5- نتیجه گیری…………………. 60

5-1- مقدمه……………….. 60

5-2- تحقیق های آینده ………………..60

فصل ششم……………….. 62

6- پیوست ها……………….. 63

6-1- مشخصات هندسی صفحه لمسی طراحی شده……………….. 63

6-2- محاسبه مقدار ولتاژ خروجی به صورت نمونه……………….. 63

6-3- برگه های مشخصات سنسور ها……………….. 66

7- فهرست منابع………………… 77

چکیده:

مسئله موقعیت یابی همواره به عنوان پایه و اساس مسائل مطرح در تمامی انواع صفحات لمسی بحث برانگیز بوده است، منظور از موقعیت یابی، تشخیص مکان انگشت یا انگشتان قرار داده شده بر سطح صفحه لمسی می باشد.از طرفی وابستگی شدید صفحات لمسی به جنس مواد بکار رفته در ساخت آنها موجب بروز چالشی عظیم در نحوه ساخت صفحات لمسی جهت افزایش دقت موقعیت یابی شده است، در این پایان نامه ابتدا با بررسی صفحات لمسی رایج، روشی جدید جهت موقعیت یابی فارغ از جنس مواد

بکار رفته در ساخت صفحه لمسی ارائه شده است. این روش تلفیقی از روش تحلیل سیگنال Liu در صفحات لمسی آکاستیکی و صفحات لمسی ساخته شده از سنسور های مادون قرمز ارائه شده توسط Moeller می باشد. مهمترین تفاوت روش ارائه شده با روش های قبلی، علاوه بر سخت افزار ارائه شده، نحوه تحلیل داده ها و تغییر در مدل سازی داده های بکار رفته با استفاده از روش نزدیکترین همسایه می باشد. نتایج نشان دهنده بهبود عملکرد این روش نسبت به روش Liu در بستر جدید ارائه شده می باشد.

تعاریف

در این پایان نامه از تعاریف جدیدی صحبت به میان آورده شده است که به دلیل وسعت کاربرد ابتدا لازم است تا این تعاریف را در چند خط معرفی نموده تا خواننده بتواند به بهترین نحو از مطالب استفاده نماید:

– صفحه لمسی: به تمامی اجسام مسطحی که با لمس آنها بتوان مکان لمس شده در آنها را تشخیص دادصفحه لمسی گفته می شوذ. صفحات لمسی در ابعاد مختلف و انواع مختلف در نظر گرفته می شود.

– بستر: به سیستمی سخت افزاری اعم از نوع و نحوه استفاده از سنسور ، جنس مواد بکار رفته در صفحه یا صفحات، نحوه قرارگیری صفحه یا صفحات ، تمامی مدارات جانبی . غیره ارائه شده توسط فرد یا افراد می باشد که در نهایت منجر به تولید یک صفحه لمسی می گردد.(سه بستر مختلف در این پایان نامه ارائه و بررسی می گردد)

– روش در بستر : به روش های نرم افزاری که به کمک آن بتوان مکان لمس شده در صفحه لمسی را تشخیص داد اتلاق میگردد.(سه روش در این پایان نامه ارائه و بررسی می گردد)

فصل اول: مقدمه

1- مقدمه

1-1- مقدمه

امروزه استفاده از صفحه نمایش های لمسی، بسیار گسترده شده و با توجه به این روند در حال پیشرفت تقاضای استفاده از آن نیز رو به افزایش است(شکل 1-2 نشانگر افزایش روز افزون استفاده از این تکنولوژی را نشان می دهد). به گونه ای که نظر بسیاری از کمپانی ها و موسسات بین المللی را به خود جلب کرده است، تا جایی که بسیاری از موسسات در حیطه های مختلف کاری از جمله IT, Medicine ,Computer, ATM و غیره سعی در بکارگیری و پشتیبانی از این تکنولوژی نه چندان جدید در محصولات خود را داشته اند(شکل 1- 1).

همچنین استفاده از این تکنولوژی به گونه ای شایع شده که اغلب کشورهای صنعتی جهان تمایل خاصی به استفاده از آن در محصولات مختلف خود نموده اند، به عنوان مثال طی بررسی های انجام شده توسط موسسه DisplaySearch آمریکا در سال 2010 بیشترین میزان استفاده از صفحه نمایش لمسی در محصولات ژاپنی وسپس در آمریکایی بوده است.(شکل 1-2 بیانگر این موضوع می باشد.)

علاوه بر این، در بررسی های انجام شده توسط همین موسسه در سال 2011 ، پیش بینی شده است که میزان خرید این محصول تا سال 2014 رشدی حدود 105 درصدی خواهد داشت. (بیش از دو برابر نسبت به سال 2011) که این خود نشان دهنده اهمیت این تکنولوژی می باشد. (شکل 1-3).

2-1- دسته بندی صفحات لمسی

از زمان پیدایش این تکنولوژی انواع مختلفی از صفحه نمایش های لمسی تولید و ارائه شده است و با گذشت چیزی نزدیک به سه دهه از ساخت و ارائه اولین مدل از این تکنولوژی همچنان موضوعات مطرح در این حیطه جذاب و مورد توجه محققین در علوم مختلف می باشد. بدلیل طیف گسترده تولید کنندگان و تنوع تحقیقات در این زمینه، دسته بندی های مختلفی تاکنون برای انواع مختلف صفحات لمسی ارائه شده است که مشهور ترین آن ها عبارتند از:

الف) دسته بندی Wigdor

این نوع از دسته بندی بر اساس داده های دریافتی و نحوه پردازش صفحه لمسی مورد نظر می باشد که در شکل1-5 نشان داده شده است [47].

ب) دسته بندی Walker

این دسته بندی بر اساس نوع پلتفرم ، میزان شفافیت صفحه و غیره تقسیسم بندی شده است شکل 1- 4 نشان دهنده این نوع دسته بندی می باشد [40].

ج) دسته بندی موسسه آمریکایی Display Search[1]

2-5-3- گونه های مختلف PSO………………….

2-5-3-1- بهینه سازی ازدحام ذرات مبتنی بر شبکه های جمعی…………………. 48

2-5-3-1-1- همسایگی مبتنی بر فاصله فضایی…………………. 48

2-5-3-1-2- همسایگی فزاینده……………….. 48

2-5-3-1-3- بهینه سازی ازدحام ذرات کاملاً آگاه (FIPS)…………………

2-5-3-2- مدل پیوندی بهینه سازی ازدحام ذرات………………….. 50

2-5-3-3- بهینه سازی ازدحام ذرات چند جمعیتی…………………. 53

2-6- سیستم های فازی…………………. 56

2-6-1- ساختار یک سیستم دسته بندی مبتنی بر قوانین فازی……… 57

2-6-2- دسته بندی بدون استفاده از درجه قطعیت………………….. 58

2-6-3- دسته بندی با استفاده از درجه قطعیت………………….. 62

2-6-4- استنتاج فازی…………………. 66

2-7- معیار های ارزیابی دسته بند ها……………….. 68

فصل سوم – روش تحقیق…………………. 72

3-1- مقدمه………………… 73

3-2- تبدیل داده های حقیقی به ترم های فازی…………………. 75

3-3- تولید توابع عضویت و قوانین فازی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات…….. 77

3-3-1- کدگذاری توابع عضویت فازی…………………. 78

3-3-2- کدگذاری قوانین فازی…………………. 80

3-3-3- PSO پیشنهادی…………………. 82

3-3-5- توابع برازش کیفیت قوانین…………………. 87

3-5- نتیجه گیری…………………. 90

فصل چهارم – محاسبات و یافته های تحقیق…………………. 91

4-1- داده های مورد استفاده……………….. 92

4-2- تنظیم پارامترها……………….. 94

4-3- روش های استفاده شده به منظور مقایسه………………… 97

4-4- نتایج…………………. 98

4-5- نتیجه گیری…………………. 101

فصل پنجم – نتیجه گیری و پیشنهادات…………………. 102

5-1- خلاصه و نتیجه گیری…………………. 103

5-2- پیشنهادات………………….. 103

منابع:……………….. 105

چکیده:

تشخیص بیماریدیابت و یا آگاهی یافتن از احتمال بالای ابتلا به این بیماری همواره کار آسانی نخواهد بود. چرا که این بیماری علائم متعددی را بروز می دهد که بعضی از این علائم در سایر بیماری های دیگر نیز وجود دارند. بنابراین پزشک برای اتخاذ یک تصمیم مناسب، باید نتیجه ی آزمایش های بیمار و تصمیم هایی که در گذشته برای بیماران با وضیعت مشابه گرفته است، را بررسی کند.

در این پایان نامه از یک الگوریتم دسته بندی مبتنی بر قانون برای دسته بندی بیماران دیابتی استفاده شده است. برای استخراج قوانین فازی از یک الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. این الگوریتم دارای ویژگی هایی است که آن را از سایر الگوریتم مورد استفاده متمایز می کند. از جمله ی این ویژگی ها می توان به تابع افزایش تنوع ذرات و تکامل هم زمان توابع عضویت و قوانین فازی اشاره کرد. برای ارزیابی کارایی الگوریتم از مجموعه داده ی دیابت استفاده شده است. نتایج ارزیابی ها نشان می دهد که الگوریتم برای مجموعه داده ی دیابت دارای کارایی بسیار بالایی می باشد. همچنین کارایی الگوریتم پیشنهادی به علت بالا بردن قابلیت تفسیرپذیری دسته بند (کاهش تعداد قوانین فازی) بسیار مناسب می باشد.

فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

افزایش استفاده از کامپیوترها در فعالیت های کسب و کار، منجر به رشد سریع پایگاه های اطلاعاتی و اجتماع داده ها توسط بیشتر سازمان ها شده است. روزانه حجم عظیمی از داده ها تولید شده و در پایگاه های مختلف داده ذخیره می شود. در سال های اخیر تمایل به جستجو برای کشف الگوهای تکرار پذیر به منظور بهبود در تصمیم گیری افزایش چشمگیری داشته است. همچنین کاوش در داده های تراکنشی جهت یافتن الگوهای پنهان و تکنیک های کشف دانش به منظور شناخت دقیق تر و بیشتر تراکنش ها، اهمیت بسزایی یافته است. [1]. در حوزه پزشکی و سلامت با افزایش استفاده از سیستم های جامع درمانی و پرونده های الکترونیک بیمار در بیمارستان ها و مراکز درمانی حجم انبوهی از اطلاعات مربوط بیماران و انواع بیماری ها مهیا می شود. [2]. استخراج دانایی از حجم عظیم داده های مرتبط با سوابق بیماری و پرونده های پزشکی افراد با استفاده از فرآیند داده کاوی می تواند منجر به شناسایی قوانین حاکم بر ایجاد، رشد و افت بیماری ها گردیده و اطلاعات ارزشمندی را به منظور شناسایی علل وقوع بیماری ها با توجه به عوامل محیطی حاکم در اختیار متخصصین و دست اندر کاران حوزه سلامت قرار دهد؛ که این امر در نهایت منجر به افزایش متوسط طول عمر افراد جامعه و ایجاد آرامش می گردد. [3].

آنچه مسلم است با افزایش سیستم های الکترونیک سلامت حجم داده های پزشکی هر روزه در حال افزایش است. اما این مجموعه داده های بزرگ به طور خام هیچ کاربردی ندارد برای آنکه بتوان از این داده ها ارزشی را استخراج کرد نیاز به تحلیل داده ها و تبدیل آن به اطلاعات و دانش، یک نیاز اساسی است. با توجه به چنین حجمی از داده ها استفاده از عامل انسانی به عنوان تشخیص دهنده الگوها و تحلیلگر داده ها پاسخگو نمی باشد؛ لذا داده کاوی روی داده های پزشکی از اهمیت بالایی برخوردار است. داده کاوی را می توان از جنبه های مختلف در پیشگیری یا تشخیص انواع بیماری، انتخاب روش های درمان بیماری، مدت زمان بستری بیمار و … به کار برد.

2-1- بیان مسأله

دیابت یکی از بیماری های رایج در جوامع امروزی است که دارای عوارض خطرناکی می باشد. این بیماری اگر چه گونه ای از بیماری های قلبی محسوب نمی شود ولی اغلب سبب بیماری های قلبی می شود.

3-6- فروکاست ها و هسته………………………………………………………………. 54

3-7- ترکیب مجموعه های فازی و مجموعه های ژولیده…………………………. 56

3-8- نتیجه گیری………………………………………………………………………… 57

4- طراحی سامانه ی خبره ی فازی برای تشخیص دام گستری………………… 58

4-1- مقدمه………………………………………………………………………….. 58

4-2- ویژگی های مؤثر در تشخیص دام گستری………………………………….. 59

4-3- تعیین متغیرهای ورودی………………………………………………………… 77

4-4- تعیین متغیرهای خروجی…………………………………………………….. 86

4-5- تعریف توابع عضویت متغیرهای ورودی و خروجی…………………… 88

4-6- فازی سازی………………………………………………………………………….. 91

4-7- پایگاه قواعد فازی………………………………………………………………. 92

4-8- وافازی سازی…………………………………………………………………….. 97

4-9- موتور استنتاج فازی………………………………………………………… 97

4-10- ارزیابی سامانه ی خبره ی فازی شناسایی دام گستری………………. 99

4-11- بهبود سامانه ی خبره ی فازی به کمک نظریه ی مجموعه های ژولیده………. 110

4-12- نتیجه گیری…………………………………………………………………………. 116

5- نتیجه گیری و پیشنهاد………………………………………………………………… 118

5-1- مقدمه………………………………………………………………………………………. 118

5-2- نتایج تحقیق……………………………………………………………………………. 119

5-3- نوآوری تحقیق………………………………………………………………………… 120

5-4- پیشنهاد پژوهش های آتی……………………………………………………… 121

فهرست منابع……………………………………………………………………………. 123

چکیده:

دام­چینی شیوه­ای از دزدی هویت الکترونیکی است که در آن از روش­های مهندسی اجتماعی و جعل وبگاه برای فریب کاربران وافشای اطلاعاتمحرمانه­ای که ارزش اقتصادی دارند، استفاده می­شود. دام­چینی با از بین بردن اعتماد بین کاربران و کسب و کار برخط، بر عرصه­ی نوظهور تجارت الکترونیکی اثر منفی می­گذارد. کشورهای در حال توسعه­ای مانند ایران به تازگی با تهدیدات اینترنتی مانند دام­چینی روبرو شده­اند که با توجه به تفاوت­های اجتماعی، طبعاً روش های دام­چینی در ایران ممکن است با سایر تجربه­ها متفاوت باشد، به همین دلیل لازم است روش تشخیص، متناسب با آن­ها و برای افزایش کارایی بهبود یابد. هدف این پایان نامه ارائه­ی یک سامانه­ی تشخیص دام­چینی برای استفاده در بانکداری الکترونیکی کشورمان است. شناسایی ویژگی­های برجسته­ی دام­چینی، یکی از پیش­نیازهای مهم در طراحی سامانه­ای دقیق است. لذا در قدم اول برای شناسایی ویژگی­های تأثیرگذار دام­چینی که بیشترین تناسب را با وبگاه­های بانک­های ایرانی دارند، فهرستی از 28 شاخص دام­چینی جمع­آوری و در قالب پرسشنامه بین خبرگان توزیع گردید تا بدین صورت نظر آنها درباره­ی میزان اهمیت هریک از شاخص­ها در حوزه بانکداری الکترونیکی استخراج گردد. سپس با استفاده از روش تحلیل عاملی، 20شاخص برگزیده و سامانه­ی خبره­ی اولیه با استفاده از نظریه­ی مجموعه­های فازی طراحی شد. در مرحله­ی بعد برای بهبود سامانه­ی اولیه، الگوریتم «انتخاب ویژگی فازی-ژولیده» بر60 نمونه وبگاه بانکداری الکترونیکی اجرا شد. درنهایت سامانه­ی خبره­ی فازی بهبود یافته با استفاده از 6 شاخص با بیشترین تأثیر در تشخیص حملات دام­چینی طراحی شد. نتایج ارزیابی نشان­دهنده­ی این است که سامانه­ خبره­ فازیِ طراحی شده به خوبی می­تواند وبگاه های دام­چینی شده را تشخیص دهد و دارای کارایی 88% است.

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

در طول پانزده سال اخیر، ورود اینترنت و وب موجب بروز تحولات چشمگیری در سراسر دنیا شده است. انقلاب اینترنت نیز مانند هر پدیده­ی فناورانه­ی دیگر آثار خوب و بد بسیاری در پی داشته است. از جمله تأثیرهای مثبت استفاده از اینترنت، امکان دسترسی به حجم انبوهی از اطلاعات در هر زمان و هر مکان دلخواه است. تغییر شکل و توسعه­ی حوزه­های کسب وکار، زمامداران، آموزش، پژوهش، سرگرمی، فرهنگ و همچنین ایجاد ارتباط انبوه با سایر کاربران، از پیامدهای ورود به عصر اطلاعات بوده است. ابعاد منفی استفاده از اینترنت نیز، ایجاد مسائل ناخوشایندی است که موجب آزار و آسیب رساندن به افراد، کسب و کارها، مؤسسات و دولت­ها می­شود(Kim et al. , 2011). کلاهبرداری[1]، دزدی هویت[2]، دام­گستری[3] و هرزنامه[4]، بزرگترین تهدید برای تجارت الکترونیکی و شهرت و اعتبار سازمان­ها در قرن بیست و یکم هستند(James, 2005).

در این فصل به كلیات تحقیق پرداخته خواهد شد و در آن به موضوع­های: روش تحقیق، فرضیات، پرسش­های تحقیق، اهداف و جنبه های نوآوری پژوهش اشاره خواهد شد.

1-2- معرفی موضوع تحقیق و ضرورت انجامآن

بانکداری الکترونیکی یکی از ملزومات تجارت الکترونیکی است. با توجه به اهمیت بانکداری الکترونیکی پیشرفته و به­روز، برای ورود به بازارهای جهانی، باید زیرساخت­های موردنیاز تجارت الکترونیکی و بانکداری الکترونیکی را فراهم نمود و با پیاده­سازی راهکارهای امنیتی، سطح اعتماد مشتریان و کاربران را افزایش داد.

دام­گستری در بانکداری الکترونیکی مسئله­ای پیچیده و چالش­برانگیز است زیرا از یک طرف آسیب گسترده­ای به اعتماد مشتریان اینترنتی وارد می­کند و از سوی دیگر تلفیقی از مسائل فنی و اجتماعی است و تشخیص آن به صورت بی­درنگ[5] بسیار دشوار است زیرا عوامل و معیارهای فراوانی در آن دخیل هستند. به همین دلیل راه حل جامعی وجود ندارد که بتواند به طور کامل جلو حملات دام­گستری در این حوزه را بگیرد. سامانه­ی پیشنهادی در این پژوهش می­کوشد حملات دام­گستری را تشخیص داده و مانع افشای اطلاعات محرمانه­ی مشتریان بانک شود.

1-3- واژه­ های کلیدیتحقیق

الف- دام­چینی[6]

دام­چینی[7] نوعی حمله­ی اینترنتی است که در آن مهاجمان تلاش می­کنند نشانی یا وبگاه سازمان­های رسمی و قانونی را جعل کنند تا از این طریق کاربران را فریب دهند و آنها را وادار کنند اطلاعات محرمانه و شخصی خود مانند کلمه کاربری، رمز عبور یا اطلاعات حساب بانکی خود را در اختیارشان قرار دهند(James, 2005).

ب- وبگاه(وب­پایگاه)[8]

محیطی است كه در آن پرونده­ها و بانك­های اطلاعاتی مرتبط با یکدیگر قرارگرفته­اند. در این محیط به دلیل استفاده از روشهای ابرمتنی[9] و ابررسانه­ای[10] امكان ایجاد پیوند بین پرونده­ها در داخل یا خارج از محیط وبگاه وجود دارد. وبگاه­ها دارای«آغازه­ای[11]» هستند كه فهرستی از وظایف و محتویات آن را نشان می­دهد (اسدی صومعه، 1389).

ج- بانکداری الکترونیکی[12]

بانکداری الکترونیکی عبارت است از فراهم آوردن امکاناتی برای بانک در جهت افزایش سرعت و کارایی آنها در ارائه خدمات بانکی در محل شعبه و همچنین فرایندهای بین شعبه­ای و بین بانکی در سراسر دنیا و ارائه امکانات سخت­افزاری و نرم­افزاری به مشتریان که با استفاده از آنها بتوانند بدون نیاز به حضور فیزیکی در بانک، در هرساعت از شبانه­روز از طریق شبکه­های ارتباطی ایمن، عملیات بانکی دلخواه خود را انجام دهند (ساروخانی، 1387).

د- بانکداری اینترنتی

انجام تراکنش­های مالی از طریق وبگاه­های بانک­ها بر روی اینترنت را بانکداری اینترنتی[13] یا بانکداری برخط[14] گویند. بانکداری اینترنتی از مهمترین و گسترده­ترین انواع بانکداری الکترونیکی است. از دیدگاه برخی پژوهشگران، بانکداری اینترنتی فقط شیوه­ی جدیدی برای ارائه خدمات بانکی نیست بلکه فرصت و محرکی برای ایجاد تغییرات و تحولات کامل در کسب و کار و صنعت بانکداری نیز هست (ساروخانی، 1387).

ه- مجموعه­ های ژولیده[15]

مجموعه­ی ژولیده عبارت است از تقریب ابهام به کمک دو مفهوم «تقریب بالا»[16] و «تقریب پایین»[17]. هر مجموعه دلخواه از مجموعه­ی مرجع بین تقریب­های بالا و پایین خود قرار می­گیرد بدین معنی که هر عنصر در تقریب پایین لزوماً عضوی از مجموعه خواهد بود ولی عناصر تقریب بالا ممکن است عضو مجموعه نباشند. در نظریه­ی مجموعه­ی ژولیده، هریک از زیرمجموعه­ها با استفاده از دانش موجود در داده­ ها تقریب زده می­شود (Jensen and Shen, 2004).

و- سامانه فازی

سامانه­ی فازی، سامانه­ای است که برای استدلال و استنتاج، به جای منطق دودویی از مجموعه ای از توابع عضویت و قواعد فازی استفاده می کند. این­گونه سامانه ­ها پدیده­های غیرقطعی و نامشخص را توصیف می­کنند. قلب یک سامانه­ی فازی یک پایگاه دانش است که از قواعد اگر-آنگاه فازی تشکیل شده است. یک قاعده­ی اگر-آنگاه فازی یک عبارت اگر-آنگاه است که بعضی کلمات در آن به وسیله­ی توابع عضویت پیوسته مشخص شده­اند (تشنه­لب و همکاران، 1389).

1-4- هدفتحقیق

هدف اصلی این پژوهش «افزایش امنیت وبگاه­ها در بانکداری الکترونیکی و جلوگیری از گسترش تأثیر دام­گستران» است که در نهایت منجر به افزایش اطمینان خاطر مشتریان برای استفاده از امکانات بانکداری الکترونیکی خواهد شد.

بدین منظور، پژوهش پیش­رو اهداف جزیی و اختصاصی دیگری را نیز دنبال می کند که اهم آنها عبارتند از:

1- شناسایی عوامل مؤثر در تشخیص حملات دام­گستری در وبگاه­های بانکداری الکترونیکی.

2- تشخیص وبگاه­ های جعلی طراحی شده توسط دام­گستران که مانع از سرقت هویت مشتریان و وارد آمدن خسارت مالی به مشتریان و بانک­ها می­شود.

5-1- فرضیه تحقیق

فرضیه­ اصلی این پایان ­نامه به شرح زیر است:

به کمک نظریه­ فازی می­توان سامانه­ ای خبره طراحی کرد که حملات دام­گستری به وبگاه بانک­ها را شناسایی کند.

علاوه بر این پرسش­های اصلی پژوهش عبارت است از:

1- آیا سامانه­ خبره فازی می­تواند فرایند تشخیص وبگاه­ های دام­گستری شده را بهبود بخشد؟

2- آیا روش­های داده­کاوی فازی می­توانند در استخراج ویژگی­ها و قواعد مؤثرتر در سامانه ی خبره فازی مفید باشند؟

[1] Fraud

[2] Identity theft

[3] Phishing

[4] Spam

[5] Realtime

[6] Phishing

[7] همزمان با تدوین طرح پیشنهادی این پایان نامه واژه ی «دام چینی» که به عنوان معادل واژه ی «فیشینگ» در نظر گرفته شده بود، برای بررسی به فرهنگستان زبان و ادب فارسی داده شد. بعد از گذشت چند ماه از تصویب طرح پیشنهادی، واژه ی «دام گستری» به عنوان معادل فارسی «فیشینگ» مورد تصویب قرار گرفت. لذا در ادامه از واژه ی «دام گستری» استفاده شده است.

و مشتریان نهایی می­باشد.

3-1- ضرورت انجام طرح و اهداف پژوهش

پیچیدگی کالاها و خدمات در دنیای امروز باعث شده است که شرکت هایی که به تنهایی و بدون کمک گرفتن و همکاری با دیگر سازمان ها،محصولی را عرضه می کنند، برای بقای خویش با مشکلات بسیاری روبرو شوند. به همین منظور سازمان ها دریافته اند که اگر با یکدیگر همکاری داشته باشند، مجموع منافعی که عاید آنها می شود بیش از وضعیتی است که هر یک فعالیت خود را بدون هماهنگی با سازمان های مرتبط انجام می دهند. به همین دلیل امروزه هر دو طرف خریدار و فروشنده بر اساس روابط بلند مدت و کسب سود با یکدیگر همکاری می کنند. در سالهای اخیر به دلایل زیر توجه زیادی در مقوله زنجیره تامین شده است:

• نیاز برای فعالیت های بهبود

• افزایش سطح برون سپاری

• افزایش هزینه حمل و نقل

• فشارهای شدید رقابتی

• افزایش جهانی شدن

• افزایش اهمیت تجارت جهانی

• نیاز برای مدیریت موثر موجودی ها

به طور کل ،زنجیره تامین دارای ساختارهای چند بعدی است که بهبود برای رشد در سیستم های زنجیره تامین نیاز به اتخاذ روش های مناسب است که می تواند تضمین کننده مدیریت کارا برای مجموعه ای از کارها در یک مقیاس گسترده باشد.[2]

هدف اصلی مدیریت زنجیره تامین بهینه سازی عملکرد زنجیره تامین می باشدکه عمدتا به توسعه چارچوب مدل سازی برای تجزیه و تحلیل و درک رفتار دینامیکی زنجیره های تامین می پردازد.

ضرورت اصلی این پژوهش مبتی بر دلایل ذیل می باشد که عبارت است از :

1. پیچیدگی مدل زنجیره تامین

1. عدم بررسی رفتار متغییرهای اساسی و تاثیرات علی و معلولی متغییر ها در روش های دیگر

1. بررسی و تحلیل جز به جز مدل زنجیره تامین و بهینه سازی آن جهت افزایش کارایی و بهبود عملکرد زنجیره تامین

اهداف اصلی پژوهش حاضر مبنی بر توضیحات بالا عبارت است از :

1. شناسایی متغییر های اساسی و موثر بر عملکرد زنجیره تامین مطالعه موردی

1. طراحی مدل و شبیه سازی زنجیره تامین مطالعه موردی با رویکرد سیستم داینامیک

1. بررسی رفتار و ارتباط متغییر های اساسی مدل مورد مطالعه

2-6- 1- فرآیند ارتعاش………………………. 35

2-6- 2- فرآیند جستجوی محلی…………………….. 36

2-7- مدل­های بهینه سازی چند هدفه……………………. 37

2-7-1- مفهوم غلبه در مسائل بهینه سازی چندهدفه…………. 38

2-8- الگوریتم چند هدفه ژنتیک (NSGA II)…………………….

2-9- فرآیند تحلیل سلسه مراتبی (AHP)…………………….

2-9-1- درخت سلسه مراتبی…………………….. 42

2-9-2- انجام مقایسات زوجی…………………….. 43

2-9-3- محاسبه ضرایب اهمیت……………………… 44

2-9-4- تعیین امتیاز نهایی گزینه ­ها…………………… 45

2-9-5- بررسی سازگاری سیستم…………………….. 45

2-10- جمع­بندی…………………….. 48

فصل سوم: روش تحقیق……………………… 49

3-1- مقدمه……………………. 50

3-2- جدول زمانی دروس دانشگاهی مبتنی بر ترجیحات اساتید، دانشجویان و دانشگاه……. 50

3-2-1- مفروضات مسأله ارائه شده……………………. 51

3-2-2- مهمترین تصمیمات اتخاذ شده در مدل ارائه شده……………………. 52

3-3- روش جمع آوری اطلاعات……………………… 52

3-4- الگوریتم­های تکاملی مورد استفاده……………………. 52

3-5-مدل ریاضی…………………….. 53

3-5-1- محدودیت­های سخت……………………… 53

3-5-2- محدودیت­های نرم……………………. 54

3-5-3- پارامترها و مجموعه ­های مدل…………………….. 55

3-5-4- متغیر تصمیم…………………….. 56

3-6- مدل ریاضی تک هدفه……………………. 56

3-7- تشریح مدل ریاضی…………………….. 57

3-8- الگوریتم جستجوی ممنوعه (TS)…………………….

3-8- 1- نحوه نمایش جواب……………………… 58

3-8-2- تولید جواب اولیه……………………. 59

3-8-3- همسایگی…………………….. 59

3-8-4- لیست ممنوعه……………………. 59

3-8-5- معیار آرمانی…………………….. 60

3-8-6- استراتژی لیست کاندید…………………….. 60

3-8-7- استراتژی تقویت……………………… 61

3-8-8- استراتژی تنوع بخشی…………………….. 61

3-8-9- معیار توقف………………………. 62

3-9- الگوریتم جستجوی همسایگی متغیر در جستجوی ممنوعه (TS-VNS)…………………….

3-9-1- استراتژی­های ساختار همسایگی…………………….. 64

3-10- فرآیند تحلیل سلسه مراتبی (AHP)…………………….

3-10-1- درخت سلسه مراتبی…………………….. 69

3-10-2- انجام مقایسات زوجی…………………….. 69

3-10-3- محاسبه ضرایب اهمیت……………………… 70

3-10-4- تعیین امتیاز نهایی گزینه ­ها…………………… 70

3-10-5- بررسی سازگاری سیستم…………………….. 70

3-11- مدل ریاضی چند هدفه……………………. 71

3-12- الگوریتم ژنتیک چند هدفه (NSGA II)…………………….

3-12-1- نحوه نمایش جواب و جمعیت اولیه……………… 73

3-12-2- انتخاب……………………… 74

3-12-3- تقاطع……………………. 74

3-12-4- جهش………………………. 77

3-12-5- معیار توقف………………………. 78

3-13- الگوریتم جستجوی ممنوعه چند هدفه (MOTS)………………..

3-14- جمع­بندی…………………….. 81

فصل چهارم: محاسبات و یافته­ های تحقیق……………………… 82

4-1- مقدمه……………………. 83

4-2- تنظیم پارامترهای الگوریتم­های فراابتکاری…………………….. 83

4-3- اجرای الگوریتم­ها…………………… 86

4-4- نتایج محاسباتی الگوریتم­های مدل تک هدفه و تجزیه و تحلیل آنها……. 86

4-4-1- تحلیل نتایج بهترین مقدار تابع هدف……………………… 87

4-4-2- تحلیل نتایج اولین زمان رسیدن به بهترین مقدار تابع هدف………….. 89

4-5- نتایج محاسباتی الگوریتم­های مدل چند هدفه و تجزیه و تحلیل آنها……. 91

4-5-1- تحلیل نتایج شاخص میانگین فاصله از نقطه ایده آل (MID)………………….

4-5-2- تحلیل نتایج شاخص تعداد جوابهای آرشیو پاراتو……………………. 95

4-5-3- تحلیل نتایج شاخص یکنواختی پاراتو……………………. 98

4-5-4- تحلیل نتایج شاخص پوشش مجموعه……………………. 100

4-5-5- تحلیل نتایج شاخص بیشترین گستردگی…………………….. 102

4-5-6- تحلیل نتایج زمان اجرای الگوریتمها ……………………104

4-6- جمع­بندی…………………….. 106

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات……………………… 108

5-1- نتیجه ­گیری…………………….. 109

5-2- پیشنهادها برای تحقیقات آتی…………………….. 110

5-2-1- تحقیقات مربوط به گسترش مدل مسأله……………………. 110

5-2-2- تحقیقات مربوط به رویکرد حل مسأله……………………. 111

مراجع…………………….. 112

چکیده:

در این پایان­نامه، یک مدل برای مسأله زمانبندی دروس دانشگاهی به دو صورت تک هدفه و دو هدفه ارائه شده است. هدف این مسأله تهیه جدول زمانی دروس دانشگاهی مناسب و قابل قبول، با در نظر گرفتن مجموعه­ای از محدودیت­ها و ترجیحات اساتید، دانشجویان و دانشگاه با توجه به فضای آموزشی در ایران است. در مسائل جدول زمانی محدودیت­ها به دو دسته سخت و نرم تقسیم می­شوند. محدودیت­های سخت باید برآورده شوند و شدنی بودن جواب را تضمین می­کنند و محدودیت­های نرم که بیان کننده مطلوبیت و ترجیحات مسأله هستند که برای کیفیت بهتر جدول زمانی در نظر گرفته می­شوند. برای بدست آوردن یک جدول زمانی با کیفیت، باید مسأله شدنی و کمترین تعداد تجاوز را در محدودیت نرم داشته باشیم. با توجه به NP-Hard بودن مسأله، برای حل مدل­ها از الگوریتم­های فرا ابتکاری استفاده شده است. در مدل تک هدفه از الگوریتم جستجوی ممنوعه (TS) و الگوریتم جستجوی همسایگی متغیر در جستجوی ممنوعه (TS-VNS) برای حل مدل استفاده شده است. با استفاده از فرآیند تصمیم­گیری AHP، جدول­های زمانی بدست آمده از الگوریتم­های فراابتکاری، رتبه­بندی و گزینه برتر انتخاب می­شود. در مدل دو هدفه از الگوریتم ژنتیک چند هدفه (NSGA II) و الگوریتم جستجوی ممنوعه چند هدفه (MOTS) استفاده شده است. همچنین در هر بخش با مقایسه عملکرد الگوریتم­ها، کارایی آنها ارزیابی شده است.

فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

امروزه زمانبندی جزء ضروریات اجتناب ناپذیر زندگی بشری است. در برنامه­های کلان کشورهای توسعه یافته، یکی از بخش­هایی که در نیل به تحقق برنامه­ها و اهدافشان نقش به سزا و مؤثری ایفا کرده، نظام آموزشی است. بنابراین با توجه به نقش کلیدی نظام آموزشی در هر جامعه، می­توان به اهمیت برنامه­ریزی درست و مناسب در این سیستم پی برد. به طوری که یک زمانبندی مناسب سبب ارتقای کیفیت آموزشی و رضایتمندی کارکنان می­باشد. جدول زمانی نوع خاصی از مسأله زمانبندی است. مسأله زمانبندی در دانشگاه­ها به دو دسته جدول زمانی برای امتحانات و زمانبندی دروس تقسیم می­شود. مقصود از زمانبندی در این تحقیق، دسته دوم است. در این تحقیق تلاش شده است که تا حد امکان از مقالات اخیر در حوزه جدول زمانی، بویژه جدول زمانی دروس دانشگاهی و همچنین مقالات مربوط به روش­های حل فراابتکاری استفاده شود تا بیان نوین و کارا با اثربخشی مناسب ایجاد گردد.

2-1- بیان مسأله

جدول زمانی نوع خاصی از مسأله زمانبندی است، در سال 1996، آقای رن[1] تهیه جدول زمانی را بعنوان مسئله قرار دادن منابع خاص، با توجه به محدودیت­ها، در تعداد محدودی بازه زمانی و مکان، با هدف ارضاء مجموعه­ای از اهداف تا حد ممکن توصیف کرد. این تعریف عمومی توصیفی از مسائل تهیه جدول زمانی است که به طور کلی پذیرفته شده است.

جدول زمانی در مسائلی با دامنه­های وسیع و متنوع کاربرد دارد که از آن جمله می­توان مسائل آموزشی، مسابقات ورزشی، مسائل حمل­ونقل، برنامه­ی کاری کارکنان، زمانبندی جلسات و زمانبندی فرآیندهای تولیدی نام برد.

جدول زمانی دروس دانشگاهی عبارت از تخصیص تعداد معینی از منابع مانند اساتید و دروس، به تعداد محدودی از دوره­های زمانی و کلاس در یک دوره مشخص با توجه به مجموعه­ای از محدودیت­ها، جهت رسیدن به یکسری از اهداف مشخص است. معمولاً در این نوع مسائل محدودیت­ها به دو دسته سخت و نرم تقسیم می­شوند. محدودیت­های سخت، محدودیت­هایی هستند که حتماً باید برآورده شوند و شدنی بودن جواب را تضمین می­کنند و محدودیت­های نرم بیان کننده مطلوبیت و ترجیحات مسأله هستند که برای کیفیت بهتر جدول زمانی در نظر گرفته می­شوند و حتماً لزومی ندارد که همانند محدودیت­های سخت به طور کامل برآورده شوند. برای بدست آوردن یک جدول زمانی باکیفیت، باید مسأله شدنی و کمترین تعداد تجاوز را در محدودیت­های نرم داشته باشیم [4].

محدودیت­های نرم از طریق تابع پنالتی ارزیابی می­شوند و تابع هدف این مسائل از مجموع وزن دهی شده توابع پنالتی محدودیتهای نرم تشکیل می­شود.

محدودیت­های سخت عمومی به کار گرفته شده در این مسائل به صورت زیر هستند:

1. یک منبع (درس، استاد، دانشجو) نمی­تواند در آن واحد در چند جا (کلاس، پریود زمانی) استفاده شود.

1. در هر دوره زمانی باید منابع در دسترس برای مواردی که زمانبندی شده­اند کافی باشد.

اما محدودیت­های نرم با توجه به نوع و ترجیحات، برای هر مسأله متفاوت است. ما در این تحقیق ترجیحات اساتید، دانشجویان و دانشگاه را مد نظر قرار داده­ایم.

در حال حاضر در اغلب دانشگاه­ها زمانبندی دروس به صورت دستی و توسط افراد مجرب انجام می­گیرد. در برنامه­ریزی دستی، با روشی تکراری دروس زمانبندی می­شوند بدین صورت که در هر تکرار، یک درس انتخاب می­شود و زمانبندی از دو درسی شروع می­شود که تعداد دانشجوی بیشتری همزمان برای آن دو درس ثبت نام کرده باشند و بنابراین این دو درس نباید در یک زمان ارائه شوند و باید انتخاب استاد و بازه زمانی به گونه­ای صورت گیرد که محدودیتهای دیگر را نیز نقض نکند. این روند همچنان ادامه پیدا می­کند تا تمامی دروس به استاد و زمانی تخصیص داده شوند.

از آنجا که زمانبندی دستی وقت­­گیر است و لزوماً تمام خواسته­های اساتید و دانشجویان را به بهترین نحو برآورده نمی­کند، استفاده از روش کامپیوتری که در زمانی بسیار کمتر، جواب خوبی را فراهم می­آورد، مناسب به نظر می­رسد.

تحقیق و جستجو درباره زمانبندی ماشینی دروس به دهه 60 میلادی برمی­گردد. بیشتر این روش­ها، به نوعی شبیه­­سازی نحوه زمانبندی توسط نیروی انسانی است. در این روش­ها، ابتدا مفیدترین دروس زمانبندی می­شوند. سپس دروس با اولویت کمتر، به طور متناوب به جدول زمانی ناتمام اضافه شده تا اینکه تمام دروس زمانبندی شوند. پس از آن محققان به بررسی روش­های عمومی­تر پرداختند مانند روشهای برنامه­ریزی عدد صحیح، جریان شبکه، رنگ آمیزی گراف و …. در دو دهه آخر، تلاش­ها بر روی روش­ها ابتکاری و فراابتکاری متمرکز شده است [5].

البته این گونه مسائل زمانبندی نمی­تواند به صورت کاملاً نرم­افزاری انجام شود. زیرا معیارهای بهتر بودن نسبی زمانبندی­ها، لزوماً به آسانی به زبان نرم افزارهای کامپیوتری بیان نمی­شوند. از طرفی، از آنجا که فضای جواب در این گونه مسائل بسیار بزرگ است، دخالت نیروی انسانی می­تواند مسأله را در راستای جواب­های مناسب­تر هدایت کند، در حالی که روش­های کامپیوتری به صورت کامل، قادر به یافتن این جواب­­­های مناسب نیستند. به همین دلیل، بیشتر سیستم­های حل، امکان تغییر و دستکاری در جواب را برای کاربر فراهم می­سازند. که در این تحقیق از مدیر گروه دانشکده به عنوان تعدیل کننده نهایی خروجی برنامه (برای مدل تک هدفه) با کمک گرفتن از روش AHP استفاده شده است، که در فصل 3 به صورت کامل تشریح شده است.

مفاهیم استفاده شده در جدول زمانی دروس دانشگاهی به شرح ذیل است:

رویداد: فعالیتی که باید زمانبندی شود، مانند: جلسات درسی.