مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

3. معادلات پویای UAV
در این بخش، مدل UAV برای به دست آوردن مشاهده گر آشفتگی استفاده خواهد شد، ارائه شده است. ابتدا معادلات حرکت پویا پیوسته برای اجسام سفت و سخت سه بعدی، فرموله شده به شکل تکانه، در مرجع جهانی و با توجه به عملکرد جاذبه، محرک های چرخشی و آشفتگی ها ارایه می گردد. با توجه به اطلاعات و دانش نویسندگان، این انتخاب که از مزایای ساخت سیستم به صورت خطی بهره می برد، قبلاً در زمینه تخمین اختلالات (آشفتگی ها) در UAV مورد استفاده قرار نگرفته است. دوم، یک مدل آشفتگی ساده اما کلی مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت، مدل مشترک با در نظر گرفتن دو دینامیک قبلی نشان داده می شود.

3.1 معالات حرکت پویا. اجازه دهید فریم {W}، یک لختی با منشاء سطح زمین با جهت گیری ثابت داده شده باشد. پیکربندی NED (شمال- شرق- پایین) در اینجا به صورت عرف معمول مورد استفاده قرار می گیرد، یعنی، محور x فریم، سمت قطب شمال، محور y سمت شرق و محور z سمت مرکز زمین را نشان می دهد.
اجازه دهید فریم {B} یک فریم غیر لختی واقع در مرکز جرم جسم باشد که به سختی با نقاط محور x به سمت جلو، محور y به سمت راست و محور z به سمت پایین متصل است. شکل 1 این فریم های مرجع را نشان می دهد.

3.2 مدل آشفتگی (اختلال). به طور کلی دینامیک ها ناشناخته هستند و این دلیل اصلی این امر است که افرادی منند روگییرو و همکارانش (2014) و یوکسل و همکارانش (2014) فرض کردند که d=0 است. با این حال، این محدودیت می تواند خروجی تخمین را به صورت دینامیک های خیلی سریع کاهش دهد. به منظور کاهش این اشکال، می توان فرض کرد که آشفتگی d، یک تابع پیوسته است که با زمان ناشناخته هدایت می شود و خروجی برون زا در r امین مشتق آن تغییر می نماید،

3.4 اندازه های سیستم- در مورد برنامه های کاربردی ناوبری (جهت گیری) معمولی، از یک برآوردگر لایه بالا برای بازسازی حالت های برخورد و سرعت در حین فیلترینگ و حذف خطا از خوانش سنسورها استفاده می شود؛ به عنوان مثال، به مقالات سانتاماریا- ناوارو و همکاران. (2015) ، لینن و همکاران. (2013) یا آثار کیلی و سوخاتم (2011) مراجعه فرمایید.

4. مشاهده گر کران دار (محدود) درجه دوم بهینه UAV
در این بخش، از روش طراحی ارایه شده در بخش 3 برای تولید یک مشاهده گر برای UAV ارایه شده در معادلات 48 و 54 استفاده می نماییم. برای نشان دادن عملکرد تخمین، از شبیه سازی موجود در شکل 2 استفاده می کنیم.
ورودی های مدل دینامیکی (پویا)، سرعت زاویه مطلوب چهار روتور به همراه آشفتگی d است که نمودار زمان آن در شکل 3 آورده شده است. این آشفتگی، نیرویی است که در جهت x جهانی عمل می کند. مجموعه سنسورهای در نظر گرفته شده شامل یک IMU است که سرعت زاویه ای UAV و شتاب نیروهای خارجی را اندازه گیری می کند، یک مغناطیس سنج سه محوره که از جهت میدان مغناطیسی زمین خارج می شود و یک سنسور GPS که موقعیت خود را از فریم {W} بیرون می کشد. کنترلر، مدل UAV و مدل محرک (فعال کننده) اصطلاحاتی هستند که توسط هارتمن و همکاران (2014) ارایه شده است، با این وجود کوارترها برای پارامتری کردن و اندازه گیری حالات برای شبیه سازی رفتار یک کوادروتور AscTec Hummingbird در نظر گرفته می شوند. مدل های سنسور (حسگر) بر اساس آزمایش های واقعی بر روی پلت فرم آزمایشی اندازه گیری می شوند (مدرج می شوند).

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

2. مشارکت ها و فرضیات
در این بخش، ما در مورد سهم این مقاله در ادبیات تحقیق بحث می کنیم. مطالعات پیشین در زمینه اقلام رو به رشد، تابع رشد ریچارد را مورد استفاده قرار دادند؛ این رویکرد با افزایش پیچیدگی مدلسازی و محاسبات، روند بهینه سازی را محدود می کند. علاوه بر این، مطالعات پیشین فرض می کنند که مصرف کننده منتظر ورود اقلامی که در دسترس نیستند، نمی مانند. این مطالعه فرضیات آن ها را راحت می کند و مطالعه اقلام رو به رشد را بسیار آسان تر می نماید. برای انجام این کار، ابتدا فرض می کنیم که نرخ رشد اقلام را می توان با توابع خطی تخمین زد. سپس این فرض با استفاده از مطالعه موردی یک تولید کننده مرع ایرانی ارزیابی می شود. علاوه بر این با بررسی موارد زیر، اولویت مصرف کننده را در نظر می گیریم: الف) ترجیح مصرف کنندگان برای وزن مرغ و ب) تحمل تاخیر در تحویل مرغ تازه اگر شرکت مقداری جریمه بپردازد. اولین فرض در عمل حیاتی است، زیرا بهینه سازی سیستم بدون در نظر گرفتن مصرف کنندگان ممکن است مدیران را به تولید با وزن اضافه و یا وزن کم تشویق کند، به خصوص در بازاری مثل ایران که مصرف کنندگان ترجیح می دهند جوجه ها را بخرند و این مسئله باعث از دست دادن مشتریان می شود. علاوه بر این، چندین مطالعه نشان می دهند که مصرف کننده محصولات سرد و یا تازه را بر نمونه های منجمد ترجیح می دهند. به عنوان مثال، ووكازوویچ سه کشور اروپایی مانند اسلوونی، بوسنی و هرزگوین و صربستان را مورد مطالعه قرار داد: یافته ها نشان می دهد که سوال اصلی مصرف کنندگان درباره مرغ این است: “آیا تازه است”. این نگرش نسبت به مرغ تازه، راه را برای مدیران هموار می کند تا هزینه های سیستم که اثر مستقیمی بر قیمت محصول دارند را کاهش دهد. علاوه بر این، برای حفظ رضایت مصرف کنندگانی که قبل از تحویل اقلام جدید یک دوره زمانی منتظر بودند، یک مجازات تاخیر در نظر گرفته می شود. در نهایت، روند این تحقیق توسط یک نمودار گرافیکی نشان داده شده است. شکل ۱ یک نمای کلی از سیستم و روش حل را نشان می دهد.

3. تعریف مسئله
مسئله موجودی، پرورش حیوانات تازه متولد شده برای غذا را در نظر می گیرد و میزان خرید اولیه و زمان کشتار آن ها را با توجه به تقاضای بازار بهینه سازی می کند. در این مدل موجودی، کمبود محصول، مجاز و سفارش کاملا تاخیری (سفارشی که به محض موجود بودن کالا انجام خواهد شد) است. فرضیات اضافی مدل موجودی EOQ پیشنهاد شده با موارد رو به رشد عبارتند از:
• برای تغذیه و افزایش اقلام، هزینه اضافی وجود دارد.
• رشد اقلام را می توان با یک تابع خطی تخمین زد.
• تغذیه به طور مستقیم با وزن به دست آمده ارتباط دارد.
• هزینه نگهداری در لحظه ای محاسبه می شود که اقلام وزن نهایی خود را به دست آوردند و آماده کشتار هستند.
نمادهای زیر برای فرمول بندی ریاضی مورد استفاده قرار می گیرند:
D: نرخ تقاضا در واحد زمان (گرم/سال)
K: نرخ رشد هر جوجه در واحد زمان(گرم/(سال×جوجه))
w_0: وزن تقریبی اقلام تازه متولد شده (گرم)
w_1: وزن تقریبی در لحظه کشتار (گرم)
Q_t: وزن کل موجودی در t
t1: دوره رشد
t2: دوره مصرف
t3: دوره کمبود
T: طول هر دوره (متغیر تصمیم گیری).
y: تعداد اقلام سفارش داده شده در هر دوره.
S: مقدار کمبود در هر دوره (گرم).
c: هزینه خرید برای هر واحد وزن (دلار/گرم)
r: هزینه تغذیه هر واحد وزن در واحد زمان (دلار/(سال×گرم))
h: هزینه نگه داری هر واحد وزن در هر واحد زمان (دلار/(سال×گرم))
f: هزینه کمبود برای هر واحد وزن در واحد زمان (دلار/(سال×گرم))
A: هزینه راه اندازی (هزینه سفارش)، هزینه آماده سازی پرورش (دلار/(اندازی راه هزینه))
ts: زمان راه اندازی (واحد زمان)، زمان آماده سازی محیط پرورش در هر دوره (سال/(اندازی راه هزینه))

شکل ۲ یک سیستم موجودی برای موارد متعارف مانند کتاب، غذای منجمد و موارد دیگر را پیشنهاد می کند، که در آن تامین کننده کالاها را می خرد و آن ها را در مدت t1 در انبار نگه می دارند؛ سپس اقلام با یک نرخ یعنی نرخ تقاضای D فروخته می شوند، تا زمانی که سطح موجودی به صفر برسد. در نهایت در طول t3، سیستم موجودی با کمبود مواجه می شود تا زمانی که مقدار کمبود به S برسد.
در شکل ۳، y مقدار اقلام خریداری شده برای یک دوره از بیرون تامین کنندگان و w_0 و w_1 وزن تقریبی در ابتدای دوره (جوجه های تازه متولد شده) و پایان دوره (آماده برای فروش محصول) است. در نتیجه، مجموع مقادیر اولیه و نهایی به ترتیب Q_0=y w_0 و Q_1=y w_1 هستند. می دانیم که، t1 دوره ای است که حیوانات بزرگ می شوند و بعد از آن در طول t2 فروخته می شوند. علاوه بر این، t۳ یک دوره زمانی است که سیستم موجودی با واحدهای کمبود مواجه می شود. در این مسئله موجودی، در ابتدای دوره مصرف S، تقاضاهای فوری باید ارضا شوند، بنابراین سطح موجودی به صورت Q_2=y w_1-S_0 کاهش می یابد.

4. روند حل
تابع هدف مسئله مطرح شده (۲۰) محدب است (ضمیمه الف را ببینید). از سوی دیگر، مدل ریاضی پیشنهادی دارای محدودیت خطی است و در نتیجه این مدل ریاضی یک برنامه ریزی غیرخطی محدب است. ویژگی محدب بیان می کند که اگر یک راه حل امکان پذیر بهتر از راه حل های مجاور عمل کند (به عنوان مثال، حالت مطلوب محلی)، پس خودش نیز حالت مطلوب جهانی است. در نتیجه، راه حل بهینه تابع هدف (۲۰) با استفاده از مشتقات نسبی محاسبه می شود. با محاسبه مشتق جزیی تابع هدف (۲۰) با توجه به طول چرخه (T) و تنظیم آن برابر با صفر، راه حل بهینه T به شرح زیر است:

در نهایت براساس مفاهیم و فرمول های پیشنهادی، گام های حل الگوریتم بهینه سازی برای مدل موجودی EOQ پیشنهاد شده با موارد رو به رشد، عبارتند از:
مرحله 1: محاسبه T_min از معادله (19)
گام 2. اگر T_min≥0 پس مسئله عملی است و به مرحله 3 بروید، در غیر اسن صورت مسئله غیرعملی است و به مرحله 8 بروید.
گام سوم. اگر (1-h)⁄(h+f) مثبت باشد، سپس مسئله عملی است و به مرحله 4 بروید، در غیر این صورت مسئله عملی نیست و به مرحله 8 بروید.
گام چهارم. T را از معادله (23) محاسبه کنید.
گام پنجم. اگر T≥T_min آنگاه T^*=T، در غیر اینصورت T^*=T_min.
گام ششم. با استفاده از معادله (22) و با در نظر گرفتن T^*، S^* را محاسبه کنید
گام هفتم. با استفاده از تابع هدف (20) و معادله (5)، با در نظر گرفتن T^* و S^* به دست آمده، TC^* و y^* را به ترتیب محاسبه کنید و راه حل بهینه را گزارش دهید.
گام هشتم. پایان
5. مثال عددی و تجزیه و تحلیل حساسیت
این بخش به بررسی یک مطالعه موردی و تحلیل حساسیت آن برای راه حل بهینه می پردازد. نمونه ما خروس های گوشتی پرورش یافته در مزرعه مرغداری لشگری، واقع در کشور ایران و شهر قزوین است. برای انجام این کار، ما از عملکرد “ریچارد” برای این نوع مرغ استفاده کردیم.

مرغداری مرغ های 2 روزه را خریداری می کند و در سن 30 روزگی آنها را کشتار می کند. دلیل کشتار جوجه در سن 30 روزگی این است که خریدن مرغ با حدود 1200 تا 1300 گرم وزن، مورد توجه مشتریان ایرانی قرار می گیرد. بنابراین، براساس تابع رشد ریچارد، وزن یک مرغ در ابتدای خرید برابر است با 63 گرم (w_0=63g) و بعد از 30 روز، وزن به 1266 گرم می رسد (w_1=0.1266g). بنابراین، عملکرد رشد ریچارد برای این دوره می تواند مانند شکل 5 بدست آید.
از آنجا که در این بازه زمانی انحنای محدودی در تابع رشد وجود دارد، می توان با استفاده از حداقل و حداکثر وزن جوجه ها و با یک تابع خطی آن را تخمین زد. با استفاده از این روش، شیب خط 42 گرم در روز خواهد بود، یعنی 15330 گرم در سال. براساس آن، وزن تقریبی هر جوجه خریداری شده 84 گرم و وزن آن پس از 30 روز حدود 1260 گرم خواهد بود. با توجه به این تقریب، بین مقادیر ما و مقادیر محاسبه شده با استفاده از تابع رشد ریچارد، اختلاف کمی وجود دارد. بنابراین، عملکرد تقریبی رشد برای این مرغداری در شکل 6 نشان داده شده است.
بنابراین ، ما یک سیستم موجودی واقعی برای رشد را در نظر می گیریم که: k برابر با 15,330/جوجه/گرم/سال، D برابر با 100,000 گرم/سال، w_0 برابر با 84 گرم، w_1 برابر با 1260 گرم، ts برابر با 0.01 سال ، c برابر با 0.3 دلار/ گرم/سال، r برابر با 0.8 دلار/گرم/سال ، h برابر با 0.4 دلار/ گرم در سال، A برابر با 1000 دلار/گرم/سال و f برابر با 2 دلار/گرم/سال. با توجه به محدودیت های مرغداری برای انتشار اطلاعات، مقادیر مربوط به هزینه ها و سایر مقادیر، با برخی ابهامات و عدم دقت به دست می آید.

طراحی شبکه زنجیره تامین حلقه بسته پایدار: الگوریتم فرا ابتکاری ترکیبی برای شبکه های بزرگ مقیاس

Sustainable tire closed-loop supply chain network design: Hybrid metaheuristic algorithms for large-scale networks

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1932

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1814

3 کاربران نهایی
کاربران نهایی, همه کسانی هستند که می توانند MES مبتنی بر ابر را تحت تأثیر قرار دهند و استفاده نمایند, که این افراد معمولاً کارگران و مدیران کارگاه می باشند. مدیران کارگاه, ابزارها و محیط های دیگری دارند که می توانند برای ایجاد تغییرات و بهبود عملکرد کارگاه استفاده شوند. مدیران, توانایی اضافه کردن شغل های جدید به لیست کار و ویرایش شغل های موجود را دارند. مدیران همچنین می توانند شاخص های تجزیه و تحلیل عملکرد را برای جنبه های مختلف فرایند تولید مشاهده کنند. اعضای اجرایی شرکت می توانند از گزارش های عملکرد ایجاد شده توسط MES برای درک روندها در تولید استفاده کنند که می توانند برای شکل دادن به آینده شرکت استفاده کنند. کارمندان در بخش مالی, از دیگر سیستم های فناوری اطلاعات مانند نرم افزار برنامه ریزی منابع سازمانی استفاده می کنند که برای کنترل منابع شرکت، کاهش هزینه و افزایش بهره وری استفاده می شوند. یک MES مبتنی بر ابر به راحتی می تواند با دیگر سیستم های فناوری اطلاعات هماهنگ شود و ارتباطات را در یک شرکت افزایش دهد.

3. خدمات کلیدی
3.1 میان افزارRFID
میان افزارRFID, یکی از مهمترین ویژگی های MES است. مسئولیت خدمات است که داده های خام و ارتباطات بین دستگاه ها را مدیریت می کند. دو ویژگی کلیدی با این سرویس مرتبط هستند – جمع آوری / کسب داده ها و مدیریت نگهداری. مدیریت نگهداری در این مقاله مورد بحث قرار نخواهد گرفت، زیرا هنوز پیاده سازی نشده است.
جمع آوری داده ها برای پیاده سازی مناسب سیستم های اجرای ساخت و تولید ضروری است. سبک سنتی کاغذ سازی عملیات ها، اغلب در معرض خطا قرار دارند و در میان چیزهای دیگر, قادر به مقابله با فروشگاه های دینامیک نیستند. این مشکلات به طور عمده به دلیل جمع آوری بی موقع اطلاعاتی رخ می دهند که می توانند از طریق استقرار مناسب از دستگاه های هوشمند مبتنی بر RFID مانند کارگران، ماشین آلات و منابع بوجود می آیند. شکل 1 نشان می دهد که چگونه برنامه گوشی هوشمند، شکاف اتصال بین دستگاه های RFID و Cloud MES را پر می کند. استفاده مناسب از این مقوله در مراحل کلیدی، به روزسازی غالب داده ها را میسر می سازد و از جمله چیزهای دیگر، شناخت مکان و وضعیت را میسر می سازد. هنگامی که این داده ها جمع آوری می شود، به صورت اطلاعاتی سازماندهی می شود که می توانند مورد استفاده قرار گیرند تا بازخورد مناسب قابل ارسال باشد. با توجه به ماهیت RFID، بسیاری از اقدامات امنیتی برای جلوگیری از از دست رفتن اطلاعات باید انجام شوند.3.2سرویس برنامه ریزی و زمان بندی
خدمات (سرویس های) برنامه ریزی و زمان بندی, راهنمایی مناسب در مورد بهینه سازی فرآیندها و عملیات ها را ارائه می دهد. این سرویس به دو ویژگی می پردازد – مدیریت فرآیند و عملیات ها و زمان بندی دقیق. مدیریت فرآیند, روش مورداستفاده برای تعریف فرآیند است که مواد خام باید تحت آن قرار گیرند تا به محصول نهایی تبدیل شوند. در حالیکه عملیات و زمان بندی دقیق برای تعیین زمان و میزان طویل بودن فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد.
هنگامی که کارها ثبت می شوند، مدیران, اطلاعاتی مانند اولویت، اهمیت، فرآیند ماشینکاری برای استفاده و غیره را وارد می کنند. سپس سرویس میان افزار، این داده ها را جمع آوری و سازماندهی می کند تا روش بهینه را بتوان محاسبه کرد. این سرویس را می توان برای هر نمونه با استفاده از مجموعه ای از قوانین یا منطق حاکم توسط پارامترهای ورودی و همچنین داده های زمان واقعی فرموله نمود. هنگامی که روش فرایند شناخته شده باشد، عملیات ها و زمانبندی مفصل را می توان تولید نمود و به کارگران ارسال کرد. این کار با در نظر گرفتن محدودیت های از قبیل تاریخ های تعیین شده، توسط مشتریان یا در غیر این صورت و تنظیم خودکار برنامه های زمان بندی فعلی و آینده صورت خواهد گرفت.
3.3. دید در زمان واقعی و ردیابی
هدف از این سرویس, فراهم نمودن بهبود در تبادل اطلاعات برای تصمیم گیری مربوط به برنامه ریزی و کنترل زمان واقعی مواد است. برای رسیدن به موفقیت, باید چندین گام برداشته شوند. این کار شامل جمع آوری به موقع داده های به موقع و تفسیر مفید و بازخورد اطلاعات می باشد.
جمع آوری به موقع داده ها توسط سرویس میان افزار مدیریت می شود و با کمک استقرار مناسب برچسب های RFID صورت می گیرد. اطلاعات سازمان یافته جمع آوری شده توسط این برنامه برای ایجاد اطلاعات معنی دار استفاده می شود که می توانند به صورت گرافیکی صفحه نمایش داده شوند. مدیران یا سایر کاربران مجاز می توانند وضعیت فعلی طبقه کارگاه را ببینند، تخصیص منابع، سطوح موجودی، عملکرد کارگران و غیره را برای اطمینان از اینکه هر تصمیمی می تواند بر مبنای زمان واقعی گرفته شود, را ردیابی یا ویرایش نماید.

4. یک مطالعه موردی
4.1 درباره این مورد
مطالعه موردی انتخاب شده, یک شرکت ساختگی است که جواهرات را با استفاده از منابع منحصر به نیوزلند و میراث آن تولید می کند. کارگران در این شرکت, جواهرسازانی باتجربه هستند که به ندرت نیاز به پیگیری یک برگه دستورالعمل دارند. این کارگران ممکن است در برخی از مواد و تکنیک ها متخصص باشند اما می توانند هر کاری را انجام دهند. سپس جواهرات تولید شده به چند فروشگاه خرده فروشی در سراسر کشور عرضه می شود. این فروشگاه ها عموماً سفارشات بزرگ را برای محصول ها مختلفی که دارای مهلت بلند مدت هستند قرار می دهند. این شرکت در یک منطقه گردشگری برجسته قرار گرفته است و مشتریان اغلب در مورد جواهراتی که می توانند به طور سفارشی ساخته شوند, پرس و جو می کنند. سفارشات سفارشی-ساخت عموماً دارای مهلت کوتاه تری هستند و تفاوت در مهلت به این معنی است که برخی از وظایف به طور قابل توجهی بر لیست کار در مقایسه با سایر وظایف تاثیر می گذارند. این مطالعه موردی یک مثال عالی از تولید سفارشی مقیاس کوچک را فراهم می کند.
این شرکت از سه منبع اصلی برای کاتالوگ طلا و جواهر خود استفاده می کند – جید / سبز سنگ، پووا پاوا و نقره. از آنجا که هر یک از این مواد دارای ویژگی های منحصر به فرد هستند، دستگاه های مختلفی برای اطمینان از کار دقیق و با کیفیت به طور مداوم مورد استفاده قرار می گیرند. هر نوع جواهرات نیز دارای فرایند تولید متفاوت است که تا اتمام آن پیگیری خواهد شد.

فرایند ساخت گوشواره های نقره ای معمولاً با نورد کردن نقره به صورت ورقه ها شروع می شود که سپس آماده برش لیزری می باشند (شکل 2). حلقه های نقره ای تماماً در محل در یک کوره تولید می شوند. این کار با دستکاری دستی یک نسخه مومی آغاز می شود که برای خلق یک قالب لاستیکی قابل استفاده مجدد شروع می شود. قالب برای ایجاد نسخه مومی که یک جزء کلیدی در ریخته گری موم توخالی است مورد استفاده قرار می گیرد. سپس جاهای خالی موم با یک گچ مقاوم در برابر حرارت پوشیده می شوند و هنگامی که تنظیم شده باشد, نقره مذاب در آن ریخته می شود. نقره ذوب شده, موم را ذوب می کند و جای آن را می گیرد. هنگامی که قالب سرد شده باشد، گچ شکسته می شود و حلقه نقره ای بر جای می ماند.
مواد پوسته Paua در حالت خام تحویل داده می شوند. Paua دارای یک مقیاس سخت است که باید برداشته شود تا لایه های جاذب زیرین در معرض قرار گیرد. پس از آن کارگران Paua را در اندازه های مناسب برای کار برش می دهند و سپس حکاکی آنها را به شکل دلخواه شروع می کنند. به همین ترتیب، سنگ سبز (یشم) در مقاطع بزرگ تحویل داده می شود که قبل از برش و شکل دادن به سنگ, باید در اندازه مناسب برش داده شود.
یک روز نرمال در این شرکت را بدون RT-MES به عنوان مورد پایه در نظر بگیرید. کارگران با کارهای موجود شروع می کنند که از روز قبل تکمیل نشده اند. سیستم فعلی کارکنان یک محصول واحد را از ابتدا تا انتها ایجاد می کند و مواد اولیه را به اشکال قابل کنترل تبدیل می کند. علاوه بر این، مشتریان در طول روز آنها را دریافت می کنند. هر مشتری دارای الزامات و طرح های خاص خود است که بر روی فرم های کاغذی نوشته شده اند. سپس آنها به صورت دستی وارد سیستم می شوند و برنامه های شغلی به صورت دستی براساس مهارت های کارگر اختصاص می یابد.
مشكل فعلی كه شركت با آن مواجه هستند، یک روش نامناسب برای ردیابی منابع مورد استفاده و زمان است. این شرکت همچنین به یک روش بهینه سازی فهرست کار برای هر کارگر و توانایی پیگیری منابع مختلف را در زمان واقعی نیاز دارد. علاوه بر این، این شرکت در تلاش است تا با کاهش مصرف کاغذ خود، میزان رد پای کربن را کاهش دهد.

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

2. مرور کلی سیستم ذخیره انرژی
پیکره بندیهای سیستم ذخیره انرژی (ESS) ، طبقه بندیها و ساختار آنها در زیربخشهای زیر نشان داده شده است.

A. پیکره بندی سیستم ذخیره انرژی
به طور معمول سیستم ذخیره انرژی (ESS) تجمعی و توزیع شده، دو پیکره بندی اصلی فن آوری سیستم ذخیره انرژی (ESS) برای کاربردهای ریزشبکه (MG) هستند که در شکل 4 نشان داده شده‌اند. در سیستم تجمیعی، مقدار جریان انرژی از DERs بهbus PCC مقدارثابتی است. علاوه بر این، کل ظرفیت این ESS را می‌توان برای کاهش نوسانات جریان برق استفاده کرد (43). اگر ظرفیتیک دستگاه ذخیره انرژی افزایش یابد، هزینه آن نیز افزایش می‌یابد. ساخت و کنترل ESS های بزرگ کار دشواری است. بنابراین، از دستگاه‌های ذخیره انرژی توزیع شده در مقیاس کوچک می‌توان برای دستیابی به تنظیم قابل اطمینان و عملی قدرت استفاده کرد. دستگاه‌های ESS در پیکربندیهای ذخیره توزیع شده مستقیماً به وسیله رابطهای بی شماری به منابع توزیعی خاصی متصل می‌شوند. با این حال، کنترل جریان نیرو، اصلی‌ترین چالش پیش روی سیستم توزیعی است. علاوه براین، فرایند ذخیره سازی هنوز هم از طریق رابطهای الکترونیکی قدرت برای منابع توزیع شده و ESS، تلفاتی را متحمل می‌شود (12).
B. طبقه بندی سیستم ذخیره انرژی
ESS بر اساس استفاده از انرژی به یک شکل خاص طبقه بندی می‌شود. ESS را می‌توان به صورت یک سیستم ذخیره انرژی مکانیکی، الکتروشیمیایی، شیمیایی، الکتریکی، حرارتی و ترکیبی طبقه بندی کرد. علاوه بر این، این سیستم‌ها را بسته به روند تشکیلشان و مواد مورد استفاده در آنها ، می‌توان باز هم طبقه بندی کرد. شکل 5 جزئیات مربوط به طبقه بندی ESS را نشان می‌دهد (44). باتری‌ها (45)، ذخیره سازی هوای فشرده (CAES) (46)، ذخیره سازی انرژی فلای ویل (FES) (47)، SCs (16)، (48)، ذخیره انرژی مغناطیسی ابرخازن (SMES) (49)، ذخیره سازی هیدروژن (50)، و ذخیره انرژی هیبریدی (HES) (44)، (51)، (52) از رایج‌ترین فن آوریهای ذخیره سازی در کاربردهای ریز شبکه هستند.

C. ساختار سیستم ذخیره انرژی (ESS)
انرژی را می‌توان با تبدیل انرژی الکتریکی به شکل دیگری مثل انرژی شیمیایی یا مکانیکی ذخیره کرد (42). علاوه بر این، سیستم‌های ذخیره سازی را می‌توان به سه بخش طبقه بندی کرد: ذخیره سازی مرکزی، مرحله تبدیل نیرو و مرحله کنترل. در ذخیره سازی مرکزی، انرژی پس از تبدیل ذخیره می‌شود و تبدیل نیرو به عنوان رابط بین ذخیره مرکزی و سیستم نیرو با انتقال دو طرفه عمل می‌کند. در مرحله کنترل، میزان شارژ یا تخلیه انرژی ذخیره شده با استفاده از حسگرها و سایر وسایل اندازه گیری تعیین می‌شود. دستگاه‌های ذخیره انرژی منبع ایده آل انرژی نیستند. بنابراین، در هر مرحله از فرآیند ذخیره سازی با تلفاتی مواجه می‌شوند(42).

3. انواع سیستمهای ذخیره انرژی
A. سیستم‌های ذخیره سازی مکانیکی
سیستم‌های ذخیره انرژی مکانیکی (MSS)سودمند هستند، زیرا می‌توانند انرژی را به صورت انعطاف پذیری از منابع تبدیل و ذخیره کنند (52). علاوه بر این، آن‌ها می‌توانند در صورت نیاز به کار مکانیکی، نیروی ذخیره شده را آزاد کنند (53). بر اساس اصول کاری، MSS را می‌توان به عنوان گاز فشاری، فنر فشرده، انرژی جنبشی، و انرژی پتانسیل طبقه بندی کرد. با این حال، از دیدگاه فنی، سیستم‌های ذخیره سازی مکانیکی از سه تکنیک تشکیل شده‌اند: فن آوریهای فلای ویل، ذخیره سازی هیدرولیکی پمپی، و انرژی هوای فشرده. از بین این سه سیستم، سیستم‌های ذخیره سازی آب پمپی (PHS)با داشتن چرخه عمر طولانی، بیشترین ظرفیت ذخیره سازی برق را در جهان دارا هستند. اگرچه سیستمهای انرژی فله هنوز هم به PHS متکی هستند، اما PHS اشکالاتی مثل هزینه‌های بالای سرمایه، تأثیر منفی بر محیط زیست و کاهش پیاده سازی ژئولوژیکی را نیز دارد. بنابراین، بهبود PHS در آینده محدود است (54)-(57). جزئیات مربوط به فن آوریهای دیگر مثل سیستمهای ذخیره انرژی فلای ویل (FESS)، CAES، سیستم‌های ذخیره انرژی گرانش (GES) در زیر مورد بحث قرار می‌گیرند.
1) سیستم‌های ذخیره انرژی فلای ویل
فلای ویل به عنوان مؤلفه اصلی مدرنترین FESS یک استوانه (دیسک) چرخان عظیم است که با استفاده از یاتاقانهای مغناطیسی بر روی استاتور پشتیبانی می‌شوند (58). FESS را می‌توان در دو دسته اصلی توصیف کرد: FESS پرسرعت و کم سرعت (59). فلای ویل‌هایی با سرعت زیر 10،000 دور در دقیقه به عنوان فلای ویل‌های کم سرعت شناخته می‌شوند که در صنایع محبوبیت زیادی دارند (60). سازه‌های اصلی یک سیستم فلای ویل ، و یک فلای ویل استوانه‌ای توخالی در شکل 6 نشان داده شده است (61). برای عملکرد صحیح دستگاه‌ها می‌توان از یک فلای ویل استفاده کرد که به صورت مکانیکی انرژی جنبشی را از چرخش روتور با سرعت زیاد ذخیره می‌کند (59)، (62). انرژی جنبشی ذخیره شده در FESS با سرعت و اینرسی مرتبط است. FESS کم سرعت شامل یک صفحه فولادی با اینرسی بالا و سرعت پایین است. از سوی دیگر، FESS پرسرعت دارای یک صفحه کامپوزیت با اینرسی نسبتاً پایین و سرعت بالا است. با افزایش سرعت چرخش روتور، انرژی ذخیره شده نیز به همین نسبت افزایش می‌یابد و انرژی ذخیره شده در یک مربع با حرکت زاویه‌ای تغییر می‌یابد. این انرژی ذخیره شده را می‌توان با کم کردن گشتاور روتور (حالت تخلیه) و برگرداندن انرژی جنبشی به موتور الکتریکی که به عنوان یک ژنراتور عمل می‌کند، باز هم مورد استفاده قرار داد (52)، (62). راندمان دستگاه‌های ذخیره فلای ویل بین 90٪ تا 95٪ می‌باشد، در حالیکه توان نامی آنها از 0 مگاوات تا 50 مگاوات است (63)-(65). بین این دو نوع فلای ویل را می‌توان به طور عادی مقایسه کرد و تفاوت‌های آن‌ها در جدول 1 بصورت خلاصه ارائه شده‌اند (66).
علاوه براین، فلای ویل‌ها را می‌توان بطور موازی اضافه کرد تا انرژی خاصی را افزایش دهند. تراکم انرژی از سرعت حدود (5 W h/kg) تا (100 W h/kg) متغیر است (55)، (59). در صورت نقص ناگهانی در تولید برق از منابع تجدید پذیر مانند منابع بادی یا خورشیدی، یک سیستم انرژی مشابه FESS را می‌توان بهتر از BESS پیاده سازی کرد (55).

طبق مرجع (58)، فن آوری ذخیره انرژی فلای ویل با توجه به خصوصیات منحصربفردی مثل چگالی توان بالا، سازگاری در محیط زیست، راندمان بالا ، هزینه نگهداری پایین و دوره چرخه طولانی که دارد در بخشهای مختلفی بکار برده شده است. مرجع (55) نشان می‌دهد که هزینه تعمیر و نگهداری FESS پایین است ($19/kW -سال) هرچند که هزینه سرمایه آن بالا است ($5000/kWh). مزیت اصلی FESS این است که به تجهیزات کنترل دما نیازی ندارد (47). شکل 7 کاربردهای FESS را در ریزشبکه (MG) توضیح می‌دهد.
در این فن آوری، یک مبدل توان به عنوان یک رابط الکتریکی عمل می‌کند. در مرجع (67)، یک مکانیسم بهبود یافته از توپولوژی مبدل دو طرفه با استفاده از تکنیکهای انتقال ولتاژ صفر و انتقال جریان صفر توسعه داده شد. این مطالعه نشان داد که میزان انرژی ذخیره شده با استفاده از توپولوژی پیشنهادی، 2.5 تا 3.5 درصد بود. بدین ترتیب،می‌توان از یک کنترلگر پیشرفته برای بهینه سازی ویژگیهای شارژ و تخلیه در این سیستم ذخیره سازی استفاده کرد که بطور قابل توجهی مدیریت ذخیره انرژی را بهبود می‌بخشد.
اگرچه اگرچه FESS دارای مزیتهای متعددی است ، اما اشکالاتی نیز از نظر هزینه بالای اولیه و میزان بالای خود-تخلیه دارد(3% تا 20% در هر ساعت) (68). علاوه بر این، چگالی توان بالا و چگالی انرژی پایین ، کاربرد FESS را محدود می‌کند. بنابراین، هزینه و میزان تخلیه با استفاده از فلای ویل‌های پر سرعت و پیشرفت فن آوری کاهش می‌یابد. برای غلبه بر این محدودیت‌ها، FESS با کاهش انتشار CO2 و بهبود پایداری سیستم قدرت، بسیار قابل اطمینان و پایدار می‌شود.

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

2.2. ویژگی های توزیع ولتاژ یک نیروگاه PV
یک مدل معادل یک نیروگاه PV در مقیاس بزرگ در شکل 2 نشان داده شده است، جایی که Pi + jQi توان خروجی i-امین PVGU است، jQC توان راکتیو خروجی از ادوات جبران کننده توان راکتیو است، Zi امپدانس مجموع خط بین i-امین و i-1 امین PVGU و ZTi امپدانس معادل ترانسفورماتور محلی i است، UiL و UiH به ترتیب ولتاژ سمت پایین و سمت بالا در ترانسفورماتور محلی i هستند، ، UPCC ولتاژ سمت پایین ترانسفورماتور اصلی و U ولتاژ شبکه است.

2.2.1. ولتاژ PCC یک نیروگاه PV
با در نظر گرفتن ولتاژ شبکه U به عنوان مبنا، ولتاژ PCC یک نیروگاه PV می تواند تقریب زده شود:

جایی که ΔP و ΔQ تلفات توان اکتیو و راکتیو ترانسفورماتور اصلی، ترانسفورماتور محلی و مجموع خطوط هستند.
Zg = Rg + jXg به عنوان امپدانس معادل تونن شبکه خارجی تعریف شده است که از ترمینال نیروگاه PV دیده می شود.
ولتاژ PCC مرتبط با ولتاژ شبکه، توان خروجی PVGU ها، توان خروجی ادوات جبران کننده توان راکتیو، امپدانس معادل تونن شبکه خارجی و انواع تلفات است. هنگامی که ولتاژ PCC نوسان می کند، توان راکتیو ΣQi و QC می تواند باشد برای حمایت از آن تنظیم شود.

2.2.2. ولتاژ ترمینال PVGU ها
با توجه به همان ساختار خطوط ، خط اول را به عنوان مثال انتخاب کنید. ولتاژ پورت i-ام PVGU UiL است: جایی که ZTi = RTi + jXTi و Zi = Ri + jXi است.
ولتاژ ترمینال PVGU مرتبط با ولتاژ PCC، محل PVGU ها در مجموعه خطوط، امپدانس خطوط و توان خروجی PVGU ها است.
به عنوان مثال در یک نیروگاه 10 × 10 PV، مدل شبیه سازی شامل 10 خط می باشد. هر مجموعه خط شامل 10 PVGU است و یکمین PVGU نزدیکترین به PCC است. ولتاژ PCC نیروگاه برق PV در شکل 3 نشان داده شده است. این نشان می دهد که ولتاژ PCC با توان اکتیو و راکتیو رابطه ای مثبت دارد، جایی که توان راکتیو غالب است.
توزیع ولتاژ ترمینال PVGU ها در شکل 4 نشان داده شده است. با افزایش توان اکتیو، ولتاژ ترمینال PVGU افزایش می یابد. برای یکی از خطوط ، ولتاژ پورت PVGU اول حداقل و نزدیک به ولتاژ PCC است. ولتاژ پورت به تدریج در امتداد خطوط افزایش می یابد. وقتی خروجی توان اکتیو نیروگاه PV بزرگ باشد، ممکن است در انتهای مجموعه خطوط اضافه ولتاژ رخ دهد.

2.3. ظرفیت توان راکتیو اینورتر PV
ظرفیت توان راکتیو یک اینورتر PV با توان ظاهری آن محدود شده است. اگر توان اکتیو خروجی اینورتر افزایش یابد، ظرفیت توان راکتیو متعاقبا کاهش خواهد یافت. از آنجا که اینورتر می تواند در یک زمان کوتاه 1.1 برابر توان ظاهری کار کند، رابطه بین توان اکتیو خروجی و توان راکتیو خروجی اینورتر i-ام به صورت زیر است:

محدوده توان راکتیو خروجی اینورتر i است: وقتی Pi = 1 p.u و اینورتر PV نیاز به توان خروجی راکتیو در یک زمان کوتاه دارد، با توجه به فرمول (4)، Qimax = 0.458 p.u. می توان دید که Qi هنوز حاشیه اطمینان توان راکتیو را حفظ می کند.
وقتی Pi = 1 p.u و اینورتر PV نیاز به توان خروجی راکتیو در یک زمان طولانی دارد، محدوده توان راکتیو خروجی اینورتر i-ام است: برای اطمینان از اینکه Qi حاشیه امن توان راکتیو را حفظ می کند، لازم است اندازه Pi را محدود کنید. Pi به طور معمول بر اساس فرمول (5) به 0.9 پریونیت کاهش می یابد و Qimax = 0.436 p.u.

2.4. مشخصه های خروجی SVG و بانک های خازنی
اصل اساسی SVG این است که دامنه و فاز ولتاژ سمت AC مدار را تنظیم کند تا خروجی جریان راکتیو مورد نیاز را تولید کند، به این ترتیب اثر جبران کنندگی توان راکتیو به دست می آید. هنگامی که مولفه اساسی ولتاژ خروجی اینورتر کمتر از ولتاژ سیستم است، SVG توان راکتیو را از سیستم جذب می کند. هنگامی که مولفه اساسی ولتاژ خروجی اینورتر بیشتر از ولتاژ سیستم باشد، SVG توان راکتیو را به سیستم منتقل می کند. هنگامی که مولفه اساسی ولتاژ خروجی اینورتر برابر ولتاژ سیستم است، SVG در حالت توان راکتیو صفر کار می کند. بنابراین، توان راکتیو تولیدشده توسط SVG می تواند به طور مداوم از مثبت به منفی تنظیم شود. SVG مزایای پاسخ سریع ، جبران توان راکتیو مناسب، محدوده عملکرد گسترده، مقدار هارمونیک کمتر و اشغال فضای کمتر است، اما هزینه های سرمایه گذاری و عملیات آن نسبتا بالا است.
بانک های خازنی می توانند گام به گام توان راکتیو القایی را فراهم کنند. هنگامی که سیستم دارای توان راکتیو اضافی است، می توان آن را تنها با جدا کردن بانک های خازنی تنظیم کرد. قدرت راکتیو ارائه شده توسط بانک های خازنی متناسب با مربع ولتاژ گره است. هنگامی که ولتاژ گره کاهش می یابد، توان راکتیو کاهش می یابد و بانک های خازنی نمی توانند مکرراً وصل و قطع شوند تا به سرعت به تغییرات دینامیکی تقاضای توان راکتیو پاسخ دهند. بنابراین، تشخیص جبران دینامیکی توان راکتیو دشوار است. با این حال، بانک های خازنی هنوز هم ابزار اصلی برای جبران استاتیک توان راکتیو به دلیل کم هزینه بودن، تعمیر و نگهداری راحت و نصب انعطاف پذیر، هستند.

3. پیشگیری از ولتاژ و استراتژی کنترل هماهنگ اضطراری
3.1. چارچوب کلی
هدف از استراتژی كنترلی، تشخیص كنترل هماهنگ توان راكتيو در بين SVG، مبدل ها و بانك هاي خازني در نيروگاه PV با مقياس بزرگ است. استراتژی تضمین می دهد که ولتاژ در شرایط نرمال در سطح مطلوب عمل می-کند. هنگامی که یک اغتشاش در PCC اتفاق می افتد، ادوات جبران کننده توان راکتیو دینامیک به ترتیب برای پشتیبانی از ولتاژ PCC هماهنگ می شود. هنگامی که اغتشاش برطرف شود، با جایگزینی منظم توان راکتیو دینامیکی (یا سریع) و استاتیکی (یا آهسته)، SVG می تواند یک حاشیه توان راکتیو بزرگ را برای مقابله با اغتشاش احتمالی بعدی نگه دارد.
پس از محاسبه پاسخ توان راکتیو اینورترها، با توجه به اطلاعات حساسیت و ولتاژ پایانه PVGU، حداقل واریانس ولتاژ پایانه PVGU در ایستگاه بهینه می شود. در نتیجه، توان خروجی راکتیو هر اینورتر تعیین می شود و توزیع ولتاژ درون ایستگاه بهینه می شود.
در این مقاله یک استراتژی پیشگیري ولتاژ و کنترل هماهنگ اضطراری ارائه شده است، همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است. این استراتژی شامل اندازه گیری و محاسبات حالت، وضع اضطراری ولتاژ و کنترل هماهنگ پیشگیرانه و فرآیند های توزیع تخصیص بهینه توان راکتیو در ایستگاه است.

3.2. اندازه گیری و محاسبه حالت
در مقیاس زمانی کوتاه، شدت نور دریافت شده توسط یک نیروگاه PV بزرگ تغییر نمی کند، حالت عملکرد خارجی شبکه تغییر زیادی نمی کند و پارامترهای خط (از جمله پارامترهای ترانسفورماتور) ثابت می شوند. بنابراین، تقاضای توان راکتیو نیروگاه PV را می توان با اندازه گیری ولتاژ موجود تخمین زد. Qreq توان راکتیو مورد تقاضا در نیروگاه PV برابر است با که UPCCref مقدار مرجع کنترل ولتاژ PCC است. UPCCmeas مقدار اندازه گیری شده ولتاژ PCC در حال حاضر است. همچنین (Q, P , U)δ ضریب مشخصه رگولاسیون با توجه به تاثیر Q، P و U در UPCC است که توسط شبیه سازی آفلاین به دست می آید. (Q, P , U)δ تقریبا یک ضریب ثابت در شرایط مطمئن Q، P و U است. واحد δ نیز (توان راکتیو) × 1-(ولتاژ) است.
دستگاه جبران کننده توان راکتیو بوسیله ظرفیت خودش محدود می شود. با کسب اطلاع از وضعیت عملکرد خروجی در زمان واقعی، محدوده تنظیم توان راکتیو QSmax , SVG ، QImax اینورتر و QCmax بانک خازنی می تواند محاسبه شود. سیستم کنترل توان راکتیو و ولتاژ، از طریق اطلاعات فوق، منابع توان راکتیو را هماهنگ می کند.

3.3. کنترل هماهنگ ولتاژ اضطراری
کنترل هماهنگ اضطراری ولتاژ به مشخصه های منابع توان راکتیو برمیگردد و به منظور دستیابی به کنترل اضطراری در پایداری ولتاژ گذرا استراتژی برای هر وسیله توان راکتیو را تنظیم میکند.
1) هنگامی که حاشیه(ذخیره) توان راکتیو SVG کافی باشد و تنها SVG تقاضای توان راکتیو را به عهده بگیرد، پاسخ توان راکتیو SVG است:

2) هنگامی که حاشیه توان راکتیو SVG کافی نیست، اما مجموع SVG و توان راکتیو اینورتر می توانند تقاضای انرژی راکتیو نیروگاه PV را برآورده سازند، SVG و اینورترها به طور مشترک تقاضای توان راکتیو را به عهده می گیرند. SVG حداکثر توان راکتیو را تولید می کند.

باقیمانده تقاضای توان راکتیو توسط مبدل ها به عهده گرفته میشود. پاسخ کل توان راکتیو اینورتر ها است:

3) هنگامی که مجموع توان راکتیو SVG و اینورتر کافی نباشد، SVG، مبدل ها و بانک های خازن به طور مشترک تقاضای توان راکتیو را به عهده می گیرند. با تعیین تعداد بانک های خازنی استفاده شده، توان راکتیو آنها می تواند محاسبه شود.

که در آن [(QREF-QSMAX-QIMAX) /QC0] تعداد بانک های خازنی استفاده شده است. از آنجا که بانک های خازنی تنها می توانند بصورت گروهی استفاده شوند، تعداد محاسبه شده باید گرد شود. قدرت راکتیو باقی مانده توسط اینورترها تنظیم می شود. QC0 ظرفیت یک بانک خازنی است.

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1927

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

2.4 توانایی مدیریت چرخه عمر محصول برای برنامه ریزی فرآیند
روش های برنامه ریزی فرایند موجود با تاکید بر مرحله تولید از چرخه عمر محصول محدود هستند. بسط توانایی های برنامه ریزی فرآیند برای ارزیابی اثرات طراحی محصول در سایر مراحل چرخه تولید توسط یکپارچه سازی با مدیریت چرخه عمر محصول، می تواند تولید ارزش بیشتری را ممکن کند. بنابر این نیاز است به حرکت از برنامه‌ریزی فرآیند که از الزام منفرد به تولید ویژگی‌ها و خروجی های خاص محصول استخراج شده است به سمت انتخاب فرایندهای بهینه شده که در طراحی محصول برای اینجاد امکان برای فرآیندها پس از استفاده از محصول تکمیل شده اند. این فرآیندها شامل موارد زیر هستند: استفاده مجدد، تولید مجدد یا بازیافت. چنین روشی منجر به کشف همه جایگزین هایی که الزامات فرایند را رعایت می‌کنند خواهد شد که برای بهینه سازی جامع که شامل تمرکز بر مقاوم سازی در همه فرآیندها و برنامه ریزی های بهینه شده برای همه فرآیندهای 6R می شود مفید خواهد بود. ارزیابی همه جایگزین های فرآیند نیازمند ویژگی‌های کامل مواد یا فرایندها و دسترسی به داده ها و مدل ها است که چالش مهمی است. در حالیکه ، برنامه‌ریزی فرآیند پیشرفته نیازمند دانش بالایی است در توسعه چنین توانایی مدیریت چرخه عمر محصول توسعه داده شده ای برای برنامه‌ریزی فرایند، نیاز به توسعه فرایند تکرار را کاهش یافته و به تولید ارزش مقاوم کمک خواهد شد.

2.5 مدل های هزینه چرخه عمر
مدلهای هزینه چرخه عمر بهتر، پیشبینی دقیق تری از هزینه ها و بهینه سازی محصول و فرایند هایی را که مربوط به ارزش کلیه چرخه عمر ست را ممکن میکند. همچنین این مدل ها می توانند محصولات بهتری را با هزینه کمتری تحویل دهند. توانایی ارزیابی جایگزین ها و مشخص کردن بهترین ارزش کلی محصول و فرآیند نیازمند درک جزئیات همه عوامل هزینه در ابتدای فرآیند توسعه است. اما مسیر سنتی، به دست آوردن دانش هزینه از طریق تحلیل داده های گذشته است. زیرا که می دانیم و درک می کنیم را محدود می کند و مسیر نوآوری را سد می کنند . در عوض برای ساخت مدل‌های هزینه دقیق که در آن همه جایگزین‌های محصول ارزیابی می‌شونددرک زیادی از المان های هزینه اساسی برپایه نیازمندیها لازم است . مدلهای هزینه بهتری که همه چهار مرحله چرخه عمر محصول که در شکل ۴ به آن اشاره شده است را مشارکت می دهند منجر به ارزیابی هزینه دقیقتر در ابتدای توسعه فرآیند و کاهش هزینه محصول خواهند شد. همچنین این مدل ها منجر خواهد شد به اینکه توسعه طراحی محصول امکان مدیریت بهتر محصول در انتهای عمر آن را فراهم آورد. یعنی همان استفاده مجدد، تولید مجدد یا بازیافت که منجر به بازیابی ارزش بیشتری خواهند شد. علاوه بر این مدلهای هزینه چرخه عمر کلی با کاهش سرعت افزایش ریسک هزینه ی غیر منتظره، ارزش تجاری مهیا می‌کند. مخصوصا در مواردی که مسئولیت تولید کننده در قبال محصول ادامه دار است.

2.6 مدیریت انتهای عمر با تمرکز بر 6R
برنامه ریزی بهبودیافته انتهای عمر محصول کاهش تاثیرات زیست محیطی، صرفه جویی در انرژی و بیشینه کردن ارزش چرخه عمر کلی محصول را ایجاد می کند. با وارد کردن ملزومات انتهای عمر در فرآیند مفهوم سازی طراحی بهترین طرح های جایگزینی را میتوان برای محصول در نظر گرفت و می‌توان آن را در اطلاعاتی که محصول را همراهی می کنند وارد نمود. مفهوم 6R پایه عظیمی برای القای برنامه‌ریزی انتهای عمر در فرآیند توسعه فراهم می‌کند. وقتی همه ترکیبات شیر درگیر شده و بهینه شدند نتیجه برنامه های مدیریت چرخه عمر خواهد بود. همچنین اعمال راهبرد مدیریت انتهای عمر بایستی با تمرکز بر انتخاب هایی با بازیابی ارزش بالاتر مثل استفاده مجدد و تولید مجدد باشد و نه بازیافت همانطور که در شکل ۵ نشان داده شده است منجر به صرفه‌جویی انرژی خواهد شد. فاصله ای بین فرهنگ، فرایندهای تجاری و ابزارهای فناورانه در دسترس برای رسیدن .به این دیدگاه وجود دارد. دقیق ترین فعالیتهای انتهای عمر توسط شرایط آیین‌نامه‌ی اجبار شده اند. به عنوان مثال در اتحادیه اروپا. در حالی که ممکن است این آیین نامه ها با اثر باشند یک مورد تجاری متقاعد کننده به عنوان عامل محرک ترجیح دارد چراکه مدیریت انتهای عمر بهبود یافته باعث ایجاد جریان درآمد جدیدی خواهد شد که به شرکت در بهبود ارزش برند و سهم بازار کمک خواهد کرد.

2.7 جایگزین های تولید قابل انعطاف و قابل مقیاس
در سال های اخیر عملیات تولید برای پذیرش شبکه های تامین مجتمع به تدریج تکامل یافته اند. برای بهبود عملکرد مقاوم سازی سه بعدی تکامل تولید بایستی سیستم های مناسب و قابل مقیاس کردن باشند که محصولات را در پرمنفعت ترین مکان با استفاده از بهترین منابع، روش ها و تجهیزات در دسترس تولید می کنند تا کاهش هزینه قابل توجهی را موجب شود و مزایای مقاوم سازی و افزایش بهره‌وری را به صورت قابل توجهی افزایش دهند. زیرساخت ها و روش های موجود اغلب چنین تولید منعطف و قابل مقیاسی را پشتیبانی نمی کنند. سیستم قابلیت سازگاری برای مهیا کردن همه ارزش مقاوم سازی در حالت منعطف را ندارد. به کارگیری روش های تولید منعطف و قابل مقیاس مثل استفاده از توانایی‌های یکپارچه‌سازی سیستم‌های تولید قابل پیکربندی مجدد برای ممکن ساختن حلقه بسته جریان مواد مبتنی بر 6R شرکتها را برای کاهش ریسک و رسیدن به کیفیت در هنگام دریافت نیاز مشتری کمک خواهند نمود. این موضوع در شکل ۶ نشان داده شده است. هزینه های حمل و نقل و مسائل مقاوم سازی مربوطه نیز می‌توانند با استفاده از راهبرد هایی مثل تولید منعطف و قابل مقیاس در نقطه مصرف کاهش یابد. همه اینها می توانند به کاهش هزینه و افزایش سودآوری کمک کنند در حالیکه مقاوم سازی را نیز بهبود می‌دهند و بنابر این روش تجارت خوبی را ایجاد میکنند.

2.8 ابعاد تولید مقاوم
در حال حاضر هیچ روش استانداردی برای اندازه‌گیری یا مقایسه دستاوردهای خط انتهایی سه گانه وجود ندارد. مهیا ساختن چنین روشی مقیاس رایج و ارزیابی مناسبی از عملکرد را ممکن خواهد نمود. این روش منجر به مهیا ساختن معیاری برای مقاومت محصولات و فرآیندها از میان مرزهای جهانی، فرهنگ ها و روشهای تجارت و تولید خواهد شد. معیارهای استاندارد همچنین از تعیین پاداش ها و انگیزه ها پشتیبانی خواهند کرد که این به دستیابی به عملکرد چرخه عمر بهینه سازی شده و محصولات و فرایندهای با مقاومت بهتر منجر خواهند شد. بیشتر کارهای حال حاضر درباره استاندارد سازی اندازه گیری مقاومت سازی در اروپا انجام میشود یا از اروپا آغاز شده است. به عنوان مثال گزارشگری جهانی نوآوری. قالب های اندازه گیری و شاخص های تولید مقاوم بهتر، ارزیابی قطعی تر تاثیر نوآوری های مقاوم سازی را بر موقعیت رقابتی و همچنین شناخت نقاط تمرکز را ممکن خواهد ساخت. همچنین شاخص ها می تواند در ارزیابی منافع کوتاه مدت در برابر منافع بلندمدت نوآوری‌های مقاوم سازی کمک کنند که کمکی به تصمیم گیری دارای اهمیت راهبردی برای اینجاد ارزش تجاری و مقاوم سازی خواهد بود.
به عنوان مثال یکی از تلاش‌های اخیر شامل قالب کاری و شاخص‌های کاملی برای ارزیابی عملکرد تولید مقاومت در سطوح محصول و فرایند است. چنین روشهایی به شرکت‌ها کمک می‌کنند تا بتوانند عملکرد طراحی‌های محصول جایگزین (شکل ۶ب را ببینید) یا فرآیندهای تولیدی مختلف را ارزیابی کنند تا بتوانند عملکرد تولید مقاومت نسبی خود را در مقایسه با مرجع به بینند. توانایی ارزیابی عملکرد در کنار مفاهیم اصلی که با (عناوین دسته ها و زیر دسته ها در مراجع ۱۳ و ۱۴ شناخته می‌شوند) تصمیم گیری بهتر را با در نظر گرفتن عملکرد خط انتهایی سه‌گانه ممکن خواهد نمود.

2.9 سایر راهبردها
علاوه بر راهبرد هایی که در بخش های بالا بحث شدندحوزه‌های دیگری نیز در نیاز به توسعه توانایی راهبردی برای این جاده ارزش از طریق تولید مقاوم مشخص شده اند. در سیستم های فعلی، دریافت دانش اغلب سیستمی نیست و کل محیط درک محصول چرخه عمر کلی را نیز پوشش نمی‌دهد. اینها مواردی هستند که برای تولید و طراحی مقاوم ضروری هستند. یم‌گیری‌های که از اطلاعات واقعی لحظه ای حاصل شده باشند شرکت‌ها را قادر خواهند ساخت تا تصمیمات بهتری بگیرند و هزینه‌ها را کاهش دهند. همچنین اطلاعات بصیرتی در شرکتها ایجاد خواهند کرد که شرکت را از رویدادهای غیر منتظره مصون نگاه داشته و ریسک را کاهش خواهد داد. دسترسی بهتر به اطلاعات به حذف فعالیت های اضافی کمک نموده، مقاوم سازی را افزایش داده و منافع را افزایش می دهد که منجر به افزایش ارزش تجاری کل می شود. این یکی دیگر از راهبردهای مورد نیاز برای اینجاد امکان ایجاد ارزش از طریق تولید مقاوم است. روزانه حملات سایبری باعث ضررهایی در سطح جهان می‌شود و ریسک شبکه‌های تامین که از خرابی قابل توجهی رنج می‌برند بالا است. در حالیکه حفاظت در برابر حمله مهم است در عین حال مهم است که شبکه تأمین قادر باشد تا به صورت قابل اطمینان اطلاعات مورد نیاز را بدون ترس و در محدوده قابل قبولی از ریسک تبادل کنند. مهیا ساختن یک محیط آزاد، به اشتراک گذاشته شده و ایمن انگیزه این اهمیت است. بنابرین پلاتفورم های مشارکت ایمن مورد نیاز است در چنین محیطی اشتراک که مطمئن اطلاعات مورد نیاز را از طریق شبکه تامین با جلوگیری از چنین هزینه هایی ممکن خواهد نمود.
با قرار گرفتن در کنار هم با یک هدف مشترک به صورت شراکت عمومی- خصوصی و کار با همدیگر برای ایجاد ارزش، جامعه تولید می تواند بر چالش‌هایی غلبه کند که تحمل آن برای هر جزء غیر ممکن است. چنین شرایطی می‌تواند اتصالی را از نیازهای صنعتی صحیح به منابع مالی برای آغاز فعالیت های پژوهشی ایجاد کند که تضمین کننده ی ارزش قابل دستیابی صنعتی است. به عنوان مثال یکی از چنین نوآوریهایی در ایالات متحده شبکه ملی برای نوآوری در تولید است. موسسه های شبکه ملی به صورت شراکت عمومی- خصوصی برای توسعه تکنولوژی های منتقل شونده با درجه بالا تشکیل شده اند که نمی‌توانند به تنهایی توسط یک شریک دانشگاهی یا صنعتی تامین شوند. تعدادی از موسسه های شبکه ملی در زمینه فناوری های تولید متفاوت قبلا تاسیس شده اندو کار برای تاسیس موسسه جدید برای تولید مقاوم که بر توسعه تکنولوژی برای کاهش مصرف ماده، انرژی و سایر منابع در کنار کاهش اتلافات تمرکز خواهد کرد در دست اقدام است.
فرصت پذیرفتن ارزیابی های مشارکتی به عنوان یک سیستم که به صورت راهبردی مدیریت می شود فرصتی را برای تصمیم گیری بهینه، پایداری در عملیات و مقاوم سازی سرمایه گذاریایجاد می کند. ارزیابی های مشارکتی در دپارتمان های عملیاتی در سازمان هاانجام میشود و کمتر آگاهی نسبت به نیاز به روش سیستمی برای مدیریت ارزیابی وجود دارد. اما یک نیاز راهبردی برای سازگارکردن دیدگاه جامع تر مدیریت ارزیابی به منظور تضمین اینکه تمامی منابع در هنگام نیاز در دسترس خواهند بود لازم است. این عمل منجر به کاهش هزینه ها از طریق مهندسی قابل اعتماد، توسعه تجارت مطمئن‌تر، کاهش ریسک، محافظت در برابر اختلال، تصویر مشارکتی و جایگاه تجاری بهبود یافته می شود.
3. دیدگاهی برای سیستم ها، فرایندها و محصول مقاوم
نگاه فرموله شده توسط مدیران صنعتی در تولید مقاوم تاکیدی بر حالت ایده‌آل مطلوب برای ساختن تولید مقاومت به عنوان یک توانمند کننده برای تولید ارزش و موفقیت کل سرمایه‌گذاری تجاری است. در این حالت طراحی محصولات مقاوم تر یک فرایند مجازی خواهد بود که توسط گروه کاملی از ابزارهای مبتنی بر کامپیوتر انجام می‌شود که این ابزارها امکان ارزیابی الزامات مقاوم سازی و احتمالات جایگزینی محصول را فراهم خواهند آورد. علاوه بر این، سیستم های مشاوره ای با دانش به انتخاب بهترین جایگزین برای همه زیر مونتاژ ها و مواد را ممکن خواهند ساخت.
برای بهبود ایجاد ارزش، در آینده تولید محصولات با ارزیابی همه جایگزین ها پشتیبانی خواهد شد. این جایگزین ها شامل فرآیندها و سایر منابع مورد نیاز برای تولید بهترین جایگزین ها به منظور بهینه سازی و ایجاد ارزش کلی است. این جایگزین ها که شامل مقاوم سازی میز می شود توسط سیستم های مبتنی بر دانش پشتیبانی خواهند شد. تعامل بین مواد و فرایندها به طور کامل بر اساس قواعد علمی طرح ریزی خواهد شد. تحلیل تعامل انتخاب مواد و فرایند شامل هزینه، زمان و تاثیرات ، عملی خواهد بود. در آینده شرایط مواد، منابع، زباله ها و گاز های منتشر شده به صورت برخط و مداوم قابل رصد خواهد بود. توانایی بالای در مدلسازی و شبیه سازی برای فرایندهای منفرد وجود خواهد داشت و این توانایی ها از طریق فرآیندها یکنواخت خواهد شد و دانش جدید به دست آمده راهنمای ارزیابی خواهد بود.

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1882

به منظور یکپارچه سازی سیستم های موجود به DWH، سه گزینه سیستم کلی معماری شناسایی شده در مدت بحث تیم IT وجود داشت: (1) معماری ارتباط مستقیم، جاییکه DWH به هریک از منابع سیستم برای تبادل داده به ترتیب از طریق ارتباط مستقیم-سیم ارتباط داده می شود (2) معماری مبتنی بر خدمات وب، که هر سیستم منابع، داده خود را از طریق خدمات وب منتشر می کند که توسط DWH به هنگام نیاز استفاده می شود و (3) معماری مبتنی بر خدمات کارآفرینی، که هر سیستم منابعی داده های خود را از طریق ESB به اشتراک می گذارد که به DWH در سیستم DC ارتباط داده می شود.
ب) بررسی و تحلیل
همانطورکه در (10) بیان شد، اولین وظیفه برای تحلیل معماری، دقیقا حذف اهداف کیفیت معماری خاص می باشد. برای این هدف، مکانسیم مورد استفاده از طریق ایجاد سناریو های الزامی سیستم مانند آنچه که در جدول 1 فهرست شد، می باشد.

Handling Big Data Using a Data-Aware HDFS and Evolutionary Clustering Technique

37 صفحه با فونت 14 B Nazanin

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1911

شکل 1 مفاهیم و ماژول ها را در یک چارچوب پیشنهادی نشان می دهد و توضیح آن به شرح زیر است: (1) پس از جمع آوری داده ها یا جمع آوری مجموعه داده های قدیمی، این ماژول داده ها را به نمودارهای شبکه مورد نظر تبدیل می کند؛ (2) با یافتن الگوها در نمودار، ماژول داده ها را به بلوک های مناسب توزیع می کند؛ (3) بلوک ها در داخل ماشین سمت راست توزیع می شوند؛ و (4) HDFS بهینه سازی شده به عنوان یک منبع داده پرس وجوها را اجرا می کند و یک سیستم عامل را برای اعمال الگوریتم های گراف به صورت کارآمد به منظور کاهش منابع مورد استفاده ارائه می کند.
برای خلاصه کردن چارچوب پیشنهادی، HDFS قادر است داده های مدرن را با ایجاد ساختار اطلاع رسانی داده ها، شناسایی، توزیع و مدیریت داده ها در سیستم فایل مقیاس پذیر را بهبود ببخشد. بدین ترتیب، چارچوب نتایج در بهینه سازی و در منابع کارآمد سیستم اکو هادوپ و دیگر ابزارها از HDFS به عنوان یک منبع ذخیره سازی توزیع شده استفاده می شود.
در تحقیقات اخیر راه حل های متقاعد کننده ای در تحلیل بعدی و معماری لامبدا ارائه شده است. سانگ و همکارانش [13] تحقیقات اخیر را در نوع داه ها، مدل های ذخیره سازی، روش های تجزیه و تحلیل کاربرد شبکه کلان داده ها مورد بررسی قرار دادند. آنها همچنین چالش ها و توسعه کلان داده ها را برای پیش بینی روند فعلی و آینده خلاصه کرده اند. سانگ و همکارانش [13] نحوه جریان داده ها در زمان واقعی را با افزایش سرویس های جریان آنلاین نشان دادند، و همچنین نحوه بررسی یک سیستم را که براساس SQL که جریان DB نام دارد به منظور تجزیه و تحلیل اطلاعات پایدار نشان دادند.
بررسی های [15]، [16]، [17] و [18] بر تحلیل زمان واقعی تمرکز دارند، و شامل تلاش های معماری لامبدا هستند، و نویسندگان [18] در آن معماری سیستم های کلان داده های بحرانی را معرفی می کنند. آنها نحوه زیرساخت های موجود در کلان داده ها را که زمانبر هستند نشان دادند و فقط بر روی برنامه های کاربردی تمرکز کردند. باسانتا و همکارانش [18] این مسئله را از دیدگاه جامعه سیستم های زمان واقعی مورد بررسی قرار دادند. آنها معماری تحلیلگر زمانبندی (TC) را به عنوان یک گروه TC در پردازش دستی و جریان پردازش آنلاین TC را در نظر گرفتند. باسانتا و همکارانش [18] به طور کلی تبدیل پشته کلان داده ها را در پشته کلان داده TC به همراه اعمال نیازمندی ها و چالش های برنامه های پشته TC ارائه دادند.
T-Hoarder [19] چارچوبی است که توییت ها را همراه با داده های مربوط به زمان فضا را به دست می آورد؛ همچنین خلاصه ای از اطلاعات و تحلیل مربوط به فعالیت توییتر را به صورت یک رویداد در صفحه وب ارائه می کند. تجزیه و تحلیل بررسی ها و معماری لامبدا همراه با آپاچی کُدو [20] و مجموعه ای از بررسی ها را که عملکرد سریع تری در پردازش OLAP و عملکرد قوی در زمان بارز حجم کاری را دارد نشان می دهد. با این حال، این یک نتیجه است، تا جایگاه برخورد داده های هوشمند، و تکنولوژی ها بتوانند حجم کاری پردازش داده ها را کاهش دهند، و اولین نسخه آزمایشی اینتل را در سفیر 2017 ارائه دادند [22]. اینتل نوع جدید حافظه پایدار را با یک فضای خاص نسبت به DRAM و تاخیر کمتری را نسبت به SSD ارائه می دهد.
2 محدوده کاری
حجم کاری فعلی که در سیستم در حال اجرا می باشد (در آن ناکارآمدی وجود دارد) منجر به فضای بیشتر نیازمندی در مراکز داده و برخی از پیامدهای محیطی و باعث افزایش انتشار کربن در مصرف انرژی می شود [1]. این می تواند به دلیل مصرف انرژی اضافی و عملکرد پایین منابع سخت افزاری که شرکت ها را تحت تاثیر قرار می دهد باشد. ما به یک مقیاس کارآمد نیاز داریم.
نظریه گراف یک اصول را به خوبی مورد بررسی قرار می دهد. دکتر روی مارستن در وبلاگش [23] خاطرنشان کرد که نظریه گراف یکی از روش های کلیدی در فهم و درک استفاده از کلان داده ها است. دکتر مارستن رو ی گوگل در طی فرآیند مدرن سازی گراف با استفاده از لینک های بین اسناد و زمینه های وب معنایی، تمرکز دقیقی داشت. در نتیجه، “گوگل یک موتور جستجوی وب را تولید کرد و از رقبای ثابت خود پیشی گرفت” [23]. بسیاری از داده ها را می توان به نمودار تبدیل کرد. برعکس، بسیاری از مسائل را می توان به مسائل گراف تبدیل کرد. با استفاده از نظریه ها و الگوریتم های گراف، بسیاری از این مسائل را می توان به طور موثر حل کرد.
ما کار SHARD روهلوف و همکارانش را در نظر گرفتیم [5] و آن را همانطور که در بخش معماری نشان داده شده است به عنوان داده های امروزی به منظور تبدیل انواع داده به نمودار چهارگانه ارائه کردیم. همانطور که در بخش های پایگاه داده گرافیکی بحث کردیم روش هایی برای مقیاس داده های گراف با استفاده از سیستم-های اکو توزیع شده مانند هادوپ وجود دارد. علاوه بر این، موفقیت بزرگ هوانگ و همکارانش زمانی اتفاق می-افتد [1] که بورس تحصیلی روهلوف و همکارانش مورد پذیرش قرار گرفته باشد [5] و داده های RDF برای غلبه بر محدودیت های مربوط به تکنیک روهلوف و همکارانش بهینه سازی می شوند.
قبلا تلاش هایی برای بهینه سازی گراف ها صورت گرفته است؛ به عنوان مثال SHARD [5]، عمل درهم-سازی داده ها را انجام می دهد. با این حال، عمل درهم سازی منجر به جابه جایی محدودیت ها در گراف های RDF و حرکت داده های شبکه ای نیز می شود. مثال دیگری از هوانگ و همکارانش بدین صورت است [1] اشیاء متصل به یک موضوع پردازش می شوند تا یک بلوک مشابه برای یک یا دو تقاطع بین موضوع و جسم ایجاد شود (یک یا دو لبه فاصله بین موضوع و اشیاء). با این حال، محدودیت های فضا به علت افزایش اندازه داده ها وجود دارد. همچنین، محدودیت استفاده از چنین الگوریتمی که به یک گراف متصل است نیز وجود دارد. سایر کارهایی مانند سمپالا [24]، یا Hive، PigSPARQL [25] & [26]، MapMerge [27] و MAPSIN [28] تا حدی مقیاس پذیری را برطرف می کنند. با این وجود، چنین کاری از ذخیره سازی های مختلف که سه برابر هستند و از مزایای Hive، MR و Impala استفاده می کند و با استفاده از چارچوب ما می توانیم پارتیشن بندی را بهینه سازی کنیم.
2.1 پایگاه داده های گراف
داده های جاری و برنامه های مدرن به محدودیت های ذخیره و پردازش با استفاده از پایگاه داده های سنتی، بویژه مدل ارتباطی منجر می شوند. دقت پایگاه داده های گراف افزایش پیدا کرده است، و این موضوع تقریبا در اوایل دهه 90 [29] مجددا مورد بررسی قرار گرفت. اهمیت پایگاه های اطلاعاتی معمولا براساس روابط بین داده ها است، و به طور مساوی یا حتی بیشتر از اطلاعات موجودیت ها می باشند [30]. پروژه ها در زمینه های مختلف به پایگاه های زیر دقت ویژه ای دارند (مانند زیست شناسی [31]، وب معنایی [32]، وب کاوی [33] و شیمی [34]).
سیلبرشاتس و همکارانش [35] به طور کلی یک مدل داده (مدل پایگاه داده) را که مجموعه ای از ابزارهای مفهومی است را برای مدل سازی روابط بین شناسه ها مورد استفاده قرار دادند. سه مولفه مدل پایگاه داده عبارتند از [35]: (1) مجموعه ای از انواع ساختار داده ای، (2) مجموعه ای از قوانین یکپارچه و (3) رابط قوانین و عملگرها.