Lucrare de Finalizare a studiilor a studentului________________________ [303555]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

DEPARTAMENTUL INGINERIA SIETEMELOR AUTOMATE ȘI MANAGEMENT

TEMA_________

Lucrare de Finalizare a studiilor a student: [anonimizat]________________________

1). Tema lucrării de finalizare a studiilor:__________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2). Termenul pentru predarea lucrării ____________________________________________

3). Elemente inițiale pentru elaborarea lucrării de finalizare a studiilor ________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

4). Conținutul lucrării de finalizare a studiilor :_____________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

5). Material grafic:_____________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

6). Locul de documentare pentru elaborarea lucrării:

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

7). Data emiterii temei__________________________________________________________

Coordonator științific:

Prof.Dr.Ing. Helga SILAGHI

Cuprins

Capitolul 1. Acționări electrice speciale cu motoare liniare

Tipuri constructive de motoare liniare

În ceea ce privește motorul liniar se poate spune că acesta a [anonimizat] 1940, chiar dacă cercetarile acestor tipuri de motoare au început inca din anul 1840. Acesta a proiectat o suveică care se mișca de-a lungul unui razboi de țesut cu ajutorul unui motor liniar. Profesorul a [anonimizat]. Principiul descperit creea câmpuri magnetice în care un obicet stă pe loc sau se mișcă fără a fi încetinit de frecare. Primele aplicații practice cu motoare liniare au fost destinate atât pentru industrie cât si pentru transporturi.

[anonimizat] a carui parte mobila realizează deplasări liniare.

Aplicații specifice cu motoare electrice liniare sunt: [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], scannere, [anonimizat], miniere, [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], printat, etichetat, porți, [anonimizat], echipamente de fabricare a semiconductorilor si altele.

În ceea ce privește motoarele liniare electrice acestea sunt de două mari categorii: de accelerație redusă și de accelerție ridicată.

Motoarele liniare de accelerație redusă sunt potrivite pentru trenurile cu levitație magnetică (Maglev) și pentru alte aplicații destinate transportului terestru.

Motoarele de accelerație ridicată sunt destul de scurte si sunt proiectate pentru accelerarea unui obiect până la o viteză foarte mare după care obiectul este decuplat.

Aceste motoare se folosesc de obicei pentru studii privind coliziunile la hiperviteze, cum ar fi armele, sau comanda maselor pentru propulsia în spațiul cosmic, în parcurile de distracții pentru acționarea trenulețelor (roller coaster). Motoarele de accelerație ridicată sunt de obicei de inducție (LIM – Linear Induction Motor), cu o înfășurare trifazată pe o parte a întrefierului și un platou cu un conductor pasiv de cealaltă parte a întrefierului.

Motoarele de accelerație redusă, viteză ridicată și de putere mare sunt de obicei de tip sincron(LSM – Linear Synchronous Motor), cu o înfășurare activă pe o parte a întrefierului și un platou cu magneți permanenți cu poli alternanți de cealaltă parte. Trenus Transrapid din Shanghai este echipat cu motoare liniarede tip LSM (Fig.1 A,B). O categorie aparte de motoare liniare sunt cele pas cu pas.

A) B)

Fig.1. A) Tren acționat cu motoare liniare; B) Înfășurările motorului liniar al trenului

Autopropulsia cestor trenuri se realizează cu ajuorul unei benzi de inducție din aluminiu plasată între șine.

Dacă un motor liniar este folosit pentru accelerarea fasciculelor de ioni sau particule subatomice, sistemul se numește accelerator de particule.

Există de asemenea motoare liniare cu 2 axe. Aceste dispozitive specializate sunt utilizate pentru a genera mișcarea direct în planul x-y pntru tăierea cu laser, cu prezie ridicaă, a tablelor metalice si a materialelor, proiectarea automată și dispunerea cablurilor.

Pentru curse lungi în tracțiunea electrică se utilizează motoarele liniare de inducție (LIM), iar pentru cursele scurte se utilizează motoare liniare sincrone (LSM).

Fig.1C. Motor liniar de inducție

Motoarele liniare au fost dezvoltate în mai multe tipuri, cele mai cuoscute fiind: de formă tubulară, plană sau cu canale în formă de U, care sunt utilizate tot mai mult datorită profilelor reduse și a ieșirilor de putere mare. Motoarele liniae tubulare sunt mai solide decât celelalte două tipuri, de aceea se folosesc mai mult în medii industriale murdare, cum sunt cele pentru ambalarea produselor alimentare și la masinile unelte. Costrucția tubulară protejează magneții permanenți de mediul extern și echilibrează automat forțele de atracție, astfel motorul este usor integrat diferite aparate și masini. Aceste motoare funcționează la viteze de 5-9 m/s, cu accelerații mari pentru controlul mișcăii dinamice.

Fig.1.D. Secțiune longitudinală printr-un motor liniar cu canl în formă de U

Majoritatea motoarelor liniare uilizate pentru controlul mișcării folosesc tehnologia fără perii.

Partea mobilă, primarul (forcer) motorului liniar este realizată din bobine cu înfășurări încapsulate în rășini epoxidice, iar partea fixă, secundarul (track) este realizată prin plasarea de magneți pe oțel. Partea mobilă a motorului conține înfășurările, placa cu traductoare Hall, termistorul, și conexiunile electrice. În cazul motoarelor rotative sunt necesare lagăre rotative pentru a susține motorul și pentru a menține întrefierul între părțile aflate în mișcare. În același mod motoarele liniare necesită o șină de ghidare liniară, care va menține poziția părții mobile în câmpul magnetic al părții fixe. Sevomotoarele rotative au montate encodere pe ele, pentru a da informații privind poziția arborelui rotoric. Motoarele liniare necesită o reacție de poziție pe direcția liniară, existând o ofertă bogată pe piață în acest sens. Folosind un encoder liniar, poziția este măsurată direct de la sarcină și aceasta crește din nou acuratețea măsurării poziției.

Fig.1.E. Motor liniar sincron fără perii

Controlul motoarelor liniare este identic cu cel al motoarelor rotative. La fel ca și la un motor rotativ fără perii, partea mobilă și partea fixă a motorului liniar nu au legături mecanice (de ex: perii). Față de motoarele rotative, la care rotorul se rotește și statorul este fix, sistemul unui motor liniar poate avea ambele parți în mișcare.

În ceea ce privește motoarele liniare majoritatea aplicațiilor, mai ales în sistemele de poziționare, utilizează un primar în mișcare și un secundar static. Primarul fiind în mișcare, greutatea acestuia este mică în comparație cu c ea a sarcinii. De aceea este necesar un un sistem de conducere cu cablu de o flexibilitate mai mare, deoarece cablul trebuie să urmăreasca partea mobilă în mișcare. Dacă secundarul se află în mișcare, motorul trebuie să miște sarcina plus masa secundarului cu magneți. Aceste principii electro mecanice se aplică atât pentru motoarele rotative cât și pentru cele liniare.

Aceeași forță electromagnetică care creeaza cuplul într-un motor rotativ, acționează la fel și în cele două părți ale motorului liniar. Datorită acestui lucru motorul liniar utilizează aceleași modalități de ontrol si poziționare programabilă ca și un motor rotativ. La motoarele rotative, cuplul se măsoară în Nm, iar pentru motoarele liniare forța se masoară în N. Viteza se măsoară în rot/min pentru motoarele rotative, iar pentru motoarele liniare în m/sec. Durata relativă de acționare se calculează identic pentru ambele tipuri de mooare.

Analizând aceste tipuri de motoare, observăm că un motor liniar transformă direct energia electrică în forță mecanică liniară și este cuplat direct la sarcină. Nu există limitări din acest punct de vedere mecanic și se poate obține o precizie ridicată și o cursă nelimitată. Astăzi, motoarele liniare pot atinge în pactică viteze de până la 5 m/sec, cu accelerații de 5 g. Teoretic motoarele pot atinge accelerații de peste 20 g la 4 m/sec, însă lagarele și parametrii de mișare ceruți împiedică puțin obținerea acestor valori. Nu există nici un fel de uzură, nu necesită ungere, așadar costurile pentru ăntreținerea lor sunt minime sau chiar zero. În concluzie, există un domeniu larg de utilizare și rigiditate ridicată a sistemului, determinând repetabilitatea poziției, precizie dar și viteze ridicate. Configurația motorului liniar care este cea mai potrivită pentru o anumită aplicație depinde de specificații si de mediul în care va funcționa motorul.

1.1.1.Motoare liniare cilindrice (tubulare) cu magneți mobili

La aceste motoare primarul este de formă cilindrică și determină deplasarea în sus și-n jos a unei bare cilindrice care adăpostește magneții (Fig.1.F).

Fig.1.F. Motor liniar cilindric

Circuitul magnetic al motorului liniar cilindric cu magnet mobil este similar cu acela al unui actuator cu magnet mobil (actuatorul este un dispozitiv mecanic utilizat pentru mișcarea sau controlul unui mecanism sau sistem). Diferența fiind că bobinele sunt multiplicate pentru a mării forța de tracțiune. Înfășurarea bobinei constă de obicei din trei faze, cu comutație fără perii utilizând traductoare de efect Hall. Primarul este circular și determină mișcarea în sus și-n jos a barei magnetice. Această bară nu este potrivită pentru aplicații sensibile la scurgeri de flux magnetic. O problemă majoră la proiectarea motoarelor tubulare este atunci când șlunimea cursei crește. Datorită faptului că motorul este circular și mișcă-n sus și-n jos bara, singurul punct de suport pentru acest tip de motor este la capete. Aceasta înseamnă că întotdeauna va exista o limită de lungime înaintea careia abaterea barei determină magneții să atingă primarul.

Schema bloc de comandă a foței pentru un astfel de motor este reprezentată în Fig.1.G, iar în Fig.1.H sunt prezentate variațiile forței dezvoltate atât în buclă deschisă cât și în buclă închisă.

Fig.1.G. Schema bloc de comandă a forțelor pentru un motor liniar cilindric

Semnalul forței este dat de tensometrul montat pe sarcină și este semnalul de reacție pentru amplificatorul de comandă am motorului, rezultând un sitem de comandă în buclă închisă cu controlul forței.

Graficl forței în funcție de tensiunea de comandă este reprezentat mai jos în (Fig.1.H1) arată că frecarea statică (stiction-static friction) cauzează histerezisul forței în buclă deschisă. Pe când controlul în buclă închisă este reprezentat în (Fig.1.H2) cu un semnal de reacție a forței ce elimină histerezisul.

Fig1.H.1 Fig1.H.2

1.1.2.Motoare liniare cu canal în formă de U

Aceste tipuri de motoare liniare are două șine cu magneți paraleli dispuse față în față, având primarul între plăci. Primarul este susținut de șina cu magneți printr-un sistem cu lagăre. Părțile mobile sunt fără fier, ceea ce înseamnă că nu este nicio forță de atracție și nici forțe perturbatoare generate între primar și șina cu magneți.

Fig.1.I. Motor liniar cu canal în formă de U

Ansamblul cu bobină fără fier are masă redusă, permitând accelerații foarte mari. Înfășurarea bobinei este trifazată, cu comutație fără perii. Creșterea performanței se poate obține prin adăugarea unui curent de aer de răcire a motorului.

Proiectarea acestor motoare liniare corespunde cel mai bine pentru scurgeri de flux magnetic reduse, datorită așezării magneților față în față și a dispunerii lor într-un canal în formă de U. Datorită formei șinei cu magnet, aceste motoare pot fi puse mai multe împreună pentru a crește lungimea cursei, singura limitare fiind lungimea sitemului de conducere prin cablu,lungimea disponibilă a encoderului și abilitatea de a acționa structuri plate de dimensiuni mari.

1.1.3 Motoare liniare plate

Fig.1.J

În ceea ce privește motoarele liniare plate acestea sunt de trei tipuri constructive: fără crestături și fără fier, fără crestături și cu fier si cu crestătiri și fier. Din nou, toate caeste tipuri sunt fără perii. O alegere între aceste motoare necesită înțlegerea aplicației pentru care sunt destinate.

1.1.3.1 Motoare liniare plate fără cretături și fără fier

Acest motor (Fig.1.K), este format dintr-o serie de bobine montate pe un suport de aluminiu. Datorită lipsei fierlui în primar, motorul nu dezvoltă forță de atracție (la fel ca și motoarele cu canal ăn formă de U).

Fig.1.K. Motor liniar fără crestături și fără fier

Aceste motoare sunt ideale pentru controlul cu viteză lentă, cum ar fi aplicațiile de scanat, acest tip de motoare produce cea mai redusă forța la ieșire dintre toate tipurile de motoare liniare plate. În general șinele cu magnet al motoarelor liniare au scurgeri mari de flux de magnetic, și ca atare, trebuie avut grijă cu manipularea acestora pentru a preveni neplăceri privind atragerea d către magneși a unor materiale.

1.1.3.2 Motoare liniare plate fără crestături și cu fier

Fig.1.L

Aceste motoare au o construcție asemănătoere cu cea a motoarelor fără crestături și fără fier, cu deosebirea că bobinele sunt montate pe laminanțe din fier și apoi pe suport din aluminiu (Fig.1.L). Laminanțele din fier se folosesc pentru direcționarea câmpului magnetic și pentru creșterea forței.Datorită laminanțelor de fier din indus și inductor și aceasta este proporțională cu forța produsă de motor.

Acest tip de motor produce forțe mai mari decât cel prezentat anterior.

1.1.3.3. Motoare liniare plate cu crestături și fier

La acest tip de motor liniar, înfășurările bobinei sunt inserate într-o structură din otel pentru crea ansamblul bobinei.

Fig.1.M. Motor liniar cu crestătiri și fier

Miezul de fier mărește forța de ieșire a motorului datorită concentrării câmpului magnetic creat de înfășurare.

Înaintea inventării acestor motoare liniare, toate mișcările liniare trebuiau realizate cu ajutorul motoarelor rotative folosind elemente de transmisie corespunzătoare (șuruburi cu bile, curele de transmisii, etc). Pentru unele aplicații, unde sunt sarcini mari de deplasat și une axa condusă este în plan vertical, aceste metode rămân cele mai bune soluții.

Motorele liniare oferă multe avantaje pentru sistemele mecanice,cum ar fi: viteze foarte mari și foarte mici, accelerații ridicate, întreținere aproape zero (nu există părți în contact), si precizie mare.

Realizarea mișcării liniare cu un motor care nu necesită angrenaje, cuplaje, sau reductoare este necesară pentru multe aplicații, unde unele componente care nu sunt necesare, care diminuează performanța și care reduc viața unei mașini pot fi înlocuite.

1.2.Aplicatii ale motoarelor liniare

Există întotdeauna limitări și măsuri de protecție care se i-au în orice tehnologie, în vederea folosirii celei mai bune soluții pentru orice aplicație. În timp ce costul este una dintre limitări la alegerea motoarelor liniare, au fost folosite metodele de fabricație perfecționate, pentru a face cheltuiala unui motor liniar comparabilă cu a unui oarecare motor.

Un dezavantaj al motoarelor liniare este că ale nu sunt prea potrivite pentru utilizarea pe o axă verticală. Datorită funcționării lui fără contact, dacă motorul este decuplat, orice sarcină care a fost ținută vertical ar putea să cada. În prezent nu există frâne mecanice sigure împotriva căderii, pentru motoare liniare. Singura soluție pe care au gasit-o producătorii de motoare liniare este folosirea unui compensator (contrabalansoar) cu aer. Se i-a în considerare de asemenea și mediul înconjurător.

Chiar dacă motorul în sine este destul de robust, el nu poate fi etanșat ușor în aceeași măsură ca și un motor rotativ. Encoderele liniare sunt deseori folosite ca și dispozitive de reacție, de accea trebuie avut grijă ca encoderul să fie adaptat mediului înconjurător.

Totuși, motoarele liniare au fost folosite cu succes în industria prelucrării ceramicii, un mediu în care datorită prafului ceramic foarte abraziv, au fost încercate mai multe soluții care nu au avut succes.

În concluzie, acolo unde sarcinile nu sunt foarte mari și axa condusă este orizontală, motorul liniar are multe avantaje față de sistemele mecanice de translație tradiționale.

Pentru creșterea densității forței unui motor liniar se poate atașa două primare la același secundar (șina cu magneți), fiecare primar constă dintr-un motor liniar aditional, cu axa perpendiculară pe axa motorului principal (Fig.1.N). În (Fig.1.O) se prezintă un motor liniar plat care are primarul condus prinr-un cablu foarte flexibil cu lungimea adaptată pentru curse lungi.

Fig.1.N Fig.1.O

În Fig.1.P, 1.Q se prezintă platforme x-y cu motoare liniare destinate poziționării unei sarcini într-un plan orizontal.

Fig.1.P Fig.1.Q

1.3.Comutația motoarelor liniare fără perii

Prin comuație se înțelee procesul de trecere a curentului de pe o fază pe alta a motorului, într-o anumită ordine, în scopul generării mișcării. Majoritatea motoarelor liniare astăzi sunt realizate fără perii. La motoarele cu perii comutația este simplă de înțeles, pentru că periile sunt ăn contact cu colectorul și comută curentul astfel încât să se rotească rotorul motorului. Tehnologia fără perii nu folosește părți care au contacte și astfel este mult mai fiabilă. Pe de altă parte electronica necesară comutării curentului în fazele motorului este mai complexă.

Metoda de comutare depinde în întregime de aplicația pentru care este destinat motorul, dar este importantă funcționarea motorului în timpul comutației.

La motoarele fără perii, pentru că nu există un sistem de referință fix, primul lucru pe care trebuie să-l determine un controler sau un amplificator este faza care trebuie alimentată. Există multe metode prin care se poate realiza acest lucru, dar cea mai des utilizată este metoda care utilizează dispozitive cu efect Hall. Există trei asemena dispozitive, câte unul pe fiecare fază și ele dau un semnal care reprezintă câmpurile magnetice generate de primar (șina cu magneți) în Fig.1.S.

Fig.1.S Secvențele Hall și curenții de fază pentru motorul liniar fără perii

Având în vedere aceste câmpuri, este posibil să se determine ân care parte a șinei cu magneți se află partea mobilă și ca urmare vor fi alimentate corespunzător fazele motorului.

Există trei tipuri diferite de comutație utilizate în prezent: trapezoidală, cu șsase pași modificați si sinusoidală (Fig.1.T). Comutația trapezoidală este cea mai simplă formă de comutație și necesită ca dispozitivele Hall sa fie dispuse la 30ș electrice față de punctul de trecere prin zero al fazei.

Fig.1.T. Formele de undă la comutație

În fiecare punct în care are loc o tranziție a semnalului Hall, secvența curentului de fază este schimbată, astfel realizându-se comutația motorului. Aceasta este cea mai ieftină formă de comutație, iar curentul de fază al motorului arată ca în Fig.1.T.

În ceea ce privește comutația cu șase pași modificați este foarte asemănătoare conutației trapezoidale. Dispozitivele Hall sunt aliniate cu trecerea prin zero a fazelor, așa cum se vede în Fig.1.T. Din nou, în fiecare punct în care se observă translația semnalului Hall, curentul de fază este conutat. Pentru această metodă se folosesc 2 senzori de curent și se obține o secvență de comutație care este cea mai aproapiată de curentul de fază sinusoidal ideal. Această metodă este un pic mai costisitoare decât comutația trapezoidală datorită faptului că măsoară două nivele de curent.

Ambele metode bazate pe efectul Hall vor determina apariția de forțe disturbatoare care duc la temperaturi ridicate de funcționare și mișcare nu prea lină.

Mijloacele ideale de a comanda un motor fără perii cu înfășurări sinusoidale sunt cele care folosesc comutația sinusoidală. Există două posibilități folosite de obicei. Dispozitivele analogice cu efect Hall generează un semnal sinusoidal atunci cțnd motorul trece peste polii magnetici ai primarului (șina cu magneți). Semnalele obținute la comutația motorului sunt apoi comparate cu semnalele impuse pentru comutația corectă a motorului. Această metodă este cea mai ieftină dintre cele două metode, dar zgomotul poate fi usor captat de către dispozitivele Hall afectând comutația.

Altă metodă populară a comutației sinusoidale este cea care utilizează un encoder. Când se sesizează o schimbare de stare în semnalul digital Hall, semnalele de la encoderul incremental pot fi folosite apoi pentru a determina digital unde anume se află motorul în circuitul de comutație. Comutația este dată prin generarea unui semnal de comandă sin (Ɵ) pentru faza A, sin(Ɵ + 120ș) pentru faza B și sin (Ɵ + 240ș) pentru faza C, acestea fiind multiplicate cu curentul de comandă (Fig.1.U).

Fig.1.U. Generarea semnalelor de comandă la comutația sinusoidală

Aceasta este metoda de comutație care dă cele mai bune rezultate, datorită folosirii aceluiași procesor pentru controlul curentului, vitezei și poziției oferă timp de stabilizare mai mic și bucle de reglare mai solide. De asemenea, zgomotul în dispozitivele digitale Hall este mult mai ușor de filtrat, creând un sistem mult mai sigur.

Cand se utilizează comutația sinusoidală pentru motoarele liniare mișcarea este mai lină și motorul este comandat mai eficient, cu încălzire redusă.

1.4. Modelul matematic al motoarelor liniare

Pentru deducerea modelului matematic al motoarelor liniare se consideră motorul liniar sincron din (Fig.1.V). Pentru modelarea dinamică se folosește teoria fazorilor spațiali, cu ajutorul căreia modelul este prezentat într-un sistem de referință care se rotește cu viteza sincronă Ω. Toate variabilele sunt exprimate de-a lungul sistemului de axe în cuadratură care se mișcă cu viteza sincronă liniară υs. Viteza sincronă la un motor liniar este:

Ω= (1.1)

unde τ este pasul polar. În general, ecuația tensiunilor statorice ăn formă verticală se scrie:

= R+ (1.2)

unde , și sunt vectorii tensiunilor,curenților și fluxului, în sistem de referință staționar, iar R este rezistența înfășurării.

Fig.1.V. Motor liniar sincron

Pentru motorul liniar sincron, ecuația poate fi scrisă de forma:

= R+ + (1.3)

vectorii fiind aceiași din relația (1.2), la care se mai adaugă termenii . Produsul vectorial se definește ca o tensiune de rotație datorită rotației sistemului de referință. Ecuația (1.3) poate fi scrisă cu ajutorul componentelor tensiunii după axele d si q într-un sistem de referință rotativ sincron, sub forma:

ud=Riad + – ΩΨd (1.4)

uq=Riaq + – ΩΨq (1.5)

unde ud si uq sunt componentele tensiunii pe axele d și q, iar iad și iaq sunt componentele curentului armăturii mobile după axele d și q. Circuitul echivalent al motorului liniar sincron cu magneți pemanenți este prezentat în (Fig.2.X).

Fig.1×1 Schema echivalentă după axa d

Fig.1×2 Schema echivalentă după axa q

Fluxurile înfășurărilor armăturii din ecuațiile (1.4) și (1.5) precum și fluxurile înfășurărilor de amortizare D și Q sunt date de relațiile:

Ψd = Ladiad + LmdiD +Ψpm (1.6)

Ψq = Laqiaq + LmqiQ (1.7)

ΨD = Lmdiad + LDiD + Ψpm (1.8)

ΨQ = Lmqiaq + LQiQ (1.9)

unde Lad și Laq sunt componentele după axele d și q ale inductanței proprii a armăturii, LD și LQ sunt componentele după axele d și q ale inductanței înfășurării de amortizare, Lmd și Lmq sunt componentele după axele d și q ale inductnței de magnetizare și Ψpm este fluxul magnetului permanent pe fază.

Deși sistemul fizic nu conține o înfășurare de amortizare, ca și la mașinile sincrone clasice, care la motorul liniar sincron cu magneți permanenți are forma unei plăci de aluminiu care acoperă magneții permanenți, amortizarea virtuală trebuie să fie inclusă în model datorită curenților turbionari.

Ecuațiile tensiunilor în înfășurarea de amortizare scurtcircuitată sunt:

0 = RDiD + (1.10)

0 = RQiQ + (1.11)

unde RD și RQ sunt componentele după axele d și q ale rezistenței înfășurării de amortizare, iar iD și iQ sunt componentele după axele d și q ale curentului înfășurării de amortizare.

Inductanțele armăturii mobile și înfășurările de amortizare sunt:

Lad = Lmd + Laσ (1.12)

Laq = Lmq + Laσ (1.13)

LD = Lmd + LDσ (1.14)

LQ = Lmq + LQσ (1.15)

Din ecuațiile (1.6) și (1.9) rezultă curenții sub următoarea formă:

iad = B( Ψd – Ψpm) + C(ΨD – Ψpm)] (1.16)

iaq = (DΨq + EΨQ) (1.17)

iD = [C(Ψd -Ψpm) + F(ΨD + Ψpm)] (1.18)

iQ = (Eψd + GΨQ) (1.19)

unde coeficienții A….G sunt dați de expresiile următoare:

A = LadLD(LaqLQ – Lmq2) – Lmd2(LaqLQ – Lmq2) (1.20)

B = LD(LaqLQ – Lmq2) (1.21)

C = Lmd(Lmq2 – LaqLQ) (1.22)

D = LQ(LadLD – Lmd2) (1.23)

E = Lmq(Lmd2 – LadLD) (1.24)

F = Lad(LaqLQ – Lmq2) (1.25)

G = Laq(LadLD – Lmd2) (1.26)

Din ecuațiile (1.4),(1.5),(1.10) și (1.11) reultă expresiile derivatelor fluxurilor și înlocuind aceste expresii curenții din (1.16)…(1.19), rezultă ecuațiile care pot fi utilizate pentru realizarea modelului dinamic al motorului liniar:

= ud -[B(Ψd -Ψpm) + C(ΨD – Ψpm)] – ΩΨq (1.27)

= uq – (DΨq + EΨQ) + ΩΨd (1.28)

= – [C(Ψd – Ψpm) + F(ΨD – Ψpm)] (1.29)

= – (Eψq + GΨQ) (1.30)

1.4.1 Forța de propulsie electromagnetică

Puterea instantanee la intrarea unui sistem trifazat este:

pm = uAiaA + uBiaB + uCiaC = (udiad + uqiaq) (1.31)

unde uA, uB și uC sunt tensiunile de fază, iaA, iaB și iaC sunt curenții de fază, iar ud si uq sunt componentele tensiunilor pe axele d și q. Ecuația de echilibru a puterilor se obține cu ajutorul ecuațiilor (1.4) și (1.5).

udiad + uqiaq = Ri2ad + iad + Ri2aq + iaq + ω(Ψdiaq – Ψqiad) (1.32)

Ultimul termen al expresiei (1.32) reprezintă puterea electromanetică a unei singure faze, pentru o mașină sincronă cu doi poli. Pentru o mașină trifazată, puterea electromagnetică este:

Pelm = ω(Ψdiaq – Ψqiad) = ω[(Lsdiad + Ψpm) iaq – Lsqiadiaq]

= ω[Ψpm + (Lsd – Lsq)iad]iaq (1.33)

unde Lsd și Lsq sunt inductanțele rezultante ale armăturii mobile.

Forța de propulsie electromagnetică a motorului liniar sincron cu magneți permanenți (PMLSM), cu p perechi de poli, se obține din raportul între puterea electromagnetică Pelm și viteza liniară vs din ecuația (1.1):

F = = p(Ψdiaq – Ψqiad) (1.34)

1.4.2 Controlul curentului unui motor liniar PMLSM

În ceea ce privește controlul mișcării unui sistem acesta poate să conțină trei bucle de reglare: pentru poziție,viteză și forță. Bucla de reglare a forței de obicei este închisă și apare ca o amplificare în sistemul de control al mișcării. Controlul forței în sistemul motorului liniar este implementat sub forma controlului vectorului curentului bazat pe teoria vectorilor spațiali din mașinile electrice astfel poate fi ușor implementat în modelul motorului, care se bazează de asemenea pe teoria vectorilor spațiali. Se pretează atât pentru controlul forței (cumpului) la mașinile de inducție și sincrone.

În teoria controlului vectorial componentele curentului și fluxul sunt în general analizate separat, folosind un model matematic pentru mașină și algoritmi separați pentru controlul acestor componente. Dacă inductanța unui motor este redusă, nu are rost să se ia în considerare controlul componentei fluxului. În cazul controlului vectorial actual, controlul axei directe iad este setat la 0 (i*d = 0), presupunând că nu are nici o influientă asupra producerii forței . Ecuația (1.34) se transfomă în următoarea:

F = (Ψdiaq) (1.35)

Acest lucru însemnă că unghiul Ɵ dintre curentul armăturii și axa q întotdeauna rămâne la 0ș și forța de propulsie este proporțională cu curentul armăturii ia = iaq.

Un dezavantaj al controlului vectorial este robustețea scazută a paramatrilor mașinii.

În sistemele fizice valorile rezistențelor se modifică considerabil cu temperatura și inductanțele ajung rapid la saturație. Totuși, un sistem de comandă vectorial este cel mai potrivit pentru aplicațiile care necesită dinamici bune și/sau un control precis al vitezei.

Controlul vectorial este prezentat în literatură în mai multe variante. În cazul de față se consideră că forța de propulsie de comandă Fset este transformată într-o componentă a curentului iqset, prin împărțirea valorii forței la constanta motorului Km. Algoritmii de control ai curentului sunt executați în coordonate de flux și ieșirile controlerelor sunt transformate înapoi ăn sistemul de referință rotativ, astfel încât aceste mărimi uA, uB și uC comandă invertorul (Fig.2.Y).

Tehnica de modulare utilizată în modelul de simulare este modularea în lățime de puls sinusoidala cu comutatoarele ideale. Invertorul PWM utilizează tensiunea de la circuitul intermediar de curent continuu, dar combină atât controlul tensiunii cât și controlul frecvnței în interiorul lui.

Fig.1Y. Schema bloc de comandă și reglare a motorului liniar

1.4.3. Transformări de coordonate

Transformările de coordonate ocupă un loc vital în matematica controlului vectorial, unde ecuații diferențiale complexe sunt transformate dintr-un sistem de coordonate în altul. Transformările de coordonate următoare sunt realizate folosind curenții armăturii mobile, dar ele sunt valabile atât pentru tensiunile armăturii mobile cât și pentru fluxurile acesteia.

Transformările marimilor trifazate în mărimi bifazate sunt:

ix = [ iA – (iB + iC)]

iy = [ iB – iC] (1.36)

și pentru componenta omopolară:

i0 = [ iA + iB +iC] (1.37)

Relațiile inverse sunt:

iA = ix +i0

iB = ix + iy + i0 (1.38)

iC = ix – iy + i0

Când are loc trecerea dintr-un sestem de coordonate staționar într-un sistem de coordonate rotativ trebuie să cunoaștem unghiul Ɵ dintre coordonate. Deoarece componenta omopolară nu este inclusă în vectorul curentului, această posibilitate trebuie luată în considerare separat.

iad = ix cosƟ + iy sinƟ

iaq = – ix sinƟ + iy cosƟ (1.39)

ia0 = ia0

în timp ce relațiile inverse sunt:

ix = iadcosƟ – iaqsinƟ

iy = iadsinƟ + iaqcosƟ (1.40)

i0 = ia0

Transformările directe ale mărimilor de fază în coordonate rotorice, respectiv relațiile dintre curenții iad, iaq și curenții de fază iA, iB și iC sunt:

iad = [ iA + cosƟt + iBcos (Ɵt – ) + iCcos(Ɵt – )]

iaq = [iAsinƟt + iBsin(Ɵt – ) iCsin(Ɵt + )] (1.41)

ia0 = [ iA + iB +iC]

Relațiile inverse, obținute rezolvând sistemul de ecuații (1.41), sunt:

iA = iadcosƟt – iaqsinƟt + ia0

iB = iadcos(Ɵt – ) – iaqsin(Ɵt – ) + ia0 (1.42)

iC = iadcos(Ɵt + ) – iaqsin(Ɵt + ) +ia0

Pentru a completa modelul matematic al motorului liniar sincron trebuie luate în considerare neliniaritățile sistemului, care depind de aplicația prezentată și care trebuie analizate individual. Aceste neliniarități se datorează structurii de ghidare a motorului (frecare) a formei și configurației magnetului permanent (neuniformități de deplasare).

Capitolul 2. Cancerul de colon.Cauze.Premize

2.1. Situația generală asupra cancerului de colon

Cu privire la situația generală a cancerului de colon acesta este mai rar întâlnit sub vârsta de 45 de ani, după această vârstă mortalitatea crește în 5 ani cu un raport de 50%. Rata medie de deces este în jurul vârstei de 70 de ani. Din punct de vedere statistic acest tip de cancer ocupă locul doi în lume, (după cel pulmonar) privind rata deceselor în rândul bărbaților, iar în rândul femeilor ocupă de asemenea tot locul doi după cancerul de sân.

Colonoscopia este considerată examenul de referință deoarece permite să vizualizeze suprafața totală a colonului și realizează în același timp dacă este necesar operația de biopsie, prelevând monstre de țesut din polipi. Cancerul de colon se dezvoltă în general în intestinul gros. Statistic în 70% din cazuri tumoarea se dezvoltă în regiunea sigmoidă.

Având în vedere faptul că acest examen este un examen invaziv, pot apărea anumite complicații. Riscurile la care sunt supuți pacienții pot fi determinate de: anestezie generală, perforația colonului, diferite tipuri de hemoragii.

Colonoscopia este recunoscută ca cea mai bună metodă de detecție a cancerului colorectal din motivul exactității sale dar și din capacitatea de a examina colonul în ansamblu. Din motive de cost sunt necesare de asemenea anumite analize preliminare pentru a determina dacă o operație de colon este necesară sau nu.

Fig.2.A Evidențierea colonului

2.2 Statistică la nivelul lumii

O statistica la nivel mondial spune că în 2012 au fost diagnosticate aproape 1,4 milioane de cazuri. Țările cu cea mai mare incidență a cancerului colorectal în 2012 erau: Korea, Slovacia,Ungaria, Cehia, Noua Zeelndă, Singapore, Canada, Japonia etc

Este prezis că la nivel mondial numărul de cazuri se va ridica la 1360000 pentru bărbați și 1080000 pentru femei până în 2035. Cancerul intestinului gros este a doua cauză de deces dintre toate tipurile de cancer din Europa și, anual, în lume mor 700000 de oamneni din această cauză. Incidența anuală a acestei forme de cancer, în România, este de 8696 de cazuri noi. Majoritatea acestor cancere pornesc de la adenomuri sau polipi. Aproximativ 80% dintre cazuri sunt sporadice, doar 20% fiind moștenite.

Cancerul de colon este o afecțiune ce se naște prin dezvoltarea și înmulțirea celulelor anormale în peretele colonului. Celula canceroasă are abilitatea de a crește neâncetat, invadând astfel țesuturile normale din apropiere. În etapa metastazică, acesta se dezvoltă și în alte zone ale corpului. Cancerul colorectal se extinde la ficat si plămâni, iar la femei, la ovare. În general, 64% din pacienții diagnosticați cu cancer colorectal au o speranță de viață de peste 5 ani.

Polipii colonici sunt excrescențe care se dezvoltă în colon sau la nivelul rectului. Cauza lor este încă necunoscută. Majoritatea polipilor colonici sunt benigni. Un anume tip de polipi pot fi premergători cancerului colorectal. Din acest motiv, este foarte important screeningul periodic la persoanele de peste 50 de ani sau la cei cu risc crescut de cancer colorectal.

2.3 Simptome

Polipii colonici fiind asimptomatici, de obicei, apărând simptome doar când sunt mai mari de 1 cm sau când sunt de natură canceroasă. Cel mai comun simptom este rectoragia (eliminarea de sânge roșu prin scaun).

Aceștia nu produc de obicei durere sau modificări ale tranzitului intestinal, decât dacă sunt mari și obsturează o parte din colon. Aceste simptome sunt rare, deoarece polipii sunt descoperiți și îndepărtați înainte de a deveni sufficient de mari să producă simptome.

Odată ce apare cancerul, pot să apară și alte simptome, cum ar fi modificări ale tranzitului intestinal sau pierderi semnificative în greutate.

2.4 Screeningul cancerului colonic

Screeningul inseamnă detectarea bolii înaintea apariției semnelor clinice ale bolii, acest lucru fiind deosebit de important deoarece oferă șansa unui diagnostic precoce, care are un prognostic favorabil. Odată cu apariția simptomelor, este foarte probabil ca tumora s-a extins deja la organele învecinate sau are metastaze la distanță.

Screeningul efectuat cu unn singur test sau mai mute teste combinat scade riscul de apariție a complicațiilor și de deces prin cancer colonic. Grupuri de experți recomandă screeningul de rutină pentru cancerul colonic la toate persoanele cu vârsta de peste 50 de ani care prezintă un risc mediu de cancer colonic. Aceste personae nu prezintă un istoric familial de cancer colonic, sau polipi, nu au avut polipi sau cancer colonic și nu prezintă simptome de cancer colonic. Dacă există un risc crescut de apariție al cancerului colonic se începe screeningul mai devreme sau se face mai des. Dacă există un istoric familial de cancer colonic se încep investigațiile de la vârsta de 40 de ani sau la o vârstă cu 10 ani mai mică decât a celui mai apropiat membru al familiei.

Existând un istoric familial de moștenire a acestei boli (sindrom de polipoză colonică familială) se încep testele screeningului la pubertate sau la vârsta de 21 de ani, în funcție de sindromul existent.

Decizia despre momentul screeningului trebuie luată în colaborare cu medical. Deciziile depind de vârstă, istoric familial, alte boli asociate și beneficiile în urma screeningului.

2.5 Tratament

Generalități:

Polipii colonici sunt, de oicei, extirpați în timpul unui examen de screening prin sigmoidoscopie cu tub flexibil sau colonoscopie. Testul recoltat (biopsiat) este examinat pentru a se determina dacă este o formă monocanceroasă sau una precanceroasă(adenomatoasă).

2.5.1 Tratament inițial

Dacă se descoperă polipi adenomatoși în timpul sigmoidoscopiei, se va face și o colonoscopie pentru a examina și extirpa eventualii polipi din restul colonului. Majoritatea polipilor nu se malignizează. Dacă se descoperă polipii hiperplazici în timpul sigmoidoscopiei nu este necesară și o colonoscopie. Se continuă screeningul regulat doar în cazul în care nu există risc de cancer colonic datorită unui istoric familial pentru această bolă.

2.5.2 Tratament de întreținere

Screeningul regulat pentru depistarea de polipi colonici este cea mai bună metodă de a preveni degenerarea lor malignă. Persoanele cu vârsta de peste 50 de ani, li se recomandă un test pentru hemoragiile oculte din scaun în fiecare an, o sigmoidoscopie la fiecare 5 ani sau ambele investigații. Alte obțiunii de screening suntt și clisma baritată în dublu contrast efectuată la 5 ani sau colonoscopia efectuată la 10 ani. Majoritatea polipilor colonici sunt evidențiați prin aceste testări și rezecați în timpul investigației. În cazul în care au fost rezecați mai mulți polipi colonici, se recomandă efectuarea unei colonoscopii la interval de câțiva ani. Se solicită sfatul medicului.

2.5.3 Tratament în cazul agravării bolii

Tratamentul cirurgical este necesar în cazul existenței unor polipi colonici mari, cu o bază largă de implantare(sesili) pe mucoasa colonică. Aceștia nu pot fi rezecați cu margini de siguranță în timpul colonoscopiei și au un risc mai mare de degenerare malignă(canceroasă). Dacă la examenul colonoscopic este diagnosticat un cancer, se va începe tratamentul cancerului colorectal.

2.5.4 Tratament ambulator (la domiciliu)

Nu se face tratament ambulator pentru polipii colonici. Dar se pot lua măsuri de prevenire a dezvoltării acestora:

se administrează suplimente de calciu. Studiile efectuate au arătat că suplimentele de calciu scad riscul de recurență (reapariție) cu 17%. Cu toate acestea, aceste studii nu au demonstrat ca suplimentele de calciu au vreun efect asupra polipilor,

administrarea de antiinflamatoare nesteroidiene (AINS), inclusiv aspirină. Un studiu recent a evidențiat faptul că doze scăzute de aspirină (81 mg/zi) au scăzut moderat riscul de recurență a polipilor precanceroși (adenomatoși). AINS au efecte secundare pe termen lung, cum ar fi sângerările gastrointestinale, care pot afecta starea de sănătate. Se recomandă prezentarea la medic pentru a prescrie sau a se mării doza de AINS,

Nu se cunoaște cu exactitate dacă aceste metode pot preveni polipii colonici sau cancerul.

Unele studii efectuate sugerează că se poate scădea riscul acestor boli, dacă se efectuează exerciții izice regulate pentru menținerea unei greutăți corporale constante. Oprirea fumatului și consumul de alcool moderat pot, de asemenea, să scadă riscul de cancer colorectal. Consul moderat se definește prin consumarea unui pahar pe zi. Aceste metode de autoîngrijire nu sunt o substituție a screeningului regulat colorectal, mai ales la persoanele de peste 50 de ani sau cele care au un risc crescut pentru cancer colorectal însă aceste abordări scad riscul apariției bolilor.

Dieta

Majoritatea doctorilor au considerat ca o dietă hipolipidică (consum scăzut de grăsimi) și cu un conținut bogat în fibre ajută la prevenirea polipilor colonici și a cancerului colorectal. Două studii majore au descoperit că o astfel de dietă nu scade riscul recurenței bolilor. Se presupune că aceste studii nu au urmărit loturile luate în studiu un timp suficient de lung pentru a observa beneficiile unei astfel de diete. Este nevoie de mai multe studii. În tot acest timp o dietă săracă în grăsimi și bogată în fibre, poate să prezinte alte efecte benefice pentru sănătate cum ar fi prevenirea unor alte boli.

2.6. Factori care influiențează creșterea riscului de apariție a cancerului de colon

Pentru a ne putea proteja împotriva acestei afecțiuni trebuie să cunoaștem factorii care favorizează apariția lui. Printre aceștia se numără:

Alcoolul: riscul de a dezvolta cancer de colon poate fi crescut la indivizi care consumă zilnic ua sau mai multe unități de alcool pe zi (o unitate este echivalentul unei doze de beri,a unui pahar cu vin sau a 50 ml de tărie). Cu toate acestea, se crede că, cantități reduse de alcool pot reduce riscul apariției unor anumite boli la inimă.

Fumatul: riscul poate fi mai mare pentru fumătorii care au o istorie de fumat mai mare de 35 de ani. Pipele si trabucurile prezintă riscul cel mai mare deoarece substanțele din ele ce cauzează cancerul sunt mai ușor de înghițit. Țigările pot provoca o dezvoltare mai rapidă a polipilor sau pot influiența recidivarea lor după ce aceștia au fost înlăturați.

Obezitatea: riscul poate fi mai mare în cazul persoanelor supraponderale. Ingerarea caloriilor în exces determină o reproducere mai rapidă a celulelor, și astfel pot ajuta trecerea de la o stare beningnă la o stare canceroasă.

Istoria pacientului: riscul este crescut la indivizi care au suferit de cancer de colon, de polipi intestinali sau de colită(o inflamare a colonului cauzată de boala lu Crohn).

Genetica pacientului: riscul este crescut și în cazul pacienților a cărăr rude de gradul întâi (părinți sau frați) au fost diagnosticate cu aceste afecțiuni.

Dietele: dietele bogate în carne, grăsimi sau proteine și scăzute în legume și fructe cresc riscul de a dezvolta cancerul de colon.

Polipii: o umflătură necanceroasă sau pre-canceroasă ce apare la oamenii peste vârsta de 50 de ani.

Vârsta: riscul de apariție a cancerului de colon crește odată cu înaintarea în vârstă. Mulți dintre pacienții diagnosticați cu cancer de colon au peste 50 de ani. Cu toate acestea, afecțiunea poate apărea la orice vârstă.

Un stil de viață sedentar, ce include multe ore petrecute în fața televizorului, lipsa exercițiului fizic reprezintă de asemenea un factor major ce contribuie la apariția cancerului de colon. În societățile tradiționale, unde oamenii duc o viață ordonată și activă, acest tip de cancer este mai rar întâlnit.

2.7. Operația de colonoscopie. Generalități

Această operație se desfășoară diferit de la un continent la altul, de exemplu în Europa se pune accent pe descoperirea de polipi sau de tumori respectiv înlăturarea acestora, ăn Japonia se pune accent mai întâi pe modificările de culoare a țesutului, această mentalitate fiind bazată mai ales pe prevenire cât și tratare.

În Franța această mentalitate începe să fie deja utilizată, toată populația cu vârsta de peste 45 de ani este obligată ca odată la 5 ani să facă o astfel de intervenție, iar pentru persoanele cu risc crescut această intervenție se face o data pe an, în caz contrar persoana pierde calitatea de asigurat și în același timp dacă pacientul va suferi de o astfel de boală va suporta cheltuielile din buzunarul propriu.

Capitolul 3. Colonul uman

Colonul uman este un organ musculos cu o lungime de 1250 mm, acesta contribuie la trei funcții majore ale organismului uman: absorbția alimentelor care nu au fost digerate, digestia și concentrarea materiei fecale, depozitarea și evacuarea acestora, dar în mod ciudat nu este considerat un organ vital.

Pe plan funcțional, colonul poate fi divizat în două părți separate de către porțiunea transversală (colonul drept și colonul stâng). Colonul drept ( sau ceacumul și colonul ascendent) joacă un rol mojor în absorbția apei și a electroliților dar și în fermentația zahărului nedigerat.

Colonul stâng ( colonul descendent, colonul sigmoid și rectul) intervine în primul rând la stopare și evacuarea sării din alimente.

Examenul colonoscopic se ocupă în special cu exploatarea colonului sau intervenția asupra rectului, acesta poate fi folosit pentru: diagnostificare (găsirea difereitelor tumori,colite inflamatorii, anomalii genetice…), terapeutic (îndepărtarea polipilor) sau preventiv de depistare a polipilor.

3.1 Dezvoltarea cancerului de colon

Cancerul de colon este localizat în special în regiunea sigmoidă și în joncțiunea colorectală (65% dintre localizări), zona cea mai periculoasă este porțiunea ceaco-ascendentă și foarte rar în porțiunea transversală. Porțiunea ceacumului fiind cea mai largă a colonului uman permite dezvoltarea ” în voie” a tumorilor, înaintea apariției simptomelor.

Există evident o clasificare a stadiilor în evoluția acestor tipuri de cancer: cancerul cu o perioadă de supraviețuire de 5 ani (categoria A), 90% din tipul de cancer sunt încadrate în acest tip, cancerul de tip D (metastază hepatică) 5% din tipurile de cancer.

Două elemente predispun la dezvoltarea cancerului de colon: polipii cu o formă cilindrică particulară și maladiile inflamatorii (colitele hemoragice, maladia Chron) aceste două ar putea provoca degenerări canceroase. Pe lângă cele două elemente amintite mai sus există anumiți factori care predispun la apariția polipilor amintim: alimentația, mediul înconjurător, sedentarismul, factorii genetici, sindromul linch acesta este de fapt un anumit tip de cancer colic care se transmite intr-o manieră ereditară, în general se dezvoltă în mucoasa colică, acest tip de cancer reprezintă aproximativ 5% din numărul de cancer colorectal.

Fig.3.A Schema anatomică a colonului Fig.3.B Regiunea sigmoidă cu polipi

3.2 Diagnosticul cancerului colorectal se poate face:

Diagnosticarea de face în candrul operației de depistare, dacă un pacient prezintă simptomele în candrul supravegherii medicale.

De asemenea pentru o diagnosticare exactă se poate folosi: testul de depistare în masă Hemoccult II dar și realizarea unei colonoscopii după vârsta de 45 de ani.

Principalele metode de depistare sunt:

Testul Hemoccult II, acest test permite detectarea celulelor bolnave în sânge, lucru imposibil de văzut cu ochiul liber. Dacă în urma acestui test au fost depistate celule suspecte se va realiaza un test mai complex mult mai exact. Teoretic testul Hemoccult nu oferă în totalitate un diagnostic fiabil,deoarece asupra anumitor pacienți poate să dea un rezultat fals ( să fie declarați sănătoși chiar dacă sunt bolnavi și viceversa). Dacă totuși sunt depistate celule bolnave în sângele pacientului atunci sunt necesare alte teste complementare. Acest tip de test este utilizat doar pentru populația de masă fără simptome și fără riscuri. Acceptibilitatea testului se ia în primul rând în considerare dacă pacientul are în familie antecedente familiar cu cancer colorectal.

Examenul radiologic ( sau spălarea cu bariu lichid) dă posibilitatea de vizualizare a intestinului gros cu ajutorul unei radiografii efectuate după ingerarea compoziției pe bază de bariu. Acest examen se desfășoară lunar după o procedură de colonoscopie. O radiografie a abdomenului efectuată fără pregătirea în prealabil nu poate avea suficientă precizie în interiorul organelor. Din acest motiv se folosește bariul care datorită compoziției sale produce contrastul necesar ți deasemenea pune în valoare modificările anatomice și anomaliile apărute la nivelul pereților colonului. Datorită faptului că această intervenție presupune ingerarea lichidului pe bază de bariu, un regim ”fără rezidiu” trebuie să fie realizat de către pacient pe o perioadă de timp ( minimm trei zile). Cu câteva ore înaintea administrării pacientului substanța de contrast,pacientului ii este administrat o spălare permanentă a intestinelor ( clismă) pentru ca examenul medical să se desfășoare în cele mai bune condiții. Acest examen practicat cum trebuie și cu un aparat de radiologie relativ bun, nu este dureros pentru pacient și nu este foarte inconfortabil.

Colonoscopia virtuală. Progresul realizat în domeniul informaticii și al imagisticii permite reconstrucția colonului în 2D sau în 3D. Utilizarea unui scaner extern, care poate să genereze raze X în diferite unghiuri permite să obțină diferite secțiuni a zonei studiate sau a unei imagini 3D. Termenul de colonoscopie virtuală se referă exact la această reconstrucție. Pe scurt rezonanța magnetică poate să substituie acest scaner heliciodal dar cu mai puține achiziții de imagini. Colonoscopia virtuală este o tehnică atractivă pentru pacient deoarece nu este o operație invazivă precul colonoscopia clasică. Această măsură poate să răspundă la nevoia detecției legăturilor precanceroase colorectale. Acest examen medical are o eficacitate estimată la 85-88% de detectare a polipilor într-n centimetru. Totuși pe lângă costurile economice care le implică această operație există totuși un risc de 12-15% ca pacientului să nu îi fie gasiți polipi în timp real.

Utilizarea capsulei endoscopice. Această capsulă video endoscopică elaborată de Given-Imaging este comercializată de 5 ani și reprezintă un real interes atât pentru medici cât și pentru pacienți. Această capsulă este ingerată de către pacient și imaginile sunt transmise pe o durată de 6-8 ore. Capsula este recuperată după 24-48 ore, nu se recomandă nicio pregătire anterioară.

Principiul de funcționare: un cip CMOS și o sursăluminoasă LED permite tramsmiterea unei imagini colore a muscoasei intestinale. Acest sistem este capabil să capteze și să trimită două imagini pe secundă unui sistem antene aplicat pe pielea pacientului, acesta din urmă este conecta la un receptor telemetric vând o bandă de frecvență mare și fixat pe centura pacientului. Aceste imagini vor fi examinate de o stație de lucru conectată la un monitor video, de asemenea este posibil calcularea poziției exacte a capsulei în intestin. Este de semanalat riscul apariției unui blocaj al capsulei generând intr-o stenoză digestivă. De reținut este faptul că această capsulă poate pune un diagnostic corect cu o probabilitate de 20%. Această capsulă este o tehnologie inovativă, prezentând riscuri destul de mari pentru pacient.

Sigmoidscopia. Acest examen se face cu ajutorul unui tub suplu și flexibil asemănător colonoscopului dar de lungime mult mai mică. Prin acest test de diagnosticare, medicul poate să examineze pereții rectului și părțile inferioare ale colonului, să efectueze o biopsie, să vadă polipii dar și prezența tumorilor.

Colonoscopia. Acest examen este mult mai performant decât examenul radiologic, sau scanarea, de asemea permite realizarea de biopsii. Examenul radiologic poate fi prescris de către medic ca și o măsură complementară putând fi prescrisă pentru o diagnosticare mai confortabilă a medicului.

Capitolul 4. Endoscopia și colonoscopia

4.1 Noțiuni generale

Putem să distingem două tipuri de endoscoape: endoscopul rigid și endoscopul subțire.

4.2 Endoscopul rigid

Acest instrument este realizat dintr-un tub metalic foarte rigid cu un diametru de 5-8 mm, are în construcția sa o cameră video care permite o vedere în timp real a zonei verificate. Există posibilitatea dotării cu un aparat foto. Partea distală (care este introdusă în organism) este echipată cu o prispă care definește unghiul de vedere al aparatului. Acest tip de aparat are în construcție și un sistem de curățare. Este utilizat pentru inspecția vezicii dar și a cavității abdominale.

4.3 Fibroscopul,caz particular colonoscopul

Este realizat din fibre de carbon sau fibră de sticlă care are capacitatea de a transmite lumina de la origine. Această variantă de endoscop este utilizată pentru a explora de o manieră fină, mai bine zis fără traumatisme anumite cavități ale organismului unde accesul cu endoscopul rigid ar fi dificil. Printr-un fibroscop se înțelege o teacă etanșă de 40-70 cm în lungime și cu un diametru de 5-14mm. Sursa de lumină se regăsește la exteriorul aparatului, toate celelalte surse se găsesc la exteriorul aparatului ( sursa de aer, sursa de apă, monitorul și magnetoscopul necesar pentru înregistrarea imaginilor). Acest tub suplu este echipat și cu alte mici canale care permit introducerea de aer în cavitatea explorată. Tot prin aceste canale se poate realiza o spălare sau o aspirație a diferitelor secreții generate de mucoasa organelor.

Fig.4.A Fibroscop Fig.4.B Sistem de ghidare

Colonoscopul are un canal operator care permite trecerea instrumentelor medicale cum ar fi cele de prelevare, de coagulare, o fibră laser. Poate fi echipat cu un sistem ecografic pentru efectuarea unei echo-endoscopii care permit studiul tumorilor sistemului digestiv. Schimbarea unghiurilor colonoscopului se face cu un sistem de cabluri inserateîn extremitățile aparatului și este acționat de două roți ce permit efectuarea de mișcări a capului endoscopului în două direcții ortogonale care aproximativ pot să realizeze toate unghiurile sistemului triortogonal drept. În general este utilizat video endoscopul, care la extremitatea sa are o microcameră de televiziune. Această cameră posedă o rezoluție de 400000 de pixeli, prin aceasta imaginea colonoscopică poate să ocupe tot ecranul având o calitate excepțională.

Fig.4.C Mișcările posibile ale fibroscopului Fig.4.D Camera CCD

4.4 Arhitectura și funcțiile colonoscopului ( caz particular colonoscopul Olympus)

Colonoscopul este format din patru părți principale: conectori, cordonul universal, sistemul de prindere și teacă, dar și extremitatea distală.

Principalele părți ale colonoscopului sunt: conectorii de aspirație, racord de cablu S, conector electric, manipulator de îndoire (jos, sus), frâne de îndoire jos sus, piston de aspirație, piston de insuflare/spălare, orificii ale canalului operator, reperele limitelor de introducere, partea de cârjă, frâne de mișcare stânga-dreapta, manipulator stânga-dreapta, adaptor de spălare auxiliar, roată de reglare a flexibilității.

Fig.4.E Funcțiile colonoscopului

4.5 Operația de colonoscopie

4.5.1 Pregătirea

Există două tipuri de pregătire:

O pregătire psihologică indispensabilă, unde participarea pacientului este esențială, asistenta îi explică pacientului cum se va desfășura examenul medical, iar acesta trebuie să-și depună interesul și cooperarea dacă anestezia nu este generală.

pregătire fizică mai specială: colonul trebuie să fie gol și vidat înaintea operației propriu-zise (infirmiera îi dă pacientului să ingereze un lichid care are rolul să curețe colonul, înainte cu trei ore pacientului ii este dată o anumită cantitate din acest lichid).

4.5.2 Examenul medical

Examenul de colonoscopie durează în jur de 30 de minute, în primele 10 minute pacientului îi este introdus întreg colonoscopul în colon. Această procedură se desfășoară de obicei sub anestezie generală pentru a scăpa pacintul de durerile și disconfortul creat de această operație. Această procedură este precedată e un tușeu rectal cu rolul de a preîntâmpina anumite accidente în cazul găsirii unor polipi situați la baza colonului.

Înaintea introducerii colonosopului în intestin, în colon se injectează CO2 pentru o mai bună observație a mediului dar și pentru a evita accidentele cauzate de mișcarea colonoscopului. Aparatul este intordus și dirijat ușor fără a forța, doar în regiunea ceacumului capul colonoscopului este îndoit pentru o mai bună orientare.

Pentru o observație completă a intestinului este abolut necesar ca examenul medical să se desfășoare fin, iar deplasarea să fie cât mai atentă și precisă. Atunci când colonoscopul este extras pacientul este culcat pe spate sau pe partea laterală stângă. Medicul observă intestinul atât la introducerea colonoscopului cât și la extragerea acestuia.

După examen, medicul se asigură de absența sângerării sau de dureri abdominale, după o anumită perioadă de timp pacientul se poate spăla, poate să mănânce și să consume lichide. În cele mai multe cazuri o supraveghere de 24 de ore necesară pentru o siguranță cât mai mare.

Problemele regăsite în timpul operației sunt:

Colonoscopia se derulează sub anestezie generală, anestezic relativ lejer dar care poate fi periculos pentru că timpul în care acesta își face efectul este scăzut existând riscul ca pacientul să se trezească în timpul operației sau foarte rapid după operație. Colonoscopia sub anestezie durează 30 de minute.

Pacientul resimte o durere care este localizată în special în zona din partea dreaptă a intestinului deoarece acolo sunt acroșați pereții intestinului.

Pentru chirurgi este dificil de estimat limitele de efort care pot fi suportate de către pereții colonului fără a genera o ruptură de țesut. Perforația colonului este o problemă foarte mare și se regăsește la un caz dintr-o mie. Ea se produce din când în când datorită unei suflări excesive de aer. Experiența medicului poate să compenseze în general această problemă. Traiectoria cea mai dificilă este aceea când colonoscopul este situat în primii 30-40 cm de exploatare.

Riscul de infecție apare în special în cazul endoscopiei gastrice, prima cauză a infecției este dată de operarea manuală a endoscopului, acest risc este mărit la pacienții care trebuie să efectueze această operație de mai multe ori pe an.

Acum problema cea mai sensibilă a tuturor sistemelor sanitare sunt: costurile unui colonoscop nou care variează între 25000- 30000 euro și prețul unei intervenții chirurgicale care este aproximativ 750 euro.

Capitolul 5 Modelul matematic al colonului

Acest model matematic simplist ar putea diminua perforațiile realizate prin coliziunea colonoscopului cu pereții colonului. Practic aceste ecuații ar putea reprezenta o traiectorie a locului geometric unde colonoscopul nu ar atinge pereții intestinului.

Fig.5 A Modelul matematic al colonului

Modelul matematic al colonului a fost realizat în patru etape:

Am realizat proiecția pe un plan vertical a acestuia și s-a încercat o găsire a dimensiunii colonului.

Am scris ecuațiile pentru fiecare porțiune în parte.

Am divizat graficul în funcții matematice continue iar apoi am pus punctele de discontinuitate.

Am pus condițiile de continuitate în punctele de intersecție a arcului

5.1 Funcțiile matematice

Curba din stânga

Curba este de forma x = ay2 -24, trebuie să intersecteze punctele A(-20, 13) și B(-20, -13)

Ecuația finală

x= * y2 – 24 y

Parabola centrală BCD cu vârful C(0,3) și celelalte două puncte B(-20, 13); D(20, 13)

Parabola este simetrică față de axa OY ceea ce va rezlta că este de forma y= ax2 + c dar punctele B și D trebuie să verifice ecuația => 13 = 400a + c pentru B(-20, 13), ecuația trebuie să verifice coordonatele punctlui C, introducem coordonatele acestuia în ecuația de mai sus rezultând ecuația finală a curbei centrale y = * x2 + 3 sau putem scrie x=

Curba DKF este simetrică parabolei ALB rezultând faptul că putem scrie direct ecuația:

4*= -x + 24 sau y= D(20, 13), K(24, 0), F(20, -13)

Curba FG cu punctele F(20, -13) și G(25, -16)

mFG=

y = *x – 1

Curba HGV este simetrică cu axa paralelă OY în punctul V(14, -27)

Ecuația este de forma y= a*x2 + b*x + c cu vârful V și H(3, -16), G(25, -16).

Aceste două ecuații trebuie să verifice ecuația inițială.

Putem să scriem sistemul (reducem variabila C).

=>=>=>

+ c= -16 –

Ecuația finală a curbei HGV este y = –

Segmentul IH I(1, -32), H(3, -16)

mIH=

Pentru t I: y + 32 = 8 *( x- 1);

Y= 8*x – 40;

Concluzie: Am aproximat graficul cu șsase funcții matematice, trebuie redus numărul acestora.

5.2 Divizarea graficului în funcții matematice continue

Conform teoremelor analizei matematice pentru a defini o funcție continuă peste un interval este necesar să existe o dreaptă paralelă cu axa OY care intersectează graficul maxim într=un singur punct.

Porțiunea LBCDK, poate fi aproximată cu o singură funcție, cu puncte de discontinuitate în B, D.

Ecuația arcului LB este: y = * (partea pozitivă a arcului ALB)

Ecuația arcului DK este: y = * (partea negativă a arcului DKF)

Arcul KF al ecuației pentru x ϵ (20,24)

f2(x) =

Dreapta FG: pentru x ϵ (20,24)

f3(x) = * x – 1

Proba de continuitate:

pentru f1(x): lim f1(x)= lim f1(x)= 13 => f1(x) este o funcție continuă

x>20; x<20 x>20; x>20

pentru f4(x): lim f4(x) = lim f4(x)= -1 => f1(x) este o funcție continuă

x>3; x<3 x>3; x>3

Fig.5B. Graficul funcției

Concluzie: Am aproximat graficul cu ajutorul a patru funcții matematice continue

Capitolul 6. Managementul riscurilor proiectelor

În ceea ce privește managementul riscurilor proiectelor orice proces conștient are un anumit grad de incertitudine care nu poate fi eliminat. Incertitudinea în concepția modernă este o noțiune mai largă care include atât aspectele negative, cât și pe cele pozitive, de aceea incertitudinea nu se poate confunda cu riscul. În timp ce riscul este considerat ca având aspect negativ împrejurările favorabile reprezintă aspectele pozitive ale unui proces. Proiectele trebuie conduse luând în considerare faptul că întotdeauna există riscuri și împrejurări favorabile. Personalul trebuie încurajat să anticipeze, să identifice atât riscurile cât și împrejurările favorabile și să le raporteze organizației care se ocupă de realizarea proiectului. De aceea planul de management al riscurilor și al oportunităților odată elaborat trebuie aplicat în mod eficient pe întreg ciclu de viață al proiectului.

Riscurile se pot defini în accepțiunea teoriei clasice a deciziei, ca evenimente cu apariții posibile în procesele social – umane, dar incerte ale căror efecte sunt dăunătoare, păguboase, și au caracter ireversibil..

Noțiunea de incertitudine este prezentă în toate definițiile riscului deoarece validarea apariției acesteia conduce întotdeauna la existența a două rezultate posibile. Dacă pentru risc decidentul face unele scenarii și anticipări de apariție a evenimentelor posibile și a probabilității de evoluție a acestora, în cadrul incertitudinii decidentul nu poate identifica în totalitate evenimentele posibile și nici probabilitatea de producere a lor. Chiar pentru aceeași formă de risc percepția decidenților poate fi diferită și soluționată diferit. În funcție de probabilitatea de realizare, evenimentele pot fi:

evenimente cu risc ridicat – la care gravitatea pe care o implică realizarea lor este foarte mare;

evenimente cu risc mediu – la care probabilitatea de realizare este moderată;

c) evenimente cu risc scăzut – a căror gravitate este redusă.

În funcție de mediul în care pot să apară, de tipul și natura acestora, de efectele pe care le generează, de gradul de cunoaștere, riscurile pot fi:

riscuri mai mult sau mai puțin grave;

riscuri mai mult sau mai puțin cunoscute;

riscuri mai ușor sau mai greu de evitat;

riscuri pure, consecință a unor evenimente accidentale ce nu pot fi prevenite;

riscuri speculative, legate de deciziile luate la nivelul unei organizații sau în cadrul unui proiect, care depind în mare măsură de factori externi ce influențează diverse procese la nivelul organizației sau al proiectului.

Managementul riscurilor cuprinde totalitatea metodelor sau mijloacelor prin care se gestionează incertitudinea, ca bază majoră a factorilor de risc în scopul îndeplinirii obiectivelor planificate. Managementul riscurilor unui proiect cuprinde acele procese care permit identificarea, analiza și atenuarea / evitarea riscurilor unui proiect. Aceasta implică maximizarea consecințelor evenimentelor pozitive și minimizarea consecințelor evenimentelor defavorabile care pot să apară pe durata ciclului de viață al unui proiect. Principalele procese specifice managementului riscurilor unui proiect sunt:

• Identificarea riscurilor

• Cuantificarea riscurilor

• Elaborarea măsurilor de atenuare

• Aplicarea măsurilor de atenuare

Aceste procese interacționează atât între ele cât și cu cele din alte domenii ale managementului de proiect. In fiecare proces pot participa unu sau mai mulți indivizi sau grupuri, în funcție de nevoile proiectului. De asemenea fiecare proces intervine cel puțin o dată pe parcursul derulării unei faze a proiectului. Cu toate că sunt prezentate ca entități distincte, cu granițe bine definite, în realitate procesele se întrepătrund și interferează sub diverse forme.

Riscurile aferente unui proiect de dezvoltare de produs prezintă o serie de particularități distincte comparativ cu alte forme de risc întâlnite în alte domenii de activitate (figura 2.1).

Fig.6.A. Elementele caracteristice ale riscurilor din proiectele de dezvoltare

Schema generală a principalelor procese specifice managementului riscurilor unui proiect de dezvoltare de produs este prezentată în figura 2.2.

Fig.6.B Schema de ansamblu a managementului riscului

Domenii diferite de aplicare utilizează adesea terminologii diferite pentru procese similare, de exemplu:

– identificarea riscurilor și cuantificarea acestora sunt uneori tratate ca proces unic, care poate fi utilizat la analiza sau evaluarea riscurilor;

– elaborarea măsurilor de atenuare este denumită câte-odată ca planificare a răspunsurilor de atenuare a riscurilor;

– elaborarea măsurilor de atenuare și însușirea acestora sunt uneori tratate ca un proces unic, care poate fi numit controlul și gestionarea riscurilor

6.1 Identificarea riscurilor

Riscurile posibile care provin din interacțiunile aflate în raport cu activitățile și procesele specifice dezvoltării produsului, dintre partenerii care se ocupă de realizarea proiectului, organizația aflată la originea dezvoltării proiectului și părțile interesate trebuie identificate și înregistrate. Identificarea riscurilor se face în mod conștient înregistrându-se motivele pentru care au fost acceptate. Identificarea ia în considerare nu numai riscurile legate de cost, timp și realizarea produsului, dar și riscuri din alte sfere cum sunt: calitatea produsului, securitatea, încrederea, răspunderea profesională, tehnologia informației, siguranța, sănătatea, mediul înconjurător etc. În același timp trebuie identificate riscurile ce rezultă din aplicarea unor noi tehnologii în cadrul dezvoltării produsului. Identificarea riscurilor reprezintă prima etapă a managementului riscurilor stând la baza întregului proces. În această etapă se determină riscurile care pot să afecteze proiectul, sunt studiate caracteristicile specifice fiecărei forme de risc. Identificarea riscurilor se referă atât la riscurile interne – care țin de competența echipei de elaborare a proiectului, cât și la cele externe – provenite din afara proceselor specifice proiectului.

În competența echipei de lucru intră, în general, riscurile interne care afectează în mod direct procesele specifice managementului de proiect și în consecință estimările făcute asupra costurilor și duratei activităților. Riscurile externe, precum modificările pieței, apariția potențialilor concurenți sau deciziile guvernamentale depășesc competența sau sfera de influență a echipei de concepție a produsului dezvoltat.

Pentru orice risc identificat și bine documentat se va desemna o persoană cu responsabilitatea, autoritatea și resursele necesare pentru a stăpâni acel risc. proiectului.

Identificarea riscurilor nu este o activitate punctuală; ea trebuie reluată periodic de-a lungul ciclului de viață al proiectului. Procesul de identificare a riscurilor se dezvoltă chiar de la inițierea proiectului, se continuă în procesele de evaluare și cu alte ocazii când sunt luate decizii importante. Această etapă de identificare a riscurilor presupune:

realizarea unei liste a riscurilor posibile și a unui profil de risc;

stabilirea riscurilor pe baza experienței acumulate;

compararea riscurilor cu cele din alte proiecte similare, derulate anterior;

stabilirea riscurilor ce pot să apară pe parcursul derulării activităților și care pot afecta bugetul planificat al proiectului.

Tot în contextul managementului riscurilor proiectelor, identificarea evenimentelor presupune atât evidențierea unor oportunități (împrejurări favorabile), cât și a unor amenințări cu efecte dăunătoare, ceea ce înseamnă posibilitatea de a suferi pierderi în cadrul activităților ce urmează a se desfășura. Identificarea riscurilor poate fi condusă în sensul “cauză – efect“ (la ce conduce apariția unui eveniment identificat) sau “efect – cauză” (ce rezultate sunt încurajate sau evitate și cum încercăm să le prevenim).

Fig.6.C. Identificarea riscurilor în dezvoltarea de produs

6.1.1 Date de intrare pentru identificarea riscurilor

Descrierea produsului rezultant din proiect are un impact major asupra riscurilor identificate. Produsele care implică transfer de tehnologii deja experimentate, clasice sau bine cunoscute, vor induce riscuri mai mici decât cele care necesită inovații sau invenții pentru care se caută și aplicarea unor noi tehnologii. Riscurile asociate realizării proiectelor de dezvoltare de noi produse sunt adesea caracterizate de impactul lor asupra costurilor a termenului de realizare și a calității acestora.

Datele de ieșire din alte procese ale managementului de proiect trebuie examinate pentru a descoperi posibilele riscuri, ca de exemplu:

– enunțarea conținutului proiectului împreună cu structura descompusă a acestuia pot să prezinte noi detalii privind livrabilele elementare care să conducă la unele oportunități imprevizibile chiar de la primele livrări efectuate;

– estimările categoriilor de costuri și a duratei proiectului sunt influențate de estimări voluntariste, iar cele făcute global antrenează noi riscuri;

– planificarea persoanelor cheie, alese să facă parte din echipă, cu competențe specifice dificil de înlocuit au și alte obligații la nivelul organizației care le restrâng disponibilitatea pentru activitățile derulate în proiect;

– programul de aprovizionare în condiții economice fluctuante, precum și oferta existentă scăzută poate conduce la creșterea costului achizițiilor.

Istoricul ca și toate informațiile furnizate din studiul efectiv referitor la evoluția proiectelor precedente deja arhivate, pot fi prețioase pentru identificarea riscurilor potențiale. Experiența și datele provenite din proiectele anterioare, păstrate de organizația aflată la originea proiectului trebuie folosite în acest scop. În general, există următoarele surse:

– dosarele altor afaceri – de exemplu, una sau mai multe organizații implicate în proiect arhivează rezultatele proiectelor precedente, sau în anumite cazuri, unii membrii ai echipei pot deține arhive personale suficient de detaliate pentru a permite identificarea riscurilor;

– informațiile publice istorice, din multe domenii se pot procura;

– experiența echipei – membrii echipei proiectului pot să-și amintească evenimentele sau ipotezele aplicate în alte proiecte deja încheiate; bineînțeles că asemenea amintiri pot fi utile, însă sunt mai puțin eficiente decât informațiile documentate.

6.1.2 Instrumente și metode pentru identificarea riscurilor

Listele (fișele) de controlul sunt în general clasate în funcție de originea riscului. Aceste origini se deduc din conținutul proiectului, din datele de ieșire ale altor procese (paragraful 2.1.1.), din problemele despre munca depusă sau tehnologia aplicată și din alte cauze interne precum experiența membrilor echipei (sau lipsa lor de experiență). În câteva domenii de aplicare s-au dezvoltat scheme de clasificare și identificare a riscurilor foarte utile.

Graficul fluxurilor se reprezintă sub formă de diagrame. Acest tip de diagrame, pot ajuta echipa de proiectare să înțeleagă mai bine cauzele și efectele riscurilor.

Discuțiile individuale cu persoanele implicate în proiect se desfășoară utilizând seturi de întrebări special elaborate. Întrunirile de brainstorming (ședințele de lucru generatoare de idei noi) între părțile interesate sunt metode agreate generatoare de idei, de identificare a potențialelor riscuri ce pot interveni în proiect neidentificate în procesele de planificare. În aceste ședințe de lucru se elaborează o listă care conține idei de identificare a riscurilor potențiale. Pot fi de asemenea consultate procesele verbale ale reuniunilor premergătoare demarării proiectului (de exemplu, acelea din faza de stabilire a fezabilității).

6.1.3 Date de ieșire din procesul de identificare a riscurilor

Sursele de risc sunt categorii de evenimente care pot afecta desfășurate în proiect în bine sau în rău. Acestea pot fi: acțiuni ale partenerilor, estimări mai puțin fiabile, modificarea efectivului echipei. Lista surselor trebuie să conțină toate sursele identificate, frecvența lor, probabilitatea de a se produce, importanța profitului sau pierderilor. Sursele de risc cel mai frecvent întâlnite sunt:

– modificarea specificațiilor;

– absența standardizării proceselor în cadrul actului decizional și a mecanismelor de luare a deciziilor;

– segmentarea procesului decizional;

– un număr prea mare de nivele ierarhice;

– erorile, omisiunile sau confuziile rezultate din studii;

– ineficiența comunicării și schimbul de informații greoi sau distorsionat;

– rolurile și responsabilitățile prost definite sau greșit înțelese;

– erori de estimare a resurselor;

– lipsa de coordonare între centrele decizionale;

– lipsa de experiență a echipei de lucru la proiect;

– puterea de decizie slabă a directorului de proiect.

Descrierea surselor de risc trebuie – în mod normal – să conțină estimarea:

– probabilității de producere a evenimentului care este cauza riscului;

– amplorii consecințelor posibile;

– perioadei în care acesta se poate produce;

– frecvenței riscurilor care rezultă.

Probabilitățile, ca toate rezultatele, pot fi exprimate prin funcții continue (costul estimat între 100.000 și 150.000 €) sau discrete (este permisă sau nu o anumită activitate suplimentară); mai mult, estimările probabilităților și a rezultatelor făcute în procesele de inițiere a proiectului, pot avea o dispersie mai mare față de cele efectuate ulterior pe parcursul derulării proiectului. De fapt pe măsură ce proiectul avansează riscurile se diminuează ca și frecvența de apariție a lor. În consecință probabilitatea de producere a unor evenimente nedorite scade.

De asemenea riscurile potențiale sunt acele evenimente a căror realizare punctuală, ca o catastrofă naturală, anularea sursei de finanțare sau plecarea din echipă a unui specialist unic, poate afecta proiectul. Riscurile potențiale trebuie identificate până la surse, dacă probabilitatea de producere sau gravitatea pierderilor este relativ mare sau nu. Noțiunea de relativ mare depinde de natura proiectului. Riscurile potențiale sunt rareori specifice unui anumit domeniu de aplicare. De exemplu, intemperiile naturale produc pierderi frecvente în construcții și agricultură, dar foarte rar influențează activitățile din alte domenii.

Descrierea riscurilor potențiale va conține, în general, următoarele estimări:

– probabilitatea de producere a evenimentului;

– diverse consecințe alternative posibile;

– perioada în care se poate produce evenimentul ca sursă de risc;

– frecvența de apariție a acestuia (dacă se produce de mai multe ori).

Datele de intrare pentru alte procese se regăsesc sub formă de constrângeri sau ipoteze constituind forme de risc. Procesele de identificare a riscurilor pot fi relevante și necesită unele intervenții complementare în alte domenii ale managementului de proiect. De exemplu, nu se poate face o evaluare precisă a riscurilor dacă structura descompusă a proiectului nu este prezentată în cele mai mici detalii pentru a identifica sursele potențiale.

6.2 Cuantificarea riscurilor

Odată identificate toate riscurile în procesele și activitățile proiectului precum și în viitorul produs rezultat din proiect, trebuie evaluate printr-un proces de analiză luându- se în considerare experiența și datele provenite din proiectele anterioare. Rezultatele analizelor și evaluărilor se înregistrează și se comunică personalului care se ocupă de managementul riscurilor.

Fig.6.D. Cuantificarea riscurilor proiectului

În parcursul derulării proiectului, echipa de lucru trebuie să identifice și să cuantifice riscurile pentru a estima consecințele. Cuantificarea este necesară atât pentru evaluarea riscurilor și a interacțiunilor dintre ele, cât și pentru estimarea posibilelor consecințe asupra proiectului. Cuantificarea riscurilor este un proces comlex care depinde de un număr mare de factori:

– interacțiunea posibilelor oportunități și a amenințărilor neașteptate impune regândirea strategiei de desfășurare a proiectului

– multiplele repercursiuni ale unui singur eveniment nedorit, cum ar fi întârzierea livrării unui echipament component necesar pentru realizarea produsului dezvoltat poate atrage după sine depășiri ale costurilor estimate, întârzieri ale termenelor scadente, penalizări aplicate de către beneficiar etc.;

– metodele și tehnicile matematice de calcul aplicate influențează fiabilitatea proceselor precum și precizia de estimare a riscurilor;

– oportunitățile descoperite și aplicate de un partener pot constitui amenințări pentru alt partener din consorțiul proiectului.

6.2.1 Date de intrare pentru cuantificarea riscurilor

Toleranța la risc a părților implicate formează un ecran la fel de bun pentru datele de intrare, ca și pentru datele de ieșire ale cuantificării riscurilor. Organizațiile și persoanele implicate în derularea activităților percep diferit toleranța față de riscuri și de cuantificarea acestora, de exemplu:

– o întreprindere care realizează beneficii mari poate fi dispusă să cheltuiască suplimentar o sumă de bani pentru pregătirea unei noi propuneri, în timp ce alta care se află la limita echilibrului nu-și poate permite acest lucru;

– un manager de proiect poate considera un risc mare o estimare de 15%, în timp ce pentru altul această estimare este percepută ca un risc relativ mic.

Sursele de risc ca și riscurile potențiale sunt precizate în paragraful 6.1.3.

Estimarea costurilor este tratată în paragraful 6.2.3.

Estimarea duratei activităților este prezentată în paragraful 6.3.3.

6.2.2 Instrumente și metode pentru cuantificarea riscurilor

Valoarea monetară așteptată este utilizată de cele mai multe ori ca element de intrare pentru analizele ulterioare cum ar fi, de exemplu, arborele de decizie deoarece factorii purtători de risc pot surveni izolat sau în grupuri, în paralel sau secvențial. Valoarea monetară așteptată, ca instrument pentru cuantificarea riscurilor, este produsul a doi factori:

– probabilitatea de producere a evenimentului care comportă riscuri;

– costul consecințelor (estimarea câștigurilor sau pierderilor) ca rezultat al producerii evenimentului.

Costul evenimentului trebuie să reflecte atât elementele cuantificabile cât și pe cele necuantificabile. De exemplu, dacă două proiecte A și B au ca rezultat al unei oferte de preț agresive, aceeași probabilitate a pierderilor tangibile de 10.000 €, echipa managerială a proiectului A consideră consecințele ca fiind relativ mici, în timp ce conducerea proiectul B apreciază că o asemenea pierdere pune organizația în situația de a nu mai putea continua proiectul. În consecință pierderile conduc la două riscuri care nu sunt echivalente. În aceeași măsură, neincluderea în calcule a efectelor necuantificabile pot să deformeze concluziile, astfel o pierdere mai mică, dar cu o probabilitate mare poate fi echivalentă cu o pierdere mare dar mai puțin probabilă.

Cumulul statistic este utilizat pentru calculul marjei de variație a costului total al proiectului plecând de la mai multe variante posibile. Fluctuația costului total al unui proiect, poate servi la cuantificarea riscului relativ al diverselor variante ale ofertelor cărora le corespund bugete diferite pentru proiect.

După însumarea distribuției probabilității costurilor, se calculează:

– dispersia probabilă a costului proiectului care se obține din însumarea dispersiilor fiecărei activități;

– media costului proiectului constă în suma mediilor fiecărei activități;

– media aritmetică sau media ponderată, dispersia probabilității și abaterea medie pătratică aplicând pentru fiecare activitate, distribuția test, triunghiulară, plată etc.;

– abaterea medie pătratică a proiectului se calculează cu ajutorul dispersiei costului probabil al proiectului.

Simularea proceselor utilizează o reprezentare sau un model al sistemului pentru a analiza comportamentul sau performanțele acestuia. Forma uzuală de simulare a unui proiect este simularea planului de realizare, utilizând o rețea ca model al proiectului. Multe simulări ale scadențarului unui proiect se bazează sub o formă sau alta pe metoda Monte – Carlo (MC) care este o metodă numerică de rezolvare a problemelor teoretice

și practice cu ajutorul modelării statistice, bazată pe ideea „cutiei negre” folosind tehnica modernă de calcul, a unui proces aleator artificial, care are toate caracteristicile sistemului ce urmează a fi studiat. Esența metodei MC constă în aceea că se modelează repetând de un număr mare de ori, realizările aleatoare ale sistemului studiat. Cu ajutorul metodei MC se determină, pe baza unui anumit număr de experimente repetate, probabilitățile unor evenimente și valorile medii ale unor mărimi aleatoare. Realizarea experimentului aleator seamănă cu o tragere la sorți. În rezolvarea problemelor mai simple, pentru care nu se utilizează calculatorul electronic, la obținerea numerelor aleatoare se folosesc mijloace obișnuite ca: aruncarea unui zar, tabele cu numere aleatoare, extragerea de jetoane dintr-o urnă sau se folosesc programe speciale generatoare de numere întâmplătoare. Această metodă a devenit folosită pe scară largă odată cu dezvoltarea tehnicii moderne de calcul. Avantajul metodei MC constă în aceea că volumul de calcule este substanțial redus în comparație cu cel cerut de metodele numerice obișnuite ale căror dimensiuni, cresc exponențial, față de funcția liniară aplicată în cazul metodei MC. Metoda MC se aplică în managementul general: ‘execută” proiectul de foarte multe ori pentru a furniza o distribuție strategică a rezultatelor calculate, așa cum este ilustrat în figura 6.E.

Rezultatele unei simulări, prin planificare, pot fi utilizate pentru cuantificarea riscurilor pe care le implică diferitele strategii de realizare a activităților individuale ale proiectului. Această curbă în formă de S arată probabilitatea cumulată de finalizare a unui proiect la o anumită dată. De exemplu, în figura 6.E. există o probabilitate de 55% ca proiectul să fie terminat în 10 luni de la lansare. Este mai puțin probabil ca proiectul să fie terminat în mai puțin de 10 luni, în timp ce probabilitatea de terminare a proiectului crește la 90% dacă se consideră un termen de 16 luni.Simularea planificării activităților poate fi aplicată oricărui proiect.

Fig.6.E. Simularea Monte-Carlo în stabilirea duratei unui proiect

Fig.6.F. Convergența drumului

Indiferent de importanța sau complexitatea lui, tehnicile clasice, precum metoda Drumului Critic sau PERT, nu țin seama de convergența drumurilor și în consecință, tind să subestimeze durata proiectului. În figura 6.F. activitățile 1, 2 și 3 au o durată așteptată de 11 sau 12 zile, plus sau minus 2 zile. Durata calculată prin metoda drumului critic, dintre jaloanele A și B este, de 12 zile. În mod independent, dacă una din activități va depăși durata de 12 zile, durata reală va fi mai mare de 12 zile. Acest lucru este adevărat chiar dacă celelalte activități sunt realizate mai repede.

Arborele decizional este o diagramă concepută cei care coordonează proiectul prin care sunt descrise interacțiunile între decizii și probabilitățile asociate acelor decizii.

Părerea experților, judecata lor, poate adesea înlocui sau completa tehnicile matematice descrise mai înainte. De exemplu, faptul generator de risc poate fi calificat ca foarte probabil, cu o probabilitate medie sau puțin probabil, și gravitatea sa importantă, moderată sau neimportantă.

6.2.3 Date de ieșire din procesul de cuantificare a riscurilor

Oportunitățile de studiat, amenințările de evitat constituie datele de ieșire principale ale acestui proces. Ele sunt prezentate printr-o listă de oportunități care trebuie utilizate și probleme care se cer rezolvate.

Oportunitățile de abandonat, amenințările acceptate se cuantifică și trebuie deopotrivă documentate prin:

– sursele de risc și evenimentele pe care direcția proiectului a decis de comun acord să le accepte sau ignore;

– persoanele care au luat aceste decizii.

6.3 Elaborarea măsurilor de atenuare

Elaborarea măsurilor de atenuare se face în scopul de a ști cum să se profite mai bine de oportunități și cum să se răspundă la amenințări. Este de preferat ca soluțiile de eliminare, reducere, transfer, repartizare și acceptare a riscurilor precum și a

planurilor elaborate pentru a profita de împrejurările favorabile să fie bazate pe tehnologii cunoscute sau pe date provenite din experiența anterioară. Când este propusă o soluție pentru rezolvarea unui risc identificat, este necesară confirmarea că prin punerea sa în aplicare nu vor apare efecte nedorite sau că vor fi create noi riscuri.

Fig.6.G. Colectarea măsurilor de atenuare a riscurilor

În ceea ce privește elaborarea măsurilor de atenuare presupune căutarea de soluții la problemele apărute în derularea proiectului de către membrii echipei. O atenție specială trebuie acordată soluțiilor de rezolvare a posibilelor riscuri ce provin din interacțiunile aflate în raport cu activitatea, procesele specifice fiecărui proiect și produsul obținut, dintre organizația care se ocupă de realizarea proiectului, organizația aflată la originea proiectului și părțile interesate. Soluțiile la probleme se încadrează, în general, în una din următoarele trei categorii:

– evitate – se elimină de obicei pericolul prin eliminarea cauzei. Echipa de conducere a proiectului nu poate să elimine niciodată toate riscurile, dar anumite cauze de risc pot fi adesea eliminate;

– de care se ține seama – se poate reduce valoarea monetară așteptată a unui risc reducând probabilitatea de producere a cauzei sale (de exemplu, utilizând o tehnologie confirmată pentru diminuarea probabilității de a produce un lucru funcționând rău), reducerea costului unui eveniment (de exemplu, prin semnarea unei asigurări) sau ambele;

– acceptate – altfel spus ”acceptarea consecințelor”. Acceptarea poate fi activă (de exemplu, punând un dispozitiv curativ/ de filtrare pentru cazul în care evenimentul se produce) sau pasiv (de exemplu, acceptând o pierdere de profit dacă anumite activități depășesc previziunile).

6.3.1 Date de intrare pentru măsurile de atenuare

Oportunitățile de studiat amenințările de evitat sunt prezentate sub forma unor liste de oportunități care vor fi utilizate și de pericole, probleme declarate care se impun a fi rezolvate. Acestea provin din datele de ieșire ale procesului de cuantificare a riscurilor.

Oportunitățile de abandonat amenințările acceptate provin din datele de ieșire ale procesului de cuantificare a riscurilor.

6.3.2 Instrumente și metode de elaborare a măsurilor de atenuare

Aprovizionarea, și achiziția de produse și servicii de la organizații externe organizației responsabile de proiect constituie adesea răspunsul cel mai apropiat la anumite tipuri de riscuri. De exemplu, riscurile antrenate de utilizarea unei tehnologii speciale pot fi reduse prin cumpărarea de la o întreprindere care are experiență în domeniu.

Cumpărarea implică adesea schimbarea unui risc cu altul. De exemplu, tratarea unui preț ferm (pentru a asigura un anumit cost) poate antrena riscul întârzierii, dacă vânzătorul nu poate să respecte termenul. De asemenea, a căuta să transferi toate riscurile la vânzător poate conduce la oferte de preț inacceptabile.

Planificarea tratamentului riscului constă în definirea acțiunilor ce trebuie luate atunci când riscul identificat survine.

Strategiile alternative rezolvă evenimentele incomode/inoportune care adesea pot fi evitate sau deturnate modificând împrejurările examinate. De exemplu, creșterea studiilor poate diminua numărul modificărilor efectuate în cursul montajului sau construcției. Multe domenii de aplicare au constituit o importantă bibliografie despre valoarea așteptată a diferitelor variante strategice.

Asigurările sau dispozițiile echivalente, precum cauțiunile, sunt adesea utilizabile pentru anumite categorii de risc. Tipul de acoperire disponibilă și costul corespondent depind de domeniul de aplicare.

6.3.3 Datele de ieșire din procesul de elaborare a măsurilor de atenuare

Planul de management al riscurilor trebuie să explice procedurile ce trebuie utilizate pentru generarea riscurilor în timpul desfășurării proiectului. În plus, documentele rezultate din procesul de identificare sau cuantificare a riscurilor trebuie să precizeze persoana responsabilă de gestionarea diverselor tipuri de riscuri, cum rezultatele procesului de identificare și cuantificare inițială trebuie întrebuințate, cum planul de tratament poate fi pus în practică și cum trebuie să fie distribuite provizioanele.

Planul de management al riscurilor este o anexă a planului proiectului. Acesta poate fi tipizat sau nu, poate fi foarte detaliat sau foarte general, conform necesităților proiectului.

Date de intrare în alte procese se constituie din strategiile alternative alese sau sugerate, planul de tratare a riscurilor, achizițiile anticipate precum și alte date de ieșire legate de riscuri. Acestea trebuie să fie introduse în procesele similare din alte discipline ale managementului de proiect.

Planul de tratare al riscurilor constă în predefinirea acțiunilor ce trebuie luate atunci când un eveniment nedorit intervine. Planul de tratare a riscurilor face parte de obicei din planul de management a riscurilor, dar el poate fi în aceeași măsură integrat în alte elemente ale planului proiectului (de exemplu, face parte din planul de management al fazelor/etapelor sau în planul calitate).

Provizioanele trebuie prevăzute astfel încât să se facă față eventualelor riscuri privind costurile și întârzierile. Termenul este adesea utilizat împreună cu un calificativ (de exemplu, provizion de conducere, provizion pentru evitarea riscurilor, provizion în vederea evitării întârzierilor), pentru a indica tipul riscului față de care ne protejăm. Sensul exact al calificativului poate varia adesea în funcție de domeniul de aplicație. Între altele, utilizarea provizionului și definirea a ceea ce poate fi inclus în cadrul acestuia este specific domeniului.

Acordurile contractuale tipizate pot fi încheiate pentru asigurări, servicii și alte activități, dacă acestea urmăresc evitarea sau pararea pericolelor. Termenii și condițiile contractuale pot avea consecințe semnificative privind diminuarea gradului de risc.

6.4 Aplicarea măsurilor de atenuare

Aplicarea măsurilor de atenuare constă în aplicarea planului de management al riscurilor, pentru a răspunde evenimentelor care intervin, pentru a putea face față modificării riscurilor pe parcursul derulării proiectului. Dacă acesta produce modificări se reia ciclul: identificare, cuantificare și răspuns. Trebuie precizat că cea mai completă și meticuloasă analiză nu poate conduce la identificarea tuturor riscurilor și probabilităților; trebuie recurs la verificări și reiterări.

Fig.6.H. Aplicarea măsurilor de atenuare a riscurilor

6.5 Managementul comunicării în cadrul proiectului

Prin conceptul de comunicare se înțelege orice activitate, prin care o informație este transmisă de o persoană / un grup către altă persoană sau grup în cadrul colectivului sau în afara acestuia. În proiectele de succes un factor important îl reprezintă alcătuirea și folosirea unui concept efectiv de comunicare la nivelul tuturor celor implicați în

proiect. Pe măsură ce se emit instrucțiuni de la un departament la altul, informațiile trebuie retransmise prin canalele de comunicare pentru a semnala rezultatele obținute prin aplicarea fiecărei instrucțiuni. Aceste date de feedback sunt utilizate pentru corectarea erorilor care pot să apară pe parcursul derulării proiectului. Majoritatea informațiilor legate de proiect circulă de-a lungul liniilor ierarhice stabilite, dar și între acestea, formând o rețea complexă de conexiuni funcționale aflată în continuă transformare. La începutul proiectului de dezvoltare se recomandă să se definească și să se instaleze un concept tehnic de comunicare la nivelul membrilor echipei. Cu această ocazie se stabilește ce fel de informații vor fi furnizate, în ce structură și unde. Prin utilizarea la nivelul proiectului a tehnicilor moderne de comunicare , se crează o rețea virtuală de comunicare. Comunicarea poate fi realizată în mod direct sau utilizând tehnologia informației.

Comunicarea prin discuții directe este avantajoasă pentru fiecare proiect de dezvoltare. În această situație membrii colectivului se află în contact direct, adică “sub același acoperiș” sau chiar în aceeași cameră.

Discuțiile directe, fie ele chiar impulsive care au loc pe hol sau în cadrul unei ședințe convocate anterior constituie un instrument efectiv de lucru. Comunicarea directă prin discuții are mare importanță socială, dar este mult mai îndelungată ca timp. În prezent discuțiile directe sunt de multe ori nerealiste deoarece colectivele sunt parțial împărțite în diverse locuri, de asemenea lipsa cronică de timp reprezintă un factor care nu poate fi neglijat. În aceste cazuri este indicat să se implementeze o rețea informatică suplimentară, prin care pe de-o parte se acoperă comunicări mai mici iar pe de altă parte se facilitează ședințe de coordonare eficiente care pot acoperii distanțe mai mari care despart pe membrii echipei de lucru.

Comunicarea bazată pe tehnologia informației este în prezent din ce în ce mai utilizată. Pentru aceasta există cele mai variate oferte software:

– e – mail / http – aplicabil în special în transferul de informații și de date;

– forum de informații – software complex pentru schimbul de informații;

– e – mail și discuții Chat – Rooms;

– PDM – Product Data Management pentru administrarea și schimbul de documente.

– DMS – Document Management Systems pentru administrarea documentelor în sistem

Comunicare la nivelul echipei este foarte important pentru reușita proiectului. Pe parcursul derulării tuturor activităților specifice proiectelor de dezvoltare în procesul de comunicare există diverși “clienți/ destinatari”. Orice dezvoltare de produs are efecte asupra diverselor cercuri de persoane din producție, montaj, service etc. Din acest motiv este necesar să se facă o prezentare informațională direcționată către “acei clienți afectați” membrii ai echipei de lucru. Fiecare în parte trebuie să primească prin rețeaua create informația corectă în mod regulat și cu un conținut clar. În scopul luării de decizii corecte de către echipa managerială, de către conducere sau de către consiliul de administrație, este important ca toate aceste persoane să fie ținute la curent cu informațiile importante prin “purtătorul de transmitere a deciziilor”.

Opunerea de rezistență și conflictele la nivelul membrilor echipei sunt factori care nu pot fi neglijați în luarea deciziilor de către echipa managerială. Întregul drum al unui proiect de dezvoltare este presărat cu opuneride rezistență, conflicte și crize:

– un lucrător nu este de acord cu soluția unui coleg – opune rezistență– și cere intervenția superiorului de linie – conflict;

– un șef de zonă refuză dialogul cu colaboratorii săi, pentru că în cadrul liniei sunt în așteptare sarcini mai importante – conflict de roluri;

– procedeul de lucru al colectivului nu este în conformitate cu valorile etice ale unui anumit membrual echipei – conflict personal;

– un colaborator de linie se opune deciziei colectivului motivând că nu a fost întrebat și /sau inclus în acel colectiv– conflict de comunicare.

Opunerea de rezistență ca sursă de conflict intervine de cele mai multe ori, într-o primă fază între membrii echipei, dar o astfel de rezistență nu este întotdeauna vizibilă. Nu conflictul reprezintă boala, ci atitudinea față de acesta. Așa cum vom vedea mai jos, conflictele au și multe părți pozitive. În cele ce urmează sunt exemplificate diverse forme de conflict posibile la nivelul membrilor echipei:

În cadrul ședinței de lucru o persoană din colectiv nu își mai spune punctul de vedere și se retrage. Această formă de opunere tacită de rezistență este periculoasă în măsura în care pentru a fi descoperită necesită un anume “simț” din partea coordonatorului echipei, în timp ce opunerile de rezistențădeschise se identifică mult mai ușor.

Un colaborator face declarații în afara colectivului asupra modului de derulare a activităților într-un proiect. Acele contestații în care rezistențele nu sunt spuse în mod deschis, ci se emit păreri în afara colectivului încercând să se formeze coaliții în favoarea convingerilor proprii devin periculoase.

Opunerile de rezistență trebuie să aibă prioritate în cadrul procesului de muncă. În mod metodic aceasta înseamnă:

-să se recunoască deschis opunerile de rezistență, chiar și cele ascunse, rezultate prin comportamentul sau din afirmațiile membrilor colectivului;

-să se intervină iar persoana în cauză să fie întrebată despre motivele și conținutul rezistenței;

-să se declanșeze o rundă de discuții de specialitate la nivelul colectivului de lucru.

În cele mai multe cazuri conflictele nu sunt altceva decât continuarea unor opuneri de rezistență nerezolvate la timp. Astfel opunerile de rezistență neglijate se accentuează, iar cu timpul duc la marginalizarea totală a persoanei sau la declanșarea unui conflict. O

subîmpărțire a felurilor de conflict poate fi structurată astfel:

– conflicte ale cauzei;

– conflicte de roluri;

– conflicte de comunicare;

– conflicte personale.

Managementul comunicării asigură o oportună și adecvată producere, colectare, difuzare, propagare, arhivare, a informațiilor și tratarea finală a informațiilor în cadrul proiectului. Managementul comunicării stabilește legăturile cruciale între persoane, ideile și informațiile care sunt indispensabile pentru obținerea succesului. Orice persoană implicate în derularea proiectului trebuie să fie pregătită să transmit și să primească informațiile în "limbajul" propriu fiecărui proiect. Toți membrii echipei trebuie să înțeleagă rolul și importanța comunicărilor. Lipsa de comunicare între parteneri sau între membrii echipei de lucru poate afecta proiectul în ansamblu.

Procesele specifice managementului comunicării în cadrul proiectelor sunt:

•Planificarea comunicărilor

•Difuzarea informației

•Rapoartele de avansare

•Încheierea administrativă

Capitolul 7 Realizarea experimental

Partea Practică

7.1 Ustensile și mijloace utilizate

7.1.1 Placa convertor-amplificator

Principala component a acestei plăci este cipul LM18200. Aceasta este utilizat pentru aplicații de control fiind construit cu un processor multitehnologie care combină bipolarul CONTROL CMOS cu DMOS având aceeași structură monolitică. Această component este ideală pentru pilotarea motorului de current continuu. LM18200 poate genera un current maxim de 6A. Aplicațiile la care am utilizat component sunt: continuitatea motorului, poziția și viteza servomecanismului dar și pentru mașinile cu control numeric.

Fig. 7.A Placă convertor amplificatory

Converotrul poate realiza mai multe funcții:

Generarea unei tensiuni imaginare de current circular către motoare

Să rotească motorul către cele două sensuri de mișcare (stânga dreapta, dprapta stânga)

Să varieze viteza de rotație

Să asigure puterea necesară pentru pornirea celor două motoare

Puterea consumată de un motor de 13,2 wați, convertorul poate genera maxim 25 wați. putem să afirmăm faptul că această placă de comandă cu 4 cadrane comandate de un semnal de modulație de un impuls larg. Acest semnal are două funcții: are funcția de poartă de informație privind sensul de rotație al motorului și valoarea celei mai mici tensiuni de ieșire.

Este necesar de precizat faptul că noi putem să schimbăm sensul de current circular în motor dar putem să realizăm o variație de tensiune la bornele motorului rezultând astfel o schimbare de viteză a acestuia.

7.1.2 Placa de achiziție DSPACE

Fig.7.B

Numele ei vine de la Digital Signal Processing and Cotrol Engineering. Punctele sale forte sunt: puterea, rapiditatea de calcul și comoditatea cu care se poate comanda această unitate.

Placa utilizată este DS 1104 instalată direct în calculator. Această component poate să redea în timp real o comunicare între mediul exterior (cel ce acționează) și calculator unde sunt instalate programele de interfață ” Control Desk”. Aceasta dispune de un processor programabil în întregime. Acest procesor poate fi programat cu ajutorul limbajelor de tip schemă bloc (Simulink). Principalele caracteristici ale DS 1104 sunt:

Fig. 7.C Diagrama bloc a DS1104

7.1.3 Codificatoare incrementale

La fiecare motor atașat colonoscoplui există la extremitatea acestora câte un codificator. Codificatorii utilizați de noi sunt de tip HEDL5540. Ca principiu de funcționare există o lumină care este emisă de către o diodă luminiscentă, aceasta va traversa străpungând un disc pentru a satura fototranzistorii situați la celălalt capăt al discului permițând să aibă aibă și semnale numerice pe cele trei canale A,B,I (Fig 7.F). numărul de puncte C ale discului sunt numite rezoluția codorului. Impulsul care vine prin canalul index I permite să detecteze un tur complet. Străpungerea impulsului de canal A permite să calculeze poziția unghiulară a axelor motorului. Pentru a indica sensul de rotație al motorului vom utiliza defazajul între semnalele de cale A și a modului B. În final vom face o numărare și o renumărare a semnalului provenit de la canalul A.

Fig.7.E Codificator instalat pe motor

Fig.7.F Schema de funcționare

7.1.4 Programele

Există două tipuri de programe instalate în calculator. Primul este pachetul Matlab care include deasemenea programul Simulink, iar al doilea este Control Desk.

Matlab este un program de calcul matricial cu sintaxă simplă. Cu funcțiile sale speciale acest program poate fi considerat un limbaj de programare adaptat problemelor științifice.

Control Desk este modulul central al acestei lucrări experimentale. Permite gestiunea instrumentelor expuse mai sus într-o manieră cât mai confortabilă încă de la început.

În primul rând acest program are un scop pur experimental, ca și avantaj utilizând Control Desk puteem folosi același mediu de experiment pentru mai multe scopuri. Cu ajutorul panourilor virtuale se pot trata diferiți parametri dar și diferite funcții de automatizare.

Fig.7.G Exemplu de comandă realizat cu control Desk

7.2 Mișcările colonoscopului realizate cu ajutorul calculatorului și placa de circuit convertor/amplificator

Placa de achiziție DSPACE furnizează două semnale MLI convertorului care alimentează cele două motoare dar în același timp realizează o informație predefinită a colonoscopului pe traiectoria predefinită. Cele două tensiuni imginare de curenți circulari din cele două motoare sunt măsurate prin convertorul analogic numeric integrat în placa de achiziție.

Codificatoarele sunt conectate direct la DSPACE pentru a da în timp real informația necesară pentru a menține colonoscopul pe traiectoria predefinită.

Fig.7H. Mișcarea colonoscopului realizat cu Simulink

În schema de mai sus putem vedea faptul că este necesar ca toate blocurile să fie conectate. În acestea au fost comenzile pentru a pilota MII și Colonoscopul. Pentru a putea face conexiunea cu DSPACE, mai exact cu Control Desk trebuie să dăm comanda building, iar după aceea să o redeschidem cu Control Desk.

7.2 Traiectoria predefinită

Programul realizat pe baza capitolului cinci este următorul:

#define S_FUNCTION_NAME traiectu.c

#define S_FUNCTION_LEVEL 2

#include ”simstruc.h”

#define U(element) (*uPtrs[element])

#define NPARAMS 0

static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S)

{

ssSetNumContStates(S,0);

ssSetNumDiscStates(S,0); if (!ssSetNumInputPorts(S,1)) return;

ssSetInputPortWidth(S,0,2);

ssSetInputPortDirectFeedThrough(S,0,1);

if (!ssSetNumOutputPorts(S,1)) return;

ssSetOutputPortWidth(S,0,1);

ssSetNumSampleTimes(S,1);

ssSetNumRWork(S,0);

ssSetNumIWork(S,0);

ssSetNumPWork(S,0);

ssSetNumModes(S,0);

ssSetNumNonsampledZCs(S,0);

}

static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S)

{

ssSetSampleTime(S,0, INHERITED_SAMPLE_TIME);

ssSetOffsetTime(S,0,0,0);

}

static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid)

{

real_T *y = ssGetOutputPortRealSignal(S,0);

InputRealPtrsType uPtrs = ssGetInputPortSignalPtrs(S,0);

int_T i1,i2,i3,i4;

for(i1=-24; i1<24; i1++);

{

if(i1<-20) *y = (13/2)*sqrt(*uPtrs[i1]+24);

else if (i1<20) *y = (13/2)*sqrt(-(*uPtrs[i1])/40+3);

else *y = (13/2)*sqrt(-(*uPtrs[i1])+24);

}

for(i2=-24; i2<24; i2++);

{

if(i2<20)*y = (-13/2)*sqrt(-*uPtrs[i2]+24);

else *y = (13/2)*sqrt(-(*uPtrs[i2])+24);

}

for(i3=20; i3<25;i3++);

{

*y = (-3/5)*(*uPtrs[i3])-1;

}

for(i4=1; i4<25;i++);

{

if(i4<3)*y = 8*(*uPtrs[i4])-40;

else {*y = (1/11)*(*uPtrs[i4])*(*uPtrs[i4])+(-28/11)*(*uPtrs[i4])-(101/11);};};}

static void mdlTerminate(SimStuct *S)

{;}

#ifdef MATLAB_MEX_FILE /* Is this file being compiled as a MEX-file?*/

#include ”simulink.c” /* MEX-file interface mechanism */

#else

#include ”cg_sfun.h” /* Code generation registration function */

#endif

Acest program a fost realizat cu matlab și compilatorul C. Programul este necesar pentru a putea fi realizată o funcție S.

O funcție S este un bloc dat de către Simulink care poate să execute toate comenzile cerute de către programator. Limbajul acestui compilator e diferit de C și C++. Practic am realizat un simulator al graficului colonului. Acest program reprezintă blocul 1 în schema finală de funcționare.

7.4 Schema finală

Blocurile din schemă sunt:

Primul bloc în schemă este traiectoria, acesta are rolul să susțină colonoscopul pe axele colonului. Acest bloc este cel mai prezentat în subcapitolul 5.3

Al doilea bloc este MLI

Al treilea bloc este Convertorul MLI

Al patrulea bloc este colonoscopul

Al cincilea bloc este reprezentat de pozițiile care le dă sistemului

Al șaselea bloc este reprezentat de către captorii de poziție

Al șaptelea bloc reprezintă decodorii

Al optulea bloc este reprezentat de deplasare

Fig.7G. Schema generală de funcționare

7.5 Interfața de mișcare realizată cu Control Desk

După ce schema de funcționare a fost realizată sub Simulink, trebuie realizată a doua interfață cu Control Desk. Cele patru butoane sunt utilizate pentru a schimba direcția de mișcare a colonoscopului. Alte blocuri vizibile în desen sunt blocurile DISPLAY, destinate pentru a vedea variația valorilor utilizate. În josul schemei putem remarca blocurile care au fost expuse în schema generală (ex: ML1, ML2, DS1104ADC_C5, DS, DS1104ENC_POS_C1). Această figură este o reuniune a blocurilor doi, trei și patru din schema de funcționare.

Fig.7.I Interfața de poziționare

7.6 Schema finală realizată cu SIMULINK sub MATLAB

Fig. 7.J Schema finală

În această schemă remarcăm toate blocurile din schema generală de funcționare. Blocul S-function ”traiectu.c” reprezintă traiectoria predefinită a axelor colonului. Acest bloc de interfață este compus din numeroase conexiuni, din acest motiv a fost redus la un sistem. Ieșirile 1 și 2 sunt reprezentate prin blocul 5. Practic prin acest bloc este reprezentat mișcarea colonoscopului de către doctor. Blocurile SERIAL SETUP și ENCODE MASTER SETUP sunt obligatorii pentru a putea utiliza blocurile din legătura DSPACE. Dacă aceste blocuri nu sunt incluse pe o planșă de lucru, compilatorul va enera erori.

Captorii (blocul 6) sunt reprezentați în această figură prin blocul DS1104SER_RX și DS1104_RX1. Blocul 7 ”decodorii” sunt reprezentați prin portul DAC.

Ultimul bloc MASTER BIT OUT reprezintă pozițiile dorite. Aceste blocuri afișează diferențele între traiectoria inițială și mișcările efectuate de către medic.

8 Concluzii generale

Acest proeiect și-a atins scopul de a găsi o metodă pentru: diminuarea efortului medicului, ameliorarea confortului pacientului supus la colonoscopie clasică și diminuarea riscului de perforație a colonului.

În capitolele 3,4 am prezentat printre altele o statisctică asupra cancerului de colon, unde este situat colonul, care sunt riscurile de dezvoltare a acestu tip de cancer, cum se realizează o operație de colonoscopie clasică.

Idea centrală a acestui proiect a fost realizarea modelului matematic al axelor colonolui și de a încerca să menținem colonoscopul pe traiectoria dată. Cu această ipoteză putem diminua punctele de contact cu pereții intestinului.

În ultimul capitol am prezentat atât materialele folosite pentru acest proiect cât și aplicația practică a proiectului. Tot proiectul a fost comandat de o interfață realizată sub programul Control Desk care poate comanda placa de achiziție DSPACE. Acest model de circuite integrate a fost prezentat alături de caracteristicile date de către constructor. Am realizat un program care respectă această traiectorie, acest program a fost realizat cu ajutorul coplilatorului C aflat în Matlab. Toată lucrarea practică a fost realizată cu 8 blocuri de funcții compatibile cu Simulink și cu biblioteca DSPACE inclusă în acest soft.

Desigur că acest model matematic nu poate să răspundă tuturor problemelor care există în cazul unei colonoscopii tradiționale. Pentru o mai bună reazlizare a cestu model sunt necesare mai multe studii pe corpul uman, pentru a găsi o traiectorie comună(compatibilă) tuturor oamenilor. De exemplu un om de 50 kg are o altă conformație în comparație cu un om de 120 kg.

Acest proiect și-a atins obiectivul de a realiza o machetă alternativă la colonoscopia tradițională și de a diminua punctele de contact cu pereții intestinului. Dacă s-ar pune un accent pentru a fi realizate mai multe cercetări științifice asupra acestui subiect, cred că s-ar putea găsi o soluție pentru a realiza o colonoscopie total automatizată sau parțial comandată de către calculator.

Toate implicațiile tehnice în medicină care pot ameliora viața pacientului și ușor sarcina medicului pot fi considerate un succes!

Anexa 1: Schema de conexiune a LM18200

Anexa 2: Exemplu realizat cu LM18200

Bibliografie

Guilalaume T. ”Contribution a la chirurgie minimalement invasive: Conception d`un colonoscop intelligent” These LAI Lyon: INSA de Lyon

N. Engle, J. Med ”Virtual Co lonosopy” Massachussets Medical Society

E. Anes ”Conception d`un colonoscope intelligent” Massachussets Recherche INSA de Lyon

Gang Chen ” design, modelin and contro of a micro-robotic tip for colonoscopy”

Bourjault A, Chaillet N. ”Le micro robotique” Traite IC2

Dragu I, Circuite Integrate liniaare ”Amplificatori Operaționali”

Oppelt V. Tenica reglării automate

Ciugudean M și colaboratorii: Circuite integrate liniare. Aplicații.

Călin S. și colaboratorii: Automatizări în electronică

Bejan I, Bălăban Gh. Automatizări și telecomenzi în electroenergetică

http://www.dspace.com

http://nationl.com

http://maxon.com

http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0107/these.pdf

http://ira.lib.polyu.edu.hk/bitstream/10397/1698/1/ICPESA_2006_244-249.pdf

http://mec.upt.ro/dolga/SAII_13.pdf

http://www.sfatulmedicului.ro/Boli-intestinale/polipii-colonici_544

https://ro.wikipedia.org/wiki/Cancer_de_colon

http://www.sfatulmedicului.ro/Cancer-colorectal-si-anal/screeningul-in-cancerul-colorectal_767

Cancerul a devenit un flagel care se răspândeşte în toată lumea. Numărul cazurilor va creşte cu 50% până în 2030

http://adevarul.ro/sanatate/medicina/cancerul-colorectal-identificat-timp-mai-usor-tratabil-tip-cancer-simptome-trebuie-atenti-1_5321b7020d133766a8de12ad/index.html

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmd18200.pdf

http://www.icpe.ro/ro/d/3/p/liniar

http://documents.tips/documents/motoare-liniare.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_motor

http://www.mobilindustrial.ro/current_version/online_docs/COMPENDIU/defecte_de_stator___infasurari_slabite.htm?mw=MjQw&st=MA==&sct=MA==&ms=AAAAAAA=

http://web.ulbsibiu.ro/laurean.bogdan/html/MPP_Constructie_Functionare.pdf

http://documentslide.com/documents/managementul-riscului-569f9857bbac6.html

http://documents.tips/documents/mp-maestracurs-listare.html

DECLARAȚIE DE AUTENTICITATE A

LUCRĂRII DE FINALIZARE A STUDIILOR

Titlul lucrării MANAGEMENTUL PROIECTULUI DE CONDUCERE A COLONOSCOPULUI

Autorul lucrării: Florin CADAR

Lucrarea de finalizare a studiilor este elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor organizat de către Facultatea de INGINERIE ELECTRICĂ ȘI TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI din cadrul Universității din Oradea, sesiunea IULIE a anului universitar 2016-2017.

Prin prezenta, subsemnatul (nume, prenume, CNP) CADAR FLORIN, CNP:1940211051161, declar pe proprie răspundere că această lucrare a fost scrisă de către mine, fără nici un ajutor neautorizat și că nici o parte a lucrării nu conține aplicații sau studii de caz publicate de alți autori.

Declar, de asemenea, că în lucrare nu există idei, tabele, grafice, hărți sau alte surse folosite fără respectarea legii române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Oradea,

Data Semnătura