

65

 

 

 

4-2- حل با استفاده از نرم افزار GAMS …………………………………………………………………….

 

 

66

 

 

 

4-3- تنظیم پارامترهای الگوریتم: روش سطح پاسخ (RSM) ……………………………………….

 

 

68

 

 

 

4-4- شاخص های اندازه گیری ………………………………………………………………………………

 

 

69

 

 

 

4-5- شاخص تعداد جواب های بهینه پارتو(NPS) …………………………………………………….

 

 

70

 

 

 

4-6- شاخص زمان حل بر حسب ثانیه (CPU Time) ………………………………………………….

 

 

73

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات برای تحقیقات آتی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………

 

 

76

 

 

 

5-2- نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………

 

 

76

 

 

 

5-3- پیشنهادات تحقیقات آتی…………………………………………………………………………………

 

 

77

 

 

 

منابع مآخذ……………………………………………………………………………………………………………..

 

 

79

 

 

 

پیوست ها ……………………………………………………………………………………………………………..

 

 

87

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

 

 

 

 

 

عنوان

 

 

صفحه

 

 

 

جدول 1-1 مثال برای سیستم خدمات بهداشتی و درمانی

 

 

5

 

 

 

جدول 2-1 مرور کلی بر روی مطالعات انجام شده

 

 

24

 

 

 

جدول 2-2 مرور کلی بر توابع هدف و محتوای مطالعات انجام شده

 

 

26

 

 

 

جدول 3-1 جدول تقاضای سطوح مختلف گره های تقاضا و تسهیلات موجود

 

 

35

 

 

 

جدول 3-2 جدول فواصل گره های تقاضا و تسهیلات موجود از نقاط کاندید

 

 

35

 

 

 

جدول 3-3 جدول هزینه ساخت و مطلوبیت تأسیس نقاط کاندید

 

 

35

 

 

 

جدول 3-4 جدول مقادیر متغیر ها

 

 

36

 

 

 

جدول 3-5 جدول مقادیر فازی تقاضا

 

 

62

 

 

 

جدول 4-1 جدول بازه های انتخابی برای تولید اعدادتصادفی هزینه ساخت برای سطوح مختلف

 

 

65

 

 

 

جدول 4-2 جدول نتایج از حل مسائل نمونه ای در نرم افزار GAMS

 

 

67

 

 

 

جدول 4-3 جدول پارامترها و سطوح آنها در الگوریتم MOPSO پیشنهادی

 

 

68

 

 

 

جدول 4-4 جدول پارامترهای تنظیم شده در الگوریتم MOPSO پیشنهادی

 

 

69

 

 

 

جدول 4-5 میانگین تعداد جوابهای نامغلوب در الگوریتم MOPSO پیشنهادی

 

 

70

 

 

 

جدول 4-6 زمان حل بر حسب ثانیه در نرم افزار  GAMSو الگوریتم MOPSO پیشنهادی

 

 

73

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها
عنوان	صفحه
شکل 1- 1  دسته بندی کلی مسائل برنامه تسهیلات	3
شکل 1- 2  دسته بندی مسائل مکان یابی با نگرش نوین	4
شکل 1- 3  یک مثال برای سیستم خدمات بهداشتی	5
شکل 1- 4  شکل مربوط به مثال شعبات پستی	6
شکل 1- 5 شکل مربوط به مثال شبکه راه ها	7
شکل 1- 6  الگوهای جریان	10
شکل 1- 7  انواع خدمت	11
شکل 1- 8 ساختار فضایی	11
شکل 2- 1  استقرار بهینه در یک مثال دو سطحی	21
شکل 3- 1  استقرار گره های تقاضا، تسهیلات موجود و مکان های کاندید	35
شكل 3-2 رابطه فضای جواب و ارتباط غالب	38
شكل 3-3 مراحل الگوریتم انبوه ذرات	42
شکل 3- 4  نحوه نمایش جوابها	46
شکل 3-5  نحوه تخصیص تقاضا به تسهیلات در ماتریس	46
شکل 3-6  کد گشایی الگوریتم حل	48
شکل 3-7 شبه کد حرکت هر ذره	49
شکل 3-8  شبه کد الگوریتم MOPSO پیشنهادی	50
شکل 3-9  فلوچارت الگوریتم MOPSO	51
شکل 3- 10  توزیع فازی مقدار تابع و اهداف فازی که توسط تصمیم گیرنده تأیید می شود	59
شكل 4-1 نمودار میانگین تعداد جوابهای نامغلوب در الگوریتم MOPSO پیشنهادی	71
شكل 4-2 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه اول	71
شكل 4-3 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه هفتم	71
شكل 4-4 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه پانزدهم	72
شكل 4-5 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه نوزدهم	72
فهرست شکل ها
عنوان	صفحه
شكل 4-5 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه بیست و دوم	72
شكل 4-5 نمودار زمان حل بر حسب ثانیه در نرم افزار  GAMSو الگوریتم MOPSO پیشنهادی	74

 

 

 

فصل اول

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه وکلیات تحقیق

 

 

 

1-1- مقدمه

 

برنامه ریزی تسهیلات که از مباحث مهم مهندسی صنایع است، در دو بخش عمده جایابی و طراحی را شامل می شود که مهمترین بخش طراحی، استقرار یا جانمایی و بخش های دیگر آن، حمل و نقل و طراحی ساختمان و تاسیسات است. منظور از تسهیلات هر مجموعه، شامل کارخانه، دانشگاه، بیمارستان و غیره است. در جایابی، به بررسی محل قرار گرفتن یک وسیله برای رسیدن به اهداف مورد نظر پرداخته می شود که برای تعیین محل آن، معیارهای مهمی مؤثرند. از جمله این معیار ها نزدیکی به جاده های اصلی، بازار مصرف، منابع تأمین مواد اولیه، در دسترس بودن نیروی انسانی مورد نیاز، شرایط محیطی، امکان توسعه، مقررات و قوانین دولتی و غیره است. در طرح استقرار قرار است نحوه قرار گرفتن اجزای یک وسیله برای رسیدن به بهترین بهره وری را تعیین شود. روش های زیادی تا کنون برای حل این گونه مسائل مطرح شده اند که از آن جمله می توان به برنامه ریزی ریاضی، استفاده از تصمیم گیری های چندگانه و غیره اشاره کرد.

 

یکی از مسائلی که باید در مراحل اولیه طراحی سیستم های صنعتی مورد توجه قرار گیرد، مسأله مکان یابی و استقرار تسهیلات است. مطالعه پیرامون مکان یابی صنعتی از دیدگاه جغرافیدانان و علمای علم اقتصاد همواره دارای اهمیت و اولویت بوده است. مراکز صنعتی و کارخانجات برای تعیین مکان احداث کارخانه، استقرار تجهیزات و دپارتمان های خود در کارخانه، استقرار دفاترشان در سطح شهر، تعیین مراکز توزیع محصولات و … با چنین مسائلی سر و کار دارند. در واقع، تصمیمات مربوط به مکان یابی و استقرار، نه تنها درمسائل صنعتی، بلکه در مسائل گوناگونی در بخش های دولتی و خصوصی، اعم از صنعتی و غیر صنعتی ظاهر می شود. در بخش دولتی، تعیین مکان مراکز خدماتی، نظیر ایستگاه های پلیس راه، اورژانس، بیمارستان ها، ایستگاه های آتش نشانی و غیره، نیاز به اتخاذ چنین تصمیماتی دارد. لذا تصمیم گیری در مورد مکان یابی تسهیلات عمدتا از تصمیم گیری های بلند مدت و استراتژیک شرکت های بزرگ خصوصی و عمومی است و هزینه های بالای مربوط به جایابی و استقرار و راه اندازی تسهیلات، پروژه های مکان یابی را به سرمایه گذاری بلند مدت تبدیل کرده است. لذا موفقیت یا شکست مراکز تسهیلاتی در هرکدام از بخش های دولتی و خصوصی، بستگی کامل به مکان های انتخابی برای آنها دارد. بدین ترتیب، اهمیت مسآله مکان یابی و استقرار تسهیلات و ضرورت پرداختن بدان بر همگان روشن است.

 

1-2- دسته بندی کلی مسائل برنامه ریزی تسهیلات

 

مسائل برنامه ریزی تسهیلات را به چهار دسته عمده مکان یابی، تخصیص و طراحی تقسیم می شود با ترکیب این مؤلفه ها مسائل مکان یابی-مسیریابی،مکان یابی-تخصیص به دست می آید. که در شکل (1-1) مشاهده می شود.

 

تخصیص

 

مکان یابی- تخصیص تسهیلات

 

مکان یابی

 

مکان یابی – مسیریابی تسهیلات

 

 

 

برنامه ریزی تسهیلات       مسیریابی

 

 

 

چیدمان تسیهلات

 

طراحی        جابه جایی مواد

 

طراحی ساختار

 

 

 

شکل 1- 1  دسته بندی کلی مسائل برنامه تسهیلات

 

1-3- دسته بندی مسائل برنامه ریزی تسهیلات کلاسیک

 

دسته بندی های کلاسیک مسائل مکان یابی عمدتا بر اساس موارد زیر بوده است:

 

مسأله مکان یابی تک وسیله/ چند وسیله

 

براساس خصوصیات وسایل جدید

 

مسأله مکان یابی با وسایل نقطه ای/ ناحیه ای

 

مسأله مکان یابی با وسایل ایستا/ پویا

 

براساس خصوصیات وسایل موجود

 

مسأله مکان یابی با وسایل با مکان قطعی/ احتمالی

 

مسأله مکان یابی با ارتباطات برون زا/درون زا

 

براساس نوع ارتباط وسایل موجود و جدید      مسأله مکان یابی با ارتباطات ایستا/ پویا

 

3-6-1- مفاهیمکلیدیالگوریتمژنتیک… 34

 

3-6-2-  ساختارکلیالگوریتمژنتیک… 41

 

فصلچهارم : ارائهمدلریاضیوالگوریتمپیشنهادی.. 43

 

4-1- مقدمه. 44

 

4-2- ساختارمساله. 45

 

4-2-1-  توصیفتابعبرونسپاری.. 49

 

4-3-  مدلریاضیپیشنهادی.. 52

 

4-3-1-  سادهسازیمدلپیشنهادی.. 54

 

4-4-  الگوریتمژنتیک… 57

 

4-4-1- نمایشکروموزوم. 58

 

4-4-2- آغازسازی.. 59

 

4-4-3- ارزیابی.. 60

 

4-4-4- عملگرانتخاب.. 61

 

4-4-5- نخبهگرایی.. 62

 

4-4-6- عملگرتقاطع. 62

 

4-4-7- عملگرجهش… 68

 

4-4-8- معیارتوقف… 70

 

4-5-1- مسائلنمونه. 72

 

فصلپنجم : نتیجهگیریوپیشنهاداتآتی.. 84

 

5-1- نتیجهگیری.. 85

 

5-2- پیشنهاداتآتی.. 86

 

مراجع.. 87

 

مراجعفارسی.. 88

 

مراجعلاتین.. 89

 

Abstract 93

 

 

 

فهرست شکل ها

 

فصل سوم

 

شکل (3- 1).دستهبندیکلیمسائلبرنامهریزیتسهیلات[1]. 20

 

شکل (3- 2). دستهبندینوینمسائلمکانیابی [1]. 23

 

 

 

فصل چهارم

 

شکل(4- 1). t– امینکروموزومهایصفرویک و . 58

 

شکل(4- 2). t– امینکروموزومهایعددصحیح و 59

 

شکل (4- 3). نحوهعملکردعملگرتقاطعنوع 1. 64

 

شکل (4- 4). فرآیندعملگرتقاطعنوع 2 برایکروموزوممکان . 65

 

شکل (4- 5). فرآیندعملگرتقاطعنوع 2 برایکروموزومتخصیص . 66

 

شکل (4- 6). فرآیندعملگرتقاطعنوع 3 برایکروموزوممکان 67

 

شکل (4- 7). فرآیندعملگرتقاطعنوع 3 برایکروموزومتخصیص . 67

 

شکل (4- 8). فرآیندعملگرجهشنوع 1 برایکروموزوممکان 68

 

شکل (4- 9). فرآیندعملگرجهشنوع 1 برایکروموزومتخصیص . 68

 

شکل (4- 10). فرآیندعملگرجهشنوع 2 برایکروموزوممکان 69

 

شکل (4- 11). فرآیندعملگرجهشنوع 2 برایکروموزومتخصیص . 69

 

شکل (4- 12). فرآیندعملگرجهشنوع 3 برایکروموزوممکان 69

 

شکل (4- 13). فرآیندعملگرجهشنوع 3 برایکروموزومتخصیص . 70

 

شکل (4- 14). فلوچارتالگوریتمژنتیکپیشنهادی.. 71

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

جدول (4- 1). مقادیرپارامترهایGA.. 73

 

جدول (4- 2). نتایجمحاسباتیبرایمسائلاندازهکوچک… 74

 

جدول (4- 3). مقادیرپارامترهای و . 75

 

جدول (4- 4). مقادیرپارامتر . 75

 

جدول (4- 5). مقادیرپارامتر 76

 

جدول (4- 6). مقادیرپارامتر 77

 

جدول (4- 7). مقادیرپارامتر 78

 

جدول (4- 8). نتایجبدستآمدهبرایمثالنمونه. 78

 

جدول (4- 9). نتایجمحاسباتیبرایمسائلاندازهبزرگ.. 81