فصلنامه امیرکبیر
پیاپی 51 (تابستان1381)

مساله تخصیص درجه دوم (QAP) یکی از مسائل بهینه سازی ترکیباتی متعلق به کلاس مسائل NP-hard بوده که دارای کاربردی وسیع در جایابی تجهیزات طراحی مدارهای VLSI، طراحی صفحه کلید، طراحی بردهای کنترلی و سایر علوم مهندسی است.
تاکنون تلاش های بسیاری برای حل مساله تخصیص درجه دوم صورت پذیرفته و الگورتیم های بسیاری برای دست یابی به جواب های بهینه و نزدیک به آن توسعه داده شده است که شبکه های عصبی نیز یکی از آنهاست. این تحقیق تلاشی دیگر در حل مساله QAP با استفاده از شبکه های عصبی ضمن لحاظ نمودن توسعه های اخیر آن است.
ابزار حل مساله تخصیص درجه دوم در این تحقیق شبکه (ماشین) تقریب میدان میانگین است که تلفیقی از شبکه هاپفیلد با روش SA می باشد ضمن آن که به جای استفاده از n2 سلول، از n سلول برداری پاتس استفاده شده است. نتایج عددی بیانگر کارایی بهتر مدل پیشنهادی این تحقیق نسبت به دو الگوریتم پیشین شبکه های عصبی در حل مساله QAP است.

فیلتر یکی از اجزاء مهم سدهای خاکی و سنگریز را تشکیل می دهد که در ایمنی و پایداری این گونه سدها نقش بسیار اساسی و کلیدی را ایفا می نماید. مشخصات فیلتر بایستی متناسب با مشخصات هسته مرکزی باشد که از آن حفاظت می نماید. یکی از انواع خاک هایی که در طبیعت و در مناطق کوهستانی یافت می شود خاک های با دانه بندی گسسته متشکل از مصالح درشت دانه نظیر قلوه سنگ و شن و مصالح ریز دانه نظیر لای و رس است که می تواند به عنوان مصالح هسته مرکزی سدها مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به آنکه مشخصات مصالح هسته مرکزی تعدادی از سدهای در دست طرح و اجرای ایران چه به صورت طبیعی و چه به صورت مصنوعی دارای دانه بندی گسسته است و هیچ گونه معیاری برای طراحی فیلتر چنین خاک هایی وجود ندارد لذا بر آن شدیم تا با انجام آزمایشات لازم معیاری را برای طراحی این گونه فیلترها تدوین نماییم. در این راستا تعداد 207 آزمایش فیلتر بدون فرسایش با استفاده از خاک مبنا با دانه بندی گسسسته به عنوان هسته مرکزی سدهای خاکی و سنگریز و تعداد 99 آزمایش نفوذ پذیری بر روی فیلترهای مختلف در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشکده عمران دانشگاه صنعتی شریف انجام شد. خاک مبنای به کار رفته در آزمایشات فیلتر بدون فرسایش دارای دانه بندی از ابعاد شن تا ذرات ریزتر از الک شماره 200 (لای ورس) بوده و در محدوده ماسه ای گسسته بود. درصد ریزدانه خاک مبنا بین 15 تا 50 درصد متغیر بود. در آزمایشات فیلتر بدون فرسایش از سه گروه فیلتر کاملا یکنواخت (Cu=2.5)، خوب دانه بندی شده (Cu=11-14) و مرز یکنواختی و خوب دانه بندی شده (Cu=5-6) استفاده شد که نتایج این آزمایشات به طور خلاصه در مقاله منعکس شده است. نتایج آزمایشات فیلتر بدون فرسایش برای خاک مبنای با دانه بندی گسسته معیاری جهت طراحی فیلتر بحرانی این خاک ها به دست داد. آزمایشات نفوذ پذیری بر روی فیلترهای مختلف رابطه ای را جهت تعیین نفوذ پذیری فیلترهای مختلف ارائه نمود که هر دو می تواند جهت مقاصد طراحی مورد استفاده قرار گیرد.

در این مقاله تحلیل صفحات پای ستون با استفاده از روش های مطرح شده در مساله سطح تماس انجام شده و نتایج حاصل از این تحلیل بر روی نمونه های مختلف با نتایج حاصل از روش های مرسوم فعلی که با فرض تنش یکنواخت زیر صفحه صورت می گیرد، مقایسه و نتیجه گیری شده است.

برنامه ریزی احتیاجات ظرفیت (CRP) برای کنترل ظرفیت خروجی برنامه ریزی احتیاجات مواد (MRP) به کار می رود. هر چند دو عامل MRP و CRP به خوبی در حالت قطعی مطالعه شده اند. معهذا در شرایط احتمالی مطالعه زیادی بر روی آنها صورت نگرفته است. هدف این مقاله توسعه مدل جدیدی از CRP است که بتواند تحت شرایط احتمالی عمل نماید. شرایط مورد نظر، یک مرکز بازسازی است که در آن وضعیت قطعات دمونتاژ شده، ممکن است به سه حالت، سالم، نیازمند، تعمیر و یا اسقاطی باشند. با توجه به این مساله حجم عملیات بازسازی مورد نیاز به صورت قطعی قابل برآورد نبوده و این امر بر محاسبه ظرفیت اثر می گذارد و در نتیجه باید مدل CRP جدیدی در این محیط به کار رود. در این مقاله ضمن توضیح CRP کلاسیک، مدل CRP جدیدی برای مراکز بازسازی توسعه داده شده است. برای نشان دادن کارایی این مدل یک مثال نیز با آن حل شده است.

روش جایگشت Permutation یکی از روش های تصمیم گیری برای مدل های MADM بوده که براساس ماتریس تصمیم گیری و اوزان شاخص ها، رتبه بندی خطی گزینه ها را مشخص می نماید. این روش کلیه حالت های عملی از ارجحیت گزینه ها را به کمک آزمونی موسوم به تست T مورد بررسی و ارزیابی قرار می دهد. سرانجام رتبه بندی نهایی از ارجحیت گزینه های موجود چنان انتخاب می گردد که حداکثر مقدار آزمون را داشته باشد. در روش جایگشت با افزایش تعداد اندکی به گزینه ها مدت زمان یافتن راه حل بهینه به شدت(به طور نمایی) افزایش می یابد. لذا کاربرد این روش را بسیار محدود کرده و یا به ناچار از روش های ابتکاری (Heuristic) برای حل این گونه مسائل استفاده می گردد. اما روش جدید ترکیب (Combination) با اعمال شرایط بهینگی در فرآیند محاسباتی و کاهش دایمی فضای جستجو، ضمن ارایه راه حل های بهینه سراسری (دقیقا معادل روش جایگشت) از کارایی و سرعت عملیاتی بسیار بالایی نیز برخوردار است. به گونه ای که در محاسبات آزمایشی برای رتبه بندی ده گزینه، به طور متوسط حدود یکصد و بیست هزار برابر سریعتر از روش جایگشت است. ضمنا برای حل برخی از مسائل رتبه بندی خطی (مانند: مسائل فروشنده دوره گرد، سیستم رای گیری ترجیحی، توالی عملیاتی (scheduling) یک ماشین و یا یک کار) می توان از مفاهیم و رویکرد روش ترکیب استفاده نمود.

هدف اصلی این مقاله تجزیه و تحلیل و طراحی الکترودهای محافظ زنجیره های مقره (به علت کاربرد وسیع آنها در سیستم انتقال نیرو) می باشد. کاربرد عمده این الکترودها در یکنواخت کردن توزیع پتانسیل در طول زنجیره های مقره، کاهش جریان های خزشی و جلوگیری از پیری زودرس مقره می باشد. در صورت عدم نصب این الکترودها یا طراحی نامناسب آنها، توزیع پتانسیل در طول زنجیره کاملا غیر یکنواخت بوده و مقره هایی که سمت هادی هستند، شاهد افت ولتاژ بیشتری نسبت به مقدار حداکثر قابل تحمل خود می باشند این مساله ضمن پیر کردن مقره، منجر به افزایش جریان های خزشی می گردد. در این مقاله با استفاده از روش بارهای فرضی (CSM) روشی نوین برای تجزیه و تحلیل و طراحی بکار گرفته شده است.

در این مقاله یک مدلی آنالیز واریانس فازی براساس تعاملی که بین متغیرهای توصیفی وجود دارد طبق روش Tanaka معرفی شده است. با روش به کار برده شده در مدل Tanaka یک مدل (Linear Programming) جهت محاسبه مقادیر و اثرات عوامل مختلف فرموله شده است.
با روش ارائه شده علاوه بر تعیین مقادیر و اثرات مختلف تعامل بین اثرات نیز قابل محاسبه می باشد.

الگوریتم BP برای طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار گرفته است یکی از مشکلات عمده این الگوریتم، پایین بودن نرخ همگرایی آن می باشد. دلیل عمده اشباع شدن تابع فعالیت می باشد. به محض اینکه خروجی یک واحد در ناحیه اشباع قرار می گیرد، گردایان متناظر دارای مقدار کوچکی خواهد بود، اگر از نرخ یادگیری ثابت کوچکی استفاده شود این مساله می تواند باعث پائین آمدن سرعت همگرایی شود. یک راه حل برای افزایش سرعت همگرایی، استفاده از نرخ یادگیری بزرگ می باشد. متاسفانه این روش در مواقعی که در نقطه ای از سطح خطا قرار داریم که شیب تندی دارد بسیار خطرناک بوده و می تواند باعث نوسان و واگرایی شود. لذا نیاز به الگوریتم هایی داریم که بتواند به طور پویا نرخ همگرایی را براساس تغییرات مقادیر گردایان تغیر دهد. در این مقاله روش های مختلف تغییر دینامیک نرخ یادگیر مورد بررسی قرار گرفته است. الگوریتم نرخ یادگیری متغیر(VLR) و الگوریتم های تطبیق نرخ یادیگری مبتنی بر اتوماتان های یادگیر توضیح داده شده و بر روی مسائل مختلف پیاده و با هم مقایسه شده اند. نظر به اینکه در روش VLR پارامترهای مورد استفاده در این روش تاثیر بسزایی در عملکرد آن دارد لذا در این مقاله از اتوماتان یادگیر برای تنظیم پارامترهای آن استفاده کرده ایم. در الگوریتم جدید که تحت عنوان الگوریتم نرخ یادگیری متغیر تطبیقی (AVLR) نامگذاری کرده ایم پارامترهای الگوریتم VLR به طور دینامیک توسط اتوماتان یادگیر براساس تغییرات خطا تغییر داده می شود. نتایج مشابه سازی ها بر روی مسائل مختلف نشان می دهد الگوریتم پیشنهادی نسبت به روش های دیگر از سرعت همگرایی بالایی برخوردار می باشد.

هدف از این مقاله توسعه یک مدل فازی برای برنامه ریزی نیازمندهای مواد (MRP) در شرایط وجود عدم اطمینان در زمان های پیشبرد تامین و تهیه مواد و قطعات مورد نیاز است. ابتدا مروری سریع بر سیستم MRP شده و سپس به نقاط ضعف آن و انواع موارد وجود عدم اطمینان در آن اشاره گردیده است. سپس مروری بر تحقیقات انجام شده بر روی سیستم MRP و سیستم های برنامه ریزی تولید و موجودی در شرایط وجود عدم اطمینان شده است. سرانجام یک مدل فازی برای MRP که در آن زمان های پیشبرد فازی است، توسعه داده شده و با ارایه یک مثال مدل پیشنهادی تشریح گردیده است

به کمک کنترل کننده های مد لغزشی می توان مقاومت پاسخ سیستم را نسبت به تغییر پارامترهای موتور و اغتشاش گشتاور بار افزایش داد. در این مقاله، برای بهبود کنترل موقعیت موتور القایی که تحت کنترل برداری غیر مستقیم قرار داد، از گونه جدیدی از کنترل کننده های مد لغزشی استفاده می شود. ویژگی های مهم این کنترل کننده جدید مد لغزشی حذف مساله کلید زنی فرکانس بالا و کاهش متغیرهای لغزش برای کنترل موقعیت است. در این مقاله، از یک کنترل کننده فازی استفاده می شود تا به طور تطبیقی سرعت همگرایی پاسخ سیستم افزایش یابد. اجرای روش پیشنهادی، نشان دهنده کارایی بسیار خوب در کنترل موقعیت موتور القایی می باشد.

در این مقاله یک آلگوریتم تطبیقی مبتنی بر توصیف یک بعدی (Wave Advanced Model) WAM و مدل شناسایی (مرجع) باری تخمین پارامترهای سیستم های دو بعدی در فرم فضای حالت ارائه می گردد. پایداری آلگوریتم ارائه شده به روش لیاپانوف بررسی شده و همچنین شرایط پایداری مجانبی آن بر حسب خواص سیستم دو بعدی مورد نظر و غنای بردار ورودی سیستم بدست می آید. در پایان مقاله نیز با ارائه شبیه سازی کامپیوتری توانایی عملی آلگوریتم به تصویر کشیده می شود.

سدهای قوسی بتنی با مقاومت ناشی از رفتار قوسی، بار ناشی از فشار آب را که مقدار قابل توجهی است، در سطح کوچکی به تکیه گاه منتقل می کنند. تکیه گاه های سنگی سد نیز معمولا از توده های درزه دار تشکیل شده اند که مقاومت آنها بستگی به فاصله، امتداد، شیب و رفتار درزه ها دارد.

یکی از مشکلاتی که در شبکه های قدرت به هم پیوسته وجود دارد، مساله هماهنگی رله های شبکه می باشد، اصلی ترین قسمت هماهنگی رله های یک شبکه، پیدا کردن نقاط شروع این هماهنگی است که به آنها مجموعه نقاط شکست می گویند. راهکارهای زیادی برای پیدا کردن این مجموعه پیشنهاد شده است که مهمترین و کاراترین آنها تاکنون تئوری گراف بوده است{1،2،3}. مشکل اساسی تئوری گراف در این است که فقط به توپولوژی سیستم قدرت پرداخته و پارامترهای بسیار دیرگی که در شبکه قدرت تعیین کننده شروع هماهنگی هستند را در نظر نمی گیرد. در حالیکه سایر پارامترهای دیگری که در تعیین نقاط شکست تاثیر دارند نیز باید منظور شوند. طرز تاثیر این پارامترها بر نقاط شکست با توجه به تجربیات افراد خبره تعیین می شود. در این مقاله تحلیل جامعی در خصوص پارامترهای موثر بر مشخص شدن نقاط شکست نظیر نوع عناصر حفاظتی همچون عنصر سریع، سطح اتصال کوتاه، دور و نزدیک بودن به منبع، تعداد رله های وابسته به هر رله و... صورت می گیرد. در این تحلیل تئوری گراف یکی از پارامترها می باشد. براساس قوانین خبره یاد شده، برنامه کامپیوتری قابل انعطافی نوشته شده و آزمایش برنامه بر روی مثال هایی انجام گرفته و نتایج با جواب های تئوری گراف مقایسه می شود.

یکی از روش های حل مسائل سیستم های موجودی استفاده از تجزیه و تحلیل ریاضی است که در این رویکرد می بایست یک مدل ریاضی برای سیستم مورد نظر بنا نموده و سپس خواص مدل را مورد مطالعه قرار داد. به علت اینکه هیچ گاه ممکن نیست دنیای واقعی را با دقت کامل نمایش داد، در موقع ساخت مدل ریاضی باید از تقریبها و فرضهایی که کار بررسی را تسهیل می کند استفاده نمود. در این مقاله مدل کنترل موجودی دو سطحی با تقاضای احتمالی و زمان تدارک ثابت توسعه داده شده است. این مدل در واقع سیاست بهینه (Q,r) هریک از انبارها را تعیین می نماید. یک الگوریتم تکرار برای حل مدل طراحی شده است. همچنین از جابجایی های اضطراری مابین انبارهای محلی برای کاهش هزینه های کمبود و نگهداری کل سیستم استفاده شده است تا از موجودی های مازاد انبارها جهت انبارهایی که دچار کمبود شده اند، استفاده گردد. تجزیه و تحلیل عددی نیز برای این مدل صورت گرفته است.

مناسب ترین روش برای مطالعات حالات گذرای سیم پیچ ترانسفورماتور استفاده از مدل مشروح (Detailed) است. مدل مشروح اثرات سلفی حلقه ها، اثرات خازنی بین حلقه ها و تلفات در هادی ها و عایق سیم پیچ را به صورت المانهای فشرده در نظر می گیرد. تلفات این مدل در میرائی نوسانات حالت های گذرا نقش بسیار بسزایی دارد و در واقع دامنه اضافه ولتاژها را تعیین می کنند. بنابراین لازم است که این پارامتر وابسته به فرکانس با دقت بیشتری مدل شود. در این مقاله تلفات ناشی از جریانهای گردابی در هادی های سیم پیچ به کمک ماتریس تلفات ارائه می گردد. ابتدا عناصر این ماتریس در فرکانس پایین به کمک روش اجزا محدود (FEM) محاسبه شده و سپس به فرکانس های بالا تعیم داده می شوند. عناصر این ماتریس از جنس مقاومت بوده و پدیده های همجواری و پوسته را در بر می گیرند. مقایسه نتایج به دست آمده از محاسبات مستقیم و محاسبات بر مبنای روش پیشنهادی نشان می دهند که روش ارائه شده از تقریب خوبی جهت تعمیم فرکانس بالای ماتریس تلفات برخوردار است.

طراحی شبکه خطوط اتوبوس شهری مستلزم تعیین پیکربندی خطوط شامل یک مجموعه از خطوط و تواترهای تعیین شده برای آنها می باشد به طوریکه اهداف مورد نظر تامین شوند. این مساله را می توان به صورت یک مساله بهینه سازی از حداقل کردن هزینه کل فرمول بندی نمود. در این مقاله، استفاده از الگوریتم ژنتیک -(GA) روشی برای جستجو و بهینه سازی بر پایه انتخاب و ژنتیک طبیعی در حل مساله طراحی شبکه خطوط اتوبوسرانی تشریح می گردد. طراحی در دو فاز انجام می گیرد. ابتدا یک مجموعه از خطوط کاندید برای رقابت در حل بهینه، ایجاد می شوند، سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک، مجموعه مسیرهای بهینه انتخاب می گردند. بنابراین ابتدا یک اندازه برای تعداد خطوط موجود در مجموعه جواب فرض می شود، سپس به وسیله الگوریتم ژنتیک سعی می شود که بهترین خطوط از بین مجموعه خطوط کاندید، انتخاب گردد. برای به دست آوردن جواب بهینه، اندازه مجموعه خطوط به طور مکرر تغییر داده می شود و الگوریتم اجرا می گردد تا تعدادخطوطی که باید در پیکر بندی بهینه قرار گیرد تعیین شود، در خلال یک اجرا از الگوریتم، خطوط به عنوان متغیرها در نظر گرفته شده ولی تعداد آنها ثابت می ماند، در انتهای هر اجرا از الگوریتم، خطوطی که در جواب بهینه قرار می گیرند تعیین و ارایه می شوند.

در طول دهه گذشته روش های مختلف برنامه ریزی و کنترل در سیستم های تولیدی مورد ملاحظه قرار گرفته است. سه روش عمده برنامه ریزی عبارتند از: برنامه ریزی مواد و برنامه ریزی منابع مورد نیاز (MRP,MRPII) تولید به موقع (JIT) و تکنولوژی تولید بهینه (OPT)، مقالات زیادی جهت مقایسه و تشخیص سیستم برتر ارایه شده است و اخیرا ادعا شده است که با ترکیب دیدگاه های این سه روش می توان وضعیت سیستم ها را به طور موثر بهبود بخشید.
در این مقاله با برنامه ریزی مواد مورد نیاز در شرایط محدودیت ظرفیت ماشین آلات و با به کار گیری دیدگاه ها و قوانین OPT و TOC زمان شروع و خاتمه تولید برای هر دسته هر یک از اقلام محاسبه و براساس آن مدل های ریاضی روش های تلفیقی MRP-TOP توسعه داده شده است.