بلاگ

هوش مصنوعی با سرعت زیادی به بخش مهم و ضروری مهندسی عمران تبدیل می‌شود. این فناوری پتانسیل کاهش قابل‌توجه هزینه‌ها، کاهش مدت زمان پروژه و بهبود ایمنی افراد حاضر در سایت‌های ساختمانی را دارد. برای مهندسان عمران، هوش مصنوعی می‌تواند به فرآیندهای تصمیم‌گیری کمک کند، طراحی سازه‌های مقاوم در برابر شرایط آب و هوایی شدید مانند زلزله یا سیل را بهبود ببخشد، سیستم‌های حمل‌ونقل کارآمدتری ایجاد کند، زیرساخت‌های پایدارتر و بهینه‌تری برای مصرف انرژی فراهم سازد و کیفیت ساختمان‌ها را در پروژه‌های عمرانی افزایش دهد.

با استفاده از مدل‌های هوش مصنوعی یا شبکه‌های عصبی که بر اساس داده‌های واقعی جمع‌آوری‌شده از شبیه‌سازی ساختمان‌ها و اجزای زیرساختی مانند پل‌ها و جاده‌ها توسعه یافته‌اند، مهندسان عمران می‌توانند بینش عمیق‌تری نسبت به مشکلات پیچیده‌ای به دست آورند که ابزارهای معمولی قادر به تشخیص آن نیستند.

ChatGPT یک دستیار مجازی یا ربات چت مبتنی بر هوش مصنوعی است که توسط OpenAI طراحی شده است. این مدل زبانی پیشرفته، توانایی درک زبان طبیعی را دارد و می‌تواند پاسخ‌هایی شبیه به انسان به طیف گسترده‌ای از سؤالات و مکالمات ارائه دهد.

در این مقاله، ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای Chat GPT و نحوه استفاده از آن برای بهبود تجربه کاربر در وب‌سایت‌ها، پلتفرم‌های رسانه‌های اجتماعی و سایر خدمات آنلاین بررسی می‌شود. همچنین نقش ChatGPT در حوزه مهندسی عمران تحلیل خواهد شد. برای آشنایی بیشتر با تأثیر این فناوری بر سایر علوم مهندسی، پیشنهاد می‌کنیم مقاله "آینده مهندسی با ChatGPT" را مطالعه کنید.

مزایای هوش مصنوعی در مهندسی عمران

فناوری هوش مصنوعی در بسیاری از زمینه‌های مهندسی عمران مورد استفاده قرار می‌گیرد و به مهندسان کمک می‌کند تا با دقت و سرعت بیشتری پروژه‌ها را مدیریت کنند. این فناوری می‌تواند نحوه اجرای پروژه‌های مهندسی را متحول کند. برخی از مزایای اصلی هوش مصنوعی در مهندسی عمران عبارت‌اند از:

• افزایش بهره‌وری
• پردازش سریع حجم زیادی از داده‌ها
• کاهش زمان انجام تحلیل‌های پیچیده
• امکان بررسی و درک بهتر زیرساخت‌های بزرگ مانند پل‌ها و تونل‌ها
• تکمیل پروژه‌ها در زمان کمتر و پیش از موعد مقرر
• کاهش هزینه‌های نیروی کار با استفاده از روش‌های خودکار
• افزایش دقت
• تشخیص سریع‌تر مشکلات زیرساختی مانند پایداری سازه
• کاهش خطاهای انسانی در طراحی و تحلیل پروژه‌ها
• استفاده از یادگیری ماشینی برای بهبود تصمیم‌گیری‌ها
• امکان بهره‌گیری از تکنیک‌های تصویربرداری دیجیتال برای افزایش دقت تحلیل‌ها
• بهبود قابلیت اطمینان محصول و حفظ استانداردهای حرفه‌ای

هوش مصنوعی با این مزایا، کیفیت پروژه‌های مهندسی عمران را ارتقا می‌دهد و استانداردهای بالای عملکرد را تضمین می‌کند.

نمونه هایی از  chat GPT در مهندسی عمران

فناوری Chat GPT در حال متحول کردن مهندسی عمران است و امکان تحلیل، بهینه‌سازی و طراحی ساختارهای جدید را فراهم کرده است. برخی از نمونه‌های کاربردی این فناوری در مهندسی عمران در جدول زیر ارائه شده است:

چالش های ایجاد شده توسط chat GPT در مهندسی عمران

مهندسی عمران وابستگی زیادی به فناوری دارد و با گسترش ChatGPT، چالش‌های جدیدی برای مهندسان ایجاد شده است. برخی از این چالش‌ها عبارت‌اند از:

• ناسازگاری با روش‌های سنتی
• جایگزینی فرآیندهای کنترل دستی با سیستم‌های خودکار
• عدم هماهنگی برخی پروژه‌های عمرانی با فناوری‌های جدید
• نگرانی‌های امنیتی
• آسیب‌پذیری ابزارهای هوش مصنوعی در برابر حملات سایبری
• امکان استفاده مخرب از هوش مصنوعی در زیرساخت‌های شهری
• مسائل مربوط به مسئولیت‌پذیری و مدیریت ریسک
• چالش‌های نظارتی و قانونی هنگام اجرای پروژه‌های مبتنی بر هوش مصنوعی
• کاهش شفافیت در تصمیم‌گیری‌های دولتی هنگام اجرای زیرساخت‌های جدید
• ضرورت ایجاد اقدامات پیشگیرانه
• جلوگیری از تخریب شبکه‌های ارتباطی حیاتی در زیرساخت‌های مدرن
• طراحی سیستم‌های ایمن برای کاهش خطرات ناشی از استفاده نادرست از هوش مصنوعی

در صورت استفاده صحیح، ChatGPT  می‌تواند از این آسیب‌ها جلوگیری کرده و به بهبود پروژه‌های مهندسی عمران کمک کند.

بررسی امکانات در chat GPT برای مهندسی عمران

Chat GPT  می‌تواند وظایف و فرآیندهای مختلف در مهندسی عمران را متحول کند و مزایای متعددی مانند صرفه‌جویی در زمان، کاهش هزینه، افزایش بهره‌وری، بهبود دقت و اتوماسیون فرآیندهای کاری ارائه دهد. این فناوری قابلیت تجزیه و تحلیل مجموعه گسترده‌ای از داده‌های خام را دارد که از منابعی مانند سنجش از راه دور، سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS)، برنامه‌ریزی خطی (LP)، نقشه‌ها و تصاویر ماهواره‌ای جمع‌آوری می‌شوند. این امر باعث بهبود تصمیم‌گیری و حل مسئله در زمینه‌هایی مانند شبکه‌های زیرساختی و مصرف انرژی ساختمان می‌شود.

برخی کاربردهای Chat GPT در مهندسی عمران عبارت‌اند از:

• نگهداری پیش‌بینی‌کننده در طول مراحل پروژه
• بهینه‌سازی عملکرد بر اساس تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده
• تشخیص زودهنگام نقص‌ها با استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته
• کاهش هزینه‌های تعمیر و جایگزینی با شناسایی زودهنگام مشکلات

هوش مصنوعی به ارزیابی قابلیت اطمینان خودکار در هر مرحله از پروژه‌های مهندسی عمران کمک می‌کند و منجر به اجرای پروژه‌های ایمن‌تر، سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر خواهد شد.

هوش مصنوعی چگونه مهندسی عمران را در آینده شکل خواهد داد

واضح است که هوش مصنوعی تأثیر زیادی در بسیاری از صنایع دارد و مهندسی عمران نیز از این قاعده مستثنی نیست. هوش مصنوعی می‌تواند به ما کمک کند تا زمینه‌های خطر بالقوه را در سایت‌های ساخت‌وساز پیش‌بینی کنیم، فرآیندهایی مانند طراحی و مدیریت پروژه‌های زیرساختی را ساده‌سازی کنیم و مسائل ساختاری مانند ترک‌ها یا فرسایش آب را سریع‌تر تشخیص دهیم. همان‌طور که هوش مصنوعی در پیچیدگی و توانایی خود به پیشرفت ادامه می‌دهد، ما تازه شروع به درک همه راه‌های مختلفی می‌کنیم که می‌تواند صنعت مهندسی عمران را برای سال‌های آینده شکل دهد.

یکی از راه‌های قدرتمندی که هوش مصنوعی در آن تاثیر می‌گذارد، توانایی آن در خودکار سازی وظایف مختلف مهندسی است. اتوماسیون به مهندسان این امکان را می‌دهد که زمان کمتری را برای تکمیل محاسبات یا طرح‌های ساده صرف کنند و در عوض، برای چالش‌های پیچیده‌تر وقت بگذارند. از طریق اتوماسیون، مسائل پیچیده عددی را می‌توان سریع‌تر از همیشه حل کرد. به‌علاوه، نوآوری‌هایی که زمانی به دلیل محدودیت‌های هزینه غیر عملی تلقی می‌شدند، اکنون به لطف صرفه‌جویی در بهره‌وری از ابزارهای خودکار، گزینه‌های قابل‌قبولی هستند.

هوش مصنوعی همچنین بر ارزیابی ریسک در پروژه‌های مهندسی عمران اثرگذار است. این فناوری هم خطرات را قبل از وقوع شناسایی می‌کند و هم خطرات ایمنی را که ممکن است در مراحل اجرا و پس از اتمام ساخت‌وساز ایجاد شوند، پیش‌بینی می‌کند. با قابلیت‌های تجزیه‌وتحلیل پیش‌بینی‌کننده که توسط الگوریتم‌های پیشرفته مجهز به فناوری یادگیری ماشین فعال شده‌اند، هوش مصنوعی می‌تواند در هر مرحله، بینش‌هایی درباره مشکلات احتمالی ارائه دهد تا از شکست پروژه جلوگیری شود. اگر این پیش‌بینی‌ها به‌اندازه کافی توسط مداخله انسانی مورد توجه قرار نگیرند، ممکن است چالش‌های جدی ایجاد شود.

در نهایت، با پیشرفت‌هایی مانند ربات‌هایی که قادر به چاپ سه‌بعدی ساختمان‌ها بدون داربست هستند، فرصت‌هایی ایجاد می‌شود که در آن روش‌های مدرن با استفاده از هوش مصنوعی، اقدامات ایمن‌تر و دقیق‌تری را در ساخت‌وساز فراهم می‌کنند. این فناوری نه‌تنها ایمنی کارگران را افزایش می‌دهد، بلکه کیفیت نتایج را سریع‌تر از همیشه ارائه می‌دهد و درعین‌حال، با الزامات نظارتی در سراسر جهان سازگار است.

با توجه به این تغییرات و تأثیر گسترده هوش مصنوعی در مهندسی عمران، یادگیری و ارتقای مهارت‌های مرتبط با این حوزه ضروری است. دوره‌های نرم‌افزارهای تخصصی این رشته مانند دوره اتوکد، دوره سپ، دوره سیف و ایتبز و دوره رویت، به مهندسان کمک می‌کند تا با فناوری‌های نوین هماهنگ شوند و دانش خود را به‌روز نگه دارند. این دوره‌ها به متخصصان این امکان را می‌دهند که از قابلیت‌های هوش مصنوعی در تحلیل، طراحی و مدیریت پروژه‌های عمرانی استفاده کنند و در مسیر پیشرفت حرفه‌ای گام بردارند.

جمع بندی

هوش مصنوعی و به‌ویژه ChatGPT نقش مهمی در بهینه‌سازی فرایندهای مهندسی عمران ایفا می‌کند. از طراحی و تحلیل سازه‌ها گرفته تا مدیریت پروژه‌های زیرساختی، این فناوری با خودکارسازی وظایف، کاهش خطاها و افزایش بهره‌وری، به مهندسان کمک می‌کند تصمیمات دقیق‌تری بگیرند. همچنین، با قابلیت تحلیل داده‌های گسترده، پیش‌بینی ریسک‌ها و ارائه راهکارهای هوشمند، ایمنی و کیفیت ساخت‌وساز را بهبود می‌بخشد.

در این میان، یادگیری و به‌کارگیری ابزارهای هوش مصنوعی برای مهندسان عمران اهمیت ویژه‌ای دارد. گروه آموزشی پارس پژوهان با ارائه دوره‌های تخصصی مهندسی عمران و آموزش نرم‌افزارهای مرتبط، فرصت مناسبی برای ارتقای مهارت‌های فنی و آشنایی با روش‌های نوین هوش مصنوعی فراهم می‌کند. با ترکیب دانش مهندسی و توانایی‌های فناوری، آینده‌ای کارآمدتر و دقیق‌تر در صنعت ساخت‌وساز رقم خواهد خورد.

نویسنده: سیده حدیثه هاشمی- لعیا نوغانچی صالح کارشناس مهندسی عمران

نمایشگاه ایران هلث به طور کلی هر سال با مشارکت شرکت های خارجی و داخلی برگزار می شود. در این نمایشگاه شرکت های تولید کننده و صادرکننده تجهیزات پزشکی ، دندانپزشکی و آزمایشگاهی شرکت میکنند.

نمایشگاه ایران هلث دومین نمایشگاه تخصصی تجهیزات پزشکی در خاورمیانه می باشد که در آن تجهیزات پزشکی و دندان پزشکی آزمایشگاهی و دارویی و توانبخشی تولید شده در داخل و خارج ارائه و در معرض دید مخاطبان گذاشته

امسال بیست و چهارمین دوره نمایشگاه در باز 6 تا 9 خرداد برگزار شد. نکته قابل اهمیت نمایشگاه امسال شرکت حداکثری شرکت های دانش بنیان بود. بیش از 100 شرکت دانش بنیان در این دوره از نمایشگاه حضور داشتند که موجب شد این نمایشگاه در تقویم حمایتی صندوق نوآوری و شکوفایی قرار بگیرد.

به گزارش اخبار نمایشگاه ها، امسال نمایشگاه ایران هلث با حضور ۳۹۰ شرکت داخلی و ۱۱۰ شرکت خارجی از کشورهای چین، روسیه، ترکیه، ایتالیا، آلمان، سوییس، دانمارک، کره جنوبی، هند، استرالیا، ژاپن پاکستان و تایوان برپا شده است.

حضور شرکت های داخلی در نمایشگاه امسال نسبت به سال قبل ۳۰ درصد و حضور شرکت های خارجی ۶۰ درصد افزایش یافته است که این نشان از اهمیت و جایگاه بالای پزشکی و صنایع وابسته این حوزه کشورمان دارد.

هدف از برگزاری نمایشگاه ایران هلث

نمایشگاه ایران هلث در حوزه تجهیزات پزشکی ، دندانپزشکی ، آزمایشگاهی ، دارویی و خدمات سلامت سالانه با حضور شرکت های داخلی و خارجی  برگزار میشود و این برگزاری این نمایشگاه فرصت بسیار خوبی است برای شرکت های فعال در این صنعت تا محصولات خود را در معرض بازدیدکنندگان تخصصی و فعالان در این حوزه  قرار دهند و با در نظر گرفتن روند تقاضای بازارها و سمت و سوی رشد این صنعت ، فعالیت ها و نوآوری های آتی خود را هدایت نماید.

از دیگر اهداف نمایشگاه ایران هلث شناخت روش های نوین پزشکی و ارتباط مستقیم با کمپانی های بزرگ فعال در زمینه پزشکی ،آشنایی و شناخت رقیبان تجاری و برنامه های سازمان یافته آن ها ، ایجاد فرصت سرمایه گذاری برای پیشبرد فعالیت های مربوطه و حضور در جلسه ها، کنفرانس ها و کارگاه های آموزشی و تخصصی می باشد.

حضور شرکت های دانش بنیان در نمایشگاه

همانطور که گفته شد نکته قابل توجه در نمایشگاه امسال حضور بسیاری از شرکت های دانش بنیان بود که همین موضوع باعث میشود به آینده مهندسی پزشکی در ایران امیدوار شد.

شرکت های دانش بنیان در گرایش های مختلفی مهندسی پزشکی از جمله بیومکانیک ، بیو مواد و بیوالکتریک در حال فعالیت هستند
یکی از حوزه های مختلفی که این شرکت ها در آن در فعال هستند حوزه ساخت پروتزوها  و ایمپلنت های  ناحیه های مختلف بدن می باشد.
به طور مثال یکی از شرکت ها در حوزه ساخت ایمپلنت های جمجمه شخصی سازی شده فعالیت دارند. به این صورت که بخشی از جمجمه یا کاسه چشم و فک را در نرم افزار سالیدورکس طراحی میشود و با استفاده از پرینتر سه بعدی آن را می سازند.

یکی دیگر از این شرکت ها دانش بنیان واقع در نمایشگاه ایران هلث تولید کننده ایمپلنت استخوانی تروما ، ایمپلنت های استخوانی فک و صورت و جمجمه ، ایمپلنت های استخوانی ستون فقرات می باشد.

از دیگر شرکت های حضور یافته در نمایشگاه شرکت های تولید کننده دستگاه های توانبخشی هستند. از نمونه تولیدهای یکی از شرکت ها در حوزه توانبخشی دستگاه گامیار است. دستگاه گامیار برای اصلاح الگوی راه رفتن استفاده میشود به این صورت که به زیر زانو وصل میشود و با دادن پالس هایی به عصب های پا باعث تحریک آنها شده و باعث می شود افرادی که ضعف عصبی دارند بتوانند راحت تر راه بروند.

یکی دیگر از دستگاه های تولید شده در این شرکت دستگاه اصلاح عملکرد حرکات دست می باشد که برای افرادی که ضعف حرکت در دست دارند بسیار مفید و کاربردی است. 

یکی از شرکت های داخلی شرکت کننده دستگاه های الکتروکاردیوگرام  را به صورت تک کاناله ، دو کاناله ، 6 کاناله و 12 کاناله تولید میکنند.

چهتجهیزاتی برای بازدید شرکت کنندگان در نمایشگاه وجود داشت؟

همانطور که گفته شد در نمایشگاه ایران هلث تجهیزات پزشکی ، دندانپزشکی، آزمایشگاهی و دارویی و هم چنین تجهیزات ورزشی و بدنسازی نیز در معرض بازدید قرار میگیرد.

در حوزه تجهیزات پزشکی شرکت هایی با دستگاه های مربوط به اتاق عمل از جمله ماشین بیهوشی و مانتیورینگ احیا و الکتروکوتر همچنین ابزار های جراحی و تخت های اتاق عمل حضور داشتند.

در حوزه تصویر برداری دستگاه سونوگرافی پرتابل و هم چینین سی تی اسکن در برخی غرفه ها دیده می شد.

در حوزه لیزر و زیبایی بسیاری شرکت ها فعالیت داشتند که هم تولید دستگاه ها و هم پشتیبانی این دستگاه پس از فروش توسط خود شرکت انجام میشود.

تجهیزات اورژانس و آمبولانس های اوراژانس نیز یکی از بخش های دیدنی نمایشگاه بود.

از دیگر تجهیزات هایی که وجود داشت تخت های معاینه بود از جمله تخت های معاینه چشم و زنان و دندانپزشکی که در ساخت این دستگاه ها به راحتی بیمار خیلی توجه شده بود و  از رنگ های متنوعی برای تولید این تخت ها استفاده شده بود.

تجهیزات ارتوپدی نیز غرفه های بسیار زیادی را در نمایشگاه به خود اختصاص داده بودند. تجهیزاتی مربوط به کمر و پا و دست و غیره که این تجهیزات صرفا برای استفاده مستقیم بیمار از آنها تولید میشوند. مانند مچ بند ها و پا بند های طبی برای جلوگیری از درد و آسیب دیدگی.

جمع بندی

ایران به عنوان یکی از کشور های ثروتمند در منابع طبیعی و داشتن موقعیت خاص و استراتژیک در خاورمیانه، نقشی ویژه در برقراری ارتباط بین شمال و جنوب خلیج فارس ایفا می کند ، و به عنوان یک نقطه کانونی در خاورمیانه به حساب می آید ، این نقطه کانونی در شاخه سلامت و پزشکی نیز بسیار پررنگ می باشد ، به همین دلیل نمایشگاه ایران هلث به صورت سالیانه در ایران و به صورت بین المللی برگزار می شود .

به طور کلی برای کسانی که دوست دارند در صنعت مهندسی پزشکی فعالیت داشته باشند و یا هم اکنون در حال فعالیت در این صنعت می باشند بازدید از این نمایشگاه خالی از لطف نیست.

نویسنده: سمانه خان بیگی، کارشناس دپارتمان مهندسی پزشکی گروه آموزشی پارس پژوهان

4 مرحله اصلی برای تولید محصولات وجود دارد که عبارتند از: اختلاط پودر، تراکم، تف جوشی و تکمیل نهایی. پودر از فلز یا سرامیک تهیه می شود و سپس به شکل دلخواه فشرده می شود. بیشتر فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، پیوند بین دو قطعه ماده با استفاده از یک یا ترکیبی از سه نوع انرژی ایجاد می شود: حرارتی، شیمیایی یا مکانیکی.پردازش مواد در زمینه علم و مهندسی مواد مرکزی است و گامی حیاتی در تولید است. تبدیل ماده اولیه به محصول نهایی در سه مرحله انجام می شود: آماده سازی ماده اولیه، عملیات فرآوری و عملیات پس از پردازش.خانواده‌های اصلی فلزات، سرامیک‌ها، شیشه‌ها، پلیمرها و الاستومرها را می‌توان در هندسه‌های مختلف برای ایجاد هیبرید ترکیب کرد.به طور سنتی سه دسته اصلی مواد فلزات، پلیمرها و سرامیک ها هستند. نمونه هایی از این موارد عبارتند از فولاد، پارچه و سفال. این کلاس ها معمولا منابع، ویژگی ها و کاربردهای کاملا متفاوتی دارند.

3 دسته پردازش مواد کدامند؟

• ریخته گری (فلزات مایع و پلیمرهای نیمه جامد)
• فرآوری پودر (فلزات و سرامیک به صورت پودر)
• پردازش تغییر شکل فله (فلزات به صورت فله یا ورق)

شش نوع اصلی پردازش فرآیندهای نوین در مهندسی مواد چیست؟

• تولید تکراری.
• ساخت گسسته.
• کارگاه تولیدی.
• تولید فرآیندی (پیوسته).
• تولید فرآیندی (دسته ای).
• پرینت سه بعدی.

فرآیندهای مادی چیست؟

فرآوری مواد به عنوان مجموعه ای از مراحل یا "عملیات واحد" مورد استفاده در ساخت مواد خام به کالاهای نهایی تعریف می شود.این عملیات شامل فرآیندهای صنعتی متوالی با روش‌های مختلف مکانیکی یا شیمیایی است که معمولاً در مقادیر یا دسته‌ای زیاد تولید می‌شوند. فرآوری عبارت است از گرفتن یک محصول خام و تبدیل آن به یک ماده، به عنوان مثال، تبدیل دانه های وانیل به عصاره وانیل. ساخت زمانی اتفاق می افتد که مواد اولیه خریداری شده و با سایر مواد برای ساخت محصول نهایی استفاده می شود.

اکستروژن، ،فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

فرآیند تشکیل چیزی با فشار دادن یا بیرون راندن آن، به ویژه از طریق یک دهانه کوچک: فعالیت آتشفشانی منجر به بیرون راندن یک ورقه گدازه شد. یک مثال ساده از اکستروژن، اسباب بازی هایی هستند که هنگام بازی با خمیر بازی استفاده می شوند. اقلامی که خمیر بازی به منظور ایجاد یک شکل خاص از میان آنها فشار داده می شود، قالب است. و فرآیند اکستروژن نامیده می شود. برای اینکه قالب شکل دلخواه را ایجاد کند، باید مواد را با قدرت از آن عبور داد.پردازش اکستروژن یک فناوری پردازش متداول در صنایع غذایی با کاربردهای گسترده است. این یک سیستم پردازش است که از یک پیچ یا مجموعه ای از پیچ ها برای فشار دادن مواد غذایی به داخل یک دهانه کوچک استفاده می کند. اکستروژن، فرآیندهای نوین در مهندسی مواد که فلز یا مواد دیگر از طریق یک سری قالب‌ها برای ایجاد شکل‌های دلخواه مجبور می‌شوند. بسیاری از سرامیک ها با اکستروژن تولید می شوند، زیرا این فرآیند امکان تولید کارآمد و مداوم را فراهم می کند.

فورج، فرآیند های نوین در مهندسی مواد

آهنگری یک فرآیند تولیدی است که شامل شکل دادن به فلز از طریق چکش کاری، فشار دادن یا نورد است. این نیروهای فشاری با چکش یا قالب وارد می شوند. آهنگری اغلب بر اساس دمایی که در آن انجام می شود طبقه بندی می شود - آهنگری سرد، گرم یا گرم. هدف از آهنگری ایجاد قطعات فلزی است. در مقایسه با سایر روش‌های ساخت، آهنگری فلز برخی از محکم‌ترین قطعات تولیدی موجود را تولید می‌کند. همانطور که فلز گرم و فشرده می شود، ترک های جزئی مهر و موم می شوند و هر فضای خالی در فلز بسته می شود.
آهنگری به عنوان فرآیندهای نوین در مهندسی مواد گرم کردن، تغییر شکل و تکمیل یک قطعه فلز تعریف می شود. آهنگری با فشار دادن مواد به شکل های سفارشی یا با نیروی قوچ در حال افتادن بر روی سندان یا توسط پرس قالب که یک قطعه فلز را در بر می گیرد و قطعه را تحت فشار قرار می دهد ساخته می شود.

نورد در متالورژی چیست؟

عملیات نورد جز فرآیندهای نوین در مهندسی مواد به شمار میرود. در فلزکاری، نورد فرآیند شکل‌دهی فلز است که در آن استوک فلزی از یک یا چند جفت رول عبور داده می‌شود تا ضخامت کاهش یابد، ضخامت یکنواخت شودویا خاصیت مکانیکی مورد نظر ایجاد شود.در فرآیند نورد، تغییر شکل دائمی با قرار دادن مواد در معرض تنش فشاری بالا با اجازه دادن به مواد برای عبور از شکاف بین دو رول استوانه‌ای دوار به دست می‌آید. رول ها ممکن است مسطح یا شیاردار باشند و در فاصله ثابتی از یکدیگر قرار می گیرند.فولاد برای کاهش ضخامت فلز و همچنین یکنواخت شدن آن تحت فرآیند نورد قرار می گیرد. در این فرآیند، فولاد بین دو رول قرار می‌گیرد که ضخامت آن با دستکاری جهت طول فولاد به جای جهت عرض تغییر می‌کند. نورد پرکاربردترین فرآیند تغییر شکل است. متشکل از عبور فلز از بین دو غلتک است که تنش های فشاری اعمال می کند و ضخامت فلز را کاهش می دهد. در جایی که قرار است اشکال ساده به مقدار زیاد ساخته شود، نورد اقتصادی ترین فرآیند است.نورد پرکاربردترین روش شکل دادن به فلزات است و به ویژه در ساخت فولاد برای استفاده در ساخت و ساز و سایر صنایع اهمیت دارد. نورد ممکن است زمانی انجام شود که فولاد گرم (نورد گرم) یا سرد (نورد سرد) باشد به همین دلیل جز فرآیندهای نوین در مهندسی مواد به شمار می رود.رول فرمینگ مزایای دیگری نیز نسبت به ترمز و اکسترود دارد.

در مقایسه با فرمینگ ترمز، رول فرمینگ می تواند قطعات بیشتری را با یکنواختی و قوام بیشتر در طول قطعه تولید کند. شکل دهی رول نیز عملیات چند مرحله ای، ضایعات برش و بریدگی را از بین می برد.در حالی که فولاد ملایم ممکن است رایج ترین ماده خام برای شکل دهی رول باشد، هر فلز انعطاف پذیر به عنوان بازی منصفانه در نظر گرفته می شود. مواد سنتی عبارتند از: فولاد گالوانیزه و گالوانیزه. فولاد ضد زنگ.انواع فرآیند نورد در صنعتفولاد، منیزیم، آلومینیوم، مس و آلیاژهای آنها موادی هستند که معمولا نورد می شوند. در نتیجه اصطکاک بین رول ها و سطح فلز، فلز تحت تنش های فشاری بالایی قرار می گیرد.امروز فرآیند های نوین در مهندسی مواد در کشور ما مورد توجه صنعتگران قرار نمیگیرد. جهت دانه اصطلاحی است که برای توصیف جهت نورد فلز پس از تبدیل شدن به ورق، صفحه یا کلاف استفاده می شود. این روش تولید جایی است که فلز داغ از طریق غلتک‌ها فشرده می‌شود و به شکل اجباری در می‌آید و کریستال‌ها را در این فرآیند طولانی می‌کند.

نتیجه گیری

گروه آموزشی پارس پژوهان با برگزاری دوره های تخصصی مهندسی مواد و متالورژی، مهندسی مکانیک، مهندسی هوافضاو... که شامل انتخاب فولاد و عملیات حرارتی، کلید فولاد و... که می توان گفت با یادگیری کامل به بررسی فرآیند های نوین در مهندسی مواد پرداخت همچنین به شما عزیزان کمک میکند تا هر چه سریعتر وارد بازار کار شوید.

نویسنده: مصطفی عینعلی ، کارشناس دپارتمان مهندسی مواد گروه آموزشی پارس پژوهان     

زبان برنامه نویسی پایتون در دهه کنونی یکی از محبوب ترین و پر طرفدار ترین زبان های برنامه نویسی شده است.این زبان در رتبه بندی های مختلفی که زبان های برنامه نویسی در آن قرار میگیرند معمولا جزو اولین یا دومین زبان های انتخابی قرار گرفته است.دلایل محبوبیت زبان پایتون در بین شرکت ها و مراکز و افراد مختلف بسیار متفاوت است اما ما در این مقاله به مقایسه این زبان و کاربرد های مختلف آن در شرکت های بزرگ مثل گوگل و غیره پرداخته ایم تا میزان اهمیت و کاربرد آن را هرچه بیشتر بدانید.

چرا جاوا بهتر از پایتون است؟

جاوا به طور کلی سریعتر و کارآمدتر از پایتون است زیرا یک زبان کامل شده است. پایتون به عنوان یک زبان تفسیری، نحو ساده‌تر و مختصرتری نسبت به جاوا دارد. می تواند همان عملکرد جاوا را در خطوط کد کمتری انجام دهد.

کدام کشور بیشتر از پایتون استفاده می کند؟

1 آلمان

2. سوئد.

3. جمهوری ایرلند.

4. انگلستان.

5. دانمارک

6. نروژ

7. سوئیس.

پایتون در همه جا حاضر است، خواه عمداً استفاده شود یا نه. بسیاری از شرکت ها بدون آگاهی از پایتون استفاده می کنند. اگر شرکتی یک "فروشگاه فقط جاوا" است اما از آن استفاده می کند، مانند IBM WebSphere یک سرور برنامه، باید از Python برای برنامه ریزی تنظیمات خود استفاده کند! پایتون برای برنامه های آنلاین، بازی ها و یادگیری ماشینی استفاده می شود.

آیا نتفلیکس از پایتون استفاده می کند؟

نتفلیکس از سیستم‌های آی‌اس مبتنی بر پایتون برای اصلاح خودکار، اتوماسیون امنیتی، طبقه‌بندی ریسک و غیره استفاده می‌کند. فعال‌ترین پروژه پایتون منبع باز این تیم Security Monkey است. نتفلیکس همچنین از BLESS (سرویس SSH زودگذر Bastion's Lambda) برای محافظت از منابع SSH Secure Shell استفاده می کند.

آیا گوگل با پایتون نوشته شده است؟

استحکام و انعطاف پذیری پایتون آن را به گزینه ای عالی برای توسعه برنامه های کاربردی وب مقیاس پذیر و کارآمد تبدیل می کند. چارچوب وب گوگل به نام "webapp2" به زبان پایتون نوشته شده است و بسیاری از سرویس های وب آن از جمله نقشه های گوگل و گوگل درایو را تامین می کند.

 آیا فیس بوک با پایتون نوشته شده است؟

تمام کدنویسی فیس بوک با پایتون نوشته نمی شود، اما هنوز هم میلیون ها خط کد در پایتون نوشته می شود. اطلاع از این واقعیت که مهندسان تولید در فیس بوک معمولاً از زبان برنامه نویسی پایتون استفاده می کنند ممکن است متخصص پایتون را شگفت زده کند.

چه کسی از پایتون در دنیای واقعی استفاده می کند؟

زمینه های اصلی شامل یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، توسعه وب، تجزیه و تحلیل داده ها، توسعه بازی، اینترنت اشیا، توسعه اپلیکیشن و توسعه بازی است. بسیاری از بخش ها از جمله بخش مراقبت های بهداشتی، بخش مالی، بخش هوافضا و بخش بانکداری به شدت به پایتون متکی هستند.شرکت نمادین ایلان ماسک، تسلا، بر روی یک سیستم عامل ساخته شده بر اساس زبان برنامه نویسی پایتون کار می کند. ایلان ماسک همچنان آن را به عنوان زبان برنامه نویسی مورد علاقه خود ترجیح می دهد.

مزایای پایتون چیست؟     

برنامه نویسی پایتون از نظر عملکرد همه کاره است و می تواند برای اسکریپ وب و اسکریپت نویسی و برای نوشتن الگوریتم ها و ساختارهای داده استفاده شود. این موارد بسیاری است که پایتون می‌تواند انجام دهد، اما آنچه پایتون انجام می‌دهد، کجا از پایتون استفاده می‌شود، و وقتی یاد گرفتید چگونه پایتون را کدنویسی کنید، چه کارهایی می‌توانید انجام دهید، همگی سوالات بسیار مهمی هستند که ممکن است برای شما پیش بیاید.

"پایتون، بر خلاف سایر زبان های برنامه نویسی، بر خوانایی کد تاکید می کند و به شما امکان می دهد از کلمات کلیدی انگلیسی به جای علائم نقطه گذاری استفاده کنید... پایه کد خوانا و تمیز به شما کمک می کند تا آن را حفظ و به روز کنید. نرم افزار بدون صرف زمان و تلاش اضافی. علاوه بر تایپ پویا، یکی دیگر از چیزهای عالی در مورد پایتون این است که داده های فوق العاده سنگینی ندارد. به گفته معلم Python Treehouse، Kenneth Love (این نقل قول از این ویدیو می‌آید (در یک برگه جدید باز می‌شود))، "این اساساً همه جا است. بسیار کوچک است، بنابراین در دستگاه‌های تعبیه‌شده و تقریباً در هر سروری نشان داده می‌شود.»

فراگیری ماشین

بله، از نظر فنی، یادگیری ماشینی تحت عنوان علم داده قرار می گیرد (شماره 2 در لیست ما)، اما در اینجا با من همراه باشید. استفاده از پایتون برای یادگیری ماشین بسیار جالب است، بنابراین به نظر می رسد که یک آیتم خط اضافی را تضمین می کند.

یادگیری ماشینی شامل مواردی مانند تشخیص گفتار، یادگیری عمیق، هوش مصنوعی، خدمات مالی، حتی توصیه‌هایی است که نتفلیکس هر بار که وارد سیستم می‌شوید ارائه می‌کند و باعث می‌شود فکر کنید «از کجا می‌دانند؟!» (اگرچه، واقعیت جالب: Netflix همچنین تیمی را به کار می گیرد که به صورت دستی ویدیوها را نیز برچسب گذاری می کند.)

پایتون برای یادگیری ماشین از طریق کتابخانه‌ها و چارچوب‌های یادگیری ماشین خاص از جمله scikit-learn و TensorFlow استفاده می‌شود.

پایتون علاوه بر تحقیق دوستانه بودن، کاربردهای تجاری زیادی نیز دارد. اگرچه ممکن است این مورد عجیبی برای گنجاندن در لیست به نظر برسد، اما درست است: استارت‌آپ‌ها، به‌ویژه استارت‌آپ‌های فناوری، پایتون را دوست دارند زیرا استفاده از آن آسان است و پتانسیل مقیاس‌پذیری بالایی دارد. و منظورم مقیاس پذیری است. به عنوان مثال، Dropbox را در نظر بگیرید که مبتنی بر پایتون است.

جمع بندی

بنابراین اکنون می دانید پایتون برای چه چیزی استفاده می شود، چگونه آن را یاد می گیرید؟ علیرغم کاربردهای فراوان پایتون، در واقع برای مبتدیان نسبتاً مناسب است. کلاس های متعددی با نمونه های فراوان پایتون وجود دارد.

نویسنده: نگین بشیری، کارشناس دپارتمان مهندسی برق و کامپیوتر گروه آموزشی پارس پژوهان          

هوش مصنوعی در هوانوردی مانند سایر حوزه‌های هوافضا، کاربردهای متعددی دارد. از کاهش تاخیر پروازها تا افزایش بازدهی سوخت موتورهای جت. شرکت‌‌های هواپیمایی پیشرو، در حال ساخت نمونه‌های اولیه و تست کاربردهای هوش مصنوعی برای افزایش رضایت مشتریان و بهبود عملکرد اجرایی هستند. به بیان سازمان بین المللی حمل و نقل هوایی، تعداد مسافران سفرهای هوایی، تا سال 2024 به 4 میلیون می‌رسد. برای مواجه شدن با این حجم از مسافران، ایرلاین‌ها نیاز به استفاده از فناوری‌های نو ظهور مثل هوش مصنوعی و یادگیری ماشین دارند. AI در هوانوردی این پتانسیل را دارد که باعث افزایش حمل و نقل هوایی شهری، بهبود ایمنی ایرلاین‌ها، اتوماتیک شدن زمان‌بندی پروازها، پیش‌بینی تعمیرات هواپیماها و... می‌شود.

کاربردهای هوش مصنوعی در هوانوردی همچنان در حال تکامل هستند و پیشرفت‌های متعدد و شگفت انگیزی در همه جوانب وجود دارد. AI در هوانوردی همه چیز را دگرگون خواهد کرد، از سیستم‌های مدیریت پرواز و کنترل ترافیک هوایی تا زمان‌بندی کارکنان و امنیت فرودگاه‌ها! هوش مصنوعی شکل صنعت هوانوردی را تغییر خواهد داد تا از ایمنی مسافران اطمینان حاصل شود، جریان کاری عملیات‌ها بهینه شود و در نهایت تجربه خوب مشتریان افزایش یابد.

موارد هوش مصنوعی در هوانوردی

همانطور که قبلاً بحث شد، هوش مصنوعی در هوانوردی در مرحله نوپایی است، اما موارد استفاده کمی در حال حاضر با موفقیت توسط برخی از شرکت‌های بزرگ انجام شده است. در ادامه به بررسی آن‌ها پرداخته می‌شود.

• بهینه سازی مسیر پرواز

الگوریتم‌های هوش مصنوعی داده‌های پرواز مانند طول مسیر، ارتفاع، مصرف سوخت، نوع هواپیما، شرایط آب و هوایی و .... تحلیل می‌کنند. برنامه‌های هوش مصنوعی در هوانوردی داده‌های پرواز را آنالیز می‌کند و مسیر بهینه پرواز را تعیین می‌کند که نه تنها به کاهش زمان پرواز کمک می‌کند بلکه مصرف سوخت در طول پرواز را کاهش می‌دهد.
ایرلاین ALASKA در حال تست کردن سیستم AI است که می‌تواند بهینه ترین مسیر پرواز را در زمان واقعی (real time) محاسبه کند. این سیستم در طول یک برنامه خلبانی 6 ماهه، زمان پرواز را 5 دقیقه کاهش داده است و از هدر رفتن 480 هزار گالن سوخت جلوگیری کرده است.

• پیش بینی تعمیرات هواپیما

هواپیمایی‌ها همواره ناچارند هزینه‌های گزاف مربوط به تاخیرها و یا لغو پروازها را متحمل شوند. طبق آمار 35% از تاخیرها به دلایل مربوط به شرکت‌های هواپیمایی است و تعمیرات برنامه ریزی نشده در صدر این دلایل قرار دارد. الگوریتم‌های یادگیری ماشین، یادگیری عمیق و اینترنت اشیا (IoT) می‌تواند از طریق نظارت بر هواپیماها و شناسایی شرایط غیر عادی به کاهش هزینه‌های ناشی از تعمیرات برنامه ریزی نشده، کمک کند. الگوریتم یادگیری ماشین شرایط فنی هواپیما را در زمان واقعی ردیابی کرده و خرابی‌های ممکن را به مسئول فنی اطلاع می‌دهد. در این روش تکنسین‌های هواپیما می‌توانند فعالیت‌های تعمیر و نگهداری، مانند تعویض قطعات را به طور فعالانه پیاده سازی کنند.
این سیستم هوش مصنوعی در هوانوردی همچنین روند گزارش دهی مربوط به عملیات تعمیر، نگهداری را به گروه‌های ارشد، خودکار خواهد کرد که این به نوبه خود باعث می‌شود تیم‌ها بتوانند عملیات و هزینه‌های آن را دنبال کنند. از طریق این سیستم تحلیلی و گزارش دهی، ایرلاین‌ها می‌توانند هزینه‌های مربوط به تحویل سریع قطعات را نیز کاهش دهند.

•       شناسایی مسافران

ایده اصلی این است که ماشین‌ها فرآیند پذیرش (check in) و شناسایی مسافران را در فرودگاه انجام دهند. برای مثال خطوط هوایی دلتا در حال آزمایش این فرآیند است. دلتا مدتی است که مصمم به پیاده سازی هوش مصنوعی در هوانوردی است و در ابتکارات خود مانند ورود از طریق اپلیکیشن موبایل Fly Delta و کیوسک‌های فروش بلیط بسیار قابل مشاهده است. شرکت هواپیمایی دلتا همچنین در ماه می 2017 اعلام کرد که 600.000 دلار برای چهار کیوسک کنترل خودکار چمدان با فناوری تشخیص چهره سرمایه گذاری خواهد کرد.

•   غربالگری چمدان

فرودگاه‌ها با موفقیت در آخرین فناوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی سرمایه گذاری می‌کنند که از خدمات غربالگری و ردیابی چمدان پشتیبانی می‌کند. آن‌ها در حال پیش‌بینی این واقعیت هستند که ماشین‌های مجهز به هوش مصنوعی در هوانوردی قادر به انجام وظایف بدون هیچ گونه کمک یا مداخله انسانی باشند. این نه تنها کارایی عملیاتی را افزایش می‌دهد، بلکه یک تجربه عالی برای مسافران ارائه می‌دهد. برنامه‌‌های خاصی نیز در حال آماده ‌سازی هستند که به مسافران این امکان را می ‌دهند تا اندازه چمدان خود را تعیین کنند و حتی قبل از رسیدن به فرودگاه، هزینه‌های اضافی مربوط به چمدان را پیش ‌پرداخت کنند.

• کمک به مشتری

هواپیمایی یونایتد (United Airlines) از هوش مصنوعی در هوانوردی استفاده می‌کند و با الکسای آمازون ارتباط برقرار کرده است تا به برخی از سوالات رایج مشتریان پاسخ داده شود. یونایتد در سپتامبر 2017 همکاری خود را با الکسا اعلام کرد و این ویژگی با نام United Skill نامگذاری شد. انتظار می‌رود مسافران آن را به برنامه الکسا خود اضافه کنند و می‌توانند شروع به پرسیدن سوال کنند. الکسا به سوالات رایج مانند درخواست‌های ورود، در دسترس بودن وای فای در پرواز و وضعیت پرواز با شماره پرواز به دقت پاسخ می‌دهد.

• مدیریت امنیت داده ها

با این روند حجم عظیمی از داده‌ها مورد استفاده قرار خواهد گرفت زیرا صنعت هوانوردی مظهر هوش مصنوعی است که به طور قابل توجهی منجر به مدیریت محرمانه بودن داده‌ها می‌شود. یک حادثه اخیر مرتبط با هواپیمایی امارات، یک شرکت هواپیمایی پیشرو، به طور بالقوه خطرات مرتبط با آن را آشکار کرد، زمانی که اطلاعات مسافران بدون هیچ مجوزی به اشخاص ثالث درز کرد. بنابراین، نیاز مبرمی به اتخاذ هوش مصنوعی در حوزه مدیریت داده‌ها به منظور حفظ اعتماد و حمایت مسافران وجود دارد.
شگفت آور است که صنعتی به اندازه هوانوردی اینقدر دیر به سمت هوش مصنوعی رفته است. همانطور که هوش مصنوعی در هوانوردی شتاب خود را به دست می‌آورد، احتمالاً چند شرکت هواپیمایی کوچک‌تر خریداری، ادغام یا حتی ناپدید می‌شود که قادر به پرداخت سرمایه‌گذاری بالا در این زمینه نیستند. با این حال، در حال حاضر، به نظر می‌رسد هوش مصنوعی بهترین اولویت برای ارتقاء صنعت هوانوردی به سطح بعدی باشد.

ابزارهای مختلف هوش مصنوعی در هوانوردی

بیشتر بخوانید: "چرا هوش مصنوعی مهم است؟"

آینده هوانوردی با هوش مصنوعی

هوش مصنوعی در حال تحول صنعت هوانوردی است و پیش‌بینی می‌شود که در آینده نقش بسیار مهم‌تری ایفا کند. از خلبان‌های خودکار پیشرفته گرفته تا مدیریت هوشمند ترافیک هوایی، فناوری‌های هوش مصنوعی ایمنی، کارایی و تجربه مسافران را به سطح جدیدی می‌رسانند.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای هوش مصنوعی در هوانوردی، نگهداری پیش‌بینی ‌شده (Predictive Maintenance) است. سیستم‌های مبتنی بر AI قادرند قبل از وقوع نقص فنی، مشکلات را شناسایی کنند و از تأخیرهای ناگهانی و هزینه‌های اضافی جلوگیری نمایند. همچنین، مدیریت هوشمند ترافیک هوایی با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین باعث کاهش تأخیرها و بهینه‌سازی مسیرهای پروازی می‌شود.

در آینده، خلبان‌های مبتنی بر هوش مصنوعی ممکن است به نقطه‌ای برسند که هواپیماهای بدون خلبان انسانی به ‌طور گسترده مورد استفاده قرار گیرند. این فناوری می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را کاهش داده و ایمنی پروازها را افزایش دهد. البته پهپادهای مولتی روتور نیز کاربردهای گسترده‌ای دارند و بدون سرنشین هستند شما می‌توانید با شرکت در دوره خلبانی پهپاد مولتی روتور نیز اطلاعات بیشتری کسب کنید. همچنین، هوش مصنوعی در تعامل با مسافران می‌تواند خدمات را شخصی‌سازی کرده و تجربه سفر را راحتتر و لذت ‌بخش‌تر کند. پارس پژوهان نیز دوره یادگیری ماشین برگزار می‌کند که درواقع در زیرشاخه‌ای از هوش مصنوعی است و همچنین دوره ابزارهای هوش مصنوعی برای مدیران برای معرفی ابزارهای آن طراحی شده است.

البته پارس پژوهان در زمینه هوافضا نیز دوره‌های تخصصی ارائه می‌دهد از جمله:

• دوره Concepts Nrec
• دوره گس ترب
• دوره پهپادهای مولتی روتور
• دوره خلبانی هواپیمای مدل
• دوره طراحی و تحلیل هواپیما در AAA 
• دوره طراحی و تحلیل هواپیما در XFLR5
• دوره STK

با این حال، چالش‌هایی مانند امنیت سایبری و اعتماد عمومی به هوش مصنوعی همچنان وجود دارند که باید برطرف شوند. در مجموع، آینده هوانوردی با هوش مصنوعی روشن و پر از نوآوری‌هایی است که باعث افزایش ایمنی، کاهش هزینه‌ها و بهبود تجربه سفر هوایی خواهند شد

جمع بندی

هوش مصنوعی به طور گسترده‌ای در صنعت هوانوردی در حال گسترش است و تأثیرات شگرفی بر ایمنی، کارایی و تجربه مسافران دارد. مهم‌ترین کاربردهای AI در این حوزه شامل هدایت خودکار هواپیما، پیش‌بینی تعمیرات، مدیریت هوشمند ترافیک هوایی، شخصی‌سازی خدمات مسافران، بررسی خودکار نقص‌های هواپیما و پیش‌بینی وضعیت آب ‌و هوا است.

شرکت‌های هواپیمایی با بهره‌گیری از الگوریتم‌های یادگیری ماشین و تحلیل داده‌ها می‌توانند مصرف سوخت را کاهش دهند، مسیرهای پروازی را بهینه کنند و تاخیرهای ناگهانی را به حداقل برسانند. در کنار این مزایا، چالش‌هایی مانند امنیت سایبری و اعتماد عمومی به فناوری‌های خودکار نیز وجود دارد که نیازمند راهکارهای پیشرفته‌ای هستند.

در مجموع، هوش مصنوعی آینده صنعت هوانوردی را دگرگون خواهد کرد و باعث بهبود ایمنی پروازها، کاهش هزینه‌های عملیاتی و بهینه‌سازی تجربه سفر هوایی خواهد شد.

نویسندگان: ستاره دهقان، کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا- سایه صفاییان، کارشناسی مهندسی مواد

فن آوری ساخت و ساز در حال ظهور طرح های نوآورانه جدید است. کاربردها و مزایای واقعی و عملی برای مدرن کردن فرآیندهای فعلی درگیر در صنعت وجود دارد.شرکت های ساختمانی می خواهند در رقابت باقی بمانند و عقب نمانند. شرکت ها در حال یافتن راه های مختلفی برای ادغام این پیشرفت ها در استراتژی و گردش کار خود هستند.

این فناوری های پیشرفته در ساخت و ساز به شدت نحوه عملکرد صنعت و نحوه اجرای پروژه های آینده را تغییرمیدهند. .با اهداف بلندپروازانه وچالش های بزرگترازهمیشه، صنعت ساخت و ساز هم هیجان انگیز و هم سریع است . درواقع،استراتژی‌های غلبه بربسیاری ازبزرگ‌ترین چالش‌های جهانی ازجمله تغییرات آب وهوا ورشدجمعیت،ارتباط نزدیکی با آینده ساخت‌وسازدارند.

مهندسان عمران نقش کوچکی درکمک به هدف قراردادن این اهداف بلندپروازانه اما ضروری ایفا نمیکنند. مهندسی عمران رشته ای از مهندسی است که به طراحی، ساخت و ساخت زیرساخت های اطراف ما می پردازد. خانه‌هایی که در آن زندگی می‌کنیم، جاده‌هایی که روی آن‌ها راه می‌رویم، پل‌هایی که از آن‌ها عبور می‌کنیم، همه زیر نظر مهندسان عمران ساخته شده‌اند. مهندسی عمران یکی از قدیمی ترین رشته های یادگیری است و بخشی ابزاری از صنعت جمعی بوده است. همچنین این صنعت پیشروترین صنعت برای اختراع و پذیرش فناوری جدید با گذشت هر دوره است.در ادامه به لیست رشته مهندسی عمران و گرایش های آن میپردازیم.

گرایش های رشته عمران 

رشته مهندسی عمران در مقطع کارشناسی دارای سه گرایش میباشد که در ادامه هر یک را توضیح میدهیم .

1.      گرایش عمران­­_عمران
2.      گرایش عمران_نقشه برداری
3.      گرایش عمران_آب

1.گرایش عمران_عمران:

رشته مهندسی عمران-عمران در بین گرایش های مهندسی عمران از وسعت بیشتری برخوردار است و شامل بخش های بسیاری است . فارغ التحصیل رشته مهندسی عمران _ عمران در مقاطع تحصیلی بالاتر همه گرایش های مهندسی عمران را مانند خاک وپی ، راه و ترابری و سازه و هیدرولیک را آموزش میبیند.

2. گرایش عمران _نقشه برداری:

 گرایش عمران _ نقشه برداری یکی از جزئی ترین گرایش های رشته مهندسی عمران است وبه مسائل نقشه برداری برای تعیین و بررسی پستی و بلندی های یک منطقه قبل از شروع عمملیات ساخت رسیدگی میکند. موضوعی که حائز اهمیت است این است که نقشه برداری برای سازه های خارج شهر مانند پل ها وسدها و تونل ها به کار میرود.به همین دلیل عملیات صحرایی و میدانی این گرایش زیاد است .

3. گرایش عمران -آب :

این گرایش نیز جزئی ترین گرایش های رشته مهندسی عمران است که به مباحث منابع آبی مثل سدها ، رودخانه ها ، کانال های آب رسیدگی میکند.

بسیاری از گرایش های رشته مهندسی عمران ارتباطت نزدیکی با یکدیگر دارند .و در تعداد بسیار کمی از واحدهای تحصیلی با همدیگر متفاوت هستند . مثل گرایش زلزله و سازه و....

جهت آشنایی با سایر رشته های مهندسی پیشنهاد می کنیم مقاله " رشته های مهندسی و معرفی گرایش های مختلف آنها " را مطالعه کنید. 

گرایش های مهندسی عمران در مقطع تحصیلی کارشناسی ارشد را در ادامه نام برده :

•  سازه
• زلزله
•  ژئوتکنیک(خاک و پی)
•  مهنسی و مدیریت ساخت
•  راه و ترابری
•  حمل و نقل
•  مهندسی سواحل،بنادر و سازه های دریایی
•  مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی
•  مهندسی و مدیریت منابع آب

در ادامه گرایش های رشته مهندسی عمران  را مورد بررسی قرار میدهیم .

توضیح مختصر گرایش های رشته مهندسی عمران

۱-گرایش سازه:

یکی از محبوب ترین گرایش های رشته مهندسی عمران گرایش عمران سازه میباشد . که در آن به طور تخصصی به رفتار اتصالات، سیستم های سازه مانند سازه های بلند در مهار بندها  پرداخته میشود.
دینامیک سازه ،تئوری الاستیسته ، ریاضی مهندسی ، تحلیل غیر ارتجاعی سازه ها ، بهسازی لرزه ای ، پایداری سازه ها درس هایی هست که در گرایش سازه مطالعه میکنند.

۲-گرایش زلزله:

گرایش سازه بسیار مشابه گرایش زلزله است و تعداد کمی از واحد های آن با یکدیگر متفاوت هستند. مهندس عمران گرایش زلزله در واقع به مقاوم سازی و طراحی و نظارت ساختمان ها و تاسیسات آبی و سازه های خاکی و فونداسیون میپردازد.

دینامیک سازه ، لرزه شناسی و مهندسی زلزله ، دینامیک خاک ، طراحی لرزه ای سازه ها ، تحلیل و طراحی غیر ارتجاعی سازه ها ، سازه های بلند درس هایی هست که در گرایش زلزله مطالعه میکنند.

۳-گرایش ژئوتکنیک(خاک و پی):

این گرایش رشته مهندسی عمران به تاثیر بار خاک روی سازه ها میپردازد .مکانیک خاک و مهندسی پی درس های این گرایش در دوره کارشناسی میباشد.  مکانیک خاک پیشرفته ، مهندسی پی پیشرفته ، دینامیک خاک ، بهسازی خاک ، مکانیک شکست ، خاک مسلح واحد های درسی هست که در گرایش  خاک و پی مطالعه میکنند.مهندسان ژئوتکنیک  در آزمایشگاه های خاک و تونل ها نیز کار می کنند.

۴-گرایش مهندسی و مدیریت ساخت:

این گرایش به مدیریت نیروهای انسانی و ریسک های موجود در پروژه و کنترل زمان میپردازدو به بررسی کنترل منابع مالی و مسائل اقتصادی تاثیر گذار روی پروژه ها میپردازد. مدیریت و مقررات پیمان ، برنامه ریزی و کنترل پروژه ، روش های ساخت ، تکنولوژی عالی بتن ، مدیریت مالی وحسابداری پروژه ، مدیریت ریسک پروژه ، تحقیق در عملیات ، مدیریت منابع انسانی.

۵-گرایش حمل و نقل:

در حال حاضر ترافیک در اکثر معابر شهری و میان شهری به صورت وسیع است. در واقع ترافیک خود عامل مشکلاتی همچون آلودگی هوا،مصرف بی رویه سوخت و افزایش تصادف است.

درگرایش حمل و نقل  شما با خطوط حمل و نقل ریلی،هوایی ،دریایی و جاده ای آشنا میشوید. برنامه ریزی حمل و نقل ، تقاضا در حمل و نقل ، مهندسی ترافیک پیشرفته ، تحلیل و ارزیابی سیستم های حمل و نقل ، حمل و نقل ریلی ،حمل ونقل دریایی ، طراحی روسازی بتنی ، مهندسی راه آهن پیشرفته واحد هایی است که در این گرایش به ان میپردازیم.

جمع بندی

در این مقاله رشته مهندسی عمران و گرایش های آن به صورت کلی بیان شده است .

نرم افزار هایی که در مهندسی عمران و هریک از گرایش ها کاربرد دارد به نرم افزار ETABS & SAFE,REVIT ,SAP میتوان اشاره کرد .هریک از این گرایش ها در مقطع تحصیلی دکتری شامل زیرمجموعه هایی است که به صورت تخصصی به آن ها پرداخته میشود.

نویسنده: سیده حدیثه هاشمی، کارشناس دپارتمان مهندسی عمران گروه آموزشی پارس پژوهان

مهندسی شیمی شامل تولید و ساخت محصولات از طریق فرآیندهای شیمیایی است. مهندسان شیمی فرآیندهای توسعه یافته در آزمایشگاه را به کاربردهای عملی برای تولید تجاری محصولات برمی گرداند و سپس برای حفظ و بهبود این فرآیندها کار می کنند. مهندسان شیمی به پایه های اصلی مهندسی یعنی ریاضی، فیزیک، شیمی وابسته هستند. این رشته در صنایع مختلفی کاربرد دارد که از جمله گرایش های مهندسی شیمی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

صنایع گاز

صنایع گاز یکی از گرایش های مهندسی شیمی است که نقش مهمی در هر مرحله از اکتشاف و استخراج نفت و گاز دارد، جایی که آنها مسئول طراحی و اجرای فرآیندهای استخراج، پالایش و انتقال منابع نفت و گاز طبیعی هستند.

بالادستی: بر اکتشاف و تولید تمرکز دارد، جایی که مواد شیمیایی تولید نفت و گاز، از جمله کاتالیزورها، پلیمرها و مولکول‌های جدید به افزایش تولید کمک می‌کنند.

پایین‌دستی: نفت خام را به محصولات قابل استفاده (بنزین، روان‌کننده‌ها و غیره) پالایش می‌کند، با تمرکز بر آنچه که با هیدروکربن‌ها پس از خارج شدن از زمین اتفاق می‌افتد.

نقشی مهندسان شیمی در صنعت نفت و گاز برعهده دارند عبارتند از:

دستیار آزمایشگاه ، مهندسی میدان، مهندس شیفت تولید، مهندس عمران، مهندس حفاری، مهندس ایمنی، متخصص برآورد

اکتشاف و تولید:

مهندسان شیمی ممکن است در اکتشاف و تولید نفت و گاز، توسعه فناوری‌ها و فرآیندهای جدید برای حفاری و استخراج این منابع از زمین کار کنند که می‌تواند شامل بهینه‌سازی مواد شیمیایی تولید باشد. آنها همچنین به ارزیابی قابلیت حیات میادین جدید نفت و گاز و تعیین بهترین روش ها برای دسترسی و استخراج این منابع کمک می کنند.

پالایش:

مهندسان شیمی به شدت درگیر فرآیند پالایش هستند، جایی که آنها فرآیندهایی را برای تبدیل نفت خام به محصولات قابل استفاده مانند بنزین، سوخت دیزل و سایر مواد پتروشیمی طراحی و بهینه می کنند.

حمل و نقل:

مهندسان شیمی همچنین ممکن است در حمل و نقل نفت و گاز، طراحی خطوط لوله و تأسیسات ذخیره سازی که می توانند به طور ایمن و کارآمد این منابع را به پالایشگاه ها و سایر تأسیسات فرآوری انتقال دهند، مشارکت داشته باشند.

حفاظت از محیط زیست:

مهندسان شیمی همچنین نقش مهمی در حصول اطمینان از اینکه فرآیندهای تولید و پالایش نفت و گاز به شیوه ای مسئولانه از نظر زیست محیطی با تمرکز بر به حداقل رساندن انتشار گازهای گلخانه ای و کاهش اثرات زیست محیطی این فعالیت ها انجام می شود، ایفا می کنند.

جهت آشنایی با سایر رشته های مهندسی پیشنهاد می کنیم مقاله " رشته های مهندسی و معرفی گرایش های مختلف آنها " را مطالعه کنید. 

محیط زیست

مهندسی محیط زیست یک رشته مهندسی حرفه ای مرتبط با علم محیط زیست است. این شامل موضوعات علمی گسترده ای مانند شیمی، زیست شناسی، بوم شناسی، زمین شناسی، هیدرولیک، هیدرولوژی، میکروبیولوژی، و ریاضیات برای ایجاد راه حل هایی است که از سلامت موجودات زنده محافظت می کند و همچنین سلامت موجودات زنده را بهبود می بخشد و کیفیت محیط را بهبود می بخشد. مهندسی محیط زیست یکی از گرایش های مهندسی شیمی  و مهندسی عمران است.

مهندسی محیط زیست اصول علمی و مهندسی را برای بهبود و حفظ محیط زیست به منظور حفاظت از سلامت انسان، حفاظت از اکوسیستم های مفید طبیعت، و بهبود کیفیت زندگی انسان مرتبط با محیط زیست به کار می گیرد. مهندسان محیط زیست راه حل هایی برای مدیریت فاضلاب، کنترل آلودگی آب و هوا، بازیافت، دفع زباله و بهداشت عمومی ابداع می کنند. آنها سیستم های تامین آب شهری و تصفیه فاضلاب صنعتی را طراحی می کنند،  و طرح هایی را برای جلوگیری از بیماری های ناشی از آب و بهبود بهداشت در مناطق شهری، روستایی و تفریحی ارائه می دهند. آنها سیستم های مدیریت زباله های خطرناک را برای ارزیابی شدت چنین خطراتی در نظر می گیرند، در مورد درمان و مهار توصیه می کنند و مقرراتی را برای جلوگیری از حوادث ناگوار ایجاد می کنند و قانون مهندسی محیط زیست را مانند ارزیابی اثرات زیست محیطی پروژه های ساخت و ساز پیشنهادی اجرا می کنند.

مهندسان محیط‌ زیست تأثیر پیشرفت‌های فن‌آوری بر محیط‌ زیست را مطالعه می‌کنند و به مسائل زیست‌محیطی محلی و جهانی مانند باران اسیدی، گرم شدن کره زمین، تخریب لایه اوزون، آلودگی آب و آلودگی هوا از اگزوز خودروها و منابع صنعتی می‌پردازند.

صنایع غذایی

مهندسی صنایع غذایی یک رشته علمی، دانشگاهی و حرفه ای است که اصول مهندسی، علوم و ریاضیات را در تولید و عملیات مواد غذایی از جمله پردازش، تولید، جابجایی، ذخیره سازی، حفاظت، کنترل، بسته بندی و توزیع محصولات غذایی تفسیر و اعمال می کند. مهندسی صنایع غذایی با توجه به تکیه بر علوم غذایی و رشته های مهندسی گسترده تر مانند مهندسی برق، مکانیک، عمران، شیمی، صنایع و کشاورزی، رشته ای چند رشته ای تلقی می شود و یکی از گرایش های مهندسی شیمی به حساب می آید.

با توجه به ماهیت پیچیده مواد غذایی، مهندسی مواد غذایی همچنین مطالعه مفاهیم شیمیایی و فیزیکی خاص تر مانند بیوشیمی، میکروبیولوژی، شیمی مواد غذایی، ترمودینامیک، پدیده های حمل و نقل، رئولوژی و انتقال حرارت را ترکیب می کند.  مهندسان صنایع غذایی این دانش را برای طراحی مقرون به صرفه، تولید و تجاری سازی مواد و مواد غذایی پایدار، ایمن، مغذی، سالم، جذاب، مقرون به صرفه و با کیفیت بالا و همچنین برای توسعه سیستم های غذایی، ماشین آلات و ابزار دقیق به کار می برند.

بیوتکنولوژی

بیوتکنولوژی یک رشته چند رشته‌ای است که شامل ادغام علوم طبیعی و علوم مهندسی به منظور دستیابی به کاربرد موجودات، سلول‌ها، بخش‌های آنها و آنالوگ‌های مولکولی برای محصولات و خدمات است. بیوتکنولوژی تاثیر قابل توجهی بر بسیاری از حوزه های جامعه از پزشکی گرفته تا کشاورزی و علوم محیطی داشته است. یکی از تکنیک های کلیدی مورد استفاده در بیوتکنولوژی، مهندسی ژنتیک است که به دانشمندان اجازه می دهد تا ساختار ژنتیکی موجودات را برای دستیابی به نتایج دلخواه اصلاح کنند. این می تواند شامل وارد کردن ژن از یک موجود به موجود دیگر، ایجاد صفات جدید یا اصلاح ویژگی های موجود باشد. سایر تکنیک های مهم مورد استفاده در بیوتکنولوژی شامل کشت بافت است که به محققان اجازه می دهد سلول ها و بافت ها را در آزمایشگاه برای اهداف تحقیقاتی و پزشکی رشد دهند.

بیوتکنولوژی یک رشته به سرعت در حال تحول با پتانسیل قابل توجهی برای رسیدگی به چالش های جهانی و بهبود کیفیت زندگی برای مردم در سراسر جهان است. با این حال، علیرغم مزایای بی شماری که دارد، چالش های اخلاقی و اجتماعی مانند سؤالاتی در مورد تغییرات ژنتیکی و حقوق مالکیت معنوی نیز ایجاد می کند. در نتیجه، بحث‌ها و مقررات جاری پیرامون استفاده و کاربرد بیوتکنولوژی در صنایع و رشته های مختلف وجود دارد.

نویسنده: فائزه کاظمی زاد، کارشناس دپارتمان مهندسی شیمی گروه آموزشی پارس پژوهان

مکانیک خاک یکی از شاخه های علمی رشته مهندسی عمران میباشد.که به پژوهش رفتار مکانیکی خاک در شرایط بارگذاری میپردازد که یکی از گرایش های بسیار مهم مهندسی عمران است زیرا کلیتی را بیان میکند .که به شیوه حمایت از پروژه های زیر ساختی عمرانی مانند ساختمان ها،پل ها، مخازن ، خاکریزها، سدها و تونل ها توسط خاک حکم فرما است .

این دانش با مکانیک سیالات کلاسیک یا مکانیک جامد متفاوت است به دلایلی که نام میبرم:

• 1. مخلوطی ناهمگن از ذرات جامد مانند شن ؛سنگ،ماسه، سیلت و رس و...، مایع و گاز (سیستم سه فاز ) است.
• 2. یک ماده ذره ای است درک و پیش‌بینی رفتار خاک پیچیده است زیرا وابسته به تنش و غیرخطی است

برای استخراج خواص مکانیکی خاک، آزمایش‌های درجا و آزمایشگاهی انجام می‌شود و از راه‌حل‌های تحلیلی یا مدل‌های سازنده برای شبیه‌سازی رفتار آن استفاده می‌شود.

به طور کلی، هدف استفاده از این دانش بسته به پروژه متفاوت است، اما به طور کلی هدف آن اطمینان از پایداری خاک و محدود کردن تغییر شکل در حین  کنترل جریان آب زیرزمینی است .

این علم شامل مطالعه ترکیبخاک، استحکام، تحکیم و استفاده از اصول هیدرولیکی برای مقابله با مسائل مربوط به رسوبات و سایر رسوبات است. دانش مکانیک خاکی یکی از علوم اصلی برای حل مسائل مربوط به زمین شناسی و مهندسی ژئوفیزیک است. مطالعات این دانش برای مهندسین عمران بسیار مهم است زیرا بر اساس یافته های مطالعات دانش خاک سازه های مهندسی ساخته می شود. نوع ساخت، نوع تجهیزات مورد استفاده، نوع فونداسیون، مواد پشتیبانی و بسیاری از جنبه های دیگر کارهای ساختمانی تا حد زیادی تحت تأثیر مطالعات این دانش قرار دارند.

تشکیل خاکها در مکانیک خاک 

برای آموختن این دانش ابتدا باید بدانیم خاک از چه موادی تشکیل شده است در واقع خاک ترکیبی از مواد معدنی و عناصر آلی است که به صورت جامد، گازی و آبی هستند. خاک از لایه های ذرات تشکیل شده است که به دلیل فعل و انفعالات بین جو و هیدروسفر و دلایل دیگر از نظر خواص فیزیکی، کانی شناسی و شیمیایی با مواد اولیه متفاوت است. ذرات خاک از سنگ های شکسته ایجاد می شود که در اثر اثرات شیمیایی و محیطی از جمله آب و هوا و فرسایش تغییر یافته است. ذرات خاک به صورت سست پر می شوند و تشکیل خاکی را ایجاد می کنند که از فضاهای منفذی تشکیل شده است. مطالعه حالت های تشکیل خاک از این جهت مهم است که به تعیین خواص خاک کمک می کند. چسبندگی، چسبندگی، اسیدیته خاک و سایر عوامل مرتبط را می توان به راحتی با دانستن نوع خاکی که باید با آن مقابله کرد، تعیین کرد.

ویژگی های اساسی خاک 

خاک از فازهای مختلف جامد، مایع و گاز تشکیل شده است و ویژگی های آن به رفتار متقابل این فازها و تنش اعمال شده بستگی دارد. فاز جامد شامل خاک رس، مواد معدنی غیررس و مواد آلی است. این عناصر بر اساس اندازه خود به عنوان خاک رس، ماسه و شن طبقه بندی می شوند. فاز مایع از آبی تشکیل شده است که حاوی ترکیبات آلی موجود از نشت مواد شیمیایی، زباله ها و آب های زیرزمینی است، در حالی که فاز گاز معمولاً هوا است. اندازه، شکل، خواص شیمیایی، تراکم پذیری و قابلیت حمل بار ذرات خاک توسط کانی شناسی خاک که علمی مرتبط با شیمی، ساختار و خواص فیزیکی کانی ها است، تعیین می شود. ساختار خاک به آرایش ذرات، گروه های ذرات، فضاهای منافذ و ترکیب بستگی دارد.

تحکیم خاک ها نیز عامل مهمی است که برای ساخت سازه های مستحکم و بادوام نیاز به مطالعه دارد. تحکیم روشی است که بر اساس آن با اعمال تنشی که در اثر آن ذرات خاک در کنار هم قرار می گیرند، حجم خاک کاهش می یابد و در نتیجه حجم آن کاهش می یابد. با حذف تنش، خاک به عقب برگشته و مقداری از حجم از دست رفته در طول فرآیند تحکیم را بازیابی می کند. در حین مطالعه تلفیق، عوامل مهمی که باید مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند، میزان تلفیق و میزان تلفیق هستند. عامل مهم دیگر نفوذپذیری خاک است. همه عوامل ارتباط تنگاتنگی با یکدیگر دارند و بر روند کلی طراحی و ساخت تاثیر می گذارند.

به عنوان مثال، کاربرد این علم  درسازه ها؛ اگر سازه ای بر روی خاکی با دانه های ریز که نفوذپذیری کمی دارند ساخته شود، جریان آب در حفره های خاک کمتر خواهد بود. محتوای آب زیاد در این خاک ممکن است به دلیل وزن آن باعث فرورفتن سازه شود. فرآیند تحکیم در خاک های ریزدانه کند است. با این حال، استخراج آب منفذی در خاک های درشت دانه ساده است زیرا آزادانه در منطقه حرکت می کند. نرخ تحکیم تحت تأثیر تاریخچه خاک، ماهیت خاک و بار روی خاک خواهد بود. بنابراین همه عوامل مانند نفوذپذیری محتوای آب، تحکیم، حد مایع به طور جمعی تجزیه و تحلیل می شوند.

کاربرد مکانیک خاک در مهندسی عمران

دانش مکانیک خاک در گرایش های رشته مهندسی عمران  کاربرد زیادی دارد.که در ادامه به یک یک آنها میپردازیم.

1. پایه ها :بارهای هر سازه ای باید در نهایت از راه پی سازه به خاک منتقل شود بنابراین پی بخش مهمی از سازه است که تنها به دانستن و به کارگیری اصول این دانش میتوان درباره نوع و جزییات آن تصمیم گیری کرد.
2. سازه های زیر زمینی و نگه دارنده زمین: سازه‌های زیرزمینی مانند سازه‌های زهکشی، خطوط لوله و تونل‌ها و سازه‌های حائل زمین مانند دیوارهای حائل و  دیوارهای حائل تنها با استفاده از اصول این دانش و مفهوم «تعامل خاک و سازه» قابل طراحی و ساخت هستند.
3. طراحی روسازی: طراحی روسازی ممکن است شامل طراحی روسازی های انعطاف پذیر یا صلب باشد. روسازی های انعطاف پذیر برای انتقال بارهای ترافیکی بیشتر به خاک زیرین بستگی دارند. مشکلات خاص در طراحی روسازی ها، تأثیر بارگذاری مکرر، تورم و چروکیدگی زیر خاک و عمل یخبندان است. در نظر گرفتن این عوامل و سایر عوامل در طراحی کارآمد روسازی امری ضروری است و بدون این دانش  نمی توان این کار را انجام داد.
4. حفاری ها ، خاکریز ها و سدها: حفاری نیاز به علم تجزیه و تحلیل پایداری شیب دارد. حفاری های عمیق ممکن است به تکیه گاه های موقتی نیاز داشته باشند . چوب بندی یا مهاربندی ،که طراحی آنها نیازمند این دانش است به همین دلیل ، ساخت خاکریزها و سدهای خاکی که در آن از خود خاک به عنوان مصالح ساختمانی استفاده میشود نیاز به دانش کامل از رفتارهای مهندسی خاک  به ویژه در حضور آب دارد. آگاهی از پایداری شیب ، اثرات نشت ، تحکیم و در نتیجه نشست و همچنین ویژگی های تراکم برای دستیابی به حداکثر وزن واحد خاک در محل ، برای طراحی و ساخت کارآمد خاکریزها و سدهای خاکی کاملا ضروری است.

دانش مکانیک خاک، با فرض اینکه خاک یک ماده ایده آل الاستیک، همسانگرد و همگن باشد – همراه با تعیین تجربی خواص خاک، در پیش بینی رفتار خاک در مزرعه مفید است.

جمع بندی

خاک به عنوان یک ماده ذره ای و ناهمگن، خود را به تجزیه و تحلیل ساده نمی رساند. علاوه بر این، دشواری با این واقعیت افزایش می یابد که لایه های خاک از نظر وسعت و همچنین در عمق حتی در یک منطقه کوچک متفاوت است. دانش کامل این علم یک پیش نیاز برای یک مهندس پی موفق است. ترسیم مرز تمایز بین مکانیک خاک و مهندسی پی دشوار است. بعدی از جایی شروع می شود که اولی به پایان می رسد.

نویسنده: سیده حدیثه هاشمی، کارشناس دپارتمان مهندسی عمران گروه آموزشی پارس پژوهان

در دهه‌های اخیر، مهارت در علوم کامپیوتری و توانایی برنامه‌نویسی به‌ عنوان یکی از معیارهای سواد جهانی معرفی شده است. امروزه بسیاری از صنایع به سمت استفاده از کدنویسی برای ساده‌سازی فرآیندها، کاهش نیروی انسانی و جلوگیری از خطاها پیش رفته‌اند. زبان‌های مختلف برنامه‌نویسی توسعه یافته‌اند، اما برخی مانند متلب و فرترن همچنان در میان مهندسان محبوب هستند. با این حال، پایتون توانسته است پس از حدود 30 سال همچنان طرفداران زیادی در حوزه‌های مختلف، از جمله مهندسی هوافضا، داشته باشد.

اگرچه در گذشته بیشتر به متلب به ‌عنوان زبان اصلی برنامه‌نویسی مهندسان هوافضا توجه می‌شد، امروزه پایتون با قابلیت‌های فراوان و محیط کاربری ساده‌اش، تبدیل به یک انتخاب جدی در این حوزه شده است. متلب ازجمله نرم‌ افزارهای کاربردی مهندسی هوافضا بشمار می آید، اما اختصاصی با لایسنس گران است و محدودیت‌هایی نسبت به پایتون دارد که این امر باعث جذب توجه مهندسان به پایتون شده است. در این مقاله، هدف آموزش پایتون برای مهندسان هوافضا و استفاده از آن در حل مسائل مهندسی است.

پایتون و مزیت‌های آن

پایتون یک زبان برنامه‌نویسی همه ‌منظوره است که برای پروژه‌های کوچک تا بزرگ قابل استفاده است. شرکت‌های معروفی مانند دراپ ‌باکس، اینستاگرام و اینستاکارت در بخش‌هایی از کدهای خود از پایتون بهره می‌برند. این زبان سه ویژگی مهم دارد: رایگان بودن، خوانایی بالا و «باتری سر خود» بودن (batteries-included)، که به این معنا است که اکثر ابزارهای مورد نیاز در خود زبان گنجانده شده است. در مهندسی هوافضا، کدهای پایتون معمولاً به ‌طور واضح و شبیه به زبان انگلیسی نوشته می‌شوند، به ‌طوری‌ که می‌توان شبه ‌کدها را به ‌راحتی به کد تبدیل کرد.

مزایای پایتون به صورت کلی به صورت زیر است:

1. رایگان بودن: پایتون به صورت رایگان در دسترس است.

2. خوانایی بالا: کدهای پایتون به ‌طور شفاف و مشابه به زبان انگلیسی نوشته می‌شوند.

3. باتری سر خود (batteries-included):اکثر ابزارها و کتابخانه‌های مورد نیاز در خود زبان گنجانده شده است.

4. دامنه وسیع کتابخانه‌ها: پایتون کتابخانه‌های زیادی دارد که می‌توان آن‌ها را بارها استفاده کرد.

5. متن‌ باز بودن: پایتون متن ‌باز است و می‌توان از کتابخانه‌ها و فعالیت‌های دیگران بهره برد.

6. سیستم مدیریت پکیج :pip با استفاده از دستور pip می‌توان کتابخانه‌ها را به راحتی نصب کرد.

7. پشتیبانی از روش‌های عددی :از کتابخانه‌هایی مانند Numpy برای روش‌های عددی پیشرفته بهره‌برداری می‌شود.

8. تبدیل ساده کدهای متلب به پایتون :کتابخانه Numpy راهنمایی برای تبدیل سینتکس‌های متلب به پایتون ارائه می‌دهد.

کاربرد هوش مصنوعی و پایتون در مهندسی هوافضا

ضرب ‌المثل معروفی وجود دارد که می‌گوید: "اگر به کسی ماهی بدهی، او را برای یک روز سیر می‌کنی و اگر به او ماهیگیری بیاموزی، او را برای یک عمر سیر خواهی کرد." در دنیای مهندسی هوافضا، آموزش برنامه‌نویسی با پایتون دقیقاً مانند آموزش ماهیگیری نیست. این آموزش به مهندسان کمک می‌کند تا روش‌های بهینه‌ای برای حل مشکلات پیچیده انتخاب کنند. در حالی که پایتون ممکن است همیشه بهترین انتخاب در برخی زمینه‌ها نباشد، اما در بیشتر موارد گزینه‌ای دوم مناسب است که در بسیاری از موارد از بهترین گزینه‌ها در برخی حوزه‌ها برتر است.

پایتون در مهندسی هوافضا به عنوان زبان برنامه‌نویسی همه‌کاره شناخته می‌شود که می‌تواند در زمینه‌های مختلفی مانند ضبط داده‌ها، تحلیل داده‌ها، نمایش نتایج، ذخیره‌سازی داده‌ها، انتشار اطلاعات در وب‌سایت‌ها و ارسال آن‌ها از طریق ایمیل استفاده شود. به کمک پایتون می‌توان مدل‌سازی‌های پیچیده‌ای انجام داد و محاسبات مرتبط با پرتاب راکت‌ها، مختصات ایرفویل‌ها، و تحلیل فشار دینامیکی را به سادگی پیاده‌سازی کرد.

یکی از کاربردهای برجسته پایتون در مهندسی هوافضا، رسم گراف‌های مربوط به میزان تراست در دسترس و تراست مورد نیاز برای هواپیمای ایرباس Airbus A321 است. این فرآیند به وضوح نشان می‌دهد که چگونه پایتون می‌تواند به راحتی معادلات پیچیده را پردازش کرده و نتایج را به صورت گرافیکی نمایش دهد.

هوش مصنوعی (AI) در طی بیش از 60 سال گذشته فراز و نشیب‌های زیادی را تجربه کرده است و امروزه به یکی از پرکاربردترین فناوری‌ها تبدیل شده است. در صنعت هوافضا، AI برای افزایش دقت، کاهش هزینه‌ها و بهبود کارایی در فرآیندها به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. پایتون به دلیل پشتیبانی از کتابخانه‌های هوش مصنوعی مانند TensorFlow، Keras  وOpenCV، یکی از محبوب‌ترین زبان‌ها برای پیاده‌سازی پروژه‌های AI است.

تصویر

برخی از کاربردهای هوش مصنوعی در مهندسی هوافضا عبارتند از:

• پردازش تصاویر ماهواره‌ای :پردازش داده‌های تصویری ماهواره‌ای با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشین و بینایی کامپیوتری

• هدایت و کنترل پهپادها :استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای هدایت پهپادها و کمک به انجام ماموریت‌ها

• پیش‌بینی تأخیر پروازها :استفاده از مدل‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی و مدیریت تأخیرهای پروازی

• کمک به فضانوردان :توسعه سیستم‌های هوشمند برای کمک به فضانوردان در ماموریت‌های فضایی

• ربات‌های فضایی :استفاده از هوش مصنوعی در ربات‌های فضایی برای انجام وظایف مختلف در فضا

این کاربردها نشان می‌دهند که در آینده نزدیک، هوش مصنوعی و مهارت‌های مرتبط با آن در صنایع علمی و فناوری از اهمیت زیادی برخوردار خواهند بود. یکی از اصلی‌ترین راه‌های ورود به این حوزه‌ها، آموختن مباحث یادگیری ماشین (Machine Learning) و یادگیری عمیق (Deep Learning) است. زبان برنامه‌نویسی پایتون به دلیل سادگی و پشتیبانی از کتابخانه‌های گسترده در این زمینه، به ابزاری ضروری برای توسعه مدل‌های هوش مصنوعی در مهندسی هوافضا تبدیل شده است.

در آینده نزدیک، مهارت‌های مرتبط با هوش مصنوعی به خصوص یادگیری ماشین (Machine Learning) و یادگیری عمیق (Deep Learning) از الزامات برای تمام افرادی خواهد بود که در حوزه‌های علمی و فناوری فعالیت می‌کنند. دوره‌های تخصصی در زمینه یادگیری ماشین و یادگیری عمیق، به ویژه دوره‌های مرتبط با پایتون، یکی از بهترین راه‌ها برای ورود به این حوزه‌ها است. برای تسلط بر این مباحث می‌توانید در دوره یادگیری ماشین، دوره یادگیری عمیق و یا دوره پایتون نیز شرکت کنید.

بازارکار و درآمد پایتون در هوافضا

بازار کار برای برنامه‌نویسان پایتون در حوزه هوافضا به سرعت در حال رشد است. استفاده از پایتون در طراحی و تحلیل سیستم‌های پیچیده، پردازش داده‌ها، مدل‌سازی‌های عددی و به ویژه در پیاده‌سازی الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در پروژه‌های هوافضایی، فرصت‌های شغلی متنوعی را ایجاد کرده است. متخصصان پایتون می‌توانند در شرکت‌های فعال در زمینه طراحی هواپیماها، فضاپیماها، پهپادها و حتی تحلیل داده‌های ماهواره‌ای مشغول به کار شوند. در سال 2024، میانگین درآمد مهندسان هوافضا در ایالات متحده حدود 108,000 دلار در سال گزارش شده است. این میزان بسته به تجربه و تخصص می‌تواند متفاوت باشد. برای مثال، مهندسان با تجربه کمتر از یک سال، میانگین درآمدی در حدود 76,000 دلار داشته‌اند، در حالی که مهندسان با بیش از 7 سال تجربه، درآمدی بالغ بر 160,000 دلار در سال داشته‌اند.

جمع‌بندی

در دنیای امروز، مهارت‌های برنامه‌نویسی به عنوان یک جزء کلیدی در صنایع مختلف شناخته می‌شود. مهندسان هوافضا نیز از این قاعده مستثنی نیستند. پایتون به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی همه ‌منظوره، در حوزه مهندسی هوافضا با توجه به ویژگی‌های برجسته‌ای مانند رایگان بودن، خوانایی بالا و مجموعه وسیعی از کتابخانه‌ها و ابزارها، به یک انتخاب محبوب تبدیل شده است. این زبان به مهندسان هوافضا کمک می‌کند تا مسائل پیچیده‌ای همچون محاسبات تراست، مدل‌سازی مدارها، تحلیل فشار دینامیکی و حتی پردازش داده‌های ماهواره‌ای را به راحتی حل کنند.

علاوه بر این، پایتون به عنوان زبان اصلی برای پیاده‌سازی پروژه‌های هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و یادگیری عمیق در صنعت هوافضا شناخته می‌شود. کاربردهای هوش مصنوعی شامل پردازش تصاویر ماهواره‌ای، هدایت پهپادها، پیش‌بینی تأخیر پروازها و کمک به فضانوردان، نمونه‌هایی از استفاده‌های پایتون در این صنعت هستند.

با توجه به رشد سریع استفاده از پایتون در مهندسی هوافضا، فرصت‌های شغلی بسیاری در این حوزه ایجاد شده است. به طور کلی، پایتون به دلیل سادگی، کارآمدی و قابلیت‌های گسترده‌اش در صنعت هوافضا، ابزاری ضروری برای مهندسان هوافضا به شمار می‌آید که می‌تواند به آن‌ها کمک کند تا مسائل پیچیده را به شکلی بهینه و موثر حل کنند.

نویسنده: ستاره دهقان، کارشناس ارشد مهندسی هوافضا- سایه صفاییان، کارشناسی مهندسی مواد

مهندسی مواد، علمی چندوجهی است که با طراحی، ساخت، و به‌کارگیری مواد با خواص ویژه سروکار دارد. پیشرفت‌های چشمگیر در این حوزه، مدیون ابزارهای قدرتمندی است که به مهندسان مواد کمک می‌کنند تا فرآیندها را شبیه‌سازی، تحلیل و بهینه‌سازی کنند. جهت آشناسس بیشتر با این رشته پیشنهاد می کنیم مقاله "مهندسی مواد چیست؟" را مطالعه کنید. در این مقاله، به معرفی پنج نرم‌افزار برجسته در مهندسی مواد می‌پردازیم که هر یک، نقش به‌سزایی در پیشبرد پروژه‌ها و تحقیقات این رشته ایفا می‌کنند. آشنایی با این نرم‌افزارها و تسلط بر آن‌ها، می‌تواند مسیر موفقیت شغلی و تحصیلی شما را هموارتر سازد. این نرم افزار ها با گذشت زمان پیشرفت های چشمگیری داشته اند و قابلیت های جدیدی به آن ها اضافه شده است.

نرم‌افزار ImageJ: تحلیل و پردازش تصاویر میکروسکوپی

ImageJ یک نرم‌افزار پردازش تصویر متن‌باز و رایگان است که توسط مؤسسه ملی بهداشت ایالات متحده (NIH) توسعه یافته است. این نرم‌افزار به دلیل قابلیت‌های گسترده، رابط کاربری ساده و جامعه‌ی کاربری فعال، به یکی از محبوب‌ترین ابزارها در زمینه‌ی تحلیل تصاویر علمی، به‌ویژه تصاویر میکروسکوپی، تبدیل شده است. ImageJ قادر است طیف وسیعی از فرمت‌های تصویری را بخواند، ویرایش کند، پردازش کند و تجزیه و تحلیل کند. این نرم‌افزار به طور گسترده در علوم زیستی، پزشکی، مهندسی مواد و سایر رشته‌های علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه ImageJ نه تنها یک ابزار پایه برای پردازش تصویر است بلکه با توسعه Fiji (Fiji Is Just ImageJ) که شامل مجموعه‌ای از پلاگین‌های کاربردی و ابزارهای اضافی است، به یک پلتفرم قدرتمند برای تجزیه و تحلیل پیشرفته تصاویر تبدیل شده است.

کاربردهای اصلی ImageJ:

• تجزیه و تحلیل کمی تصاویر: ImageJ ابزارهای قدرتمندی برای اندازه‌گیری ابعاد، مساحت، شدت روشنایی و سایر پارامترهای کمی در تصاویر ارائه می‌دهد. این قابلیت‌ها برای تعیین اندازه ذرات، شمارش سلول‌ها، بررسی مورفولوژی نمونه‌ها و سایر کاربردهای کمی بسیار مفید است.
• پردازش تصویر: ImageJ مجموعه‌ای از فیلترها و ابزارهای پردازش تصویر را ارائه می‌دهد که می‌توانند برای بهبود کیفیت تصاویر، حذف نویز، افزایش کنتراست، استخراج ویژگی‌ها و سایر عملیات پردازشی مورد استفاده قرار گیرند.
• تجزیه و تحلیل تصاویر سه‌بعدی: ImageJ می‌تواند تصاویر سه‌بعدی (مانند تصاویر میکروسکوپ کانفوکال) را پردازش و تجزیه و تحلیل کند. این قابلیت‌ها شامل بازسازی سه‌بعدی، اندازه‌گیری حجم، و بررسی ساختارهای سه‌بعدی می‌شود.
• ماکرونویسی و خودکارسازی: ImageJ از ماکرونویسی پشتیبانی می‌کند که به کاربران امکان می‌دهد تا فرآیندهای پردازش تصویر را خودکار کنند و وظایف تکراری را به‌طور خودکار انجام دهند.
• پلاگین‌ها: ImageJ دارای اکوسیستم گسترده‌ای از پلاگین‌ها است که توسط جامعه‌ی کاربری توسعه یافته‌اند. این پلاگین‌ها قابلیت‌های ImageJ را گسترش می‌دهند و امکان انجام وظایف تخصصی‌تر را فراهم می‌کنند. به عنوان مثال، پلاگین‌های جدیدی برای پشتیبانی از الگوریتم‌های یادگیری ماشین توسعه یافته‌اند که امکان تقسیم‌بندی خودکار تصاویر، طبقه‌بندی اشیاء و تشخیص الگوها را فراهم می‌کنند.

همچنین ImageJ2، به عنوان یک بازنویسی کامل از ImageJ، با حفظ سازگاری با نسخه‌ی اصلی، معماری، قابلیت توسعه و عملکرد نرم‌افزار را بهبود بخشیده است.

 نرم‌افزار Moldflow: شبیه‌سازی فرآیند تزریق پلاستیک

Moldflow، محصول شرکت Autodesk، یک نرم‌افزار تخصصی برای شبیه‌سازی فرآیند تزریق پلاستیک است. این نرم‌افزار به مهندسان و طراحان کمک می‌کند تا رفتار جریان مذاب پلاستیک در قالب را پیش‌بینی کنند، عیوب احتمالی را شناسایی کنند و طراحی قطعه و قالب را بهینه‌سازی کنند. Moldflow با ارائه‌ی ابزارهای تحلیلی قدرتمند، به کاهش زمان و هزینه‌ی تولید، بهبود کیفیت قطعات و کاهش ضایعات کمک می‌کند. این نرم‌افزار به‌طور گسترده در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، الکترونیک، بسته‌بندی و کالاهای مصرفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با پیشرفت‌های اخیر، Moldflow اکنون از شبیه‌سازی فرآیندهای پیشرفته‌تری مانند تزریق همزمان (co-injection)، تزریق با گاز (gas-assisted injection molding) و تزریق واکنشی (reactive injection molding) نیز پشتیبانی می‌کند.

کاربردهای اصلی Moldflow:

• شبیه‌سازی پر شدن قالب: Moldflow می‌تواند نحوه‌ی پر شدن حفره‌ی قالب با مذاب پلاستیک را شبیه‌سازی کند و مشکلاتی مانند خطوط جوش، حبس هوا، پر نشدن کامل قالب و تردید در پر شدن (hesitation) را پیش‌بینی کند.
• شبیه‌سازی نگهداری فشار (Packing): Moldflow می‌تواند رفتار مذاب پلاستیک را در مرحله‌ی نگهداری فشار شبیه‌سازی کند و عواملی مانند فشردگی، توزیع تنش و انقباض حجمی را پیش‌بینی کند.
• شبیه‌سازی خنک‌کاری: Moldflow می‌تواند نحوه‌ی خنک شدن قطعه در قالب را شبیه‌سازی کند و مشکلاتی مانند تاب برداشتن (warpage)، تنش‌های پسماند و زمان سیکل طولانی را پیش‌بینی کند.
• تحلیل الیاف (Fiber Analysis): برای قطعات پلاستیکی تقویت‌شده با الیاف، Moldflow می‌تواند جهت‌گیری الیاف را در حین تزریق پیش‌بینی کند و تأثیر آن را بر خواص مکانیکی قطعه‌ی نهایی بررسی کند.
• بهینه‌سازی طراحی: Moldflow به مهندسان امکان می‌دهد تا پارامترهای مختلف فرآیند تزریق (مانند دمای مذاب، فشار تزریق، زمان خنک‌کاری) و طراحی قطعه و قالب (مانند ضخامت دیواره، محل قرارگیری راهگاه‌ها و سیستم خنک‌کاری) را بهینه‌سازی کنند تا به بهترین کیفیت و کمترین هزینه دست یابند.
• Moldflow همچنین با ارائه‌ی قابلیت‌هایی مانند شبیه‌سازی فرآیندهای ترموست (thermoset molding)، شبیه‌سازی میکرو سلولی (microcellular molding) و یکپارچگی با نرم‌افزارهای CAD و CAE دیگر، به ابزاری جامع برای شبیه‌سازی تزریق پلاستیک تبدیل شده است.

نرم‌افزار COMSOL Multiphysics: شبیه‌سازی پدیده‌های چند فیزیکی

COMSOL Multiphysics یک نرم‌افزار شبیه‌سازی قدرتمند است که برای مدل‌سازی و تحلیل پدیده‌های فیزیکی و مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نرم‌افزار که توسط شرکت COMSOL AB توسعه یافته، به‌طور گسترده در صنایع مختلف، از جمله مهندسی مواد، مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مهندسی شیمی و علوم زمین، کاربرد دارد. COMSOL Multiphysics بر اساس روش المان محدود (FEM) کار می‌کند و قادر است مسائل پیچیده‌ای را که شامل چندین پدیده فیزیکی جفت‌شده (چند فیزیکی) است، حل کند. COMSOL Multiphysics با به‌روزرسانی‌های مداوم، نه تنها عملکرد و سرعت خود را بهبود بخشیده، بلکه ماژول‌های جدیدی برای شبیه‌سازی پدیده‌های خاص و قابلیت‌های جدیدی برای مدل‌سازی هندسه‌های پیچیده، تعریف شرایط مرزی و شبکه‌بندی به آن اضافه شده است.

کاربردهای اصلی COMSOL Multiphysics:

• شبیه‌سازی پدیده‌های چندفیزیکی: COMSOL Multiphysics امکان شبیه‌سازی پدیده‌هایی مانند انتقال حرارت، مکانیک سیالات، مکانیک جامدات، الکترومغناطیس، آکوستیک، واکنش‌های شیمیایی و غیره را به‌صورت همزمان فراهم می‌کند. این قابلیت برای مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده‌ای که در آن‌ها چندین پدیده فیزیکی با یکدیگر تعامل دارند، ضروری است.
• بهینه‌سازی طراحی: COMSOL Multiphysics ابزارهایی برای بهینه‌سازی طراحی ارائه می‌دهد. با استفاده از این ابزارها، می‌توان پارامترهای طراحی را به‌گونه‌ای تنظیم کرد که عملکرد سیستم بهینه شود.
• تحلیل حساسیت: COMSOL Multiphysics امکان انجام تحلیل حساسیت را فراهم می‌کند. این تحلیل نشان می‌دهد که تغییر در پارامترهای ورودی چه تأثیری بر خروجی‌های مدل دارد.
• ساخت اپلیکیشن‌های سفارشی: COMSOL Multiphysics به کاربران امکان می‌دهد تا اپلیکیشن‌های سفارشی بر اساس مدل‌های شبیه‌سازی خود ایجاد کنند. این اپلیکیشن‌ها می‌توانند برای استفاده توسط افرادی که با COMSOL Multiphysics آشنایی ندارند، طراحی شوند.

امروزه، COMSOL Multiphysics از محاسبات ابری نیز پشتیبانی می‌کند، که امکان انجام شبیه‌سازی‌های بزرگ و پیچیده را در زمان کوتاه‌تری فراهم می‌کند.

نرم‌افزار SolidWorks: طراحی و مدل‌سازی سه‌بعدی

SolidWorks یک نرم‌افزار طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) است که به‌طور گسترده برای طراحی و مدل‌سازی سه‌بعدی قطعات و مجموعه‌های مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نرم‌افزار توسط شرکت Dassault Systèmes توسعه یافته و به دلیل رابط کاربری بصری، قابلیت‌های گسترده و سازگاری با سایر نرم‌افزارهای مهندسی، به یکی از محبوب‌ترین ابزارهای طراحی در جهان تبدیل شده است. SolidWorks به مهندسان و طراحان امکان می‌دهد تا ایده‌های خود را به سرعت به مدل‌های سه‌بعدی دقیق تبدیل کنند، عملکرد آن‌ها را شبیه‌سازی کنند و مستندات فنی لازم برای تولید را ایجاد کنند. SolidWorks با گذشت زمان، نه تنها سریع‌تر و کارآمدتر شده، بلکه رابط کاربری آن بهبود یافته و قابلیت‌های جدیدی برای طراحی، شبیه‌سازی و مستندسازی به آن افزوده شده است.

کاربردهای اصلی SolidWorks:

• طراحی قطعات و مجموعه‌ها: SolidWorks ابزارهای قدرتمندی برای طراحی قطعات و مجموعه‌های مکانیکی با هندسه‌های پیچیده ارائه می‌دهد.
• شبیه‌سازی حرکت: SolidWorks امکان شبیه‌سازی حرکت مکانیزم‌ها و بررسی تداخل بین قطعات را فراهم می‌کند.
• تحلیل تنش: SolidWorks می‌تواند تنش، کرنش و تغییر شکل قطعات را تحت بارگذاری‌های مختلف تحلیل کند.
• طراحی ورق‌کاری: SolidWorks ابزارهای تخصصی برای طراحی قطعات ورق‌کاری و ایجاد نقشه‌های گسترده‌ی آن‌ها ارائه می‌دهد.
• طراحی قالب: SolidWorks امکان طراحی قالب‌های تزریق پلاستیک و سایر انواع قالب‌ها را فراهم می‌کند.
• مستندسازی: SolidWorks به‌طور خودکار نقشه‌های فنی، لیست قطعات (BOM) و سایر مستندات لازم برای تولید را ایجاد می‌کند.

یکی از مهم‌ترین به‌روزرسانی‌های SolidWorks، یکپارچگی آن با پلتفرم 3DEXPERIENCE شرکت Dassault Systèmes است. این پلتفرم امکان همکاری بیشتر بین اعضای تیم طراحی، مدیریت داده‌ها و دسترسی به ابزارهای پیشرفته‌تر را فراهم می‌کند.

نرم‌افزار ProCAST: شبیه‌سازی فرآیندهای ریخته‌گری

ProCAST یک نرم‌افزار شبیه‌سازی پیشرفته است که به‌طور خاص برای مدل‌سازی و تحلیل فرآیندهای ریخته‌گری طراحی شده است. این نرم‌افزار توسط شرکت ESI Group توسعه یافته و به مهندسان ریخته‌گری امکان می‌دهد تا فرآیندهای مختلف ریخته‌گری، از جمله ریخته‌گری ماسه‌ای، ریخته‌گری دقیق، ریخته‌گری تحت فشار، ریخته‌گری گریز از مرکز و ریخته‌گری پیوسته را شبیه‌سازی کنند. ProCAST با استفاده از روش‌های عددی پیشرفته، جریان مذاب، انجماد، تنش‌های حرارتی و عیوب ریخته‌گری را پیش‌بینی می‌کند. امروزه، ProCAST با بهبود دقت و سرعت شبیه‌سازی، به‌ویژه برای آلیاژهای پیچیده و هندسه‌های نازک، به ابزاری قدرتمندتر برای مهندسان ریخته‌گری تبدیل شده است.

کاربردهای اصلی ProCAST:

• شبیه‌سازی پر شدن قالب: ProCAST می‌تواند نحوه‌ی پر شدن قالب با مذاب را شبیه‌سازی کند و مشکلاتی مانند تلاطم، حبس هوا و پر نشدن کامل قالب را پیش‌بینی کند.
• شبیه‌سازی انجماد: ProCAST می‌تواند نحوه‌ی انجماد مذاب در قالب را شبیه‌سازی کند و عیوبی مانند مک‌های انقباضی، تخلخل و ترک‌خوردگی را پیش‌بینی کند.
• تحلیل تنش: ProCAST می‌تواند تنش‌های حرارتی ایجاد شده در حین انجماد و سرد شدن را تحلیل کند و احتمال ایجاد اعوجاج و ترک در قطعه را پیش‌بینی کند.
• بهینه‌سازی طراحی: ProCAST به مهندسان ریخته‌گری امکان می‌دهد تا طراحی قالب و سیستم راهگاهی را بهینه‌سازی کنند تا کیفیت قطعات ریخته‌گری بهبود یابد و ضایعات کاهش یابد.
• پیش‌بینی ریزساختار: ProCAST می‌تواند ریزساختار قطعه‌ی ریخته‌گری را پیش‌بینی کند و خواص مکانیکی آن را تخمین بزند.

علاوه بر این، ProCAST به‌طور مداوم با قابلیت‌های جدید برای شبیه‌سازی فرآیندهای خاص ریخته‌گری، مانند ریخته‌گری HPDC (High Pressure Die Casting) و LPDC (Low Pressure Die Casting)، به‌روزرسانی می‌شود. همچنین، رابط کاربری ProCAST بهبود یافته و استفاده از آن آسان‌تر شده است. ProCAST اکنون با سایر نرم‌افزارهای ESI Group، مانند PAM-STAMP (برای شبیه‌سازی شکل‌دهی ورق) و QuikCAST (برای شبیه‌سازی سریع ریخته‌گری)، یکپارچه شده است.

موقعیت‌های شغلی و دوره‌های آموزشی مرتبط

جمع‌بندی

در این مقاله، به معرفی پنج نرم‌افزار کلیدی در مهندسی مواد پرداختیم که هر یک، نقش مهمی در پیشبرد پروژه‌ها و تحقیقات این رشته ایفا می‌کنند. ImageJ برای تحلیل تصاویر میکروسکوپی، Key to Steel به‌عنوان پایگاه داده جامع فولاد، COMSOL Multiphysics برای شبیه‌سازی پدیده‌های چند فیزیکی، SolidWorks برای طراحی و مدل‌سازی سه‌بعدی و ProCAST برای شبیه‌سازی فرآیندهای ریخته‌گری، ابزارهای قدرتمندی است که به مهندسان مواد کمک می‌کنند تا به اهداف خود دست یابند. این نرم افزار ها در طی زمان دچار تغییرات زیادی شده اند و قابلیت های زیادی به آن ها اضافه شده است.

تسلط بر این نرم‌افزارها و به‌کارگیری آن‌ها در پروژه‌های عملی، می‌تواند به ارتقای دانش و مهارت شما در مهندسی مواد کمک کند و فرصت‌های شغلی بهتری را برای شما فراهم آورد. همچنین، با شرکت در دوره‌های آموزشی مرتبط، می‌توانید دانش خود را در زمینه‌ی استفاده از این نرم‌افزارها به‌روز نگه دارید و از آخرین پیشرفت‌های این حوزه بهره‌مند شوید.

 نویسنده: مصطفی عینعلی، کارشناسی ارشد دپارتمان مهندسی مواد گروه آموزشی پارس پژوهان- علی بهرام همدانی، کارشناس ارشد مهندسی شیمی-فرآیند

رشته مهندسی شیمی ( Chemical engineering ) جزء علوم مهندسی است که با کاربرد علوم فیزیکی (به عنوان مثال، شیمی و فیزیک)، و علوم زیستی (مانند زیست شناسی، میکروبیولوژی و بیوشیمی) با ریاضیات و اقتصاد، برای فرآیند تبدیل مواد خام یا مواد شیمیایی به مواد مفیدتر یا ارزشمندتر سروکار دارد. مهندسی شیمی مدرن علاوه بر تولید مواد مفید، به پیشگامی در مواد و تکنیک های جدید ارزشمند مانند فناوری نانو، سلول های سوختی و مهندسی زیست پزشکی نیز می پردازد. مهندس شیمی روی فرآیندها و محصولات تمرکز دارد و فرآیندها را طراحی کرده و توسعه می‌دهد تا محصولات را تولید کنند. آن‌ها یا روی بهبود یک فرآیند موجود یا روی خلق یک فرآیند تولیدی جدید کار می‌کنند. مهندس شیمی فردی حرفه ای و مجهز به دانشی است که عمدتاً در صنایع شیمیایی برای تبدیل مواد خام به محصولات متنوع و با طراحی و بهره برداری از کارخانه ها و تجهیزات کار می کند. به طور کلی، مهندس شیمی کسی است که اصول مهندسی شیمی را در هر یک از کاربردهای عملی مختلف آن به کار می گیرد و استفاده می کند. از جمله گرایش های مهندسی شیمی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

طراحی فرآیند

در مهندسی شیمی، طراحی فرآیند عبارت است از انتخاب و توالی واحدها برای تبدیل فیزیکی یا شیمیایی مطلوب مواد. طراحی فرآیند، مرکز برای مهندسی شیمی است و همچنین می توان آن را قله گرایش های مهندسی شیمی در نظر گرفت که بقیه گرایش ها را گرد هم می آورد. طراحی فرآیند می تواند طراحی امکانات جدید و یا اصلاح یا گسترش امکانات موجود باشد. طراحی از سطح مفهومی شروع می شود و در نهایت در قالب طرح های ساخت و ساز به پایان می رسد. طراحی فرآیند متمایز از طراحی تجهیزات است که از نظر روحی به طراحی عملیات واحد نزدیکتر است.

طراحان فرآیند معمولاً دستورالعمل‌های عملیاتی را در مورد نحوه راه‌اندازی، عملکرد و خاموش کردن فرآیند می‌نویسند. آنها اغلب همچنین برنامه های تصادف و پیش بینی عملیات فرآیند بر روی محیط را توسعه می دهند. اسناد طراحی فرآیند برای تعریف طراحی به کار می روند و از تناسب اجزای طراحی با یکدیگر اطمینان می دهند. آنها در انتقال ایده ها و برنامه ها به سایر مهندسان درگیر با طراحی، ، فروشندگان تجهیزات و پیمانکاران ساخت و ساز مفید هستند. مهندسان شیمی اگر بخواهند برای طراحی فرایند در یک پروژه کار کنند و یا در یک واحد در حال تولید کار کنند به نرم افزارهای شبیه ساز مانند Aspen Hysys ,Aspen plus , PROII, Pfd-P&ID نیاز دارند.

کنترل فرآیند

کنترل فرآیند در فرآیندهای تولید مستمر، رشته‌ای است که از سیستم‌های کنترل صنعتی و تئوری کنترل برای دستیابی به سطح تولیدی از سازگاری، صرفه‌جویی و ایمنی استفاده می‌کند که صرفاً با کنترل دستی انسان قابل دستیابی نیست. این به طور گسترده در صنایعی مانند خودروسازی، معدن، پالایش نفت، تولید خمیر و کاغذ، فرآوری شیمیایی و نیروگاه‌های تولید برق استفاده می‌شود. طیف گسترده ای از اندازه، نوع و پیچیدگی وجود دارد، اما تعداد کمی از اپراتورها را قادر می سازد تا فرآیندهای پیچیده را با درجه بالایی از سازگاری مدیریت کنند. توسعه سیستم‌های کنترل فرآیند صنعتی بزرگ در ایجاد امکان طراحی فرآیندهای با حجم بالا و پیچیده، قابل استفاده بود که در غیر این صورت نمی‌توان از لحاظ اقتصادی یا ایمن بهره‌برداری کرد.

کاربردهای این گرایش از گرایش های مهندسی شیمی می تواند از کنترل دما و سطح یک ظرف فرآیندی تا یک کارخانه فرآوری شیمیایی کامل با چندین هزار حلقه کنترل باشد.نرم افزاری که بیشتر در این گرایش کاربرد دارد نرم افزار MATLAB است که برای انجام محاسبات علمی و مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد.

جداسازی

فرآیند جداسازی روشی است که مخلوط یا محلولی از مواد شیمیایی را به دو یا چند مخلوط محصول مجزا تبدیل می‌کند، یک فرآیند علمی برای جداسازی دو یا چند ماده به منظور به دست آوردن خلوص. حداقل یک مخلوط محصول از جداسازی در یک یا چند منبع ترکیب های مخلوط غنی شده است. در برخی موارد، جداسازی ممکن است مخلوط را به طور کامل به اجزای خالص تقسیم کند. جداسازی ها از تفاوت در خواص شیمیایی یا خواص فیزیکی (مانند اندازه، شکل، جرم، چگالی یا میل ترکیبی شیمیایی) بین اجزای تشکیل دهنده یک مخلوط استفاده می کنند.

فرآیندها اغلب بر اساس ویژگی های خاصی که برای دستیابی به جداسازی از آنها استفاده می کنند طبقه بندی می شوند.اگر از هیچ تفاوت واحدی نتوان برای انجام جداسازی مورد نظر استفاده کرد، اغلب می توان چندین عملیات را برای رسیدن به هدف مورد نظر ترکیب کرد.

جهت آشنایی با سایر رشته های مهندسی پیشنهاد می کنیم مقاله " رشته های مهندسی و معرفی گرایش های مختلف آنها " را مطالعه کنید. 

برخی از انواع جداسازی نیاز به تصفیه کامل یک جزء خاص دارند. به عنوان مثال، تولید فلز آلومینیوم از سنگ معدن بوکسیت از طریق پالایش الکترولیز است. در مقابل، یک فرآیند جداسازی ناقص ممکن است یک خروجی را مشخص کند که از یک مخلوط به جای یک جزء خالص تشکیل شده باشد. یک مثال خوب از یک تکنیک جداسازی ناقص، پالایش نفت است. نفت خام به طور طبیعی به صورت مخلوطی از هیدروکربن ها و ناخالصی های مختلف به وجود می آید. فرآیند پالایش، این مخلوط را به مخلوط‌های با ارزش‌تر دیگری مانند گاز طبیعی، بنزین و مواد اولیه شیمیایی تقسیم می‌کند که هیچ‌کدام از آنها ماده خالص نیستند، اما هر کدام باید از نفت خام جدا شوند. در هر دو مورد جداسازی کامل و ناقص، ممکن است یک سری جداسازی برای به دست آوردن محصولات نهایی مورد نظر ضروری باشد. در مورد پالایش نفت، نفت خام تحت مجموعه ای طولانی از مراحل تقطیر جداگانه قرار می گیرد که هر کدام محصول یا واسطه متفاوتی تولید می کنند.

 گرایش جداسازی در کنار طراحی فرآیند از پایه ای ترین گرایش های مهندسی شیمی محسوب می شود. فرآیندهای جداسازی در کلیه صنایع شیمیایی، پالایش نفت، پتروشیمی، گاز، محیط زیست، انرژی و صنایع نوین نقش مهمی دارند.

نویسنده: فائزه کاظمی زاد، کارشناس دپارتمان مهندسی شیمی گروه آموزشی پارس پژوهان

اسکلت بتنی و اسکلت فلزی از مرسوم ترین مصالح ساختمانی هستند که در ساخت و ساز پروژه های عمرانی استفاده میکنند که هر کدام از سازه های بتنی و فلزی معایب و مزایایی دارند و نمیتوان هریک را بر دیگری ارجحیت داد . سازه های بتنی و فلزی از طریق انتقال بار صورت میگیرد اما در تحمل بار ظرفیت و دوام ،ساخت ، مواد با یکدیگر متفاوت هستند.که در ادامه به تفاوت سازه های بتنی و فلزی میپردازیم.

درتفاوت های سازه های بتنی و فلزی هریک از این روش ها مزایا و معایب و خاصی دارند و با توجه به نسبت های معلومی که بر کارکرد کلی یک سازه تأثیر می‌گذارند، انتخاب می‌شوند. برای مثال، اگر قرار است یک سازه یا ساختمان وزن کمتری باشد، بهتر است که از اسکلت فلزی استفاده شود. در مقابل، اجرای اسکلت بتنی به الزامات، دقت و تخصص کمتری نیاز دارد.

سازه فلزی بسیار محکم و شکل پذیر است به همین دلیل آن را به یکی از مصالح پیشتاز مورد استفاده در ساخت و ساز ساختمان‌های تجاری و صنعتی تبدیل کرده است.

بتن نیز که یک ماده ترکیبی متشکل از سیمان، ماسه، شن و آب است مقاومت فشاری نسبتاً بالایی دارد، اما همانطور که گفته شده ، فاقد استحکام کششی است. بتن باید با میلگرد فولادی تقویت شود تا قابلیت کشش، شکل پذیری و کشش سازه افزایش یابد.

همچنین نرم افزار طراحی سازه ی تکلا (Tekla)،نرم افزار سپ(sap2000)و غیره برای طراحی سازه های بتنی و فولادی کاربرد دارد.

سازه بتنی 

یکی از بارزترین تفاوت سازه های بتنی و فلزی در مواد و مصالح به کار برده آنها میباشد.برای ساخت سازه های بتنی از بتن آرمه استفاده میکنند که متشکل از شن ،سیمان،آب ، صفحات فلزی ،ماسه و میلگرد است ، سازه بتنی از مقاومت بالایی برخوردار است همچنین استفاده از فولاد در سازه های بتنی باعث تقویت سازه و پشتیبان برای بارهای کششی سازه بتنی میباشد که به آن بتن مسلح هم گفته میشود . به همین دلیل از سازه های بتنی در ساخت پل ها و تونل ها و... استفاده میکنند . در واقع میلگرد برای مسلح کردن پی ساختمان و ستون سازه مورد استفاده قرار  میگیرد .بتن، مقاومت فشاری بسیار عالی و از مقاومت کششی ضعیفی برخوردار است . به همین دلیل است که در برابر زلزله پایدار  نیست.

تفاوت سازه های بتنی وفلزی در این است که سازه‌های بتنی را می‌توان از راه های متفاوت  با استفاده از انواع مختلف بتن ساخت. سه نوع متعارف عبارتند از؛ بتن سیمانی ساده، بتن مسلح و بتن پیش تنیده.

بتن سیمانی ساده از ترکیب سیمان، سنگدانه درشت (شن)، سنگدانه ریز (ماسه) و آب به نسبت از پیش تعیین‌شده بر پایه مورد نیاز به دست آورد . زمانی که سخت شدند، این مواد به یک توده همگن تبدیل می‌شوند. سازه‌های ساخته شده با بتن سیمانی ساده دارای مقاومت فشاری بالایی هستند. اما تقریباً هیچ مقاومت کششی ندارند. به همین دلیل  بتن سیمانی ساده بیشتر در جاده‌ها و بلوک‌های بتنی برای دیوارها استفاده می گردد. چون این سازه‌ها در برابر بارهای فشاری هستند.

بتن مسلح اساساً متشکل از بتن سیمانی ساده با میله‌های فولادی است. که استحکام کششی بیشتری را ایجاد می‌کند. این معمول ترین  نوع بتن مورد استفاده در ساخت و ساز است که علاوه بر ساختمان‌ها بلکه در سازه‌هایی مانند مخازن آب نیز کاربرد دارد.

بتن پیش تنیده با اعمال تنش فشاری قبل از اینکه در معرض هر باری به غیر از وزن خود باشد، از قبل بارگذاری می‌شود. فشرده سازی با کشش تاندون‌های فولادی با مقاومت بالا در داخل حجم بتن قبل از اعمال بارهای خارجی ایجاد می‌شود. این باعث بهبود عملکرد آن یک بار در سرویس می‌شود.

مزایای سازه بتنی

به دلیل استفاده از بتن میتوان در اشکال مختلف قالب گیری کرد

بهره مندی از پایداری در برابر حرارت بالا و آتش سوزی

مواد متشکل بتن از جمله سیمان و سنگدانه و آب در دسترس و ارزان  بوده

بتن اگر با آرماتور استفاده شود میتواند نیروهای خمشی و کششی را متحمل شود

یکی از عمده ترین تفاوت سازه های بتنی و فلزی در مقاومت فشاری بتن بالا است میتوان در سازه های بتنی و اجزای تحت بارهای فشاری استفاده کرد

با توجه به آب بندی بودن بتن میتوان در ساخت سازه های نگه دارنده آب مثل سدها استفاده کرد

هزینه اجرایی سازه های بتنی نسبت به سازه های دیگر کمتر است

معایب سازه های بتنی

در واکنش انقباض و انبساط و خشک شدن بتن ممکن است ترک بخورد

بتن در کشش ضعیف عمل میکند

بتن به دلیل وزن بالا در سازه های قابل لرزه مطلوب نیست به دلیل ،همین تفاوت سازه های بتنی و فلزی باید سازه بتنی را در ساختمان های کوچک مورد استفاده قرار داد

بارهای پایدار در سازه های بتنی خزش ایجاد میکند

ساخت بتن و بتن ریزی باید با دقت و مهارت بالا انجام شود

عوامل خارجی حین انجام بتن ریزی موجب ناهمگنی خواص بتن میشود

در صورت خرابی سازه عملیات ترمیم آن بسیار دشوار خواهد بود

داشتن نیاز سازه های بتنی به سقف کاذب

هنگام زلزله فشار بالایی به سازه بتنی وارد خواهد شد.

سازه های فلزی

در سازه های فلزی همانطور که از نامش پیداست از تیرآهن و پروفیل های فولادی، نبشی و تیرهای اصلی و فرعی و غیره استفاده میشود که معمولا به سازه های فولادی معرفی میشوند و این نوع سازه ها دارای وزن کمتری هستند به همین دلیل در ساخت سازه های بلند و برج ها بکار میروندکه میتوان گفت بارزترین تفاوت سازه های بتنی و فلزی گفته میشود .فلزات به طور وسیعی به دلیل ویژگی هایشان مورد استفاده قرار می گیرد: مقاومت، انعطاف پذیری، نقطه ذوب بالا، هدایت حرارتی و الکتریکی، و ... تمام عناصر فلزات، از اتم تشکیل شده است. استحکام فلزات بیانگر این است که این اتم ها با هم پیوندی قوی دارند. امروزه از آلیاژها و فولاد جهت ساخت و ساز بسیاری از بناهای زیبا استفاده می‌شود.

پروژه های سازه های فولادی با سرعت بیشتری انجام میشود که از مزایای این نوع سازه ها محسوب میشود.

در گذشته برای ساخت ستون های سازه های فولادی از چدن استفاده میکردند که سپس از آهن های چکش خوار استفاده شده و اکنون برای ساخت اسکلت های فلزی از فولاد استفاده میکنند .

مزایایسازه های فلزی

سازه های فلزی در مقایسه با سازه های بتنی بسیار سبک هستند و نسبت استحکام به وزن بالایی دارد

برای ساخت و ساز های انبوه از سازه های فلزی استفاده میشود زیرا ساخت آن آسان میباشد

سازه های فلزی نیاز به قالب بندی ندارند

سازه فلزی از فولادکه یک ماده انعطاف پذیر است متشکل شده و شکست ناگهانی ندارد

سازه فلزی در صورت استفاده از فولاد دارای کیفیت بالا در برابر زنگ زدگی قوام بالایی دارد

اتصالات تیر، ستون و باد بندها به طوری است که باعث عملکرد یکسان آن‌ ها می‌‌شود

بار مرده کمتری دارد، که موجب می‌شود قابلیت اجرا در دهانه‌های بلند و ساختمان‌‌های بلند مرتبه را داشته باشدهمین امر موجب تفاوت سازه های بتنی و فلزی میباشد.

در صورت افزایش طبقات، این امر با سهولت بیشتر انجام می‌شود

معایب سازه های فلزی

اجزای فولادی در سازه های فلزی دچار خوردگی میشوند و ملزم به روش های محافظتی مانند رنگ آمیزی هستند.همین امر یکی از تفاوت های سازه بتنی و فلزی میباشد

هزینه ابتدایی سازه فولادی بسیار بالا میباشد

برای ساخت سازه های فلزی به نیروی ماهر نیاز داریم

فولاد مقاومت پایینی در برابر حریق دارد و تغییر شکل می‌دهد

یکی دیگر از تفاوت سازه های بتنی و فلزی این است که در صورت نفوذ رطوبت، مقاطع دچار زنگ زدگی و پوسیدگی می‌شوند و عملکرد آن ‌ها به مرور زمان ضعیف می‌‌شود. به طور کلی اسکلت فلزی برای مناطق مرطوب مناسب نیست

سقف اسکلت فلزی معمولا به صورت عرشه فولادی، کرومیت و کامپوزیت است که دارای رویه بتنی هستند و به صورت یک طرفه یا دو طرفه اجرا می‌شوند.

جمع بندی

مزایا و معایب و تفاوت سازه های بتنی و فلزی نسبت به یکدیگر آنقدری میباشد که به ما کمک کند پاسخی درست و مناسب به این سوال مبنی بر اینکه کدام یک از سازه های فلزی یا سازه بتنی بهتر است ، دهد.

در هر صورت در این مقاله مهم‌ترین تفاوت سازه های بتنی و فلزی گفته شد. بدون درنگ یکی ازدلایلی که این دو سازه بر دیگری برتری داشته باشد به شرایط حاکم بر پروژه در زمینه فنی و غیرفنی بستگی داردو در شرایط کلی نمی‌توان یکی را به دیگری برتری وارجحیت داد.

نویسنده:  سیده حدیثه هاشمی، کارشناس دپارتمان مهندسی عمران و معماری گروه آموزشی پارس پژوهان

علم داده ریاضی و آمار، برنامه‌نویسی تخصصی، تجزیه و تحلیل پیشرفته، هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین را با تخصص موضوعی خاص ترکیب می‌کند تا بینش‌های پنهان در داده‌های سازمان را آشکار کند. از این بینش ها می توان برای هدایت، تصمیم گیری و برنامه ریزی استراتژیک استفاده کرد.

حجم فزاینده منابع داده و متعاقباً داده ها باعث شده است که علم داده یکی از سریع ترین زمینه های در حال رشد در هر صنعت باشد. در نتیجه، جای تعجب نیست که نقش دانشمند داده توسط هاروارد بیزینس ریویو به عنوان «جذاب ترین شغل قرن بیست و یکم» شناخته شد .سازمان ها برای تفسیر داده ها و ارائه توصیه های عملی برای بهبود نتایج کسب و کار به طور فزاینده ای به آنها متکی هستند.

علم داده همچنان به عنوان یکی از امیدوار کننده ترین و پر تقاضا ترین مسیرهای شغلی برای متخصصان ماهر در حال تکامل است. امروزه ، متخصصان داده های موفق درک می کنند که باید از مهارت های سنتی تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از داده ها ، داده های کاوی و مهارت های برنامه نویسی گذشته استفاده کنند. به منظور کشف اطلاعات مفید برای سازمان های خود ، دانشمندان داده باید بر طیف کاملی از چرخه زندگی علوم داده تسلط داشته باشند و از سطح انعطاف پذیری و درک برخوردار باشند تا به حداکثر رساندن بازده در هر مرحله از فرآیند باشد.

دیتا ساینتیست کیست

در یک دهه گذشته ، دانشمندان داده به دارایی های لازم تبدیل شده اند و تقریباً در همه سازمان ها حضور دارند. این متخصصان افراد کاملاً گرد و دارای مهارت های فنی سطح بالا هستند که قادر به ساختن الگوریتم های کمی پیچیده برای سازماندهی و سنتز مقادیر زیادی از اطلاعات مورد استفاده برای پاسخ به سؤالات و هدایت استراتژی در سازمان خود هستند. این همراه با تجربه ارتباطات و رهبری لازم برای ارائه نتایج ملموس به ذینفعان مختلف در یک سازمان یا تجارت است.

دانشمندان داده باید با دانش و مهارت های ارتباطی خاص صنعت ، کنجکاو و نتیجه گرا باشند که به آنها امکان می دهد نتایج بسیار فنی را برای همتایان غیر فنی خود توضیح دهند. آنها دارای پیشینه کمی قوی در آمار و جبر خطی و همچنین دانش برنامه نویسی با تمرکز در انبارداری داده ها ، معدن و مدل سازی برای ساخت و تجزیه و تحلیل الگوریتم ها هستند.

دانشمندان داده بررسی می کنند که سؤالات نیاز به پاسخگویی دارند و داده های مرتبط را از کجا پیدا می کنند. آنها دارای مهارت های شغلی و مهارت های تحلیلی و همچنین توانایی داده های معدن ، تمیز و ارائه هستند. مشاغل از دانشمندان داده برای منبع ، مدیریت و تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از داده های بدون ساختار استفاده می کنند. نتایج سپس سنتز و به ذینفعان اصلی برای هدایت تصمیم گیری استراتژیک در سازمان منتقل می شوند. پیشنهاد می کنیم مقاله " دیتا ساینتیست کیست؟" را نیز مطالعه کنید. 

مهارت های مورد در این حوزه شامل موارد زیر است:

مهارت های برنامه نویسی (SAS ، R ، Python) ، مهارت های آماری و ریاضی ، داستان پردازی و تجسم داده ها ، Hadoop ، SQL ، Learning Machine

تفاوت تحلیل گر داده و مهندس داده چیست

تحلیلگران داده فاصله بین دانشمندان داده و تحلیلگران کسب و کار را پر می کنند. سوالاتی که نیاز به پاسخ از سوی یک سازمان دارند به آنها ارائه می شود و سپس داده ها را سازماندهی و تجزیه و تحلیل می کنند تا نتایجی را بیابند که با استراتژی کسب و کار سطح بالا هماهنگ باشد. تحلیلگران داده مسئول ترجمه تحلیل تکنیکال به موارد اقدام کیفی و انتقال موثر یافته های خود به ذینفعان مختلف هستند.

مهارت های مورد در این حوزه شامل موارد زیر است:

 مهارت های برنامه نویسی (SAS، R، Python)، مهارت های آماری و ریاضی، جدال داده ها، تجسم داده ها

مهندس داده

مهندسان داده، مقادیر تصاعدی داده هایی را که به سرعت در حال تغییر هستند مدیریت می کنند. آنها بر توسعه، استقرار، مدیریت و بهینه سازی خطوط داده و زیرساخت برای تبدیل و انتقال داده ها به دانشمندان داده برای پرس و جو تمرکز می کنند.

مهارت های مورد در این حوزه شامل موارد زیر است:

زبان های برنامه نویسی (جاوا، اسکالا)، پایگاه های داده NoSQL (MongoDB، Cassandra DB)، چارچوب ها (Apache Hadoop)

مراحل یک پروژه علم داده

چرخه حیات علم داده شامل نقش‌ها، ابزارها و فرآیندهای مختلفی است که تحلیلگران را قادر می‌سازد تا بینش‌های عملی را به دست آورند. به طور معمول، یک پروژه علم داده مراحل زیر را طی می کند:

•        جذب داده: چرخه حیات با جمع‌آوری داده‌ها هم داده‌های ساختاریافته خام و هم داده‌های بدون ساختار از همه منابع مرتبط با استفاده از روش‌های مختلف آغاز می‌شود .

 این روش‌ها می‌توانند شامل ورود دستی، خراش دادن وب، و جریان داده‌های بی‌درنگ از سیستم‌ها و دستگاه‌ها باشند. منابع داده می‌تواند شامل داده‌های ساختاریافته، مانند داده‌های مشتری، همراه با داده‌های بدون ساختار مانند فایل‌های گزارش، ویدئو، صدا، تصاویر، اینترنت اشیا (IoT)، رسانه‌های اجتماعی و غیره باشد.

•        ذخیره سازی داده ها و پردازش داده ها: از آنجایی که داده ها می توانند فرمت ها و ساختارهای متفاوتی داشته باشند، شرکت ها باید سیستم های ذخیره سازی متفاوتی را بر اساس نوع داده هایی که باید جمع آوری شوند، در نظر بگیرند. تیم‌های مدیریت داده به تنظیم استانداردهایی در مورد ذخیره‌سازی و ساختار داده‌ها کمک می‌کنند، که جریان‌های کاری پیرامون تحلیل‌ها، یادگیری ماشین و مدل‌های یادگیری عمیق را تسهیل می‌کند. این مرحله شامل پاکسازی داده ها، کپی برداری، تبدیل و ترکیب داده ها با استفاده از کارهای ETL (استخراج، تبدیل، بارگذاری) یا سایر فناوری های یکپارچه سازی داده ها است. این آماده سازی داده برای ارتقای کیفیت داده ها قبل از بارگیری در انبار داده، دریاچه داده یا مخزن دیگر ضروری است.
•        تجزیه و تحلیل داده ها: در اینجا، دانشمندان داده تجزیه و تحلیل داده های اکتشافی را برای بررسی سوگیری ها، الگوها، محدوده ها و توزیع مقادیر در داده ها انجام می دهند. این اکتشاف تجزیه و تحلیل داده ها باعث ایجاد فرضیه برای آزمایش a/b می شود. همچنین به تحلیلگران اجازه می‌دهد تا ارتباط داده‌ها را برای استفاده در تلاش‌های مدل‌سازی برای تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده، یادگیری ماشین و/یا یادگیری عمیق تعیین کنند. بسته به دقت مدل، سازمان‌ها می‌توانند برای تصمیم‌گیری تجاری به این بینش‌ها متکی باشند و به آنها امکان مقیاس‌پذیری بیشتری را بدهد.
•        ارتباط: در نهایت، بینش‌ها به‌عنوان گزارش‌ها و سایر تجسم‌های داده ارائه می‌شوند که درک بینش و تأثیر آنها بر تجارت را برای تحلیلگران تجاری و سایر تصمیم‌گیرندگان آسان‌تر می‌کنند. یک زبان برنامه نویسی علم داده مانند R یا Python شامل اجزایی برای تولید تجسم است. به طور متناوب، دانشمندان داده می توانند از ابزارهای تجسم اختصاصی استفاده کنند.

علم داده در مقابل دانشمند داده

علم داده به عنوان یک رشته در نظر گرفته می شود، در حالی که دانشمندان داده در آن زمینه شاغل هستند. دانشمندان داده لزوماً مسئول مستقیم همه فرآیندهای درگیر در چرخه حیات علم داده نیستند. به عنوان مثال، خطوط لوله داده معمولاً توسط مهندسان داده اداره می شود - اما دانشمند داده ممکن است توصیه هایی در مورد نوع داده مفید یا مورد نیاز ارائه دهد. در حالی که دانشمندان داده می‌توانند مدل‌های یادگیری ماشین بسازند، مقیاس این تلاش‌ها در سطحی بزرگ‌تر به مهارت‌های مهندسی نرم‌افزار بیشتری برای بهینه‌سازی یک برنامه برای اجرای سریع‌تر نیاز دارد. در نتیجه، برای یک دانشمند داده معمول است که با مهندسان یادگیری ماشین برای مقیاس‌بندی مدل‌های یادگیری ماشین شریک شود. مسئولیت‌های دانشمند داده معمولاً می‌تواند با یک تحلیلگر داده همپوشانی داشته باشد، به ویژه با تجزیه و تحلیل داده‌های اکتشافی و تجسم داده‌ها. با این حال، مجموعه مهارت های یک دانشمند داده معمولاً گسترده تر از میانگین تحلیلگر داده است. در مقایسه، دانشمندان داده از زبان های برنامه نویسی رایج مانند R و Python برای استنتاج آماری و تجسم داده ها استفاده می کنند. برای انجام این وظایف، دانشمندان داده به علوم کامپیوتر و مهارت های علمی خالص فراتر از یک تحلیلگر تجاری معمولی یا تحلیلگر داده نیاز دارند. دانشمند داده همچنین باید ویژگی‌های کسب‌وکار، مانند ساخت خودرو، تجارت الکترونیک یا مراقبت‌های بهداشتی را درک کند.

 به طور خلاصه، یک دانشمند داده باید بتواند: اطلاعات کافی در مورد کسب و کار داشته باشید تا بتوانید سوالات مربوطه را بپرسید و نقاط دردسر کسب و کار را شناسایی کنید. استفاده از آمار و علوم کامپیوتر، همراه با هوش تجاری، در تجزیه و تحلیل داده ها. از طیف گسترده ای از ابزارها و تکنیک ها برای تهیه و استخراج داده ها استفاده کنید - همه چیز از پایگاه داده و SQL گرفته تا داده کاوی و روش های یکپارچه سازی داده ها. استخراج بینش از داده های بزرگ با استفاده از تجزیه و تحلیل پیش بینی و هوش مصنوعی (AI)، از جمله مدل های یادگیری ماشین، پردازش زبان طبیعی و یادگیری عمیق. برنامه هایی بنویسید که پردازش و محاسبات داده ها را خودکار می کند. داستان هایی را بیان کنید و به تصویر بکشید که به وضوح معنای نتایج را به تصمیم گیرندگان و ذینفعان در هر سطحی از درک فنی منتقل می کند. توضیح دهید که چگونه می توان از نتایج برای حل مشکلات تجاری استفاده کرد. با سایر اعضای تیم علم داده، مانند تحلیلگران داده و کسب و کار، معماران فناوری اطلاعات، مهندسان داده، و توسعه دهندگان برنامه همکاری کنید. این مهارت‌ها تقاضای زیادی دارند و در نتیجه، بسیاری از افرادی که وارد حرفه علم داده می‌شوند، انواع برنامه‌های علم داده مانند برنامه‌های صدور گواهینامه، دوره‌های علوم داده و برنامه‌های درجه ارائه شده توسط موسسات آموزشی را بررسی می‌کنند.

علم داده در مقابل هوش تجاری

ممکن است به راحتی بتوان اصطلاحات "علم داده" و "هوش تجاری" (BI) را اشتباه گرفت زیرا هر دو به داده های سازمان و تجزیه و تحلیل آن داده ها مربوط می شوند، اما در تمرکز متفاوت هستند.

هوش تجاری (BI) معمولاً یک اصطلاح چتر برای فناوری است که آماده سازی داده ها، داده کاوی، مدیریت داده ها و تجسم داده ها را امکان پذیر می کند. ابزارها و فرآیندهای هوش تجاری به کاربران نهایی این امکان را می‌دهند که اطلاعات عملی را از داده‌های خام شناسایی کنند و تصمیم‌گیری مبتنی بر داده را در سازمان‌ها در صنایع مختلف تسهیل کنند. در حالی که ابزارهای علم داده در بسیاری از این موارد با هم همپوشانی دارند، هوش تجاری بیشتر بر داده‌های گذشته تمرکز می‌کند و بینش‌های ابزارهای BI ماهیت توصیفی‌تری دارند. از داده‌ها برای درک آنچه قبلاً رخ داده است استفاده می‌کند تا یک دوره اقدام را اطلاع دهد. BI به سمت داده های ایستا (غیر تغییرناپذیر) که معمولاً ساختاری هستند هدایت می شود. در حالی که علم داده از داده های توصیفی استفاده می کند، معمولاً از آن برای تعیین متغیرهای پیش بینی کننده استفاده می کند، که سپس برای دسته بندی داده ها یا پیش بینی ها استفاده می شود.

علم داده و BI متقابلاً منحصر به فرد نیستند - سازمان‌های هوشمند از هر دو برای درک کامل و استخراج ارزش از داده‌های خود استفاده می‌کنند.

ابزارهای علم داده

دانشمندان داده برای انجام تجزیه و تحلیل داده های اکتشافی و رگرسیون آماری به زبان های برنامه نویسی محبوب متکی هستند. این ابزارهای منبع باز از مدل سازی آماری از پیش ساخته شده، یادگیری ماشین و قابلیت های گرافیکی پشتیبانی می کنند. این زبان ها شامل موارد زیر هستند

R Studio: یک زبان برنامه نویسی متن باز و محیطی برای توسعه محاسبات آماری و گرافیک.

پایتون: یک زبان برنامه نویسی پویا و انعطاف پذیر است. پایتون شامل کتابخانه های متعددی مانند NumPy، Pandas، Matplotlib برای تجزیه و تحلیل سریع داده ها است.

برای تسهیل اشتراک‌گذاری کد و سایر اطلاعات، دانشمندان داده ممکن است از نوت‌بوک‌های GitHub و Jupyter استفاده کنند.

برخی از دانشمندان داده ممکن است یک رابط کاربری را ترجیح دهند و دو ابزار رایج سازمانی برای تجزیه و تحلیل آماری عبارتند از:

SAS: یک مجموعه ابزار جامع، شامل تجسم ها و داشبوردهای تعاملی، برای تجزیه و تحلیل، گزارش، داده کاوی و مدل سازی پیش بینی.

IBM SPSS: تجزیه و تحلیل آماری پیشرفته، کتابخانه بزرگی از الگوریتم های یادگیری ماشین، تجزیه و تحلیل متن، توسعه پذیری منبع باز، ادغام با داده های بزرگ و استقرار یکپارچه در برنامه ها را ارائه می دهد.

دانشمندان داده همچنین در استفاده از پلتفرم های پردازش داده های بزرگ مانند Apache Spark، چارچوب منبع باز Apache Hadoop و پایگاه های داده NoSQL مهارت کسب می کنند. آنها همچنین با طیف گسترده ای از ابزارهای تجسم داده ها، از جمله ابزارهای گرافیکی ساده همراه با برنامه های کاربردی ارائه تجاری و صفحه گسترده (مانند مایکروسافت اکسل)، ابزارهای تجسم تجاری ساخته شده برای هدف مانند Tableau و IBM Cognos، و ابزارهای منبع باز مانند D3 مهارت دارند. .js (یک کتابخانه جاوا اسکریپت برای ایجاد تجسم داده های تعاملی) و نمودارهای RAW. برای ساخت مدل‌های یادگیری ماشین، دانشمندان داده اغلب به چندین چارچوب مانند PyTorch، TensorFlow، MXNet و Spark MLib روی می‌آورند.

مزیت علم داده

مزیت اصلی علم داده، توانمندسازی و تسهیل تصمیم‌گیری است. سازمان‌هایی که بر علم داده سرمایه‌گذاری می‌کنند، می‌توانند از شواهد قابل سنجش و مبتنی بر داده برای تصمیم‌سازی در کسب‌و‌کار خود استفاده کنند. تصمیم‌های داده‌محور می‌تواند منجر به افزایش سود و بهبود بهره‌وری عملیاتی، کارایی کسب‌و‌کار و جریان‌های کاری بشود. در سازمان‌هایی که با ارباب رجوع سر و کار دارند، علم داده به شناسایی و جلب مخاطبان هدف کمک می‌کند. این دانش همچنین می‌تواند به سازمان‌ها در استخدام نیروهایشان کمک کند. علم داده با پردازش داخلی کاربردها و آزمون‌های احراز صلاحیت داده‌محور، می‌تواند به واحد منابع انسانی سازمان‌ها در انجام انتخاب‌های صحیح‌تر و سریع‌تر در طول فرآیند استخدام کمک کند.

و به طور کلی شاید بتوان از مزیت های علم داده به موارد زیر اشاره کرد:

•        بهینه سازی هزینه ها و منابع
•        دقت
•        تمایز از رقیبان

جمع بندی

با توجه به افزایش حجم داده ها در عصر حاضر و اهمیت بالای استفاده بهینه و پردازش این داده ها،در این مقاله به شرح کامل این عنوان پرداختیم و تفاوت های آن را با عناوین مشابه مطرح کردیم علم داده یکی از عناوین به شدت داغ در کسب و کارها و شاید بتوان گفت در تمام زندگی ما شده است. و تخصص در آن میتواند آینده بسیار خوبی را برای فرد متخصص هم از نظر علمی هم مالی هم شغلی رقم بزند.

نویسنده: نگین بشیری، کارشناس دپارتمان مهندسی برق و کامپیوتر گروه آموزشی پارس پژوهان

مهندسی هوافضا (Aerospace Engineering)، یکی از رشته‌های شاخه فنی مهندسی است که به دلیل ایجاد تکنولوژی‌های جدید و رشد سریعی که در ارائه پدیده‌های نو دارد، در سراسر جهان بعنوان یکی از علوم با سطح فناوری بالا (HighTech) محسوب می‌شود. برای تصور بهتر از سرعت پیشرفت این علم کافیست تلاش‌های برادران رایت برای اولین پرواز را با لمس خورشید توسط کاوشگر پارکر در بازه زمانی کمتر از 150 سال در نظر بگیرید. این رشته در یک تعریف ساده به بررسی، طراحی و ساخت وسایل پرنده هوایی و فضایی، از هواپیما، هلی کوپتر، موشک، پهپاد گرفته تا بالن، فضاپیما، ماهواره، ایستگاه فضایی و .... می‌پردازد. مهندسی هوافضا از 5 گرایش اصلی آیرودینامیک، سازه‌های هوایی، جلوبرندگی، دینامیک پرواز و کنترل و مهندسی فضایی، تشکیل شده است.

آیرودینامیک

گرایش آیرودینامیک، تقریبا معروف‌ترین شاخه مهندسی هوافضا، حتی برای افراد خارج از این رشته است. عبارت آیرودینامیک از نظر لغوی از دو بخش آیرو (aero) به معنی هوا و دینامیک (dynamic) به معنی حرکت تشکیل شده است. بنابراین آیرودینامیک به معنی علم مطالعه "حرکت هوا" است. از نظر مفهومی و تقسیم بندی‌های علوم، آیرودینامیک، یکی از زیر مجموعه‌های علم دینامیک سیالات (مکانیک سیالات) است. به عبارت دقیق تر، دینامیک سیالات به دو بخش اصلی دینامیک گاز و مایعات تقسیم می‌شود و در مرحله‌ای جزیی‌تر دینامیک گاز شامل چند شاخه می شود که آیرودینامیک یکی از آن‌هاست و  به طور خاص به مطالعه حرکت هوا می‌پردازد. در واقع در این علم رفتار جریان هوا و تاثیری که بر حرکت اجسام پرنده می‌گذارد، بررسی می‌شود.

دروسی که در این گرایش از مهندسی هوافضا بعنوان دروس تخصصی اصلی باید گذرانده شوند، آيروديناميك مافوق صوت،آيروديناميك مادون صوت، جريان لزج پيشرفته، توربولانس، ديناميك سيالات عددی 1 و 2، آيرو ديناميك ناپايا، هستند. پس از آن، معمولا به فراخور دانشگاه دروسی مانند آيروديناميك ماوراء صوت، آيروديناميك بالگرد، مكانيك سيالات عددي در جريان‌هاي تراكم پذير، مكانيك سيالات عددي در جريان‌هاي تراكم ناپذير، جريان‌هاي چندفازي، تئوري اغتشاشات،اكوستيك، تئوري لايه مرزي، توربولانس، سوخت و احتراق پيشرفته، آيروالاستيسيته، آيروديناميك موشك و...... به عنوان دروس انتخابی ارائه می‌شوند.

یکی از روش‌های بررسی مسائل آیرودینامیکی استفاده از تونل باد بعنوان تست آزمایشگاهی است که البته برای همه مسائل و شرایط امکان پذیر نیست و همچنین برای موارد امکان پذیر هم، هر مرحله از تست هزینه مالی بسیار زیادی را تحمیل می‌کند. اما در مقابل نرم افزارهای کامپیوتری با کمترین زمان و هزینه انواع متفاوتی از مسائل را شبیه سازی می‌کنند.

از معروف ترین و پرکاربردترین نرم افزارها این گرایش از مهندسی هوافضا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: 

• انسیس فلوئنت (Ansys Fluent)
• سی اف ایکس Ansys CFX،
•  کامسول (COMSOL)،
• استار سی سی ام (STAR CCM+)،
• اوپن فوم (OpenFOAM)
• و ....

سازه های هوایی

این گرایش همان طور که از اسمش پیداست به طراحی و تحلیل سازه‌ها در وسایل هوایی می‌پردازد. گرایش سازه های هوایی را می‌توان معادل گرایش جامدات در رشته مهندسی مکانیک در نظر گرفت. دردانشکده‌های مهندسی هوافضا، شروع مطالعات در این شاخه با دروس مقاومت مصالح، تحلیل سازه‌های هوایی، طراحی سازه های‌هایی و ... در دوره کارشناسی آغاز می‌شود. سپس در دوره‌ی کارشناسی ارشد دروس ديناميك سازه، تحليل پيشرفته سازه‌هاي هوافضايی، روش اجزاءمحدود، مكانيك مواد مركب، طراحي پيشرفته سازه‌هاي هوافضايي، آيروالاستيسيته، مكانيك محيط‌هاي پيوسته بعنوان دروس تخصصی اصلی گذرانده می‌شوند. البته واحدهایی مانند خستگي- شكست- خزش، طراحي پيشرفته وسايل نقليه هوافضايي، پايداري سازه‌هاي هوايي، ارتعاشات اتفاقي، ارتعاشات پيشرفته و ... در لیست دروس انتخابی ارائه می‌شوند.

به طور کلی هدف گرایش سازه در مهندسی هوافضا طراحی بخش‌های مختلف از سازه‌های هوافضایی و تحلیل آن‌ها در شرایط متفاوت پروازی و در برابر پدیده های شکست، خستگی، ارتعاشات، کمانش، انفجار و ... است که شامل طراحی بال، بدنه، سکان های عمودی و افقی در دم، ارابه های فرود و .... می شود که هر یک دارای جزییات و چالش های متعددی است.

نرم افزارهای مورد نیاز این زمینه از مهندسی هوافضا شامل موارد زیر هستند: 

 ابزارهایی برای مدلسازی:

• اتوکد (AutoCAD)
• سالیدورک (SolidWorks)
• کتیا (CATIA)
• زیمنس ان ایکس (Siemens NX)
• اینونتور (Autodesk Inventor)

تحلیل سازه ها:

• آباکوس (Abaqus)،
• انسیس ورکبنج یا مکانیکال (Ansys Workbench)،
• ال اس داینا (LS-DYNA)،
• ادمز (MSC Adams)،
• تخمین عمر خستگی MSC Fatigue 

جلوبرندگی (پیشرانش)

گرایش پیشرانش مانند آیرودینامیک، مبنای سیالاتی دارد و می‌توان اصول اولیه مشترکی دارند. هدف اصلی این شاخه از مهندسی هوافضا بررسی بخش‌های تولید کننده تراست (Thrust) یا نیروی پیشران است. بنابراین به مطالعه انواع سیستم‌های جلوبرنده اعم از موتورهای پیستونی، توربینی، راکت‌ها و نحوه تولید نیروی رانش در آن‌ها می‌پردازد. هر موتور هواپیما دارای بخش های مهم و متفاوتی مثل توربین، کمپرسور، محفظه احتراق، نازل، دریچه ورودی و .... است که بررسی و آنالیز هر کدام، چالش و پیچیدگی‌های خاصی را به دنبال دارد.

اصلی ترین درس‌های تخصصی این گرایش شامل جلوبرنده پيشرفته، طراحي آيروديناميكي توربوماشين‌ها، سوخت واحتراق پيشرفته، آيروترموديناميك موتورهاي موشك، روش‌هاي عددي درتوربوماشين ها، ديناميك سيالات عددی، جريان لزج پيشرفته و ديناميك گازها می‌شود. پس از آن در قالب دروس انتخابی معمولا واحدهای آيروديناميك مافوق صوت، سوخت واحتراق پيشرفت،صداي موتور، موتورهاي احتراق داخلی پيشرفته، آيروديناميك ورودي، محاسبات عددي پيشرفته، شبيه سازي توربولانس ديناميك گازها، انتقال حرارت جابجايي، انتقال حرارت تشعشع، انتقال حرارت هدايت، ناپايداري احتراق، ارائه می‌شوند.

از نرم افزارهای مناسب و مرتبط با این زمینه از مهندسی هوافضا می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• گس‌ترب (GasTurb)،
• کانسپت انرک (Concept Nrec)،
• بلیدجن و توبوگرید (BladeGen & TurboGrid) 
• انسیس فلوئنت (Ansys Fluent) 

دینامیک پرواز و کنترل

همانطور که می‌دانیم، دینامیک علم تعیین وضعیت اجسام و حرکت آن‌هاست. ویژگی این دانش در مهندسی هوافضا این است دینامیک پرواز به تعیین وضعیت وسایل هوافضایی که اصطلاحا پرنده نامیده می‌شوند، می‌پردازد. اینکه پیکربندی هواپیما، جایگذاری اجزای مختلف آن، توزیع وزن و .... چگونه باشد که پایداری آن در همه شرایط پروازی، تامین شود، هدف اصلی دینامیک پرواز است. از طرفی بنا بر دلایل مختلف ممکن است پایداری هواپیما، هلی کوپتر، پهپاد یا هر نوع پرنده دیگر، برای لحظاتی از حالت مطلوب خارج شود. اقداماتی که در جهت برگرداندن وضعیت نامطلوب به شرایط پایدار، انجام می‌شود تحت عنوان اقدامات کنترلی شناخته می‌شود و به کمک علم کنترل محقق می‌شود.

ديناميك پروازپيشرفته، هدايت وناوبري، تئوري كنترل بهينه، كنترل پيشرفته، محاسبات عددي پيشرفته، طراحي هواپيماپيشرفته، مدل‌سازي سيستم ها يديناميكي در هوافضا، از درس‌های بخش تخصصی اصلی این گرایش از مهندسی هوافضا است و دروس شبيه سازي پروازي، هدايت و ناوبري، كنترل تطبيقي، كنترل چند متغيره، ديناميك پرواز موشك، تئوري ابزارآلات دقيق هواپيما و فضاپيما، مديريت تكنولوژي هوافضا، ديناميك پرواز و كنترل فضاپيماها، سيستم‌هاي كنترل مقاوم، كنترل فازي، شبكه‌هاي عصبي، كنترل غيرخطي، ديناميك پرواز بالگردها، شناسائي سيستم و تخمين پارامترهاي پرواز، مباني آزمايش‌هاي پروازي، فيلترهاي تطبيقي، طراحي بهينه چند موضوعي، طراحي ساختاري موشك، طراحي سيستم‌هاي كنترلي، تحليل سيستم‌هاي غيرخطي، كنترل ديجيتالي، روش هاي بهينه سازي، فرآيندهاي تصادفي هدايت وسايل پرنده جز واحدهای انتخابی هستند.

از نرم افزارهای مرتبط با این گرایش از مهندسی هوافضا می‌توان به موراد زیر اشاره کرد:

• زبان برنامه نویسی C++،
• پایتون (Python)،
• فرترن (Fortran)
• متلب (MATLAB)
• سیمولینک (Simulink)

مهندسی فضایی

مهندسی فضایی جدیدترین گرایش از مهندسی هوافضا است و بر علوم فضایی تمرکز دارد. برای مجزا کردن مرز هوا و فضا که طبیعتا به تقسیم بندی فعالیت های مربوط به آن دو هم منجر می‌شود، تعاریف متعددی در طول زمان و در سطوح بین المللی بیان شده است. طبق یکی از تعاریف ارتفاع 100 کیلومتری از سطح دریا، مرز بین قلمرو هوایی و فضای ماورای جو محسوب می‌شود.

مهندسی فضایی در کلی ترین تعریف به مطالعه موضوعات مرتبط با ماهواره و ماهواره بر (حامل) می‌پردازد. هر ماهواره به عنوان یک سیستم در مهندسی هوافضا، دارای زیر سیستم‌هایی مثل سازه، توان، پیشرانش، تعيين و كنترل وضعيت، کنترل دما، مخابرات و ... است که طراحی، تحلیل، ساخت و تست هر یک نیازمند تخصص و دانش مخصوص به خود می‌باشد. مهندسان نیز معمولا در یکی از این حوزه ها فعالیت دارند البته ارتباط شدید بین زیر سیستم‌ها نیازمند همکاری و ارتباط نزدیک بین افراد است.

دروس تخصصی اصلی در این گرایش؛ مكانيك مدارپيشرفته، روش‌هاي بهينه سازي، طراحي سيستمي ماهواره، مدل‌سازي سيستم‌هاي ديناميكي درهوافضا، طراحي سيستمي ماهواره بر، ديناميك پروازوكنترل فضاپيما، ديناميك وكنترل پروازماهواره بر است و همانند سایر گرایش‌های مهندسی هوافضا، واحدهایی مانند ( بالستيك خارجي، طراحي ابزارها و سيستم‌هاي ژيروسكوپي، مواد سازه‌هاي فضايي، پيشرانه‌هاي فضايي، كاربرد اطلاعات دورسنجي، هدايت وكنترل فضاپيما، ارتعاشات سازه‌هاي فضايي، سيستم‌هاي پشتيبان حيات درفضا، كنترل حرارتي ماهواه، مديريت تكنولوژي هوافضا، محيط عملكردي فضاپيما، مباني طراحي سيستمي، مهندسي سيستم‌هاي فضايي، شناسايي مدار و وضعيت، طراحي ماموريت‌هاي فضايي، شبيه سازي پرواز، سيستم‌هاي مخابرات فضايي وايستگاه‌هاي زميني، تكنولوژي ساخت صنايع فضايي، قابليت اطمينان و تست درصنايع فضايي، زيست‌شناسي فضايی، آيروديناميك سامانه‌هاي فضايي، شبيه سازي سامانه هاي فضايی، اصول بارگذاري وطراحي سازه حامل هاي فضايي، طراحي سيستمي بلوك انتقال مداري، طراحي سازه هاي فضايي، طراحي آزمايش هاي سيستم هاي فضايي، هدايت و ناوبري فضایي، اصول كيهان شناسي مشاهداتي، اصول سنجش از راه دور، ديناميك مدارپيشرفته، طراحي و تحليل ماموريت بين سياره اي، طراحي بهينه چندموضوعي فضاپيماها) بعنوان دروس انتخابی قابل اخذ توسط دانشجویان هستند.

از نرم افزارهای کاربردی این گرایش می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نرم افزار (STK (Systems Tool kit STK
• نرم افزار سی پلاس پلاس
• نرم افزار متلب(MATLAB)

البته به دلیل اشتراکاتی که هر بخش از مهندسی فضایی با سایر حوزه‌های مهندسی هوافضا دارد، برخی از این واحدها مشترک با گرایش‌های سازه، دینامیک پرواز و کنترل و پیشرانش است. ديناميك گازپيشرفته، طراحي موتورموشك‌هاي سوخت جامد، طراحي موتورموشك‌هاي سوخت مايع، محاسبات عددي پيشرفته، كنترل غيرخطي، مباني قابليت اطمينان، كنترل پیشرفته، كنترل بهينه، هدايت وناوبري، ديناميك پروازموشک، كنترل ديجيتال، كنترل تطبيقي، كنترل چندمتغيره، كنترل فازي، شبكه‌هاي عصبي، طراحي سيستم‌هاي كنترلي، الگوريتم‌هاي مدرن دربهينه سازي، ديناميك آشوب، روش‌هاي تكاملي دربهينه سازي، مدل‌سازي سيستم‌هاي ديناميكي، سيستم‌هاي غيرخطي، كنترل پيشبين، كنترل مقاوم، از جمله این دروس هستند.

در این مقاله به بررسی انواع گرایش مهندسی هوافضا پرداختیم. چنانچه علاقمند به آشنایی با شرایط بازارکار هرکدام از این گرایش ها هستید، پیشنهاد می کنیم مقاله "مهندسی هوافضا چیست؟ (گرایش ها، بازار کار و درآمد)" را نیز مطالعه کنید. 

جمع بندی

همانطور که گفته شد مهندسی فضایی به دلیل مفاهیم مشترک با سایر گرایش‌ها، از نرم افزارهای مشابهی نیز بهره می‌برد. به طور مثال برای مباحث هدایت و کنترل ماهواره‌ها، مانند مهندسان گرایش کنترل از MATLAB یا برای تحلیل سوخت و احتراق حامل‌ها از Fluent و .... استفاده می‌کنند. یکی از ابزارهای خاص این شاخه از مهندسی هوافضا، نرم افزار اس تی کی (STK) است که از طراحی ماموریت و مدار تا جزییات دریافتی‌های آنتن های ماهواره‌ها را می‌توان در آن شبیه سازی و تحلیل کرد.

نویسنده: ستاره دهقان، کارشناس دپارتمان مهندسی هوافضا گروه آموزشی پارس پژوهان

آموزش حضوری یا آموزش آنلاین در هر صورت از روش‌هایی هستند که ما برای یادگیری و افزایش علم و دانش به آن‌ها روی می‌آوریم؛ درست است که در سال‌های اخیر به دلیل بیماری کرونا خیلی از ما ترجیح می‌دهیم آموزش آنلاین را انتخاب کنیم، اما با این حال هرکدام از این روش‌ها مزایا و معایب خودشان را دارند و مطلقا نمی‌توانیم بگوییم که کدام خوب است و کدام بد! کدام یک از این دو روش بهتر است؟ آیایادگیری آنلاین به اندازه یادگیری حضوری موثر است؟ در این  مقاله، به مقایسه آموزش آنلاین و حضوری می‌پردازیم و تفاوت‌های کلیدی بین این دو روش یادگیری را بررسی می‌کنیم تا دریابیم کدام یک ممکن است روش موثرتری برای سازمان‌ها و افراد باشد؟اگر می‌خواهید در این مورد اطلاعات داشته باشید، با ما همراه باشید.

آموزش آنلاین چیست؟

قبل از اینکه به مقایسه آموزش آنلاین و حضوری بپردازیم؛ بهتر است هرکدام را به صورت کامل توضیح دهیم و مزایا و معایب این دو روش آموزشی را بررسی کنیم. در چند سال اخیر، یادگیری آنلاین هرگز به این اندازه محبوب نبوده است. با استفاده از ابزارهای یادگیری منعطف که اطلاعات را در دسترس فرد قرار می‌دهد، یادگیری آنلاین به گزینه کلاس درس و روش آموزش کارکنان تبدیل شده است؛ اما آیا یادگیری آنلاین می‌تواند به اندازه یادگیری حضوری موثر و کارآمد باشد؟

هر نوع یادگیری که در اینترنت اتفاق می‌افتد را می‌توان یادگیری آنلاین در نظر گرفت که به‌عنوان آموزش الکترونیکی نیز شناخته می‌شود. امروزه، یادگیری مجازی اغلب به موارد آموزشی اشاره دارد که به افراد اجازه می‌دهد تا از هر کجا و در هر زمان با فیلم آموزشی مطالبرا یاد بگیرند.

برای اطلاع از چگونگی استفاده از فیلم‌های آموزشی پارس پژوهان وارد شو.

یک دوره آموزشی آنلاین،باعث تقویت مهارت‌های فرد می‌شود و می‌تواند به هر چیزی از سمینار آموزش کارمندان دیجیتالی مانند دوره آموزشی LinkedIn گرفته تا یک برنامه کامل و مجازی مدرک کالج اشاره کند.

مزایای آموزش آنلاین

آموزش آنلاین مزایای زیادی را برای متخصصان یادگیری و توسعه، برای کاربر نهایی و برای سازمان‌ها ارائه می‌دهد. این مزایا عبارتند از:

•       این نوع روش آموزش مقرون‌به‌صرفه‌تر است؛ یادگیری آنلاین نیازی به آموزش حضوری ندارد، به این معنی که در هزینه‌های رفت‌و‌آمد و همچنین هزینه‌های مربوطه صرفه‌جویی می‌کنید.
•       شما در خریدهای مربوط به آموزش هم صرفه‌جویی خواهید کرد، به این معنی که دیگر نیازی به خرید مواردآموزشی فیزیکی مانند کتاب، کتاب تست، فیلم و غیره ندارید.
•       مقیاس‌بندی این روش آسان‌تر است. دیگر نیازی نیست به این فکر کنید که چند نفر می‌توانید در یک اتاق جا دهید.
•       نیازی به مکان فیزیکی نیست؛آموزش آنلاین را می‌توان در هر جایی که اتصال اینترنتی در دسترس باشد، انجام داد.
•       این روش آموزش سازگارتر است؛ چرا که یادگیری آنلاین کمتر به مربیان تکیه می‌کند، به این معنی که مطالب درسی کمتر به فردی که آن را آموزش می‌دهد، وابسته است. این موضوع اجازه می‌دهد تا تجربه یادگیری کمتر تحت تاثیر سوگیری‌ها یا نظرات قرار گیرد.
•       آموزش آنلاین تعاملی‌تر است. با یادگیری آنلاین، مربیان می‌توانند رویکرد یادگیری چندوجهی را با فیلم‌ها، متن، ارزیابی‌ها و موارد دیگر اتخاذ کنند.
•       ما در دنیایی زندگی می‌کنیم که دانش به طور مداوم در حال تکامل است. وقتی نوبت به ایجاد محتوای آموزشی می‌رسد، به‌روز نگه داشتن آن مهم است تا یادگیرندگان همیشه به اطلاعات دقیق دسترسی داشته باشند. خوشبختانه، یادگیری آنلاین این فرآیند را بسیار ساده‌تر می‌کند. به‌عنوان‌مثال، می‌توانید محتوای خود را در یک سیستم مدیریتیادگیری ذخیره کنید، جایی که می‌توانید در هر زمان تغییراتی ایجاد کنیدیا محتوای جدید را آپلود کنید.
•       آموزش حضوری به منابع زیادی نیاز دارد، از در دسترس بودن اتاق گرفته تا ابزارهای آموزشی و بسیاری از موارد دیگر. انتخاب آموزش الکترونیکی باعث صرفه‌جویی در وقت و هزینه سازمان می‌شود.

آموزش حضوری چیست؟

آموزش حضوری به روش سنتی یادگیری مبتنی بر حضور در کلاس اطلاق می‌شود. این سبک یادگیری شامل جلسات حضوری است که توسط معلم یا یک مربی هدایت می‌شود. سرعت یادگیری توسط مربی تعیین می‌شود و افراد در این محیط، در اصل یادگیرندگان منفعل هستند. یادگیری حضوری به دلیل مزایای تعامل زنده بین مربی و گروه یادگیرندگانیا دانش‌آموزان، یک روش موثرتر در نظر گرفته می‌شود. فراگیران از طریق شرکت در کلاس‌ها یا جلسات آموزشی خاص، تعامل با دانش‌آموزان و تعامل در زمان واقعی با مربی، می‌توانند پیشرفت‌های چشمگیری داشته باشند.

مزایای آموزش حضوری

یادگیری حضوری مزایایی را ارائه می‌دهد که آموزش آنلاین فاقد این مزایا است. این مزایا عبارتند از:

•       تقویت جنبه اجتماعی: یادگیری با همسالان خود، در یک اتاق، برخلاف یادگیری آنلاین، حس یادگیری فیزیکی را تقویت می‌کند. کل گروه در حال یادگیری با هم، در همان زمان، در یک مکان هستند.
•       تقویت یادگیری فردی: یادگیری حضوری، به مربیان اجازه می‌دهد تا روابط خوبی را با افراد ایجاد کنند که نمی‌توانند به صورت آنلاین این رابطه را داشته باشند.
•       بحث و همکاری: عضویت در یک گروه حضوری تفاوت‌های ظریفی را ایجاد می‌کند که انجمن‌های آنلاین نمی‌توانند این پارامتر را داشته باشند.

 در این مقاله با تفاوت های آموزش آنلاین و حضوری بیشتر آشنا شو.

منظور از آموزش ترکیبی چیست؟

یادگیری ترکیبی مفهوم اجرای هر دو یادگیری حضوری و یادگیری آنلاین با هم است که به یادگیرندگان اجازه می‌دهد از هر دو روش یادگیری بهره‌مند شوند. این سبک یادگیری در محیط‌های شرکتی بیشتر رایج است. خیلی از افراد بعد از یادگیری حضوری یا حتی یادگیری آنلاین به دنبال مدرک گرایی هستند و این ذهنیت را دارند که فقط با داشتن مدرک دانشگاهی می‌توانند در جامعه شغل موردنظر خودشان را پیدا کنند.

باید این را بگوییم که فقط داشتن مدرک لازمه داشتن یک شغل خوب در جامعه نیست و بعد از گذراندن دوره‌های آموزشی فرد باید مهارت و توانایی‌های موردنظر در آن شغل را بدست آورده باشد تا بتواند در کمترین زمان ممکن در شغل مربوط به مدرک خود حضور پیدا کنند.

مقایسه آموزش آنلاین و حضوری؛ هر کدام چه تفاوتی با هم دارند؟

هر دو نوع یادگیری بسته به هدف طرح درس می‌تواند مفید باشد. در اینجا چند مورد از مهم‌ترین تفاوت‌های بین یادگیری آنلاین و یادگیری حضوری آورده شده است.

• محیط یادگیری

یکی از موارد مهم در مقایسه آموزش آنلاین و حضوری، محیط یادگیری است. در یک آموزش حضوری، کلاس‌ها بر اساس یک برنامه زمان‌بندی ثابت برنامه‌ریزی و ساختار می‌شوند. بنابراین این سیستم یادگیری منظم‌تر است. یادگیری حضوری باعث می‌شود که همه افراد در یک کلاس حضور داشته باشند و این در نهایت موجب تعامل و مشارکت بیشتر یادگیرندگان می‌شوند.

یادگیری آنلاین در مقایسه با این نوع روش آموز، با یک جلسه برنامه‌ریزی شده و به صورت آنلاین اتفاق می‌افتد. دانش‌آموزان یا یادگیرندگان ممکن است انتخاب کنند که یک دوره یا یک ماژول یادگیری را به صورت آنلاین هر زمان که بخواهد، داشته باشند. از آنجایی که این نوع یادگیری شامل بودن یک معلم یا مربی خاص نمی‌شود، یادگیرنده خودش در این محیط باید متکی به خود باشد و سعی کند تمرین‌های بیشتری داشته باشد.

• نوع محتوای آموزشی

روش‌های یادگیری حضوری معمولا فقط شامل موارد آموزشی سنتی مانند کتاب‌های درسی و یادداشت‌های مختلف است. یک جلسه یادگیری آنلاین در مقایسه با انواع مختلف آموزش، تعاملی‌تر است. با پیشرفت تکنولوژی، ماژول‌های یادگیری الکترونیکی از طریق کتاب‌های درسی دیجیتال، پشتیبانی چت آنلاین، تابلوهای بحث آنلاین، مطالب ویدئویی و صوتی، آزمون‌های تعاملی، اطلاعیه‌های مجازی و موارد دیگر پشتیبانی می‌شوند.

•  سرعت یادگیری

در مقایسه آموزش آنلاین و حضوری، یکی از مهمترین فاکتورها، سرعت یادگیری است.مربی سرعت یادگیری را در یک محیط کلاسی حضوری هدایت می‌کند و دانش‌آموزان احتمالا به صورت منفعلانه مطالب را یاد می‌گیرند.

از سوی دیگر، فرد یادگیرنده آزاد است تا با سرعت خود در یک محیط آموزش الکترونیکی حرکت کند. آن‌ها می‌توانند هر زمان که لازم باشد مکث کنند و دوباره بعدها به دنبال یادگیری مطالب به صورت آنلاین باشند.

•  انواع ارزیابی‌ها

در آموزش حضوری، یک معلم یا مربی پس از تدریس بخش‌های مختلفی از آموزش، از افرادی که در این کلاس شرکت کرده‌اند، امتحان می‌گیرد. این به احتمال زیاد یک آزمایش حضوری است که به دقت نظارت می‌شود و در تاریخ، زمان و مکان خاصی انجام می‌شود.

ارزیابی‌ها در زمینه‌های یادگیری الکترونیکی معمولا در مقایسه با روش‌های سنتی انعطاف‌پذیرتر هستند. امروزه، ماژول‌های آموزش الکترونیکی دارای بررسی مکرر دانش و ارزیابی‌های آموزشی کوتاه هستند تا اطمینان حاصل کنند که محتوا به خوبی دریافت شده است و به تیم‌های تحقیق و توسعه اجازه می‌دهد اثربخشی آموزش را اندازه‌گیری کنند.

این با دوره حضوری متفاوت است و ممکن است بیشتر بر ارائه محتوا به سبک سخنرانی سنتی و تمرین‌های یادگیری مبتنی بر کلاس درس متکی باشد.

• مشارکت فعال و مکرر همه

موفقیت در محیط آنلاین مستلزم مشارکت فعال و مکرر همه افراد است؛ این موضوع در آموزش حضوری همیشه دیده می‌شود؛ در حالی که در جلسات آنلاین افراد به‌سختی می‌توانند با هم مشارکت داشته باشند. 

برای دانش‌آموزان، حضور در کلاس با برنامه‌ریزی زمان برای انجام تمرین‌های یادگیری دوره و تعامل با همکلاسی‌های خود جایگزین می‌شود. دوره‌های آنلاین سخت‌تر نیستند و به زمان بیشتری نیاز ندارند، اما نحوه تعامل شما با آن‌ها ممکن است کمی سخت به‌نظر برسد.

• دانش آموزان آنلاین به شدت به راهنمایی و ارتباطات وابسته هستند.

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های یادگیری آنلاین، نبود راهنمایی، ارتباط و پشتیبانی از سوی معلمان است. کلاس حضوری به‌عنوان یک معلم یا مربی این امکان را برای شما ایجاد می‌کند که بتوانید با افراد شرکت‌کننده در کلاس تعامل داشته باشید و به سوالات آن‌ها پاسخ دهید.

این در حالی است که در جلسات آنلاین دانش‌آموزان به‌راحتی نمی‌توانند به شما دسترسی داشته باشند و همه سوالات خود را بپرسند.

به همین دلیل است که شما باید به‌عنوان معلم یا مربی بر ارتباطات تأکید کنید و خود را از طریق ایمیل و حتی برنامه‌های پیام‌رسان مستقیم در دسترس دانش‌آموزان قرار دهید تا به سرعت به همه سؤالات و نگرانی‌های آن‌ها پاسخ دهید.

آموزش آنلاین بهتر است یا حضوری؟

در مقایسه آموزش آنلاین و حضوری باید گفت که علاوه بر مکان و نحوه برگزاری دوره ها، چندین تفاوت مهم بینیادگیری حضوری و آنلاین (یا آموزش الکترونیکی) وجود دارد. هر دو روش، مزایا و معایب خاص خودشان را دارند و نمی‌توان به صورت دقیق گفت که کدام روش برای یادگیری بهتر است!

در حالی که بسیاری از افراد با نظم کلاس‌های حضوری و همچنین تعامل و مشارکت در این کلاس‌ها موافق هستند، اما در عین حال مزایای آموزش آنلاین را هم نمی‌توان نادیده گرفت. ماهیت خود آموزشی محتوای آموزش الکترونیکی ممکن است برای یادگیرنده مدرن بسیار مطلوب باشد و همچنین سازمان‌هایی که به دنبال راه‌های جدیدی برای مدیریت توسعه و آموزش کارکنان هستند، ممکن است این روش را ترجیح دهند.

در مقایسه آموزش آنلاین و حضوری باید گفت که این نوع یادگیری نسبت به یادگیری سنتی انعطاف پذیرتر است و به‌طور‌کلی برای افراد کاربردی‌ترمی‌باشد. با این حال هر دو روش یادگیری به روش‌های خاص خود بسیار مؤثر هستند. انتخاب یک نوع آموزش نسبت به نوع دیگر صرفا به سبک یادگیری فرد بستگی دارد و نمی‌توان گفت که کدام بهتر است. برخی از افراد ترجیح می‌دهند به‌صورت حضوری در کلاس شرکت کنند و برخی دیگر کلاس‌های آنلاین را موثرتر می‌دانند.

در نهایت،قبل از تصمیم‌گیری در مورد انتخاب این دو روش، مهم است که اهداف منحصر‌به‌فرد سازمان را قبل از تعیین اقداماتی که بایدانجام دهید، ارزیابی کنید. اگر از تناسب لازم بینیادگیری آنلاین و حضوری متقاعد نشده‌اید، می توانیدیک رویکردیادگیری ترکیبی را نیز در نظر بگیرید که به شما امکان می‌دهد تا از هر دو روش یادگیری بهره‌مند شوید.

بهتر است به این موضوع هم اشاره کنیم که شما پس از فارغ‌التحصیلی از دانشگاه به دوره کارآموزی نیاز دارید تا بتوانید وارد محیط کار شوید. شرکت در دوره‌های کارآموزی به‌خصوص در رشته‌های فنی مهندسی و مدیریت از اهمیت بالایی برخوردار است و باعث می‌شود که شما بتوانید با محیط کار در آینده کامل آشنا شوید و بسیاری از مفاهیم را یاد بگیرید.

 در این مقاله با مزایای دوره کارآموزی بیشتر آشنا شو.

سخن پایانی

در این مقاله در مورد مقایسه آموزش آنلاین و حضوری صحبت کردیم. با توجه به مطالب گفته شده، هر دو روش مزایا و معایب خاص خودشان را دارند و انتخاب هرکدام از این روش‌های آموزشی فقط به خود فرد بستگی دارد.

در مجموعه پارس پژوهان، دوره‌های آموزشی مختلفی به صورت آنلاین، حضوری یا حتی ترکیبی از هر دو در رشته‌های مختلف مدیریت، فنی مهندسی و... در نظر گرفته شده است. از جمله مزایای دوره‌های آموزشی در این مجموعه می‌توان به گرفتن مدرک، کارآموزی و مدرک فنی حرفه‌ای اشاره شود. برخی از دوره‌های این مجموعه با همکاری سازمان فنی حرفه‌ای است و در پایان دوره دانشجویان با شرکت در آزمون فنی حرفه‌ای ، مدرک فنی حرفه‌ای دریافت می‌کنند.

مبدل‌های حرارتی، تجهیزاتی مهمی در طیف وسیعی از صنایع، به‌ویژه در واحدهای فرایندی نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی است. وظیفه‌ی اصلی این تجهیزات، انتقال بهینه‌ی انرژی حرارتی بین دو یا چند سیال با دماهای مختلف است. طراحی دقیق و کارآمد مبدل‌های حرارتی، تاثیر مستقیمی بر راندمان فرایند، مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی دارد. در حالی که روش‌های دستی و نرم‌افزارهای عمومی مانند MATLAB می‌توانند برای محاسبات اولیه استفاده شوند، نرم‌افزارهای تخصصی مانند HTRI Xchanger Suite، ابزاری قدرتمند و استاندارد صنعتی برای طراحی سریع، دقیق و بهینه‌ی مبدل‌های حرارتی محسوب می‌شوند. این نرم‌افزار که بر اساس دهه‌ها تحقیق و داده‌های تجربی گسترده توسعه یافته، به مهندسان امکان می‌دهد تا مبدل‌های حرارتی را مطابق با استانداردهای معتبر مانند ASME و TEMA طراحی و تحلیل کنند.

تعریف مبدل حرارتی

مبدل حرارتی وسیله‌ای است که برای انتقال انرژی حرارتی (آنتالپی) بین دو یا چند سیال، بین یک سطح جامد و یک سیال، یا بین ذرات جامد و یک سیال، در دماهای مختلف و در تماس حرارتی طراحی و ساخته می‌شود. مشخصه‌ی اصلی مبدل‌های حرارتی، عدم وجود فعل و انفعالات حرارتی و کاری خارجی (در حالت ایده‌آل) است. کاربردهای متداول این تجهیزات شامل گرمایش یا سرمایش جریان‌های سیال، تبخیر یا میعان جریان‌های تک‌جزئی یا چند جزئی است. علاوه بر این، از مبدل‌های حرارتی می‌توان برای بازیابی یا دفع گرما، استریل کردن، پاستوریزه کردن، جداسازی، تقطیر، تغلیظ، کریستالیزاسیون یا کنترل فرآیند استفاده کرد.

در اکثر مبدل‌ها، انتقال حرارت بین سیالات از طریق یک دیواره‌ی جداکننده صورت می‌گیرد (نوع انتقال مستقیم یا Recuperator). در این نوع، سیالات توسط یک سطح انتقال حرارت از هم جدا شده و به‌طور ایده‌آل مخلوط نمی‌شوند. در مقابل، در مبدل‌های نوع انتقال غیرمستقیم یا Regenerator، تبادل حرارت به‌صورت متناوب بین سیالات سرد و گرم از طریق ذخیره و آزادسازی انرژی حرارتی در یک سطح یا ماتریس واسط انجام می‌شود.

 انواع مبدل‌های حرارتی

مبدل‌های حرارتی در طرح‌ها و اندازه‌های بسیار متنوعی برای پاسخگویی به نیازهای مختلف فرآیندی ساخته می‌شوند. انتخاب نوع مبدل به عواملی مانند نوع سیالات، فشار و دمای کاری، میزان انتقال حرارت مورد نیاز، محدودیت‌های فضایی و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد. برخی از رایج‌ترین انواع مبدل‌های حرارتی در جدول زیر آورده شده‌اند:

نرم‌افزار HTRI و کاربردها

موسسه تحقیقات انتقال حرارت (Heat Transfer Research, Inc. - HTRI) که در سال ۱۹۶۲ تأسیس شد، پیشروترین مرکز تحقیقاتی و توسعه‌دهنده‌ی نرم‌افزار در زمینه‌ی انتقال حرارت و طراحی مبدل‌های حرارتی در جهان است. نرم‌افزار HTRI Xchanger Suite® محصول اصلی این موسسه، یک مجموعه‌ی جامع و یکپارچه برای طراحی حرارتی، هیدرولیکی و مکانیکی (تا حدودی) انواع مبدل‌های حرارتی و کوره‌های فرآیندی است. قدرت این نرم‌افزار ناشی از روش‌های محاسباتی پیشرفته‌ای است که بر پایه‌ی بیش از ۶۰ سال تحقیق کاربردی و داده‌های تجربی جمع‌آوری‌شده از تجهیزات در مقیاس صنعتی استوار است.

قابلیت‌ها و کاربردهای کلیدی نرم‌افزار HTRI:

• طراحی و رتبه‌بندی (Rating) حرارتی و هیدرولیکی: محاسبه‌ی دقیق ضریب انتقال حرارت، افت فشار، سطح انتقال حرارت مورد نیاز و عملکرد کلی مبدل برای طیف وسیعی از سیالات و شرایط عملیاتی.
• پشتیبانی از انواع مختلف مبدل‌ها: شامل ماژول‌های تخصصی برای انواع رایج مبدل‌ها از جمله:
• Xist: برای مبدل‌های پوسته و لوله (Shell & Tube).
• Xace: برای مبدل‌های هوا خنک (Air Cooled).
• Xhpe: برای مبدل‌های صفحه‌ای پره‌ای (Plate-Fin).
• Xphe: برای مبدل‌های صفحه‌ای واشردار (Plate and Frame).
• Xspe: برای مبدل‌های مارپیچی (Spiral Plate).
• و ماژول‌های دیگر برای ریبویلرها، کندانسورها، لوله‌های دو جداره و...

• تحلیل ارتعاشات لوله (Vibration Analysis): بررسی احتمال بروز ارتعاشات ناشی از جریان سیال در مبدل‌های پوسته و لوله و ارائه راهکارهایی برای جلوگیری از آن (با استفاده از ماژول Xvib®).
• گزارش‌دهی جامع و خروجی‌های گرافیکی: ارائه گزارش‌های تفصیلی شامل پروفایل‌های محلی پارامترهای کلیدی (دما، فشار، سرعت و...) و ترسیم‌های مقیاسی دقیق از هندسه‌ی مبدل و نتایج محاسبات.
• بهینه‌سازی طراحی: امکان بررسی سناریوهای مختلف طراحی و انتخاب بهینه‌ترین گزینه بر اساس معیارهای عملکردی و اقتصادی.
• یکپارچگی با سایر نرم‌افزارها: قابلیت تبادل داده با نرم‌افزارهای شبیه‌سازی فرآیند و نرم‌افزارهای طراحی مکانیکی.

استفاده از HTRI به مهندسان کمک می‌کند تا با اطمینان بیشتری طراحی کنند، زمان طراحی را کاهش دهند و عملکرد و ایمنی مبدل‌های حرارتی را بهبود بخشند.

بیشتر بخوانید: " آموزش نرم افزار های مهندسی شیمی (7 نرم افزار کاربردی)"

فرصت‌های شغلی، مهارت‌ها و درآمد مرتبط با HTRI

تسلط بر نرم‌افزار HTRI یکی از مهارت‌های ارزشمند و مورد تقاضا در صنایع فرآیندی است و می‌تواند درهای شغلی متعددی را به روی مهندسان شیمی و مکانیک بگشاید.

• موقعیت‌های شغلی:
• مهندس فرآیند
• مهندس طراح مبدل حرارتی
• کارشناس انتقال حرارت
• مهندس مکانیک (تجهیزات ثابت)
• کارشناس فنی در شرکت‌های سازنده مبدل
• مهندس تحقیق و توسعه (R&D)
• مهارت‌های مورد نیاز:
• تسلط کامل در اصول ترمودینامیک، مکانیک سیالات و انتقال حرارت.
• تسلط کامل بر نرم‌افزار HTRI Xchanger Suite (شامل ماژول‌های مختلف مانند Xist, Xace, Xvib).
• آشنایی با استانداردهای طراحی مبدل‌های حرارتی (مانند TEMA, API 660, API 661, ASME).
• توانایی خواندن و تفسیر نقشه‌های فرآیندی (PFD و P&ID).
• مهارت حل مسئله و تفکر تحلیلی.
• آشنایی با خواص سیالات و انتخاب مواد.
• گذراندن دوره‌های تخصصی: گروه آموزشی پارس‌پژوهان دوره‌های جامع و کاربردی نرم‌افزار HTRI مانند آموزش نرم افزار HTRI و Aspen EDR را ارائه می‌دهد که به شما کمک می‌کند مهارت‌های لازم برای ورود به این حوزه را کسب کنید.

• حدود درآمد:
  درآمد مهندسان مسلط به HTRI معمولاً بالاتر از میانگین درآمد مهندسان در سایر حوزه‌ها است. این درآمد به عواملی مانند سطح تجربه، میزان تسلط بر نرم‌افزار، نوع صنعت، اندازه شرکت و موقعیت جغرافیایی بستگی دارد. به طور تقریبی، درآمد ماهانه یک کارشناس با چند سال تجربه در این حوزه در بازار ایران (سال 1403) می‌تواند بین 20 تا 60 میلیون تومان (و در سطوح مدیریتی و تخصصی بالاتر) متغیر باشد.

جمع‌بندی

نرم‌افزار HTRI Xchanger Suite® بدون شک، استاندارد طلایی صنعت برای طراحی و تحلیل حرارتی و هیدرولیکی مبدل‌های حرارتی محسوب می‌شود. این نرم‌افزار با تکیه بر دهه‌ها تحقیق و داده‌های تجربی، ابزاری قدرتمند و قابل اعتماد در اختیار مهندسان قرار می‌دهد تا بتوانند مبدل‌هایی کارآمد، ایمن و بهینه طراحی کنند. در مقایسه با روش‌های دستی یا نرم‌افزارهای عمومی، HTRI فرآیند طراحی را به میزان قابل توجهی تسریع بخشیده و دقت محاسبات را افزایش می‌دهد. تسلط بر این نرم‌افزار، یک مهارت کلیدی و متمایز کننده برای مهندسان شیمی و مکانیک فعال در صنایع فرآیندی است که منجر به فرصت‌های شغلی بهتر و پیشرفت حرفه‌ای می‌شود.

نویسندگان: فائزه کاظمی زاد، کارشناسی ارشد مهندسی شیمی- علی بهرام، کارشناسی ارشد مهندسی شیمی  (فرایند)