پایان نامه - مقاله - تحقیق

1-1-  گشتاور  مغناطیسی…………………………………………………………………………………………………….. 2

1-2- مدل لایه ای………………………………………………………………………………………………………………….. 7

1-2-1  مدل لایه ای با تصحیحات اسپین-مداری………………………………………………………… 8

1-2-2 مدل لایه ای با تصحیحات نسبیتی…………………………………………………………………… 11

1-3-  مدل کوارکی………………………………………………………………………………………………………………. 18

فصل دوم:  تقارن در مدل کوارکی ساده

2-1 تقارن………………………………………………………………………………………………………………………………. 21

2-1-1 اسپین ………………………………………………………………………………………………………………. 22

2-1-2 طعم…………………………………………………………………………………………………………………….. 24

2-1-3  پاریته………………………………………………………………………………………………………………….. 27

2-2 مدل گلمان…………………………………………………………………………………………………………………….. 28

2-2-1  گروه­بندی کوارک ها………………………………………………………………………………………… 31

2-2-2-  ساختار درونی باریون ها…………………………………………………………………………………. 36

عنوان                                                                                                                     صفحه

فصل سوم: محاسبه گشتاور مغناطیسی توسط مدل کوارکی ساده……………………………… 43

3-1 ساختار تابع موج دوترون………………………………………………………………………………………………. 41

3-2 محاسبه­ی تابع موج اتم دوترون…………………………………………………………………………………… 44

3-3 محاسبه­ی گشتاور مغناطیسی هسته­ی اتم دوترون…………………………………………………… 53

فصل چهارم: نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………. 59

پیوست الف-محاسبات نسبیتی گشتاور دوقطبی و چهار قطبی………………………………….. 61

فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………. 67

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                     صفحه

جدول 1-1- تاثیرات جفت شدگی اسپین و تکانه زاویه‌ای مداری بر روی گشتاور

مغناطیسی هسته اتم دوترون…………………………………………………………………………………………………… 11

جدول1-2 گشتاور چهار قطبی مغناطیسی  برای تابع موج های مختلف………………………… 14

جدول1-3- گشتاور دو قطبی مغناطیسی  برای توابع موج مختلف………………………………….. 15

جدول1-4- سهم  در بسط برای چهار قطبی………………………………………………………………….. 15

جدول1-5- سهم   در بسط دو قطبی……………………………………………………………………………… 16

جدول 2-1………………………………………………………………………………………………………………………………….. 32

جدول 2-2………………………………………………………………………………………………………………………………….. 32

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                     صفحه

شکل 1-1 تاثیرات نسبیتی بر گشتاور دو قطبی و چهار قطبی مغناطیسی………………………….. 17

شکل2-1- هشت تایی باریون‌ها………………………………………………………………………………………………… 28

شکل2-2- هشت تایی مزون‌ها………………………………………………………………………………………………….. 29

شکل 2-3- ده تایی باریون‌ها…………………………………………………………………………………………………….. 30

شکل 2-4- سه تایی کوارک‌ها………………………………………………………………………………………………….. 31

شکل 2-5- زاویه‌ی پراکندگی برای اتم و پروتون……………………………………………………………………. 35

شکل 3-1- نحوه­ی انتخاب دو کوارک پایین و یک کوارک بالا……………………………………………………. 43

گشتاور  مغناطیسی

گشتاور مغناطیسی[1] یک آهن­ربا کمیتی است که نیرویی را که آن آهن­ربا به جریان­های الکتریکی وارد می­کند و یا گشتاوری که میدان مغناطیسی به آن وارد می­کند را تعیین می­کند. یک حلقه جریان الکتریکی، یک آهن­ربای میله­ای، یک الکترون، یک ملکول و یک سیاره همه دارای گشتاور مغناطیسی هستند.

گشتاور مغناطیسی و میدان مغناطیسی هر دو بردار هستند که مقدار و جهت دارند. جهت گشتاور مغناطیسی از قطب جنوب آهن ربا به طرف قطب شمال آن است. میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهن­ربا با گشتاور مغناطیسی آن متناسب است. گشتاور مغناطیسی در واقع کوتاه شده عبارت گشتاور دوقطبی مغناطیسی[2] است که جمله اول در بسط چندگانه پتانسیل مغناطیسی است. میدان مغناطیسی[3] حول جهت گشتاور مغناطیسی متقارن است و با معکوس فاصله به توان 3 متناسب است. در واقع وجود گشتاور مغناطیسی در هر ذره‌ای پیش بینی قانون آمپر-ماکسول است که احتمالا نشان دهنده‌ی وجود جریان است. گشتاور مغناطیسی در الکترودینامیک کلاسیک طبق تعریف برای یک مدار جریان به صورت زیر تعریف می­شود:

که در آن  بردارگشتاور مغناطیسی،   جریان موجود در مدار و  بردار مکان است. می­توان نشان داد برای یک ذره باردار نقطه­ای که در حال حرکت در یک پتانسیل مرکزی است مقدار این کمیت متناسب با تکانه زاویه­ای است:

که در آن  بار،  بردار سرعت،    بردار تکانه زاویه‌ای و  جرم ذره است. در مکانیک کوانتومی این کمیت ها با عملگر متناظر خود جایگزین شده و با ویژه مقادیر خود، مقادیر ممکن برای گشتاور مغناطیسی را به دست می دهد. نکته ی جالب توجهی که در این زمینه وجود دارد این است که ذراتی نظیر الکترون، پروتون و نوترون علاوه بر گشتاور مغناطیسی ناشی از تکانه زاویه ای مداری[4]، یک گشتاور مغناطیسی ذاتی نیز دارند که برای اولین بار در اثر غیر معمول زیمان[5] مشاهده شد. این اثر نشان داد که الکترون هایی با ویژه مقادیر تکانه زاویه ای صفر نیز می توانند با میدان مغناطیسی بر هم کنش انجام دهند که این باعث کشف خاصیت ذاتی این ذرات به اسم اسپین[6] شد.

اسپین که در فیزیک کلاسیکی حضور ندارد در مکانیک کوانتومی عملگری متناظر دارد که از لحاظ رفتاری شبیه عملگر تکانه زاویه ای است. با دانستن این خصوصیات می توان گفت که گشتاور مغناطیسی ذاتی این ذرات متناسب با اسپین می باشد:

که در آن  بار الکترون،  فاکتور لاند[7]،  سرعت نور در خلاء،  جرم و  بردار اسپین ذره است. نکته‌ی جالب این که در این رابطه، ثابت تناسب در یک ضریب  نسبت به مورد تکانه مداری تفاوت دارد که به آن فاکتور لاند (نسبت ژیرومغناطیسی) می گویند.  برای الکترون بسیار نزدیک به عدد 2 (مقدار تجربی آن 00231930436/2) است.

گاهی در فیزیک کلاسیک اسپین را به حرکت های وضعی یک جرم حول محوری که از مرکز جرمش می گذرد نسبت می‌دهند. وجود ضریب اضافه در گشتاور مغناطیسی ذاتی ذرات کوانتومی به این خاطر است که نمی‌توان الکترون و یا دیگر ذرات ریز کوانتومی را مانند کره ای صلب دانست که به دور خود می‌گردند. ضریب  که در کوانتوم مکانیک معمولی با دست وارد معادلات می­شود را می‌توان با استفاده از نظریه مکانیک کوانتومی نسبیتی دیراک برای الکترون بدست آورد که برابر 2 می‌شود.

برای اندازه گیری گشتاور مغناطیسی یک هسته قضیه کمی پیچیده­تر می شود. از آنجایی که هسته یک سیستم متشکل از تعدادی از ذرات است، برای محاسبه­ی گشتاور مغناطیسی آن باید گشتاور مغناطیسی تک تک ذرات تشکیل دهنده را در آن دخیل دانست:

در بررسی های کوانتومی معمولا با مولفه تکانه زاویه­ای در راستای z کار می­کنیم که به خاطر عدم محاسبات برداری محاسبات را به نحو چشم گیری ساده­تر می کند:

البته این محاسبات به مقدار زیادی نکته بینی و ظریف اندیشی احتیاج دارد چون بسیاری از عوامل ممکن است در این کمیت دخیل بوده و تاثیراتی روی مقدار آن بگذارند، به خصوص این که ذرات درون هسته، با دیدی دقیق­تر، خود دارای ساختار درونی بوده و گشتاور مغناطیسی خود آن­ها پیچیده است:

که در آن   گشتاور دو قطبی پروتون[8]،  گشتاور دو قطبی نوترون[9] و  و  به ترتیب گشتاور دو قطبی­های کوارک بالا[10] و کوارک پایین[11] هستند. البته روش­های دیگری نیز برای نزدیک شدن به این مساله بدون در نظر گرفتن ساختارهای درونی هستک­ها و فقط با استفاده از مدل­های هسته­ای وجود دارد که روش های بسیار زیبا و مستقیمی هستند که سیر تکاملی را طی کرده­اند .

دوترون یکی از چهار هسته‌ای است که تعداد نوترون و پروتون آن فرد است. بیش‌تر این هسته‌ها نسبت به واپاشی بتا ناپایدارند، زیرا نتیجه­ی آن یک هسته ی زوج-زوج خواهد بود که به خاطر اثرات جفت شدگی هسته­ای پایدار‌تر است. اما در دوترون این ویژگی وجود دارد که نوترون و پروتون هردو با هم حالت اسپین کل یک را تشکیل می‌دهند. که این برای هسته‌های با دو پروتون و یا دو نوترون به خاطر اصل طرد[12] پائولی  نمی‌تواند وجود داشته باشد و باعث ناپایداری هسته می‌شود. تکانه زاویه‌ای مداری در حالت پایه‌ی نوترون و پروتون باعث کم شدن انرژی بستگی می شود اما هسته­های با دو پروتون و یا دو  نوترون را به خاطر فاصله‌ی زیاد بین ترازهایشان نا‌پایدار می کند.

حالت آیزو اسپینی که دوترون در آن قرار می‌گیرد حالت تکتایی است. در ابتدا نوترون و پروتون را دو گونه‌ی مختلف از یک ذره می دانستند؛ با توجه به این که تفاوت آن‌ها فقط در بار بود که تاثیر آن در بر­هم­کنش‌های قوی ناچیز است. بنا بر این ایزو‌اسپین معرفی شد. ایزو‌اسپین می‌تواند دو مقدار داشته باشد. مقدار  برای پروتون و   برای نوترون. با این وصف دو حالت سه‌تایی و یک حالت تک‌تایی بدست می‌آید :

با توجه به این که حالت سه‌گانه متقارن است، در صورت وجود ذره در این حالت آیزواسپینی، باید ذراتی فقط با دو پروتون ( ) و یا دو نوترون ( ) نیز وجود می‌داشتند که چنین ذراتی اصولا نا‌پایدارند و بنابر این برای دوترون چاره‌ای جز این که آیزواسپین کل صفر را قبول کند چاره‌ای نمی ماند.

در سال های اخیر زنجیره تأمین به عنوان موضوعی جذاب برای مدیران و صاحبان صنایع مبدل گردیده و حیات و ممات سازمانها و بنگاههای اقتصادی در گرو فعالیت در قالب زنجیره های در هم تنیده تعریف شده است. از طرفی در محیط پر رقابت امروزی، سرعت بالای تغییر و تحولات بر عدم اطمینان و ابهام حاکم بر تصمیم گیری ها تا حدی افزوده است که سطح بالای عدم اطمینان در زنجیره تأمین، توانایی آن را در پیش بینی شرایط آینده با مشکل مواجه می کند. لذا به منظور برنامه ریزی بهتر و صحیح تر باید به برنامه ریزی قابل اتکا در فضای عدم اطمینان و ابهام پرداخته شود. از جمله رویکردهای جدید و مطمئن رویکرد برنامه ریزی استوار می باشد. در این پژوهش، با در نظر گرفتن شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران به عنوان یک مطالعه موردی، عملیات انتقال فراورده در این سازمان از مبادی تأمین تا نواحی مصرف به صورت یک زنجیره تأمین در نظر گرفته شده و با در نظر گرفتن عدم قطعیت در تقاضای موجود برای فراورده ها از مدلسازی ریاضی استوار به صورت دو هدفه و با اهداف کاهش هزینه حمل و همچنین کاهش تعداد بارگیری ها استفاده شده است. سپس با توجه به حجم بالای محاسبات و اطلاعات مسئله و عدم امکان استفاده از روشهای حل دقیق، از الگوریتم فرا ابتکاری NS-GAII برای حل مدل پیشنهادی استفاده شده است.

1-2- بیان مسئله

در دنیای رقابتی کنونی مدیریت زنجیره تامین[1]، یکی از مسائل اساسی پیش روی بنگاههای اقتصادی است که تمامی فعالیتهای سازمان را به منظور تولید محصولات و ارائه خدمات مورد نیاز مشتریان تحت تأثیر قرار می­دهد. از این رو توجه به فرصت­ها و تهدیدات موجود در عرصه تجارت و ارزیابی توان سازمان در رویارویی با شرایط عدم اطمینان در این عرصه از اهمیت انکار ناپذیری برخوردار است. در این جریان میزان تولید، فرایند انتقال و عرضه بسیار حایز اهمیت می­باشد. از عوامل مهم بقا در محیط پر رقابت امروزی، كاهش هزینه­های حمل، نگهداری و سایر هزینه ها در این چرخه خواهد بود، همچنین میزان دریافت بهینه از تأمین­کنندگان می­تواند به شكل قابل ملاحظه­ای هزینه­های خرید را كاهش و قابلیت رقابت­پذیری در دنیای استراتژیک کنونی را افزایش دهد. زنجیره تأمین بر تمام فعالیت‌هاى مرتبط با جریان و تبدیل کالاها از مرحله ماده خام (استخراج ) تا تحویل به مصرف کننده نهایى و نیز جریان‌هاى اطلاعاتى مرتبط با آنها مشتمل مى‌شود.

علاوه بر این، یکی از مباحث بسیار مهم در زنجیره تأمین، مبحث عدم قطعیت است. عدم قطعیت (اطمینان) برمبنای نظریه گالبریت[2] به تفاوت بین مقدار اطلاعات مورد نیاز برای اجرای یک وظیفه و مقدار اطلاعات واقعاً در­ دسترس اطلاق می­شود. در فرآیند تصمیم برنامه­ریزی زنجیره های تأمین عدم اطمینان فاکتوری اساسی است که می­تواند بر اثر بخشی پیکره­ بندی و هماهنگی زنجیره تأمین موثر باشد

بسیاری از صاحب­نظران به عدم قطعیت در طراحی زنجیره تأمین را به عنوان یک مبحث باز اشاره کرده اند. سولر[3] بیان می­کند که اغلب تکنیک­های بکار گرفته شده برای طراحی زنجیره تأمین برای مسائل زنجیره تأمینی به کار گرفته شده­اند که تقاضا، هزینه ها، زمان انتظار، و سایر پارامتر­های ورودی آنها کاملاً شناخته شده هستند، در حالی­که سناریو­های زنجیره­تأمین در دنیای واقعی احتمالاً با داده­های تصادفی متأثر از نوسانات تقاضا، داده­های گمشده[4](عدم وجود داده)، و… شناخته می­شوند. چنین مسائلی نیازمند بکارگیری تکنیک­های بهینه­سازی پیچیده­تری هستند که داده­های تصادفی را مدنظر قرار داده و پس از آن به صورت واقع ­بینانه­تری به مسائل تولید و شبکه توزیع در دنیای واقعی بنگرند تا  بتوانند تصمیمات موثرتری اتخاد کنند

در این پژوهش با توسعه یک مدل ریاضی جدید بر اساس الگوی زنجیره تأمین و مسئله حمل و نقل به مطالعه موردی شركت ملی پخش فراورده های نفتی ایران پرداخته شده است. در اینجا با در نظر گرفتن فراورده های نفتی اصلی تولیدی در کشور شامل بنزین، نفت سفید، نفت گاز و نفت کوره و در نظر گرفتن چرخه ی تولید و مصرف آنها که شامل مبادی تأمین، انبارهای واسطه و نواحی مصرف می باشد مسئله تعریف می شود. مبادی تأمین شامل نه پالایشگاه نفت آبادان، اصفهان، اراک، بندرعباس، تبریز، تهران، شیراز، کرمانشاه، لاوان و همچنین دو پایانه ی واردات در شمال و جنوب کشور، می شوند. انبارهای واسطه مشتمل بر 85 انبار اصلی می باشد که در سرتاسر کشور قابلیت دریافت و ذخیره سازی فراورده ها از پالایشگاهها و پایانه های ورودی و همچنین انبارهای دیگر و سپس ارسال آنها به نواحی مصرف را دارند. نواحی مصرف لایه ی نهایی زنجیره و مراکزی جهت تحویل فراورده ها به متقاضیان می باشند. طبق تقسیم بندی های شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران، 229 ناحیه مصرف در کشور جهت توزیع فراورده های نفتی وجود دارد. مد نظر قرار دادن وسایل مختلف حمل و نقل فراورده ها یکی دیگر از ویژگی های مدل پیشنهادی می باشد، چهار نوع روش حمل مختلف، شامل حمل جاده ای به وسیله ی تانکرهای سوخت رسان (در ظرفیت های متفاوت)، حمل از طریق خط ریلی کشور، حمل از طریق خطوط لوله و همچنین حمل از طریق کشتی های سوخت رسان می باشد که این روشها با ظرفیت های متفاوت، هزینه های متفاوت و بسته به زیرساخت های موجود قابل استفاده می باشند. هدف نهایی مدل پیشنهادی کمینه کردن هزینه های انتقال فراورده های نفتی برای شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران می باشد، هدف دیگر با توجه به استراتژی های جدید شركت ملی پخش در ایجاد امكان توزیع مستقیم فراورده ها با كمترین تعداد بارگیری جهت داشتن امنیت بیشتر در این بارگیری ها و حفظ اصول تعریف شده در سیستمهای بهداشت، ایمنی و محیط زیست می باشد.  با مد نظر قرار دادن استواری[5] ساختار، مدل پیشنهادی سعی در حل یک مسئله واقعی با ابعاد بسیار بزرگ می کند، که مسلماً روشهای حل دقیق از قبیل شاخه و کران و غیره از حل آن عاجز می باشند. در این پژوهش سپس برای حل مدل از یک روش متاهیوریستیک (NS-GAII) استفاده شده است و بدین ترتیب مسئله ی نقل و انتقال فراورده های نفتی در کشور با در نظر گرفتن متغیر بودن تقاضا و امکان وجود عدم تخمین درست در رابطه با داده های موجود با کامل ترین دیدگاه مرتفع می شود.

پس از انقلاب صنعتی و افزایش رقابت بین تولید­کنندگان و بالا رفتن انتظارات مشتریان نیاز به تحول عظیم در سیستم­های تولیدی احساس شد. در کنار این مساله بوجود آمدن مسائلی چون کاهش زمان راه­اندازی، افزایش حجم تولید، افزایش تنوع قطعات، کاهش هزینه سرمایه­گذاری در ابزار و تجهیزات، کاهش فضای مورد نیاز، کنترل سراسری بهتر و موارد بسیار دیگر، ابعاد جدیدی را در بازار رقابت تولید­کنندگان بوجود آورد که استراتژی تکنولوژی گروهی[1]یكی از راهبردهای طراحی شده برای پاسخ­گویی به این نیازها می­باشد.

 تکنولوژی گروهی یك تکنیک تولیدی است که طی آن قطعات با خصوصیت­های یكسان در یك گروه قرار می­گیرند و مجموعه­ای از ماشین­آلات نیز که برای تولید آنها به کار برده می­شوند به طور مناسبی طبقه­بندی شده و در یك واحد استقرار می­یابند. تولید سلولی[2] یكی از کاربردهای اولیه قواعد تکنولوژی گروهی برای ساخت و تولید می­­باشد که بر مبنای آن هر سلول متشكل از تعدادی ماشین­آلات و تجهیزات تولیدی، قادر به پردازش گروهی از قطعات تحت عنوان خانواده قطعات[3] که دارای فرآیندهای تولیدی مشابه هستند، می­باشد. با ظهور اتوماسیون[4] و سیستم­های یكپارچه کامپیوتری[5]، سیستم­های تولیدی به تدریج مسیر خود را در جهت افزایش انعطاف­پذیری تغییر دادند که سیستم­­های تولید سلولی نیز از این قاعده مستثنی نبودند. سیستم­های تولید انعطاف­پذیر[6] به علت داشتن قابلیت­های بالا در زمینه­های مختلف، به سرعت توانستند جایگزین سیستم­های تولید قبلی شوند. معایبی از قبیل خاص منظوره بودن سلول­ها و نیز تنوع تولید پایین در آنها صاحبان صنایع را بر آن داشت تا با ایجاد اتوماسیون در سلول­ها و افزایش انعطاف­پذیری آن­ها، به قابلیت­های توامان سیستم­های تولید سلولی و سیستم­های تولید انعطاف­پذیر دست یابند. این نوع سیستم­های تولیدی که تحت عنوان سلول­های تولیدی انعطاف­پذیر[7] از آن نامبرده می­شود تا حدودی از اصول اولیه تکنولوژی گروهی (که طراحی سلول­ها براساس آن است) فاصله می­گیرند زیرا اصل متمایز بودن گروه­ها (سلول­ها) در این نوع سیستم­ها کم­رنگ می باشد. بدین معنی که به علت اتوماسیون، سلول­ها قادر به تولید انواع مختلفی از قطعات (خانواده قطعات) می­باشند.

شرکت­ها و موسساتی که به فروش کالاها یا خدمات اشتغال دارند، اغلب با مسئله­ی فروش ظرفیت محدودی از یک کالای خاص در یک افق زمانی محدود روبرو هستند. چنانچه در بازار مشتریان متنوعی وجود داشته باشند که حاضر به پرداخت قیمت­های مختلف در قبال محصول دریافتی باشند، اغلب این امکان وجود دارد که با تنوع بخشیدن به محصول ، اقسام گوناگونی از مشتریان را هدف فروش قرار دهد. بدین ترتیب محصول را با قیمت­های متفاوتی به فروش رساند و به ازای یک محصول در یک زمان خاص یا ارائه­ی خدمات با کیفیتی بالاتر ، وجه بیشتری را از مشتری دریافت کرد. بدین منظور باید نخست درباره­ی نحوه­ی قیمت­گذاری و نیز تعداد محصولات تخصیص یافته به هریک از انواع مشتریان تصمیم گیری کرد. چگونگی انجام این تصمیم گیری­ها، موضوع بحث “مدیریت درآمد” است.

مدیریت درآمد را می­توان بدین صورت تعریف کرد: هنر بیشینه سازی سود حاصله از ظرفیت محدودی از محصولات، در یک افق زمانی محدود، از طریق فروش هر محصول به مشتری مناسب در زمان مناسب و به قیمت مناسب. این مقوله، فعالیت­های نظیر متمایزسازی قیمت ورد کردن برخی از مشتریان در انتظار مراجعه­ی مشتریان سودده تر را شامل می گردد.

در طول دهه گذشته در بسیاری از صنایع، مدیریت درآمد تبدیل به ابزاری حیاتی در بهبود و افزایش سطح سوددهی شرکت­ها شده است. یک شرکت ممکن است سود بسیاری را از دست بدهد فقط به این دلیل که قیمت­های تعیین شده از سوی او برای محصولاتش هم­راستا و هماهنگ با تقاضا نباشد. حجم بسیار زیادی از تحقیقات انجام شده بر یافتن استراتژی بهینه در قیمت­گذاری پویا و تخصیص موجودی با هدف حداکثر کردن سود، تمرکز داشته است. شرکت­های هواپیمایی جزء اولین شرکت­هایی بودند که این گونه استراتژی­های پویا را در عمل پیاده کردند.در این پژوهش یک مسئله توام تولید سلولی – قیمت گذاری توسعه داده شده است. که با تعیین قیمت برای هر کالا در هر رده به منظور حداکثر کردن درآمد با تعیین میزان تولید هر کالا در هر دوره تاثیر آن را بر شکل سلول و نحوه تخصیص قطعات به سلول­ها بررسی می­شود.

در طول سالیان بسیاری، در اکثر سازمان­ها و شرکت­ها، تمامی تمرکز مدیریت، بر فعالیت­های تولیدی بوده و به موضوع نگهداری و تعمیرات (نت)[1]، به چشم یک سربار و مزاحم، نگریسته شده و این نگرش، باعث شده است که فعالیت­های نت، نادیده گرفته شود؛ امّا، در سال­های اخیر، سیاست­های سازمانی و نیازمندی­های کسب و کار، باعث شده تا مدیران، به موضوع نگهداری و تعمیرات، بیشتر توجه کنند. یکی از دلایل اصلی این توجه، آن است که هزینه­های نت در سازمان­ها به یکی از هزینه­های اصلی، تبدیل شده است. فراوانی بسیار زیاد هزینه­های بخش نت در کارخانه­ها، این توان بالقوه را برای مدیریت ایجاد كرده است تا با توجه به مقوله نت، جلوی بسیاری از این هزینه­ها گرفته شود.

از طرفی، جهانی شدن بازار و رشد سریع توانایی گردش اطلاعات، موجب افزایش رقابت جهانی شده است که در نتیجه، برای رقابت

 موفقیت‌آمیز در محیط تجاری رقابتی و آشفته امروزی، سازمان‌ها به عنوان ابزاری برای تأمین سود رقابتی و بقا، روی رضایت مشتریان از طریق افزایش تأکید بر کیفیت محصولات و خدماتشان، متمرکز شده‌اند که لازمه­ی این امر، بهره‌گیری از روش­های نوین نگهداری و تعمیرات در صنایع مختلف است.

همچنین، مدیران، امروزه برای بقا در مواجهه با مسائل محیطی باید با پیچیدگی، تنوع و تغییرات روزافزون دست و پنجه نرم کنند. متدولوژی پویایی­های سیستم در نتیجه تلاش­های انجام شده برای بررسی و رفع موضوعات پویا و مرتبط با سیاست­های بلند مدت که هم در بخش عمومی و هم بخش خصوصی رواج دارد؛ شکل گرفت. پویایی­های سیستم، متدولوژی مطالعه و مدیریت سیستم­های بازخوردی پیچیده مانند سیستم­های موجود در حوزه کسب و کار و سایر سیستم­های اجتماعی است [6].

در این پایان­نامه، یک سیستم نگهداری و تعمیرات به همراه اجزای آن، به طور جامع در راستای پایایی با روش پویایی سیستم، مدل­سازی شده و با استفاده از مطالعات شبیه­سازی، نتایج کنترلی آن با کمک نمودار کنترل CUSUM، مورد تجزیه و تحلیل قرار می­گیرد.

• تعریف موضوع

در عصر حاضر، یکی از بنیان­های اساسی در صنعت و تولید، بدون شک، تجهیزات و ماشین­آلات است. از طرفی، افزایش بهره­وری و کارآیی تولید و دستیابی به استانداردهای جهانی، حفظ و نگهداری از سرمایه­های ملی، رقابت در صحنه­های تولید و حضور فعال­تر در بازارهای داخلی و جهانی، بدون افزایش زمان قابلیت استفاده و بهره­برداری از تجهیزات و ماشین­آلات و سیستم­های تولید و همچنین، کاهش هزینه­های تعمیراتی و زمان از کارافتادگی میسر نخواهد بود. بنابراین، برخورداری از نظام نگهداری و تعمیرات مناسب از مباحث مهم هر صنعت است. تحقق و عمل به نت موجب تداوم خطوط تولید، كاهش هزینه‌ها، مصرف قطعات یدكی، انرژی و نیز افزایش عمر مفید ماشین‌آلات و كارایی‏ آنها خواهد شد. از علائم فقدان نت، كارایی‏ كم و سوددهی پایین است. نگهداری و تعمیرات مانند سایر تجارت‌ها و سازمان‌ها، نه تنها اهداف مناسب را برای سطوح مختلف اجرا بلکه، روش­های معمول را نیز برای دستیابی به این اهداف مشخص می‌كند [1].

امروزه، بسیاری از مسائل و مشکلات جوامع بشری و سیستم­های اقتصادی و اجتماعی ناشی از جزءنگری است. بر طبق تعریف، سیستم عبارت است از مجموعه­ای از عناصر که بر روی یکدیگر تعامل دارند. مشکل از جایی شروع می­شود که سیستم به عوامل اول تجزیه می­شود و با تمرکز بر جزئیات، در پی حل مشکل سیستم برآمده می­شود. غافل از این نکته، که سیستم تجزیه شده فقط مجموعه­ای از عناصر تفکیک شده است و خاصیت سیستم اولیه را که همان تعامل اجزا است، ندارد. اینجاست که لزوم نگاه کل­گرایانه به سیستم مشخص می­شود. تفکر سیستمی، مجموعه مطالبی در مورد روش تفکر بر مبنای درک روابط علّت و معلولی مابین پدیده های اطراف است. به کمک این تفکر، درک بسیاری از وقایع اطراف، ساده­تر و آگاهانه می­شود. روش پویایی سیستم، از نوع مدل­های شبیه­سازی است كه در این مدل­ها، وضعیت فعلی سیستم با توجه به روندها و رفتارهای گذشته، مدل می­شود تا درك بهتری از رفتار سیستم واقعی حاصل شود [6].

1-1- تعریف پلاستیک ها:
واژه پلاستیک دارای ریشه یونانی و مشتق از واژه  Plastikos به معنی “شکل‌دادن یا جای‌دادن درون قالب برای قالبگیری” می‌باشد. انجمن صنعت پلاستیک SPI یک توضیح بسیار دقیق‌تر و مشخص‌‌تر به صورت زیر را ارائه نموده است:
پلاستیکها گروهی از مواد بوده که به طور کامل یا در بخشی از ساختار شیمیایی خود شامل ترکیباتی از کربن با اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن و یا سایر عناصر آلی و معدنی می‌باشند. این مواد و در حالت نهایی خود، به حالت جامد تبدیل می‌شوند. در چند مرحله از فرایند ساخت و تولید خود نیز، شکل مایع به خود گرفته و درنتیجه قادر به تشکیل اجسامی سه‌بعدی در شکل‌های گوناگون می‌باشند. فرآیند شکل‌دادن آنها با استفاده از حرارت و فشار می‌باشد.
در حقیقت پلاستیک‌ها موادی جامد و پایدار با منشاء نفت و گاز بوده که امروزه جایگزین بسیار مناسبی برای چوب و فلز و شیشه وسرامیک‌ها می‌باشند. پلاستیک‌ها بخشی از خانواده‌ای بزرگتر از مواد به نام پلیمرها هستند.
2-1- پلیمرها
ساختار پلیمرها متشکل از مولکول‌های بزرگی بوده که از به هم چسبیدن تعداد زیادی مولکول کوچکتر تشکیل یافته‌اند. این مولکول‌های کوچکتر را مونومر و عمل اتصال و پیوند آنها را پلیمر شدن یا جایگیری مونومرها monomer insertion می‌گویند.
 چنانچه واحدهای سازندۀ یک پلیمر (مونومر) از یک نوع باشند، آن را هموپلیمر (homopolymer) و اگر مونومرهای تشکیل دهندۀ یک پلیمر متفاوت باشند به آن کوپلیمر (copolymer) گفته می‌شود.

شکل 1-1 کهرباAmber) ). به شیره فسیل شده درخت گفته می‌شود که معمولاً به خاطر رنگ زیبایش دارای ارزش است. معمولاً ازاین ماده برای ساخت اشیاء تزئینی و جواهر استفاده می‌شود.
1-2-1- دسته بندی پلیمرها
در مهمترین تقسیم بندی پلیمرها به دو گروه تقسیم می‌شوند:
الف) پلیمرهای طبیعی: که حاصل فعل و انفعالات طبیعی هستند. مانند نشاسته، سلولز، کائوچوی طبیعی‌ (لاتکس)، پروتئین‌ها (مانند نخ ابریشم) و انواع صمغ‌ها و رزین‌های طبیعی مثل کهربا(شکل1-1)، سقز،کتیرا، مواد نفتی مثل قیر یا پلی‌ساکارید‌ها مثل قند.
ب)پلیمرهای مصنوعی (سنتزی): یعنی ترکیباتی که توسط انسان به وجود آمده است. مثل الاستومرها، پلاستیک و الیاف مصنوعی، پوشش‌ها و چسب‌ها و …
3-1- انواع پلاستیک ها
پلاستیك‌ها به دو گروه عمده گرماسخت یا ترموست (Thermoset) و گرمانرم یا ترموپلاست (Thermoplastic) تقسیم می‌شوند. پلاستیك‌های ترموست یا گرماسخت با واكنش شمیایی و عملیات حرارتی یا شیمیایی سخت شده، به شكل دائمی درآمده و نمی‌توان آنها را مجددا” نرم نمود. ترموست‌ها دارای سختی بالا، سفتی، مقاومت در برابر حرارت و حلال­های شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالایی هستند. ترموست‌ها بر خلاف ترموپلاست‌ها از لحاظ شیمیایی پایدار نبوده و فعالند و با گذشت زمان در آنها اتصالات عرضی ایجاد می‌شود. معمولا به ترموست ها مواد افزودنی از جمله : خاک اره، خاک رس، خاک چینی و الیاف پنبه اضافه می‌کنند. ترموست ها معمولا شکننده هستند اما لاستیک با آنکه یک ترموست می باشد به علت وجود اتصالات عرضی در مولکول های زنجیره ای که به آن “ولگانیزه” می‌گویند و عامل ایجاد اتصال آن گوگرد است؛ شکننده نبوده و توانایی حرکت داشته و کاملا ارتجاعی است. در حقیقت مهمترین خصوصیات آن قابلیت کشش، انعطاف پذیری و برگشت به حالت اولیه می‌باشد برای تهیۀ لاستیک مخلوطی از کائوچو (طبیعی یا مصنوعی) را با گوگرد حرارت داده تا گوگرد در محل اتصال‌های دو گانه با کائوچو ترکیب شده و خواص ویژه و بسیار مهمی را در کائوچو ایجاد می‌کند؛ مانند: مقاومت به حرارت، مقاومت در برابر عوامل جوی و شیمیایی و سایش و خاصیت ارتجاعی. همچنین علاوه بر گوگرد که مهمترین افزودنی است، نرم کننده (پارافین) و دانه های رنگین (پیگمنت) و تقویت کننده (دوده) و پرکننده ها مثل پودر تالک را هم به لاستیک اضافه می‌کنند.
 پلاستیكهای ترموپلاست یا گرمانرم موادی بوده كه در هنگام سردسازی، سخت شده و با حرارت دادن دوباره می‌توان آنها را نرم و قالب‌گیری نمود.
4-1- اصلاح خواص در پلاستیک‌ها
 از قابلیت‌های دیگر پلاستیک‌ها این است که می توان خواص آنها را بهبود بخشید. این عمل با استفاده از افزودنی‌ها و انجام عملیات حرارتی امکان‌پذیر می‌باشد.
1-5-1- افزودنی ها
 به كمك مواد افزودنی، ‌عمر مواد و قطعات، افزایش یافته، ویژگی‌های فیزیكی و مكانیكی آنها اصلاح شده، فرآیند آنها به میزان قابل توجه آسان گردیده، افت کیفیت آنها كنترل شده، و از آسیب‌پذیری مواد در برابر امواج گوناگون جلوگیری به عمل می‌آید. همچنین می‌توان به نسبت موارد مورد نیاز،‌ آنها را به الكتریسیته و حرارت، رسانا یا نارسانا نمود و آنها را از حملات میكروبیولوژیكی مصون داشت. این مواد عبارت از پایداركننده‌ها، پركننده‌ها، رنگدانه‌ها، مواد رهاكننده از قالب، مواد ضد میكروب، مواد اصلاح كننده ضربه پذیری، كمك فرایندها، مواد ضد الكتریسیته ساكن، مواد ضد آتش و دود، پراكسیدهای آلی، ضد اكسیدكننده‌ها، نرم كننده‌ها، مواد اسفنجی كننده، مواد فعال كننده سطحی، پایدار كننده‌ها بوده که هرکدام جهت ایجاد خصوصیات مطلوب به پلاستیکها اضافه می‌شود.
2-5-1- عملیات حرارتی
یکی دیگر از روش‌های بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی پلاستیک‌ها، استفاده از عملیات حرارتی می‌باشد. در عملیات قالب‌گیری، ماشینكاری، پرداخت‌كاری و دیگر عملیات تولیدی كه بر روی پلاستیك‌ها و كامپوزیت‌ها انجام می‌شود، تنش‌های داخلی در آنها به وجود می‌آید. استفاده از مواد شیمیایی(مثل چسب­ها) در این عملیات نیز باعث حساس شدن و ترك خوردن قطعات خواهد‌شد.
سرد شدن سریع قطعات پلاستیكی قالب‌گیری شده پس از خروج از قالب یا پس از انجام عملیات بازپخت (در تولید قطعات از مواد ترموست) نیز در آنها تنش‌های داخلی به وجود می‌آورد. زیرا پس از اتمام این عملیات هنوز واكنش‌های شیمیایی پلیمریزاسیون ادامه دارد. قطعات كامپوزیتی را معمولا” پس از فرم دادن، درون قالب با جیگ مخصوص قرار می‌دهند تا كلیه عملیات بازپخت بر روی آنها انجام شده و واكنش‌های شیمیایی درون آنها به اتمام برسد و با محیط هم دما شوند.
3-5-1- لزوم انجام عملیات حرارتی روی پلاستیک‌ها
برای رفع تنش‌های داخلی بوجودآمده در  قطعات پلاستیكی و كامپوزیتی، می‌توان از  عملیات حرارتی استفاده نمود. برای این منظور قطعه را با استفاده از یک سیکل زمانی و دمایی مشخص گرم و سپس سرد می‌نمایند. روند سرد کردن مواد نیز دارای اهمیت زیادی بوده و باید ماده را با یک سیکل مشخص به آرامی سرد نمود. قطعات ماشینكاری شده پلاستیكی و جوشکاری شده معمولا قبل از مونتاژ یا استفاده نهایی، نیاز به انجام عملیات حرارتی دارند زیرا در عملیات قالب‌گیری، ماشینكاری،پرداخت‌كاری و دیگر عملیات تولیدی نظیر جوشکاری هات‌پلیت كه بر روی پلاستیك‌ها و كامپوزیت‌ها انجام می‌شود، امکان ایجاد تنش‌های داخلی وجود دارد. سرد شدن سریع قطعات پلاستیكی قالب‌گیری شده پس از خروج از قالب یا پس از انجام عملیات بازپخت نیز در آنها تنش‌های داخلی به وجود می‌آورد، به این دلیل که پس از اتمام این عملیات هنوز واكنش‌های شیمیایی پلیمریزاسیون ادامه دارد. آنیلینگ علاوه بر بهبود خواص مکانیکی می‌تواند باعث بهبود خواص ظاهری قطعات یا الیاف نیز شود .
بنابراین یکی از مهمترین نتایج انجام عملیات حرارتی، از میان بردن تنش‌های پسماند است. در مواردی هدف از آنیل‌کردن قطعات، رفع تنشهای پسماند (برای رسیدن به پایداری ابعاد و عمر بیشتر قطعه) و گاهی نیز با اینکه به علل دیگر عملیات‌حرارتی آنیل انجام می‌شود. به عنوان مثال پلیمر به کار رفته در پوشش صفحات خورشیدی آنیل شده تا با از بین‌بردن پدیده‌ای به‌نام شکست مضاعف (Birefringence)، نور بیشتری از خود عبور داده و راندمان آن بالاتر رود. یا اینکه در صنعت نساجی نیز با انجام عملیات‌حرارتی، و از میان بردن شکست مضاعف، الیاف با کیفیت ظاهری بهتر و شفاف‌تر تولید شده و از چروکیدگی انقباضی (Shrinkage) الیاف کاسته می‌شود.
با کمک عملیات حرارتی می‌توان به خواص مکانیکی بهتر مثلا چقرمگی بیشتر و مقاومت به ضربه بالاتر دست یافت که البته سیکل عملیات وابسته به نوع ماده بوده و باید به طور دقیق انتخاب شود. زیرادر غیر این صورت امکان ایجاد نتیجه برعکس وجود دارد. انتخاب دمای بالا – بیش از چیزی که مورد نیاز است- باعث افت کیفیت پلاستیک بر اثر از هم پاشیده شدن ساختار آن و اکسیداسیون (دگر‌شوی) شده که معمولا” سیکل حرارتی بهینه برای رسیدن به این منظور توسط شرکت تولید‌کننده پلاستیک به صورت کاتالوگ عرضه شده که می‌توان از آن برای رسیدن به نتیجه بهتر استفاده کرد.  
به عنوان مثال، ترموپلاستیک پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) که یکی از ترموپلاستیک‌های پر‌مصرف بوده، به دلیل خواص آب‌بندی خوب، پایداری شیمیایی و عملکرد مناسب در دماهای زیر صفر و در عین حال قیمت ارزان، گزینه مناسبی برای تهیه ظروف آب و دیگر نوشیدنی‌ها می‌باشد.ولی مشکلی که این ماده دارد مقاومت به ضربه کم آن بوده که برای رفع آن هم می‌توان از مواد افزودنی و کوپلیمر کردن آن استفاده نموده و هم از عملیات‌حرارتی استفاده نمود. در صنعت به این منظور از کوره‌های خاصی استفاده می‌نمایند که می‌توان آنها را بسته به روش گرمایش و تعداد بطری در ساعت دسته‌بندی کرد. (شکل‌های 1-2و 1-3). شکل 1-2 کوره­هایی ساخت شرکت Radiant Energy Systems,Inc را نشان می­دهد که قادر به آنیلینگ بطری­های پلاستیکی با نرخ ۱۴۰ بطری در ساعت می­باشند. الف:استفاده از اشعه فروسرخ  و ب:استفاده از هوای داغ.
شکل1-3 نیز کوره­های دیگری ساخت همین شرکت را نشان می­دهد که الف: از تابش فروسرخ برای آنیلینگ بطری­های پنج گالنی و ب: از هوای داغ برای آنیلینگ استفاده میکند و مخصوص بطری‌های آب از جنس پلی‌کربنات که با روش قالب‌گیری دمشی ساخته شده‌اند.