• صفحه اصلی
  • تحلیل عوامل موثر بر مکان یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب کشور

اشتراک گذاری

آدرس مقاله


کد مقاله : JMFR-2004-2137 (R1) بازدید : 199 صفحه: 0 - 0

10.30495/jmfr.2022.19497

نوع مقاله: پژوهشی

تحلیل عوامل موثر بر مکان یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب کشور

محورهای موضوعی : آینده پژوهی

مجید کلانتری 1 , جلال حقیقت منفرد 2 , محمد علی کرامتی 3

1 - دانشجوی دکترای مدیریت فناوری اطلاعات
2 - عضو هیئت علمی دانشکده مدیریت واحد تهران مرکزی
3 - عضو هیئت علمی دانشکده مدیریت واحد تهران مرکزی

تاریخ دریافت : 1399/02/01 تاریخ پذیرش : 1399/10/01 تاریخ انتشار : 1400/12/01

کلید واژه: الزامات, صنعت آب و فاضلاب, مدیریت هوشمند, مکان یابی,

چکیده مقاله :

در صنعت آب و فاضلاب ایران، علی رغم توجه به سامانه‌های مدیریت هوشمند، اهداف عملیاتی و پیش نیازهای استقرار آنها، چندان مورد توجه قرار نگرفته‌ و با وجود سرمایه‌گذاری فراوان، عدم توجه به این موضوع، تا حد بسیار زیادی، اثربخشی آنها را با ابهام مواجه کرده و بر همین اساس، این پژوهش به منظور تحلیل عوامل موثر بر مکان یابی تاسیسات آب و فاضلاب هوشمند، از منظر الزامات استقرار آنها انجام شده است. پس از بررسی مستندات موجود، مصاحبه، تحلیل مضمون، تشکیل گروه کانونی و طراحی شبکه مضامین در گام نخست، در گام دوم و جهت بررسی روایی مضامین، از تدوین پرسشنامه، تعیین حجم نمونه و آزمون نرمال بودن ، ضریب کیسرمیرالکین، آزمون کرویت بارتلت، تحلیل عاملی و آزمون های نیکویی برازش استفاده، عوامل موثر بر مکان یابی تاسیسات هوشمند شناسایی و در نهایت از بارعاملی جهت رتبه بندی متغیرهای قابل اندازه گیری استفاده شده است. نتایج گواه است که متغیر مکنون پیش نیازهای استقرار سامانه مدیریت هوشمند آب تاثیر بیشتری در قیاس با متغیر اهداف دارد. بیشترین تاثیر در میان پیش نیازها ، متعلق به گزینه " وجود استراتژی اجرایی مناسب " است و"مدیریت هوشمند شبکه توزیع"بیش ترین تاثیر را بین اهداف استقرار تاسیسات آب هوشمند دارد.

چکیده انگلیسی:

Despite the focus on smart management systems in the water and wastewater sector of Iran, little attention has been paid to the operational objectives and the prerequisites of their implementation. Furthermore, despite the huge investments made, the neglect of this issue has undermined their effectiveness. Accordingly, In order to analyze the factors affecting the location of smart water and wastewater facilities, this research has been done from the perspective of their establishment requirements. After reviewing the available documentation, Interviewing, Thematic analysis, Focus group formation and Thematic network design, in the second step, to check the validity of the themes, questionnaire design, Sample size and Normality test, KMO coefficient, Bartlett's Spear test, Factor Analysis and goodness-of-fit tests were used to identify the factors affecting the location of smart facilities and finally, Factor loading were used to rank the measurable variables.The results show that the latent variable of smart water management mystem deployment prerequisites is more effective than the latent variable of deployment goals of the mentioned system. option "Have a proper implementation strategy" of the components required to deploy the smart water system has the most impact and "Smart distribution network management" of the deployment goals variables have the most impact on the implementation of smart facilities in the water and wastewater industry.

منابع و مأخذ:
_||_
متن کامل:


تحلیل  عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب کشور 

 

چکیده:

در صنعت آب و فاضلاب ایران، علیرغم توجه به سامانه‌های مدیریت هوشمند، اهداف عملیاتی و پیش نیازهای استقرار آنها، چندان مورد توجه قرار نگرفته‌ و با وجود سرمایه‌گذاری فراوان، عدم توجه به این موضوع، تا حد بسیار زیادی، اثربخشی آنها را با ابهام مواجه کرده و بر همین اساس، این پژوهش به منظور تحلیل عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات آب و فاضلاب هوشمند، از منظر الزامات استقرار آنها انجام شده است. پس از بررسی مستندات موجود، مصاحبه، تحلیل تم، تشکیل گروه کانونی و طراحی شبکه مضامین در گام نخست، در گام دوم و جهت بررسی روایی مضامین، از  تدوین پرسشنامه، تعیین حجم نمونه و انجام آزمونهای مقدماتی کولموگرف اسمیرنف، ضریب کیسر–میرالکین، آزمون کرویت بارتلت، تحلیل عاملی اکتشافی (واریماکس) و تاییدی و آزمون­های نیکویی برازش استفاده و عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند شناسایی و در نهایت از بارعاملی جهت رتبه­بندي متغیرهای قابل اندازه­گیری استفاده شده است. نتایج گواه است که متغیر مکنون پیش نیازهای استقرار سامانه­ مدیریت هوشمند آب تاثیر بیشتری در قیاس با متغیر اهداف دارد. بیشترین تاثیر در میان پیش نیازها ، متعلق به گزینه­ " وجود استراتژی اجرایی مناسب " است و"مدیریت هوشمند شبکه توزیع"بیش­ترین تاثیر را بین اهداف استقرار تاسیسات آب هوشمند دارد.

 

کلید واژگان: مدیریت هوشمند،مکان یابی، الزامات، صنعت آب و فاضلاب

 

Abstract:

Despite the focus on smart network based systems in the water and wastewater sector of Iran, little attention has been paid to the operational objectives and the prerequisites of their implementation. Furthermore, despite the huge investments made, the neglect of this issue has undermined their effectiveness. Accordingly, In order to analyze the factors affecting the location of smart water and sewage facilities, this research has been done from the perspective of their establishment requirements.. After reviewing the available documentation, interviewing, theme analysis, focus group formation and thematic network design, in the second step, to check the validity of the questionnaire, sample size and Kolmogorov Smirnov test, Kiser-Miralkin coefficient, Bartlett's Spear Test, Exploratory and Confirmatory Factor Analysis (VARIMAX) and goodness-of-fit tests were used to identify the factors affecting the location of intelligent facilities and finally, factor loadings were used to rank the measurable variables.The results show that the present variable of Smart Management System deployment requirements is more effective than the current variable of deployment goals of the mentioned system. Option "Have a proper implementation strategy" of  the components required to deploy the smart water system has the most impact and "Smart distribution network management" of the deployment goals variables have the most impact on the implementation of smart facilities in the water and wastewater industry.

 

Keywords: Smart managemen, Site selection, Requirements, Water and wastewater industry 


مقدمه:

آب منشا زندگی و يكي از سه عنصر اصلي اكوسيستم مي باشد كه خصوصا درسالهای اخیر بيش از ساير منابع حياتي با بحران جدي و كمبود روبرو است. اهمیت نقش حیاتی آب و دفع بهداشتی فاضلاب در سلامتی و رفاه انسان و نقش آنها در پیشبرد توسعه بر همگان واضح است. بسياري از كشورها در دنیای امروز، بر اثر تجربه به اين باور رسيده اند كه تاسیسات مرتبط با فرآیندهای آب و فاضلاب به دلیل تاثیرات عمیق بر روی سلامت انسان و محيط زيست بايد تحت نظارت و كنترل قرار گيرد تا بدین وسیله مدیران ارشد بهره بردار در هر لحظه و از هر مكان بر اساس درجه اولويت و دسترسي خود بر فرآيند توليد، انتقال و توزیع و تصفیه نظارت داشته و در صورت نياز و با توجه به سطح دسترسي بتوانند اين فرآيندها را كنترل و هدايت نمايند. در واقع عدم دسترسی به آب براي مصارف شرب و صنعتي و همچنين عدم دسترسي به تصفيه خانه هاي مجهز فاضلاب، يك محدوديت عمده براي توسعه پايدار محسوب مي شود و این بدان معناست که در کشورهایی مانند کشور ما که با میزان بارندگی کم روبرو بوده و در اقلیم خشک و نیمه خشک قرار دارد باید از حداقل آب مناسب شرب موجود بیشترین استفاده را کرد. محدوديت منابع آب شرب و تناوب وقوع بلاياي طبيعي خصوصاً خشكسالي از يك سو و افزايش جمعيت شهرها و نياز روزافزون آنها به آب مناسب شرب از سوي ديگر، ضرورت توجه و رويكرد مناسب به مديريت كارآمد تأمين آب را بيش از پيش نمايان مي‌سازد. يكي از روشهاي مناسب براي تحقق مديريت كارآمد تأمين و توزيع آب، تهيه و اجراي طرح جامع كنترل هوشمند شبكه‌هاي آبرساني به عنوان شريانهاي حياتي است. (کلانتری،1393). در کشور ما با توسعه صنعت آب و فاضلاب در بیش از 1050 شهر و وجود بالغ بر 23000 تاسیسات در این صنعت ، لزوم نگرش کلان مدیریتی در این حوزه بسیار مشهود می باشد. در این خصوص شاخصهای تعریف شده وزارت نیرو در زمینه مدیریت سیستماتیک منابع آب و تاسیسات آب و فاضلاب در افق سال 1404 لزوم گذر از بهره برداری سنتی به یک سیستم نوین مبتنی بر فناوری روز را دو چندان می نماید. بند هفتم و دوازده این شاخص ها عبارتست از :

·       بهره گیری از سیستم های هوشمند در مدیریت و بهره برداری از شبکه های توزیع

·       برنامه ريزي و استفاده بهينه از منابع آب و عملا كاهش ريسك پذيري ناشي از پيش بيني هاي ضعيف و بعضا غلط يا غيرواقعي مبتني بر آمار و اطلاعات نادرست يا با دقتهاي بسيار اندك

که به صورت مستقیم بر استقرار و پیاده سازی سامانه های مدیریت هوشمند آب تاکید می کند(کنترل سازان فرآیند،1392). از دیدگاه مدیریت شهری نیز ايجاد اين سيستمها در يك جامعه شهري توسعه يافته، امري بسيار ضروري است و همانطور که اشاره شد تهديدكمبود آب، دولتها و صنايع را وادار به سرمايه گذاري در زيرساخت ها براي افزايش بهره وري و ميزان آب در دسترس نموده است. لذا مراكز اداره كننده تأسيسات آبرساني، پس از مواجه با كمبود آب، به منظور بهبود بهره وري سيستم هاي آبرساني شروع به سرمايه گذاري و ارتقاي زيرساختهاي شبكه (به منظور كاهش نشتيها) و تشويق فرهنگ مصرف مناسب و آموزش چگونگی صرفه جويي در مصرف آب کردند و به موازات آن و به طرز فزاینده ای روی به كارگيري فن آوريها و نصب و راه اندازي تجهيزات نوین اندازه گيري آوردند و با تعيين تعرفه مناسب مصرف (كه به طور كامل منعكس كننده هزينه هاي توليد و نيز انگيزه اي براي صرفه جويي مصرف كنندگان است)، قدمهای موثری در جهت مدیریت مصرف برداشتند. (کلانتری،1393). نظر به تمرکز این پژوهش بر صنعت آب و فاضلاب، ذكر اين نكته ضروري است كه علی رغم سابقه بسيار مثبت این گونه سامانه های نظارتی در جهت مدیریت بهینه و تهیه گزارشهای مدیریتی متنوع، در طراحی آنها بیشتر به کاهش مصرف انرژی و هدر رفت آب پرداخته شده و کمتر از نقش و اهمیت آنها، جهت تحقق سایر اهداف مدیریتی سخن به میان آمده است. همچنین در بسیاری از موارد و علیرغم هزینه های سنگین اجرای اینگونه سامانه های نظارتی، به دلیل عدم لحاظ نمودن پیش نیازهای لازم، اثربخشی آنها در هاله ای از ابهام قرار دارد. لذا این پژوهش درصدد است تا ضمن تبيين ويژگي هاي مديريت هوشمند آب در سطح ملي و بيان تمايزات آن با ساير سامانه هاي خدمت رسان هوشمند، رویکردی یکپارچه را به منظور تبیین اهداف استقرار شبکه هوشمند آب فراهم آورد و از این طریق، ضمن مکان یابی بهینه استقرار سامانه های مدیریت هوشمند آب و هدایت سرمایه گذاری های صورت گرفته به مسیر مناسب و مکان درست ، با شناسایی پیش نیازهای مورد نیاز، مانع از اتلاف هزینه و کاهش بهره وری این گونه سامانه های مدیریتی گردد.

ادبیات پژوهش

در بررسی ادبیات پژوهش، ضمن بررسی مقوله شهر هوشمند، به آنچه تحت عنوان شبکه آب هوشمند تعریف می شود  و دستاوردهای آن در صنعت آب و فاضلاب، نیز پرداخته شده است.

شهر هوشمند1

شهر، به عنوان خاستگاه تمدن بشری همواره مورد توجه نظریه‌پردازان علوم مختلف بوده است. فضای پیچیده شهر، انسان های اندیشمند را برای رهایی از مشکلات و نارسایی‌ها و رسیدن به حد متعالی زندگی به فکر اصلاح و ایجاد ساختارهای‌ جدید شهری وادار نموده است. شهر هوشمند در طی یک دهه اخیر، به عنوان راهکار بی بدیل حل معضلات شهری مورد توجه شهرسازان و مدیران شهری واقع شده است (غلامرضا محمدی،1395) تا به حال هیچ اتفاق نظری در مورد تعریف شهر هوشمند به دست نیامده است. تنها نقطه مشترک بین مفاهیم موجود، استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات2 است. فناوری اطلاعات و ارتباطات، عامل کلیدی در پشتیبانی از سرویس های ازائه شده به شهروندان، به عنوان اصلی ترین المان یک شهر، است (محمد اسماعیل قربانی و محمد غلامی،1397). تعاریف بسیاری برای شهر هوشمند وجود دارد و انواع مدل های مفهومی با جایگزین کردن \"هوشمند\" با سایر صفات (برای مثال خبره و یا دیجیتال) ایجاد شده اند اما بر اساس بررسی های صورت گرفته، تعریفی واحد برای شهر هوشمند در میان متخصصان امر وجود ندارد )امل آودهل3،2017). می توان گفت شهر هوشمند یعنی شهر زنده ای که قدرت درک معنا و رفتار و علائم انسانی را دارد و به عنوان توانایی مشخص یک شهر و نه تمرکز بر جنبه های منفرد آن درک میشود.(غلامرضا محمدی،1395) هدف اصلی شهرهای هوشمند، دستیابی به پایداری (توسعه پایدار) در شهر با کمک فن آوری های مدرن در برخی از ساختارهای(هدف گذاری شده مورد نظر) است. شهر هوشمند سعی می کند فناوری های دیجیتال پیشرفته را با روش های برنامه ریزی شهری برای یافتن راه حل های نوآورانه که در ارتقاء پایداری کمک می کند، یکپارچه کند. در واقع، هوشمندی واقعی چیزی است که به واسطه استراتژی های منطقی برای بسط کاربرد نوآوری های دنیای فناوری اطلاعات و ارتباطات و تطبیق آنها در پروسه حمایت از اهداف بلند مدت (توسعه) پایدار شهری به دست می آید. فرارو شهر هوشمند را در قالب سه ویژگی  برنامه ریزی و مدیریت، زیر ساخت ها و در نهایت مردم به عنوان سرمایه انسانی تعریف می کند. او معتقد است که در یک شهر هوشمند لازم است که تمام جنبه های فوق توسعه یابد. گیفینگر شش بعد اصلی شهر هوشمند را در قالب اقتصاد هوشمند، جابه جایی و تردد هوشمند، جامعه هوشمند، محیط هوشمند، حکمروایی هوشمند ودر نهایت زندگی هوشمند  ارائه کرده است. این موارد به عنوان ابعاد اصلی شهر هوشمند شناخته شده اند (شهبازی،2018). امروزه و با گسترش جمعیت شهرها، نیازهای روزافزونی در بسیاری از جنبه های زندگی شهری مانند مدیریت محیط زیست، امنیت عمومی، برنامه ریزی شهری، تدارکات نیازهای صنعت، استفاده از منابع، صرفه جویی در انرژی، کنترل ترافیک، مراقبت از راه دور، نگهبانی منازل، ارتباطات بین فردی، فعالیت های اجتماعی و سرگرمی مطرح می شود. شکست در پاسخ به هر یک از نیازهای فوق ممکن است پروسه توسعه پایدار یک شهر را تهدید کند.شهر هوشمند ممکن است راه حلی باشد که اساسا بر پایه دستگاه های هوشمندی که به صورت گسترده و برای پاسخ در زمان مناسب، ایجاد کنترل خودکار، جمع آوری اطلاعات برای تصمیم گیری هوشمندانه و تسهیل خدمات مختلف و بهبود کیفیت زندگی شهری و نظارت در زمان واقعی4 محیط های شهری توزیع شده اند، بنا شده است. این شبکه توزیع شده گره های حسگر5 هوشمند و همچنین مراکز داده6 / ابرها7 که در آن حسگرهای مورد استفاده قرار گرفته اند، ساختار خاصی از زیرساخت های شهر هوشمند را ایجاد می کنند.( یوان هی8 ،2014)

شبکه آب هوشمند9:

شهر هوشمند در درجه اول شهر را به عنوان یک سیستم که دارای زیر سیستم های متعدد است بررسی می‌کند)سی هاف و همکاران10 ، 2012). از دیگر سوی بدیهی است که آب منبع حبات انسان است و با افزایش جمعیت و توسعه شهری،کمبود منابع آب مناسب شرب به طور فزاینده ای برجسته می شود و موضوع آلودگی آب نیز بیشتر و بیشتر اهمیت پیدا می کند.به دلیل تاثیر جدی ناشی از سیل، خشکسالی و هوای مخاطره انگیز در سرتاسر جهان، نظارت و مدیریت منابع آب به یک مشکل بزرگ برای توسعه شهری بدل شده است.به عنوان بخش مهمی از شهر هوشمند، انتظار می رود تا (فرآیند) آب هوشمند به عنوان المانی مهم برای کمک به جوامع توسط نسلی جدید از فناوری های اطلاعات و ارتباطات، که می تواند چند مشکل نظیر تغییرات اقلیمی در سطح جهان، کمبود منابع آب به دلیل استفاده بیش از حد توسط مردم و وضعیت بغرنج منابع آبی مانند سوانح شدید و خشکسالی و تخریب زیست بوم های محیط زیست را حل کند، پذیرفته شود (وانگ یوانوآن و همکاران11، 2017) .شکل یک برخی ارکان شهر هوشمند و کاربردهای آن را نشان می دهد که مدیریت آب و فاضلاب را نیز در بر می گیرد. با اجرای سامانه مدیریت هوشمند آب انتظار می رود که بهره وری منابع آبی بهبود یابد، فرهنگ جمعی برای ترویج صرفه جویی در مصرف آب پدید آید و در نهایت پروسه صیانت از منابع آبی به واسطه اطلاعات مرتبط با حفاظت از آب، توسعه یابد.فرآیند آب هوشمند، شبکه آب هوشمند، آب اینترنتی، مدیریت آب هوشمند و … نیز نامیده می شود. بعضی تعاریف بر هدف هوشمندی فرایندهای آبی تمرکز می کنند، برخی کاربرد ابزارهای فناوری اطلاعات را لحاظ می کنند و برخی بر نوآوری در ساختار و اجزا متشکله آنها، یکپارچگی منابع و همکاری تجاری با دیدگاهی عمل محور تاکید دارند. (وانگ یوانوآن و همکاران ، 2017)

img0 

شکل 1: ارکان و موارد کاربرد متنوع شهر های هوشمند(پراوین ویجیا و باگاواتی سیواکومار12، 2016)

در حوزه آب و در طی سنوات اخیر، تغییر میزان و محل بارشها با توجه به تغییرات آب و هوایی، مدیریت آب را دشوارتر نموده است. علاوه بر این، تعصبات منطقه ای در خصوص (تملک و توزیع) منابع آبی و مسائل مربوط به حقوق آب باعث اختلافات در هر بخش و منطقه ای به دلیل کمبود آب می شود. سیستم متمرکز تامین آب که به منابع آبی وابسته است، قادر به پاسخگویی مناسب به تغییرات آب و هوا و همچنین بلایای طبیعی مانند تغییرات جمعیتی و تروریسم نیست و آسیب پذیر است. بر اساس بررسی صورت گرفته و برای حل این مشکل و برای تمام منابع آبی در دسترس، یک روش مدیریت آب یکپارچه بر اساس عرضه و تقاضای منطقه ای مورد نیاز است که می بایست قادر باشد توزیع منابع آبی را متناسب با تعصبات (منطقه ای) موجود بر سر منابع آبی مدیریت کند و منجر به افزایش بهره وری عملیاتی و پوشش تقاضاهای نگهداری و تعمیرات از طریق ابزارهای فناوری اطلاعات و ارتباطات و با توجه به طرح کلی موجود برای استفاده از تمام منابع آبی شناسایی شده در سایت هدف شود. (بر همین اساس) به تازگی شبکه آب هوشمند به عنوان یک گزینه برای تکمیل سیستم مدیریت آبی موجود معرفی شده است (دونگون کواکا و یون جانگ کیما و ونتایی کیما13،2016). ،مسائل مربوط به کمبود آب و تنش آبی به تهدیدی برای جوامع تبدیل شده است که این امر، مدیریت (منابع) آبی را به یک جنبه حیاتی جهت اطمینان از پایداری شبکه آبرسانی بدل می سازد.یک سیستم مدیریت کارآمد آب، نیازمند هزاران دستگاه (حسگر ها و / یا محرکها) در سراسر شبکه توزیع آب است که امکان نظارت و کنترل اجزای شبکه آب را به صورت بلادرنگ فراهم می کند. ما در جهانی فناوری محور زندگی می کنیم.جایی که فناوری اطلاعات و ارتباطات برای توسعه پایدار اهمیت دارد. مدیریت آب یکی از حوزه هایی است که این فناوری، نقش کلیدی در رسیدگی به چالش های مختلف مرتبط مانند تشخیص نشت و بهینه سازی دینامیک فرایند بازی می کند( نونهلانهلا انتولی و عدنان ابو محفوظ14،2016). امروزه فناوری شبکه هوشمند آب به عنوان راه حلی امیدبخش برای حل و فصل بحران ناشی از مشکلات عرصه آب در سطح جهانی در نظر گرفته می شود.(سئونگ وون لی و همکاران15،2015) دلیل این موضع آن است که ما با افزایش تقاضا جهت زیرساخت های توزیع آب مناسب شرب روبرو هستیم و نیاز واقعی برای یکپارچه سازی سیستم های پشتیبان تصمیم که مبنای فعالیت آنها نظارت مستمر بر شبکه، پارامترهای هیدرولیکی و کیفیت آب است وجود دارد. این ساختار به وسیله شبکه هوشمند آب شکل می گیرد که به شرکت آب و فاضلاب، به عنوان نهاد خدمت رسان، اجازه می دهد تا به سمت بهبود بهینه سازی عملکرد سیستم، کنترل موثرتر مدیریت نشت و کاهش مدت زمان تعمیر و نگهداری و نرخ خرابی تجهیزات حرکت کند.(مایکل الین و همکاران16، 2012) در واقع شبکه های آب هوشمند، مدل جدید توسعه پایدار شهری است. در جهان امروز شهر الکترونیک و نوع تکامل یافته آن شهر هوشمند به عنوان راهکار بی بدیل در حل معضلات شهری مورد توجه شهرسازان و مدیران شهری واقع شده است. آنچه یک شهر را به سمت هوشمندی پیش می‌برد، صرفا استفادهاز ابزار الکترونیک و سیستم ارتباطاتی آن شهر نیست بلکه استفاده از این ابزار جهت ارتقای کیفی سطح زندگی شهروندان یک شهر است. دو هدف اصلي از پياده‌سازي شهر هوشمند، ارتقاي كيفيت و سطح زندگي و توسعه پایدار اقتصاد می‌باشد.شبکه هوشمند آب، یکی از اجزای موثر در ارتقا کیفیت خدمات رسانی و تامین پایدار و مطمئن آب به عنوان یکی از نیازهای اساسی شهروندان می‌باشد. با توجه به گستردگی پارامترهای موثر در شبکه های آب که یک شبکه در هم تنیده را ایجاد می کند، برخی از پارامترهای موثر در کنترل بهینه تاسیسات مشاهده می شوند که بعضا حسب توابع هدف، هر یک در تقابل با یکدیگر بوده و کنترل بهینه سیستم آبرسانی را در شرایط مختلف بهره برداری و بحران های احتمالی به شدت مشکل و غالبا خارج از توان فکری و زمانی بهره برداران می نماید.به این منظور و برای افزایش سطح کیفی و کمی خدمات و کاهش هزینه های مرتبط تکنولوژی نوینی تحت عنوان شبکه های هوشمند آب با تعریف کلی زیر ثبت گردید:

شبکه های هوشمند شبکه هایی با کارایی بالا هستند که امکان مدیریت بهنگام، بهینه و مطمئن را برای تولید، بهره برداری و توزیع منابع آبی را فراهم می کنند. (بهپویان امین منتظر،1394)

پیشینه پژوهش:

رشد جمعیت و توسعه اقتصادی دلیل اصلی افزایش تقاضا برای آب شیرین در سراسر جهان است.تاثیرات احتمالی تغییرات آب و هوایی و افزایش روند شهرنشینی باعث افزایش سهم استفاده از آب های موجود در جهان برای رفع تقاضای شهرها شده و امنیت ( تامین) آب برای جمعیت شهری را بسیار دشوار و پرهزینه خواهد ساخت.( دی ساویچ و همکاران17،2014) به دلیل آنکه زیرساخت های توزیع آب سالم با تقاضاهای زیاد مواجه می شوند، نیازی واقعی برای یکپارچه سازی سیستم های پشتیبان تصمیم18، بر پایه نظارت مستمر بر شبکه، پارامترهای هیدرولیکی و کیفیت آب در خصوص آنها وجود دارد.چنین سیستم هایی در قالب یک شبکه هوشمند آب ساختار می یابند و به شرکت آب و فاضلاب اجازه می دهند برای بهبود فرایند بهینه سازی عملکرد سیستم، کنترل موثرتر مدیریت نشت و کاهش مدت زمان تعمیر و نگهداری و نرخ خرابی تجهیزات حرکت کند. شبکه آب هوشمند، ما را دچار چالش هایی اساسی در سنجش، تجزیه و تحلیل و انجام بهینه عملیات سازمانی می کند، بدین معنی که باید اندازه گیری انجام شود و فراتر از آن، منافعی از این اندازه گیری ها برای ما فراهم شود. یعنی تجزیه و تحلیل هوشمند برای تبدیل انبوه داده های خام به اطلاعات مفید، باید در دسترس باشد و این اطلاعات باید به صورت مناسب و به موقع به کار گرفته شود.( مایکل النا و همکاران19، 2012) در واقع بدون مجموعه ای از اطلاعات جمع آوری شده، از طریق اندازه گیری لحظه به لحظه و در یک بازه زمانی طولانی مدت، نمی توان (سیستم توزیع آب) را در قالب مدیریت "شبکه محور" توصیف کرد. مفهوم شبکه آب ، رویکردی شناخته شده می باشد که تدریجا و به منظور تضمین ظرفیت و افزایش امنیت مشتریان در شبکه های توزیع آب معرفی و به کار گرفته شد و ایده اصلی آن، این است که از چندین منبع استفاده شود که به صورت شبکه ای به هم متصل هستند. این رویکرد با گسترش تدریجی شبکه های آبرسانی و ضرورت غلبه بر ریسک های ناتوان کننده (در پاسخ گویی به نیازهای مشتریان) ترویج شد. پیاده سازی و مدیریت شبکه آب، مستلزم مدیریتی کارآمد_ عمدتا بهینه سازی عملیات _است که این موضوع، بسیار پیچیده تر از رویکرد سنتی است که تنها بر روی یک منبع واحد تمرکز دارد.( از دیگر سوی) امکانات ارائه شده توسط شبکه هوشمند و به ویژه نسل جدید سنسورها، در کنار شبکه ارتباطی اجازه می دهد تا به صورت بلادرنگ، کیفیت منابع به منظور بهینه سازی عملیات توزیع و تضمین امنیت مصرف کنندگان، نظارت و پایش گردد. معرفی راه حل های فناوری اطلاعات و ارتباطات در حوزه آب، فرصتی برای بهبود مدیریت شبکه های آب و افزایش بسیج منابع مختلف برای خلق مدیریت پایدار است. بر این اساس مفهوم شبکه آب به رویکرد شبکۀ آب هوشمند افزوده می شود که در آن راه حل های فناوری اطلاعات و ارتباطات نقش کلیدی ایفا می کنند. لحاظ کردن شبکه درکنار استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات برای مدیریت آب می تواند مفهوم جدید " شبکه آب هوشمند" را تعریف کند. در این میان، ضروری است که تغییرات اقلیمی در رابطه با فعالیت ها و چرخه فوق مورد توجه قرار گیرد. از این رو، یک مدیریت یکپارچه و موثر آب با مصرف پایین انرژی و کارایی بالا مورد نیاز است. شبکه آب هوشمند می تواند از توانایی های فناوری اطلاعات در سطح فیلد، برای حل این مشکل در سطح کلان استفاده کند که خود می تواند عامل ایجاد صنعت آب سبز شود. برای غلبه بر محدودیت های سیستم موجود مدیریت منابع آب، شبکه آب هوشمند توسعه یافته که یک سیستم مدیریت هوشمند است که در کنار خود پیشرفته ترین فناوری های اطلاعات و ارتباطات را به همراه دارد. پروژه شبکه آب هوشمند، یک ساختار توسعه فن آوری با هدف تلفیق کسب و کار (آب) با کسب و کار اطلاعاتی (هوشمند) و کسب و کار زیرساخت (شبکه آبرسانی) و پر کردن شکاف منابع آبی است. هدف نهایی دستیابی به کیفیت و ایمنی آب با استفاده از انرژی کم و راندمان بالا و در عین حال مقابله با تغییرات اقلیمی است.رویکرد جدید می تواند با ترکیبی از چند منبع، برای تأمین امنیت توزیع آب و همچنین افزایش قابلیت اطمینان آن مورد استفاده قرار گیرد ( سئونگ جون بیون و همکاران20،2015). اولین تلاشهای صورت گرفته در راستای مدیریت انرژی و کیفیت آب21، مربوط به مدیریت انرژی مصرف شده توسط پمپها می شود که بیش از دو دهه پیش توسط پژوهشگران دانشگاهی و خبرگان صنعت آب، بررسی گردید. در سال 2003 کلرادور اسپرینگز22، سیستم (مدیریت کیفیت آب و انرژی) را بر پایه تلاشهای صورت گرفته در منطقه خدمات شهری خلیج شرقی23 ایجاد کرد. به این ترتیب که یک برنامه ریزی عملیاتی زمان بندی شده بر اساس فرآیندهای سازمانی مرتبط که توسط کاریر تنظیم می شد به دست آمد. در نهایت این گزارش، شدنی بودن کنترل عملیات روزانه سیستم (مدیریت کیفیت آب و انرژی) را نشان داد. در طی سالهای 2000 تا 2004 نرم افزار به روز شده و تجاری سیستم (مدیریت کیفیت آب و انرژی) در مناطق مختلف جهان از جمله نیوزلند، بریتانیا، استرالیا، کانادا و کره نصب و اجرا شدند. در واقع مفهوم سامانه مدیریت یکپارچه انرژی و کیفیت آب در اوایل دهه نود میلادی برای ایجاد یک شرکت آب و فاضلاب، بر پایه یک سامانه مدیریتی مبتنی بر کنترل سیستم و به منظور دستیابی همزمان به کارایی در حوزه انرژی و تحقق اهداف کیفی آب طراحی و تبیین شد. چنین مفهومی، مجموعه ای از برنامه های نرم افزار کاربردی منحصر به فرد در حال توسعه یا تجاری سازی شده اند که امکان اجرای مجموعه ای از استراتژی های کاهش هزینه انرژی را با توجه به محدودیت های تعریف شده به ما می دهد( کارلا چرچی و همکاران24،2015). جدول شماره یک، شامل تجارب کشور های مختلف در خصوص اجرای بخشی از این طرح است که از مستندات کتابخانه ای گروه سنوس استخراج شده است (گروه سنوس25،2015). شکل دو به این نکته اشاره دارد که ارتباطات بلادرنگ نرم افزار مدیریت یکپارچه انرژی و آب  بر اساس داده های ورودی سیستم، این امکان را فراهم می آورد تا به کنترل و صدور توصیه های مستمر و پیشنهادات دینامیک در مورد عملکرد سیستم (مثل پمپاژ، سرریز مخزن ذخیره و ... بر اساس زمان استفاده روزانه از برق، تعرفه مربوطه، پیش بینی تقاضا و برنامه ریزی (کارکرد) پمپ ها) بپردازد(کارلا چرچی و همکاران،2015). 

img0 

شکل 2: بررسی اجمالی عملکرد پلت فرمWaterWiSe با کاربردهای فعال شده توسط سیستم یکپارچه داده26 و هشدارهای الکترونیکی و ماژول پشتیبانی از تصمیم27 و مجموعه ای منتخب از مزایای درنظر گرفته  شده (مایکل النا و همکاران ، 2012). 

پلت فرم شبکه هوشمند آب موجود در شکل دو نشانگر آن است که داده های سامانه اسکادا 28در کنار ورودی های سنسورها و اطلاعات عملیاتی فرآیند، ورودی های اصلی سیستم یکپارچه داده و هشدارهای الکترونیکی و ماژول پشتیبانی از تصمیم یک شبکه آب هوشمند هستند. اسکادا، سیستم های کنترل رایانه ای هستند که برای نظارت و واپایش فرایندهای فیزیکی استفاده می شوند و معمولا از مجموعه ای از تجهیزات شبکه محور نظیر کنترل کننده ها، سنسورها، ترانزیستورها، دستگاه های ارتباطی و... تشکیل شده اند. اسکادا، سیستم هایی با ویژگی پراکندگی زیاد هستند که برای کنترل دارایی های توزیع شده در یک محدوده جغرافیایی به کار می روند. در این سیستم ها، جمع آوری متمرکز داده ها و کنترل توزیع دارایی ها برای(تداوم) عملکرد سیستم حیاتی می باشد. این سیستم های کنترل که اغلب به طور متقابل به سیستم های دیگر وابسته و متصل هستند برای عملیات زیرساخت های بحرانزای ایالات متحده حیاتی هستند(رزا تنگ 29،2012) ابزار پیش بینی مصرف آب در یک بازه زمانی بسیارکوتاه مدت شامل مدل سازی با روش های معمول رگرسیون، تجزیه و تحلیل سری های زمانی، تکنیک های هوش مصنوعی، سیستم های خبره، شبکه های عصبی مصنوعی، تکنیک های مدل سازی مانند مدل های اکتشافی، شبکه های عصبی مصنوعی و مدل های رگرسیون، اغلب عملکردی مشابه را در قالب پیش بینی ساعت به ساعت فرآیند نشان می دهد و دقت آنها بستگی به دقت و پیش بینی پذیری داده های حاصل از سیستم اسکادا ، پیچیدگی و همچنین کالیبراسیون و سطح نگهداری ابزارهای نرم افزاری دارد. شکل سه شمای ارتباط بین اجزای مختلف در یک شبکه هوشمند (مبتنی بر مدیریت انرژی و کیفیت آب) را نشان می دهد. این شکل مثالی نمادین از اجزای یک سیستم مدیریتی یکپارچه انرژی و آب مرسوم را در قالب یک چارچوب مفهومی و با لحاظ نمودن مواردی که معمولا در محصولات نرم افزاری تجاری تلفیق می شوند و همچنین معماری داخلی آنها ، نمایش می دهد. به صورت اجمالی، عملیات خدمت رسانی در حوزه آب توسط یک برنامه ریز عملیاتی و مدیر پروژه ای که نقش اصلی آن ایجاد و توسعه روزانه یک برنامه عملیاتی برای کل سیستم است هماهنگ می شود. نرم افزار با سامانه اسکادا ارتباط برقرار می کند و با آن یکپارچه می شود و رویکرد آن براساس پیش بینی های دقیق و افزایش دقت پیش بینی عملکردهای هیدرولیکی، عملکرد پمپ، ساختار تعرفه برق، تغییرات، تقاضای سیستم (دیماند) و کیفیت آب است. (کارلا چرچی و همکاران،2015).

جدول 1: بهترین فرصت ها برای بهبود عملکرد شرکت آب و فاضلاب با استقرار شبکه هوشمند آب (گروه سنوس،2015)

 

عامل

فرصت صرفه جویی

مأخذ

مدیریت فشار و نشت

کاهش میزان آب تولیدی

2 تا 5 درصد کاهش نشت

Global Water Intelligence, “SWAN’s way- in search of lost water,” (June 2011)

کاهش هزینه انرژی پمپاژ

2 تا 5 درصد کاهش نشت

Global Water Intelligence, “SWAN’s way- in search of lost water,” (June 2011)

کاهش هزینه نشت یابی

20 تا 25 درصد کاهش نشت

D.C. Water case study, referenced in AWWA Webcast, “AMI Improves Customer Service and Operational Efficiency,” (February 2012)

کاهش نرخ ترکیدگی لوله ها

5 تا 10 درصد کاهش اتلاف آب و ترکیدگی

Malaysia case study, referenced in Global Water Intelligence,“SWAN’s way - in search of lost water,” (June 2011)

کاهش اتلاف مواد شیمیایی در اثر کاهش نشت

2 - 5 درصد کاهش

Global Water Intelligence, “SWAN’s way- in search of lost water,” (June 2011)

بهینه سازی توزیع سرمایه

کاهش هزینه سرمایه ای ثابت لازم برای لوله گذاری

10-15 درصد کاهش هزینه سرمایه ای ثابت لازم برای لوله گذاری

مطالعه موردی آب و فاضلاب آلاسکا،(نتایج) از مصاحبه با یک متخصص صنعت حاصل شده است.

مدیریت کیفیت آب

کاهش هزینه نمونه برداری دستی

30- 70 درصد کاهش هزینه نمونه برداری

تخمینی بر اساس نتایج کارشناسان صنعت

کاهش هزینه خرید مواد شیمیایی

5-10 درصد کاهش هزینه خرید مواد شیمیایی

تخمین بر اساس نظر کارشناسان آزمایشگاه کنترل کیفیت آب

بهینه سازی و نگهداری شبکه

کاهش هزینه باربری مرتبط با بهینه سازی و نگهداری

10-20 درصد صرفه جویی در هزینه ها

D.C. Water case study, referenced in AWWA Webcast, “AMI Improves Customer Service and Operational Efficiency,” (February 2012)

img0 

شکل 3:رابطه میان اجزای مختلف در یک شبکه هوشمند آبرسانی (کارلا چرچی و همکاران،2015)

در میان منابع داخلی و مطابق مستندات کتابخانه ای شرکت آب و فاضلاب مشهد، شکل کلی ارتباطات طرح شبکه هوشمند آب شرب به شرح شکل چهار است که دارای پنج لایه فیزیکی، اندازه گیری و دریافت، جمع آوری و ارتباطات، مدیریت داده و لایه تحلیل و برنامه های کاربردی است و لایه امنیت و حفاظت همچون چتری برتمام مراحل سایه افکنده است.

img0 

شکل 4:رابطه میان اجزای مختلف در یک شبکه هوشمند آبرسانی (بهپویان امین منتظر،1394)

مطابق این ساختار، خروجی های لایه تحلیل وبرنامه های کاربردی که در واقع اهداف مورد انتظار استقرار اینگونه سامانه های مدیریت هوشمند می باشند، عبارتند از: پایش، تصمیم گیری بهینه و اولویت بندی اقدامات، به روز رسانی نقشه ها و مدل ها، یادگیری و ارتقا فرآیند، تولید استراتژی، مدیریت انرژی، تضمین کیفیت آب، پایش و نمایش، ایجاد موتور هیدرولیکی، مدیریت تولید، بهینه سازی شبکه بزرگ ابعاد، گزارش گیری و مستند سازی، بهینه سازی ایستگاه پمپاژ، مدیریت فشار، مدیریت مشترکین، مدیریت حساب و تعاملات کاربری، بهینه سازی چاه ها، آب بدون درآمد، توسعه ساختار، پیش بینی و مدیریت اتفاق، تحلیل تقاضا و کشف الگو. اما علیرغم همه این مزایا، نباید فراموش کرد که پیاده سازی مدیریت یکپارچه انرژی و آب با چالش های بسیاری مواجه است که عمده آنها به زیرساخت، مرزهای در نظر گرفته شده برای سیستم، انرژی برآورد شده و پیکربندی جغرافیایی اختصاص دارد. اگر چه تمام اجزا سامانه مدیریت یکپارچه آب و انرژی پیکربندی مشابهی دارند اما هر یک نیاز به بسط و تغییر در قالب ویژگی های خاص سیستمی، اهداف و محدودیت ها یا ملاحظات هر سایت جهت نصب  می باشند .تاکنون تنها بنگاه های بزرگ که قادر به ایجاد و پرداخت هزینه مالی یک پلت فرم خودکار هستند و یا همه گونه با سخت افزار و نرم افزار پیچیده تجهیز شده اند کنترل مبتنی بر مدیریت یکپارچه آب و انرژی را انتخاب کرده اند که این دلیلی کلیدی بر انجام این تحقیق است که با علم به مزایای استفاده از اینگونه سامانه هوشمند و علیرغم هزینه های سرسام آور طراحی و پیاده سازی آنها، پیش نیازها و اهداف اسنقرار آنها در صنعت آب و فاضلاب چگونه است و کدام محل و بر اساس چه معیاری مناسب استقرار اینگونه سامانه های هوشمند می باشد؟ در پاسخ و به صورت اجمالی، باید گفت که به طور کلی فرآیند اجرای مدیریت یکپارچه انرژی و آب در قالب گام هایی صورت می گیرد، ابتدا با بهینه سازی عملیات در قسمتهای کنترل پهنه ای از سیستم توزیع که می توانند مستقل شود و سپس مادامی که پیش بینی ذخیره کردن و بازگشت سرمایه گذاری تضمین شده باشد، گسترش مستمر مسیر حرکت به کل شبکه. در خصوص مکان یابی استقرار سامانه های مدیریت هوشمند آب بر مبنای الزامات  استقرار  اینگونه سامانه های نظارتی می توان به تجارب عملیاتی کشورهایی نظیر استرالیا، آمریکا، کانادا، ایرلند، کره جنوبی، هند و ایران استناد کرد که در انجام مراحل تحقیق و به ویژه در مبحث تحلیل تم، به وفور از آنها استفاده شده است. 

 

روش پژوهش:

طرح های پژوهشی، نقشه ها و شیوه هایی برای انجام پژوهش هستند که تصمیمات مختلف از مفروضات گسترده تا جزییات گردآوری و تحلیل داده ها را در بر می گیرند ( کرسول،1396).تحقیقات به لحاظ مخاطب استفاده از پژوهش و جهت گیری های اصلی مشتمل بر بنیادی30،کاربردی31 و توسعه ای32 است (سرمد، بازرگان و حجازی،1385). از این منظر، این تحقیق در زمره پژوهش های بنیادی قرار می گیرد. همچنین به لحاظ هدف از میان سه دسته اهداف اکتشافی، توصیفی و تبیینی( نیومن،1395) این پژوهش در گروه پژوهش های اکتشافی قرار می گیرد. چرا که پژوهش حاضر با هدف مکانیابی، بر مبنای ایجاد یک تصویر کلی از سامانه های مدیریت هوشمند آب ساختار یافته است و به تبیین الزامات و ایجاد یک ساختار نظام مند به منظور استقرار اینگونه سامانه های نظارتی می پردازد. در این پژوهش از روش تحقیق آمیخته استفاده شده است. با شیوه های گوناگونی می توان این روش ها را ترکیب کرد. یک راه استفاده از روش ها به صورت متوالی است.یعنی ابتدا یکی و بعد دیگری. راه دیگر استفاده از روش ها به صورت موازی یا هم زمان است. ( نیومن،1395) روشهای آميخته متوالي،شیوه هایي هستند که پژوهشگر به کمک آنها سعي مي کند تا یافته های یک روش را با روش دیگر تشریح کند یا بسط دهد (کرسول،1396) در این پژوهش شیوه متوالی به کاربرده شده است.به منظور تحقق اهداف پژوهش، با مطالعه سوابق پیشین، شناختی از وضع موجود در این زمینه حاصل و مدل ها و چارچوب های موجود بررسی گردید. با عنایت به وجود پاره ای مقالات و گزارشات امکان سنجی استقرار اینگونه سامانه های نظارتی در صنعت، از روش بررسی مستندات استفاده شد و کلیه مدارک اجرایی در دسترس و سوابق استقرار این سامانه، تا حد امکان، مورد بررسی دقیق قرار گرفت. در ادامه با بهره گیری از نتایج این گام و از طریق مصاحبه عمیق و نیمه ساختار یافته با هفت نفر از خبرگان مشتمل بر مدیران ذیربط صنعت آب و فاضلاب کشور،  مولفه های مرتبط با اهداف و پیش نیاز های استقرار مدیریت هوشمند آب شناسایی و پس از مقایسه و تلفیق با الزامات استقرار سامانه مدیریت هوشمند حاصل شده از مرحله قبل، داده های حاصل با روش کارآمد و انعطاف پذیر تحلیل تم و به وسیله نرم افزار MAXQDA10 تحلیل شد. براي انتخاب خبرگان اين حوزه، از تركيب روش هاي هدفمند قضاوتي و روش گلوله برفي كه روشي غير احتمالي بوده استفاده شده است. بدين منظور بر اساس سابقه فعاليت در حوزه هوشمند سازي آب، افرادي از خبرگان اين حوزه شناسايي و بر اساس معيارهاي لازم انتخاب و در ادامه بر اساس روش گلوله برفي، خبرگان ديگر شتاسايي گرديد. در طی انجام فرآیند مصاحبه از خبرگان درخواست گرديد كه خبرگان ديگر را معرفي نمايند. اكثر خبرگان علاوه بر بررسي معيارهاي مربوطه مشتمل بر دارا بودن دانش و تخصص و تجربه بالا در حوزه مربوطه، شناسايي شده توسط سايرين، فهم نظري موضوع، تنوع فعاليت در حوزه مربوطه، داراي انگيزه مشاركت در تحقيق، توسط خبرگان ديگر معرفي و تاييد گرديده اند. در گام بعدی انجام مصاحبه گروهی در قالب تشکیل گروه کانونی با حضور دو نفر از مدیران ارشد صنعت آب و فاضلاب کشور، دو متخصص از جامعه مشاورین طراح و پیمانکاران فعال در حوزه هوشمند سازی آب و دو نفر از اساتید دانشگاهی صاحب نظر در این حوزه برای اعتبار بخشی به نتایج حاصل لحاظ گردید که در این خصوص هم اندیشی و توافق صورت پذیرفت. در نهایت به منظور اعتبار بخشی و اولویت بندی مولفه های مزبور، از تحلیل عاملی اکتشافی 33 و  تاییدی 34 استفاده گردید و با بهره مندی از نتایج حاصله،  یک الگوی مکان یابی بر مبنای اهداف و پیش نیازهای استقرار شبکه هوشمند آب در ابعاد مورد نظر ارائه شده است که می تواند مبنای توسعه اجرای آن باشد. تحلیل تم به باور " بارون" و " کلارک"35، روشی برای شناخت، تحلیل و گزارش الگوهای موجود در داده های کیفی و فرآیندی برای تحلیل داده های متنی است که داده های پراکنده و متنوع را به داده هایی غنی و تفصیلی بدل می کند و در دیدن متن، برداشت و درک مناسب از اطلاعات ظاهرا نامرتبط، تحلیل اطلاعات کیفی، مشاهده نظام مند شخص،گروه، موقعیت، سازمان یا فرهنگ و نیز تبدیل داده های کیفی به داده های کمی کاربرد دارد. مفهوم تم دارای معانی چندگانه و مبین اطلاعات مهمی درباره ایده ها و سوالات تحقیق است و تا حدی معنی و مفهوم الگوی موجود در مجموعه ای از داده ها را نشان میدهد. استفاده از روش تحلیل مضمون، زمانی مفید است که پژوهش در زمینه ای نامشخص صورت گیرد و یا نظر افراد درباره موضوع مورد پژوهش معلوم نباشد. همچنین زمانی که عرضه تفضیلی تر و جزیی تر مضمونی خاص یا گروهی از مضامین در درون داده ها مد نظر باشد و یا مواردی که پژوهشگر به دنبال بررسی سئوالی خاص و حل نشده و یا حوزه علاقه خود در درون داده ها باشد، به کار می رود. (حسین خنیفر،ناهید مسلمی. 1397) نتایج حاصل از تحلیل داده ها با استفاده از روش تحلیل تم و با کمک نرم افزار Maxqda.10 در قالب تم های اصلی، تم های فرعی و مفاهیم ارائه شده است. بر اساس رویکرد براون و کلارک، فرایند به کار گرفته شده در این پژوهش برای تحلیل تم طی شش فاز آشنایی با داده ها، ایجاد کدهای اولیه، جستجوی تم ها، بازنگری تم ها، تعریف و نام گذاری تم ها و نهایتا تهیه گزارش صورت پذیرفته است. در ﻣﺮﺣﻠـﻪ ﻧﺨﺴـﺖ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـه ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ و ﻣﺮور ﭼﻨﺪﺑﺎره داده ها، ﻳﺎدداﺷﺖ برداری ﻫﺎ و ﺑﺮﺟﺴﺘﻪ نمودن ایده ها، اﻳﺠﺎد ﻓﻬﺮﺳﺘﻲ از داده‌ﻫﺎ ﻧﮕﺎرش ﺷﺪه و ﺑﺮرﺳﻲ ﻋﻤﻴﻖ آﻧﻬﺎ اﻗﺪام ﺷﺪه اﺳﺖ.در ﻓﺎز دوم ﭘﺲ از ﺗﺤﻠﻴﻞ و ﺳﺎزﻣﺎﻧﺪﻫﻲ داده ها در ﮔﺮوه های ﻣﻌﻨﺎدار اﻗﺪام ﺑﻪ اﻳﺠﺎد ﻛﺪﻫﺎي اوﻟﻴﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ و در ﮔـﺎم ﺳﻮم ﺑﺎ ﺗﻤﺮﻛﺰ ﺑﺮ ﺗﺤﻠﻴﻞ در ﺳﻄﺤﻲ ﻛﻼن ﺗﺮ، ﭘﺲ از ﺣﺼﻮل اﻃﻤﻴﻨﺎن از اﻳﻨﻜـﻪ ﺗـﻢ ﻫـﺎ ﺑـﻪ اﻧﺪازه ﻛﺎﻓﻲ ﺧﺎص، ﻣﺠـﺰا و ﻏﻴـﺮ ﺗﻜـﺮاري و در ﻋـﻴﻦ ﺣـﺎل ﻛـﻼن و درﺑﺮﮔﻴﺮﻧـﺪه ﺗﻤـﺎﻣﻲ اﻳﺪه ﻫﺎي ﻣﻄﺮوﺣﻪ ﺑﺎﺷﺪ؛ ﻛﺪﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ در ﻗﺎﻟﺐ تم ﻫـﺎ ﻣﺮﺗـﺐ، ﻣـﺮﺗﺒﻂ و ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﺷـﺪه اﺳﺖ .ﻓﺎز ﭼﻬﺎرم ﺷﺎﻣﻞ ﭘﺎﻻﻳﺶ ﺗﻢﻫـﺎ اﺳـﺖ. از اﻳـﻦ رو در اﻳـﻦ ﺗﺤﻘﻴـﻖ ﺗﻤـﺎم داده ﻫـﺎي ﻛﺪﮔﺬاري ﺷﺪه زﻳﺮ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻫﺮ ﺗﻢ ﺧﻮاﻧﺪه و اﻃﻤﻴﻨﺎن ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪ ﻛﻪ اﻟﮕﻮي ﻣﻨﺴﺠﻤﻲ را ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲ دﻫﻨﺪ و در ﻧﻬﺎﻳﺖ تم ﻫﺎي ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه در گروه ﻫﺎي ﻣﺸـﺎﺑﻪ و ﻣﻨﺴـﺠﻢ و ﺑـﺮ اﺳﺎس ﻣﺤﺘﻮا و ﺑﺎ ﻟﺤﺎظ ﻣﺒﺎﻧﻲ ﻧﻈﺮي ﺗﺤﻘﻴﻖ دﺳﺘﻪ ﺑﻨﺪي ﮔﺮدﻳﺪ و ﻋﻨﻮان ﻧﻬﺎﻳﻲ ﻫﺮ ﺗـﻢ ﺑـﺎ ﻟﺤﺎظ اﻳﻨﻜﻪ در ﻋﻴﻦ اﺧﺘﺼﺎر ﺑﻪ ﺧﻮاﻧﻨﺪه درﻛﻲ ﺻﺤﻴﺢ از آﻧﭽﻪ ﺗﻢ در ﻣﻮرد آن اﺳﺖ اراﺋـﻪﻛﻨﺪ، ﻣﺸﺨﺺ ﮔﺮدﻳﺪ و در ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻧﻬﺎﻳﻲ ﻳﻌﻨﻲ ﺗﺪوﻳﻦ ﮔﺰارش، رواﻳﺖ ﻣﺨﺘﺼـﺮ، ﻣﻨﺴـﺠﻢ، ﻣﻨﻄﻘﻲ و ﻏﻴﺮﺗﻜﺮاري ﻛﻪ داده ﻫﺎي ﺗﺤﺖ ﻫﺮ ﺗﻢ و ﻣﻴﺎن تم ﻫـﺎ ﺑﻴـﺎن ﻛﻨـﺪ و ﺿـﺮورت وﺟﻮد ﺗﻢ را ﻧﺸﺎن دﻫﺪ اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. (بارون و کلارک، 2006) اعتماد پذيري يافته هاي پژوهش مطابق جدول دو است. اكثر روشهاي كيفي به جاي استفاده از واژگان روايي و پايايي كه اساسا ريشه در پارادايم كمي دارند از معيار اعتماد پذيري يا قابليت اعتماد نتايج كيفي استفاده مي كنند. قابليت اعتماد ميزاني است كه در آن مي توان به يافته هاي تحقيق كيفي متكي بود و به نتايج آن اعتماد نمود. (حسین خنیفر،ناهید مسلمی. 1397) به صورت اجمالي و جهت سنجش روایی این تحقیق در بخش کیفی، علاوه بر اینکه مضامین فراگیر، سازمان دهنده و پایه، با مطالعه مبانی نظری، پیشینه تحقیق و کلیه منابع و مستندات اجرایی در دسترس انتخاب و تایید شدند، نظرات و راهنمایی گروهی از خبرگان نیز لحاظ شد و قبل از کدگذاری، جرح و تعدیل نهایی به عمل آمد. در این تحقیق، نخست، کدگذاری با مطالعه سطر به سطر کلیه مستندات موجود به صورت دستی صورت گرفت و پس از اتمام کدگذاری دستی و بدون مراجعه مجدد به آن، کدگذاری رایانه ای با نرم افزار Maxqda.10 به صورت مستقل انجام، سپس نتایج این دو کدگذاری با یکدیگر مقایسه و از روش هولستی36 برای محاسبه پایایی استفاده شد که رابطه آن عبارتست از:

PAO = 2M / (N1+N2)      (رابطه 1)                                                                                                          

در فرمول فوق M تعداد موارد کدگذاری مشترک بین دو کدگذاری می باشد N1.و N2 به ترتیب تعداد کلیه موارد کدگذاری شده توسط کدگذار در مراحل اول و دوم است. مقدار PAO بین صفر (عدم توافق) و یک (توافق کامل) است و اگر از ۷/۰ بزرگتر باشد مطلوب می‌باشد .فرمول هولستی جهت تعیین پایایی داده های اسمی بر حسب «درصد توافق مشاهده‌شده»37 است که مقدار آن در این تحقیق برابر است با:

692*2/(774+737)=0.916

جدول 2:روش هاي تامين اعتماد پذيري پژوهش حاضر در بخش كيفي

معيار

زير معيارها

استراتژي تامين

اقدام صورت گرفته

قابل قبول بودن

روايي ورودي هاي پژوهش

روايي داده هاي ورودي پژوهش

نمونه گيري گلوله برفي

معرفي مصاحبه شوندگان بعدي توسط مصاحبه شوندگان قبلي

نمونه گيري برمبناي اعتبار

انتخاب مصاحبه شوندگان بر اساس توصيه متخصصان

روايي تفسيري

استفاده از توصيف گرهاي با حداقل مداخله

بهره گيري از عبارات توصيفي مانند نقل قول ها در تفسيرها

انتقال پذيري

استفاده از نمونه گيري بر مبناي اعتبار

انتخاب مصاحبه شوندگان از ميان مديران ذيربط صنعت آب و فاضلاب

وصف تفصيلي همه جزييات

ارائه يك تصوير مفصل از زمينه اي كه پژوهش در آن انجام شده است.

قابليت اطمينان

مميزي قابليت اطمينان

انجام كد گذاري مستقل دستي و رايانه اي و  مقايسه و تاييد آن بر اساس رابطه هولستي

تشكيل گروه كانوني و در اختيار گذاشتن داده ها، روش ها و تصميمات با هدف بازبيني و موشكافي تحقيق توسط ديگر پژوهشگران

تاييد پذيري

ارائه جزييات داده هاي پژوهش

ارائه گزيده مصاحبه ها و توضيح روند تحليل داده ها

فرآیند جمع آوری داده ها و تجزیه و تحلیل آنها تا جایی ادامه پیدا می کند که محقق در داده ها به مرز اشباع برسد و مفاهیم مرتبط با پدیده مورد نظر که توسط مصاحبه شوندگان مختلف مطرح می شود تکراری شده و هیچ گونه تغییری در جریان مفاهیم و مقولات خاص ایجاد نشود و حصول کفایت نظری صورت پذیرد.

با توجه به نو پا بودن مفاهیم مورد بحث در صنعت آب و فاضلاب، پس از مصاحبه با هفت نفر از مدیران و انجام تحلیل لازم، اشباع نظری حاصل شد. پنج نفر از مصاحبه شوندگان دارای مدرک کارشناسی ارشد، دو نفر کارشناسی و همگی آقا می باشند.

در خصوص گروه کانونی نیز با توجه به پرسش ها، هدف تحقیق و ضرورت انجام مصاحبه گروهی، از نمونه گیری هدفمند سهميه اي، با لحاظ نمودن حضور متناسب شش نفر از افراد مطلع مرتبط با موضوع مشتمل بر معاونین ارشد شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور و وزارت نیرو ( دو نفر) و مشاورین و پیمانکاران فعال در حوزه هوشمند سازی آب ( دو نفر) و و اساتید دانشگاهی صاحب نظر در این حوزه (دو نفر) بهره گیری و در نهايت و پس از شناسایی مضامین، از روش تحلیل عاملی 38 جهت بررسی روایی تم ها استفاده شده است. اين روش، کشف و شناسایی ساختار بنيادي مجموعه‌اي از متغيرها یا الگوهاي احتمالي در داده‌ها است. پیش فرض اولیه این روش، آن است که هر متغیری ممکن است با هر عاملی ارتباط داشته باشد و به تعبیری، محقق هیچ پیش فرض اولیه­ای ندارد. هدف تحليل عاملي اين است که يک عامل (متغير غيرقابل مشاهده) از ترکيب چند متغير (شاخص) مشاهده شده، ساخته شود. در شیوه­ آماری تحلیل عاملی فرض می­شود، متغیرهای لحاظ شده ترکیبی خطی از متغیرهای فرضی یا ساختگی می­باشند. هر متغیر فرضی که یک عامل نامیده می­شود از ترکیب چند متغیر که دارای وجوه مشترکی هستند ساخته می­شود. مدل تحلیل عاملی برای p و m متغیر مطابق رابطه­ دو است:

img0 

(رابطه 2)

در رابطه­ فوق:

µi: میانگین iام تمام مشاهدات.

λij: ضرایب عامل jام در ارتباط با متغیر iام (کواریانس متغیر jام و عامل iام).

 fj: تعداد m عامل­ موثر.

 ei: خطاهای مدل.

نکته این که در شیوه­ تحلیل عاملی فرض می­شود، تمام متغیرها منتسب به عامل pام با یکدیگر همبستگی قوی دارند، در حالی که متغیرهای هر عامل نسبت به متغیرهای عوامل دیگر هیچ همبستگی ندارند. تحلیل عاملی، شامل تحلیل عاملی اکتشافی و تاییدی است. در تحلیل عامل اکتشافی، هدف کشف ساختار زیر بنایی مجموعه ای بزرگ از متغیرها است و پیش فرض اولیه، آن است که هر متغیری به احتمال قوی با هر عامل دیگری ارتباط داشته باشد. در معادلات ساختاری39 (تحلیل عاملی تاییدی)، این شیوه­ آماری که مدل اصلی و کاربردی تحقیق است، تعیین میزان توان مدل عاملی از قبل تعریف شده با مجموعه ا­ی از داده­های مشاهده شده است. در تحلیل عاملی تاییدی، پیش فرض اساسی آن است که هر عاملی، با زیر مجموعه­ی خاصی از متغیرها ارتباط دارد. به تعبیری، تحلیل عاملی تاییدی، درصدد تعیین این مساله است که آیا تعداد عامل­ها و بارهای متغیرهایی که روی این عامل­ها اندازه­گیری شده اند با آن چه بر اساس تئوری و مدل نظری انتظار می­رفت انطباق دارد. این شیوه به آزمون میزان انطباق و هم­نوایی بین سازه نظری و سازه تجربی پژوهش می­پردازد. در این شیوه، ابتدا متغیرها و شاخص­های مربوطه بر پایه­ تئوری اولیه انتخاب می­شوند و سپس از تحلیل عاملی استفاده می­شود تا ثابت شود که آیا این متغیرها و شاخص ها آن طوری که پیش­بینی می­شد بر عامل­های پیش­بینی شده بارشده­اند یا این که ترکیب آن­ها عوض شده و روی عامل های دیگری بار شده اند؟ پیش فرض اساسی این شیوه،  این که هر عاملی با زیرمجموعه خاصی از شاخص­ها ارتباط دارد.

 

یافته ها

تجزیه و تحلیل یافته های پژوهش می تواند به شیوه های مختلف در جهت حمایت نیازهای مخاطبین پژوهش و تسهیل تحصیل اهداف تحقیق صورت پذیرد. در تحقیق حاضر و در گام نخست با استفاده از مرور گسترده ادبیات و مطالعه مستندات و انجام مطالعات تطبیقی و انجام مصاحبه با متولیان موضوع، الزامات استقرار سامانه شبکه هوشمند آب، از منظر صاحب نظران این حوزه تبیین گردید. پس از تخصیص کلیه مفاهیم به تم های فرعی و دسته بندی تم های فرعی در قالب تم های اصلی، بازنگری فرایند مذکور در چندین نوبت انجام گرفت و ضمن تفکیک مفاهیم، در قالب فراوانی (بدون تکرار) و مراجع (با تکرار) مطابق جداول سه و چهار، نهایتا یک نقشه تماتیک راضی کننده از داده ها به دست آمد

جدول5 : تم های فرعی، مفاهیم و فراوانی تکرار آن ها در خصوص تم اصلی پیش نیازهای استقرار مدیریت  هوشمند آب

تم اصلی

تم فرعی

مفهوم

مراجع

( با تکرار)

فراوانی

(بدون تکرار)

پیش نیازهای استقرار سامانه مدیریت هوشمند آب

پیش نیازهای جمع آوری، پردازش و تحلیل داده ها

لزوم جمع آوری اطلاعات در زمان واقعی و در یک بازه زمانی طولانی

3

3

لزوم یکپارچه سازی و مدیریت حجم زیاد داده

7

6

لزوم نرم افزار تحلیل گر مناسب

3

3

لزوم حل مشکل وابستگی تکنولوژیکی

3

3

لزوم لحاظ نمودن تغییرات اقلیمی در فناوری به کار گرفته شده

1

1

ضرورت به کارگیری فناوری جامع اطمینان بخش و مناسب

3

2

فقدان فناوری جامع کاربر پسند

2

2

پیش نیازهای فرهنگی

فقدان درک مناسب در مورد کسب و کار هوشمند

3

2

فقدان آگاهی عمومی و لزوم فرهنگ سازی در خصوص اهمیت اجرای سامانه های مدیریت هوشمند تاسیسات آب

6

6

فقدان انگیزه و مشوق های لازم جهت هوشمند سازی فرآیندهای آب

6

6

لزوم لحاظ نمودن الزامات امنیت سایبری

____

1

1

پیش نیازهای اقتصادی

هزینه های اجرا و به روز رسانی بالا و لزوم حل مشکل فقدان بودجه کافی

6

5

ضرورت انجام مطالعات اقتصادی قبل از اجرای طرح

1

1

لزوم وجود مدل هیدرولیکی کالیبره شبکه توزیع

____

1

1

استقرار سامانه GIS

____

1

1

ضرورت وجود یک استراتژی اجرایی مناسب

لزوم اصلاح و بازسازی  زیر ساختهای اصلی و ایجاد ساختار لازم

12

9

ضرورت شناخت کافی از وضعیت تجهیزات

9

6

تعریف هدف نهایی استقرار سامانه مدیریت هوشمند آب

3

3

تعریف یک برنامه عملیاتی  جهت رسیدن به هدف مورد نظر در هوشمندسازی

4

1

لزوم لحاظ نمودن مخاطرات در طراحی شبکه هوشمند

3

3

لزوم آموزش و جذب نیروی انسانی متخصص

____

3

3

استقرار سامانه اسکادا

____

18

17

 

جدول 4: تم های فرعی، مفاهیم و فراوانی تکرار آن ها در خصوص تم اصلی اهداف استقرار مدیریت هوشمند آب

تم اصلی

تم فرعی

مفهوم

مراجع

(با تکرار)

فراوانی

(بدون تکرار)

اهداف استقرار سامانه مدیریت هوشمند آب

تاثیر مثبت زیست محیطی

____

3

2

مدیریت منابع انسانی

کاهش نیروی انسانی غیر متخصص

3

3

حل معضل بیکاری با جذب افراد متخصص

1

1

مدیریت یکپارچه منابع آبی

صیانت از منابع آبی

7

7

مدیریت یکپارچه شبکه آبی برای کلیه منابع تولید و مصارف

2

2

حل مشکلات منطقه ای در خصوص تقسیم آب

1

1

حل مشکل خشکسالی و تغییرات اقلیمی

6

6

مدیریت هوشمند شبکه توزیع آب

اندازه گیری و مدیریت پارامترهای هیدرولیکی

8

7

مدیریت مصرف و تقاضای آب

7

7

پیش بینی تقاضای آب

5

5

مدیریت آب بدون درآمد

9

9

کاهش شکستگی لوله ها

8

8

تشخیص نشت

11

11

تلفیق کسب و کارهای آب با فناوری اطلاعات و شبکه

____

1

1

پاسخ گویی به نیازها و افزایش رضایت مشترکین

____

10

8

نگرش جدید در مدیریت امور شهری

ابزار بهینه مدیریت شهری

1

1

مدل جدید توسعه پایدار شهری

1

1

تحقق ابزار توسعه پایدار

____

6

6

هوشمند سازی فرآیند در مدار بهره برداری

ارائه اطلاعات دقیق و برخط و تصمیم گیری در لحظه

5

5

پایش مداوم و پیوسته تاسیسات و فرآیندها

1

1

دادن هشدارهای لازم به بهره برداران

1

1

کنترل هوشمند فرایند

5

5

مدیریت اقتصادی پروژه ها

کاهش هزینه های سرمایه ای

3

3

کاهش هزینه های عملیاتی

31

30

اقتصادی کردن پروژه ها( در صورت اجرای صحیح)

3

3

مدیریت اثربخش مصرف انرژی

____

10

10

حصول اهداف پدافند غیرعامل

____

10

10

کنترل کیفی آب

____

17

17

شتاسایی و تشخیص خودکار عیوب و مدیریت هوشمند نگهداری و تعمیرات

____

9

8

مدیریت مخاطره

____

26

20

افزایش تاب آوری و قابلیت اطمینان

____

8

7

بهینه سازی فرآیندهای مدیریتی

شبیه سازی فرایند مدیریت

4

4

بهینه کردن عملکرد سیستم

11

10

مدیریت بهینه و به هنگام

15

13

بهبود بهره وری

11

10

 

پس از انجام گام نخست بخش کیفی پژوهش و شمارش فراوانی بدون تکرار در جدول سه ، مهمترین پیش نیازهای استقرار شبکه هوشمند آب به ترتیب شامل ضرورت وجود استراتژی اجرایی مناسب، فراهم آوردن مقدمات لازم جهت جمع آوری، پردازش و تحلیل داده ها و استقرار اسکادا می باشد.

جدول 5: عناوین رتبه بندی شده پیش نیازهای استقرار سامانه مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب

رتبه

عنوان پیش نیاز

 

رتبه

عنوان پیش نیاز

1

ضرورت وجود یک استراتژی اجرایی مناسب

 

5

ضرورت تامین اعتبار اجرا و به روز رسانی شبکه های هوشمند آب

2

احصا پیش نیازهای لازم برای جمع آوری، پردازش و تحلیل داده ها

 

6

لزوم آموزش و جذب نیروی انسانی متخصص

3

ضرورت استقرار سامانه اسکادا

 

7

لزوم وجود مدل هیدرولیکی کالیبره شبکه توزیع

4

لزوم فرهنگ سازی در خصوص شبکه هوشمند آب

 

8

ضرورت استقرار GIS

 

پس از انجام گام نخست بخش کیفی پژوهش و شمارش فراوانی بدون تکرار در جدول چهار، از میان هفده هدف احصا شده در زمینه استقرار سامانه مدیریت هوشمند تاسیسات آب بیشترین تاکید بر مقوله" مدیریت هوشمند شبکه توزیع " بوده است و سایر مقوله ها مشتمل بر بهینه سازی فرآیندها، کاهش هزینه های عملیاتی و مدیریت مخاطره در اولویت های بعدی قرار گرفته اند.

جدول6: عناوین رتبه بندی شده اهداف استقرار سامانه مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب

رتبه

عنوان هدف

 

رتبه

عنوان هدف

1

مدیریت هوشمند شبکه توزیع

 

10

مدیریت اثربخش مصرف انرژی

2

بهینه سازی فرآیندهای مدیریتی

 

11

حصول اهداف پدافند غیرعامل

3

مدیریت اقتصادی پروژه ها

 

12

افزایش تاب آوری و قابلیت اطمینان

4

مدیریت مخاطره

 

13

تحقق ابزار توسعه پایدار

5

مدیریت یکپارچه منابع آبی

 

14

مدیریت منابع انسانی

6

کنترل کیفی آب

 

15

تاثیر مثبت زیست محیطی

7

هوشمند سازی فرآیند در مدار بهره برداری

 

16

ایجاد نگرش جدید در مدیریت امور شهری

8

شتاسایی و تشخیص خودکار عیوب و مدیریت هوشمند نگهداری و تعمیرات

 

17

تلفیق کسب و کارهای آب با فناوری اطلاعات و شبکه

9

پاسخ گویی به نیازها و افزایش رضایت مشترکین

 

 

 

 

به منظور کمک به قضاوت گروه کانونی، اولویت بندی تمایزات شبکه هوشمند آب  در قیاس با سایر سامانه های مدیریتی هوشمند خدمت رسان، پس از انجام مصاحبه و بررسی دقیق پیشینه فعالیت های مشابه، بر اساس فراوانی (بدون تکرار) در جدول هفت ذکر شده است تا بدین وسیله به تبیین دقیق تر بافت سازمانی استقرار اینگونه ساختارهای هوشمند در صنعت آب بپردازیم.

جدول 7: اولویت بندی وجوه افتراق شبکه هوشمند آب با سایر سامانه های مدیریت هوشمند خدمات رسان

رتبه

عنوان ویژگی متمایز کننده

 

رتبه

عنوان ویژگی متمایز کننده

1

چند وجهی بودن مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب

 

6

بی وقفه بودن خدمات شبکه های آب و فاضلاب

2

میزان بالای آسیب پذیری تاسیسات آب و فاضلاب نسبت به سایر سامانه های صنعتی

 

7

ضرورت انجام کنترل های لازم با توجه به فلسفه کنترل

3

حساسیت های موجود به لحاظ کمیت و کیفیت خدمات

 

8

ضرورت لحاظ کردن قابلیت اطمینان حداکثری برای سامانه مدیریت هوشمند

4

ضرورت تهیه نرم افزار بومی تحلیل گر در صنعت آب و فاضلاب

 

9

وجود نقشه راه هوشمند سازی تاسیسات در صنعت آب و فاضلاب

5

پراکنش و گستردگی زیاد تاسیسات آب و فاضلاب

 

10

وجود پیش نیازهای متعدد و متنوع

 

مطابق جدول هفت، عمده تمایزات سامانه مدیریت هوشمند آب با سایر شبکه های هوشمند مدیریتی خدمت رسان به چند وجهی بودن مدیریت هوشمند آب، میزان بالای آسیب پذیری تاسیسات آب و فاضلاب، حساسیت های موجود به لحاظ کمیت و کیفیت تامین آب شرب مشترکین و ضرورت تهیه نرم افزار بومی تحلیل گر در این صنعت بر می گردد که این موارد باید به هنگام مکان یابی و تدوین پیش نیازها و اهداف عملیاتی استقرار این گونه سامانه های مدیریتی هوشمند لحاظ شود.

در ادامه پژوهش حاضر، با استفاده از نتایج جدول هفت و به منظور برقراری تعامل بین شرکت کنندگان در تحقیق و در جهت ایجاد داده ها و دستیابی به بینش و آگاهی بیشتر و منسجم تر در خصوص الزامات استقرار سامانه مدیریت هوشمند آب تشكيل گروه کانونی در دستور كار قرار گرفت. در اين گروه، موارد مطروحه در گام های قبلی مورد تایید ضمنی قرار گرفت. لیکن در بخش اهداف استقرار شبکه هوشمند آب، شناسایی و تشخیص خودکار عیوب و مدیریت هوشمند نگهداری و تعمیرات ، مدیریت مخاطره و مقوله افزایش تاب آوری (در غالب ادغام با مقوله های مدیریت مخاطره و بحران) جزو اهداف استقرار سامانه اسکادا لحاظ گردید و بر ضرورت افزایش تاب آوری در صنعت آب و فاضلاب با استقرار سامانه اسکادا، به عنوان یکی از پیش نیازهای اسقرار مدیریت هوشمند آب، بیش از سایر موارد تاکید گردید. همچنین مقوله ، بهینه سازی فرایندهای مدیریتی معادل هوشمند­سازی فرآیند در مدار بهره­برداری دانسته شد. پس از تایید نهایی گروه کانونی، شبکه مضامین استقرار شبکه هوشمند آب مطابق شکل پنج حاصل شد.

img0 

شکل 5- شبکه مضامین استقرار شبکه هوشمند آب

 

در گام کمی، به واسطه آن که در فرآیند مصاحبه و تشکیل گروه کانونی، به دلیل انتخاب گروه های کوچک، قابلیت تعمیم به جمعیت بزرگتر به شدت محدود می شود و از طرفی کسب اطلاعات ناهم سنگ ناشی از پویایی گروه ها و عدم قطعیت در مورد درستی پاسخ های مصاحبه شوندگان، نقیصه های غیر قابل اجتناب شیوه های کیفی می باشد، از روش تحلیل عاملی و به منظور تسهیل در محاسبات از بسته نرم­افزارهای SPSS24، MINITAB17.1 وAMOS24  به فراخور نیاز استفاده شده است. سوالات و فرضیات ما در این قسمت عبارتند از:

·       سؤال یک: عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب کشور کدامند؟

·       سؤال دوم: اولویت عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب کشور کدامند؟

·       فرضیه­ یک: بین عوامل بر موثر مکان­یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب کشور رابطه­ مثبت و معنی داري وجود دارد.     

·       فرضیه­ دوم: هر یک از عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب                                    کشور  وضعیت مناسبی دارند.

نظر به ساختار و ارتباط متغیرهای مکنون (پنهان) قابل اندازه­گیری در مدل ساختاری اولیه، این گام به شرح زیر و مطابق شکل شش انجام خواهد شد.

مدل ساختاری اولیه: با این مدل، ضرایب همبستگی و کوواریانس متغیرهای مکنون مستقل با آزمون سطح معنی داری مسیرها مشخص می­شود.

مدل ساختاری ثانویه: مطابق این مدل بار عاملی متغیرهای مکنون مستقل و وابسته با آزمون سطح معنی­داری مسیرها همراه با خطای اندازه­­گیری متغیرهای قابل مشاهده و آزمون­های متنوع نیکویی برازش و در صورت لزوم مدل اصلاحی مشخص می­شود.

 

 

 

 

 

 

 

شکل6: مدل مفهومی شناسایی عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب کشور 

 

این مدل مشخصه­های زیر را دارد:

·       متغیرهای مستقل مکنون (پنهان) شامل دو متغیر  پیش نیازها و اهداف اجرای ­مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب است که به ترتیب با علامت های اختصاری Sm  و Um نشان داده شده اند.

·       یک مسیر همبستگی.

·       دو مسیر بار عاملی.

·       خطای اندازه­گیری: 22 مورد.

·       متغیرهای قابل مشاهده (اندازه­گیری):شامل 22 متغیر (جدول هشت).

جدول 8: فهرست متغیرهای مکنون قابل اندازه­گیری در پژوهش

پیش نیازهای  استقرار سامانه مدیریت هوشمند

اهداف استقرار سامانه­ مدیریت هوشمند

§       جمع­آوری، پردازش و تحلیل داده­ها

§       پیش نیازهای فرهنگی

§       پیش نیازهای اقتصادی

§       لزوم وجود مدل هیدرولیکی کالیبره شبکه­ی توزیع

§       استقرار سامانه­هایGIS

§       ضرورت وجود یک استراتژی اجرایی مناسب

§       لزوم آموزش و جذب نیروی انسانی متخصص

§       استقرار سامانه­های اسکادا

§       لزوم لحاظ کردن الزامات امنیت سایبری

 

§       تاثیر مثبت زیست محیطی

§       مدیریت منابع انسانی

§       مدیریت یکپارچه­ منابع آبی

§       مدیریت هوشمند شبکه­های توزیع آب

§       تلفیق کسب و کارهای مرتبط با آب با فناوری اطلاعات

§       پاسخ­گویی به نیازها و افزایش رضایت مشترکان

§       نگرش جدید در مدیریت امور شهری

§       تحقق ابزار توسعه­ پایدار

§       هوشمند­سازی فرآیند در مدار بهره­برداری

§       مدیریت اقتصادی پروژه­ها

§       مدیریت اثربخش مصرف انرژی

§       حصول اهداف پدافند غیرعامل

§       کنترل کیفی آب

منطبق بر مبنای نظری مدل­سازی معادلات ساختاری، مدل ریاضی پژوهش به صورت زير است.

  Sc=θ1Sm+ θ λ2Ums + Ɛ

  Sm= θ 3Ums + Ɛ

  Umc= θ 4Sm + Ɛ

  Q­­_01= λ1Sm+ Ɛ1

  Q­­_02= λ2Sm+ Ɛ2

  Q­­_03= λ3Sm+ Ɛ3

  Q­­_04= λ4Sm+ Ɛ4

  Q­­_05= λ5Sm+ Ɛ5

  Q­­_06= λ6Sm+ Ɛ6

  Q­­_07= λ7Sm+ Ɛ7

  Q­­_08= λ8Sm+ Ɛ8

  Q­­_09= λ9Sm+ Ɛ9

  Q­­_10= λ10 Ums + Ɛ10

  Q­­_11= λ11 Ums + Ɛ11

  Q­­_12= λ12 Ums + Ɛ12

  Q­­_13= λ13 Ums + Ɛ13

  Q­­_14= λ14 Ums + Ɛ14

  Q­­_15= λ15 Ums + Ɛ15

  Q­­_16= λ16 Ums + Ɛ16

  Q­­_17= λ17 Ums + Ɛ17

  Q­­_18= λ18 Ums + Ɛ18

  Q­­_19= λ19 Ums + Ɛ19

  Q­­_20= λ20 Ums + Ɛ20

  Q­­_21= λ21 Ums + Ɛ21

  Q­­_22= λ22 Ums + Ɛ22                                                                                                                                                                                                     

این پژوهش در سطح صنعت آب و فاضلاب کشور و برای نمونه در شرکت آب و فاضلاب استان تهران و با جامعه آماری محدود انجام گردید. مطابق مستندات کتابخانه ای شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور، این شرکت در سال 1397، از منظر تعداد مشترکین، حجم فروش آب و دفع پساب ، بزرگترین شرکت آب و فاضلاب کشور و دارای ده شرکت فرعی مستقل عملیاتی است.

نظر به ساختار و هدف این پژوهش،  اعضای این جامعه­ آماری (n) مشتمل بر معاونین نظارت بر بهره­برداری، مدیران بهره­برداری آب و فاضلاب، رییس گروه­های اجرایی، کارشناسان مسؤول و نیروهای عملیاتی (در مجموع 152 نفر) می­باشند. نظر به این که مجموع جامعه­ آماری مورد مطالعه (N)، است و حجم جامعه برابر نمونه است (N=n)، لذا از شیوه­ آماری خاصي در این قسمت استفاده نشده است. پس از انجام تحلیل مضمون در گام های قبلی، در بخش میدانی از پرسشنامه استفاده شد که سؤال­های آن از نوع بسته و غیرحضوری و منطبق بر طیف پنج گزینه­ ای (لیکرت) و شامل دو بخش سیمای آزمودنی پاسخگویان (دموگرافیک40)، و سؤال­هاي پرسشنامه (بسته) می­باشد.

روایی پرسشنامه: پس‌ از طراحي‌ اوليه‌ پرسشنامه و هماهنگی و اخذ نظرات تفضیلی گروه کانونی و انجام‌ اصلاحات‌ مورد نظر، پرسشنامه­‌ نهايي‌ تهيه‌ و تنظيم‌ شد‌. براي‌ آن ­كه‌ ساير اشكالات‌ پرسشنامه‌ در عمل‌ بر طرف‌ شود، تعداد سي پرسشنامه‌ در بين‌ جامعه­ آماری مورد نظر، به صورت‌ تصادفي‌ توزيع‌ شد تا اشكالات‌ احتمالي‌ و موارد ابهام‌ جزيي‌ آن‌ نيز مشخص‌ شود. پرسشنامه‌ در مطالعه­‌ مقدماتي‌، به‌ دقت‌ تكميل‌، موارد ابهام‌ آن‌ مشخص‌ و قبل از توزيع‌ نسبت‌ به‌ اصلاح‌ آن‌ اقدام‌ شد.

پايايي (اعتماد و ثبات): پایایی، یعنی ابزار اندازه­گيري در شرايط يكسان تا چه اندازه نتیجه­های يكساني به دست مي­دهد و نشان دهنده­ همبستگي ميان يك مجموعه از نمرات و مجموعه ديگري از نمرات در يك آزمون معادل كه به صورت مستقل بر يك گروه آزمودني به دست آمده است. بنابر این، دامنه­ ضريب پایایی بین بازه­ صفر (عدم ارتباط) تا 1+ (ارتباط كامل) در نوسان است. ابزار پایایی این پژوهش آلفای کرونباخ انتخاب شده که نتایج آن مطابق جدول نه می­باشد.

جدول 9: ضریب آلفای کرونباخ برای سنجش پایایی پرسشنامه

الفای کرونباخ

الفای کرونباخ با داده­های استاندارد

تعداد سؤال

تعداد گزینه

811/0

803/0

22

30

مطابق جدول نه،  ضريب‌ آلفای کرونباخ پرسشنامه 1/81 درصد است‌ كه‌ در سطح‌ آلفاي‌ 100 درصد معنی­دار مي‌باشد و حاكي‌ از اعتبار بسیار بالاي‌ ابزار اندازه‌گيري‌ دارد. 

جدول ده نماشگر تجزیه و تحلیل سیمای آزمودنی پرسشنامه شامل جنسیت، سن، تجربه­ کاری و رشته­ تحصیلی است. با ارسال 152 پرسشنامه به اعضای جامعه­ی آماری، تعداد 142 پرسشنامه به طور کامل دریافت و تجزیه و تحلیل شد (نرخ بازگشت 93 درصدی) یعنی در واقع جامعه­ آماری پژوهش 142 نفر می­باشد.

جدول 10: مشخصه­های سیمای عمومی آزمودنی پرسشنامه

جنسیت

تجربه­ی کاری

 

تعداد

فراوانی (درصد)

 

تعداد

فراوانی (درصد)

 

117

82

>5

14

9.9

زن

25

18

5-10

18

12.7

تحصیلات

10-15

22

15.1

دکتری

2

1.4

15-20

33

23.2

کارشناس ارشد

39

31.0

20-25

35

24.6

کارشناش

83

58.5

25-30

17

12.0

فوق دیپلم

13

9.2

30<

3

2.1

سن

 

 

 

>30

19

13.4

 

 

 

30-40

44

31.0

 

 

 

40-50

60

42.3

 

 

 

50<

19

13.4

 

 

 

 

یکی از پیش نیازهای هر آزمون آماری، بررسی نرمال بودن توزیع آن است. از شیوه­های متنوعی جهت بررسی نرمال بودن توزیع متغیرها استفاده می­شود كه در این پژوهش از آزمون کلموگرف- اسمیرنف 41بر بستر نرم­افزار Minitab17.1 استفاده شده است.

:H0 توزیع داده‌های مربوط به هر یک از متغیرها نرمال است.

:H1 توزیع داده‌های مربوط به هر یک از متغیرها نرمال نیست.

نظر به این که سطح معنی‌داری آزمون تمام سؤال­ها بیش­تر از a (0.05) است، لذا فرض صفر با احتمال 99 درصد پذیرفته می‌شود و فرض  مقابل آن، قابل قبول نيست و به ‌نظر می‌آيد که توزیع جامعه متقارن است.

برای بررسی بیش­تر مناسب بودن متغیرهای مشاهده­پذیر برای تحلیل عاملی از ضریب kmo42 و آزمون آماری کرویت بارتلت43 به شرح زیر استفاده شد (جدول يازده)

 

  ترجمه بیشتر

H0: σ12 = σ22 = ... = σ102                

     H1: At least one σi2 is not equal to the others

 

جدول 11:د: ضریب KMO و نتایج آزمون کرویت بارتلت

Kaiser-Meyer-Olkin Measure of Sampling Adequacy

0.725

Bartlett's Test of Sphericity

Approx. Chi-Square

841.36

df

231

Sig.

0.000

 

بر اساس جدول يازده، مقدار ضریب KMO معادل 0.725 است.یعنی تعداد داده­ها برای انجام تحلیل عاملی مناسب­اند. سطح معنی­داری آزمون کرویت بارتلت نیز معنی­دار است. یعنی بین متغیرها (شاخص­ها) ضریب همبستگی معنی­داری وجود دارد و داده­ها با حداکثر 99 درصد اطمینان برای انجام تحلیل عاملی مناسب­اند.

در تحلیل عاملی اکتشافی، هدف استخراج عوامل زیربنایی یک سري متغیرهاي مشاهده گر می­باشد و محقق درصدد کشف ساختار زیربنایی مجموعه ­به  نسبت بزرگی از متغیرها می­باشد و پیش فرض اولیه تحقیق آن است که هر متغیري ممکن است با هر عاملی ارتباط داشته باشد. به تعبیری در این شیوه، محقق هیچ گونه تئوري اولیه ای ندارد. از این رو براي هر 22 سوال پرسشنامه، تحلیل عاملی انجام شده است. به عبارت دیگر در این مقاله ابتدا از متغیرهاي مشاهده­گر (گویه ها) به متغیر مکنون رسیدیم (از سوالات پرسشنامه به عامل ها رسیدیم) و سپس، صحت مدل اندازه­گیري توسط تحلیل عاملی تائیدي در بستر نرم­افزار SPSS24 مورد آزمون قرار گرفت. نتایج تحلیل عاملی اکتشافی انجام شده در جدول دوازده نشان می دهد که بین عوامل حاصل از تحلیل مضمون، رابطه­ ای مثبت و معنی­دار وجود دارد.

جدول 12: ماتریس چرخش یافته عاملی با شیوه­ واریماکس44

پیش نیازهای استقرار سامانه مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب

اهداف استقرار سامانه مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب

عنوان

بارعاملی

عنوان

بارعاملی

سؤال 1

0.72

سؤال 10

0.81

سؤال 2

0.57

سؤال 11

0.70

سؤال 3

0.68

سؤال 12

70.7

سؤال 4

0.83

سؤال 13

0.61

سؤال 5

0.74

سؤال 14

0.71

سؤال6

0.68

سؤال 15

0.80

سؤال 7

0.71

سؤال 16

0.67

سؤال 8

0.66

سؤال 17

0.63

سؤال 9

0.77

سؤال 18

0.69

 

 

سؤال 19

0.74

 

 

سؤال 20

0.81

 

 

سؤال 21

0.79

 

 

سؤال 22

0.68

در تحلیل عاملی تاییدي، پیش فرض اساسی محقق آن است که هر عاملی با زیرمجموعه­ خاصی از متغیرها ارتباط دارد. حداقل شرط لازم براي تحلیل عاملی، این است که محقق در مورد تعداد عامل­هاي مدل، قبل از انجام تحلیل پیش فرض معینی دارد. به طور کلی براي آزمون فرض­هاي مربوط به مدل هاي اندازه گیري فقط بایستی از شیوه­ تحلیل عاملی تائیدي استفاده می­شود. پس از انجام پیش­آزمون­های آماری که بایستی قبل از تحلیل عاملی تاییدی، صورت پذیرد و تایید آنها، مدل نهایی تحلیل عاملی در بستر نرم افزار AMOS0.7  انجام شد که خروجی آن در وضعیت استاندارد مطابق شکل هفت است.

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 7: بارهای عاملی مدل پژوهش در وضعیت استاندارد

با توجه به نتایج تحلیل عاملی تائیدي، فرضیات تحقیق مبنی بر وجود رابطه مثبت و معنی­دار بین عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند صنعت آب و فاضلاب کشور مورد تائید قرار گرفت. براي تایید یا رد فرضیات از ضرایب استاندارد )بار عاملی) و اعداد معنی­داري استفاده می­شود. نظر به آن که تمام ضرایب استاندارد بالاي   0.5هستند و عدد معنی­داري آنها نیز بیشتر 1.96 می­باشد می­توان نتیجه گرفت تمام عوامل شناسایی شده بر مکان یابی تاسیسات هوشمند آب اثر دارند. مطابق شکل و بر پایه­ مقادیر آزمون کای دو45 (1035.1)، سطح معنی­داری آزمون (0.00) و آزمون رمزی46 (0.013)، مدل از قابلیت اطمینان بسیار بالایی برخوردار است.

بیش­ترین تاثیر به متغیر مکنون رعایت پیش نیازهای استقرار سامانه­ مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب (بارعاملی 5.28) اختصاص دارد. بنابراین به نظر می رسد مشکل اساسی در خصوص فقدان اثربخشی استقرار سامانه های مدیریت هوشمند آب به عدم رعایت و احصا پیش نیازهای مورد نیاز بر می گردد و سياست گذاري مدیران ارشد بايد در این بخش متمرکز شود.

کم­ترین تاثیر به متغیر مکنون هدف گذاری مناسب جهت  استقرار سامانه­ مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب (بارعاملی 3.21) اختصاص دارد. هر چند بارعاملی این متغیر مکنون از متغیر رعایت پیش نیازها کمتر است، اما نظر به بار عاملی آن که در سطح معنی­دار است، مدیریت ارشد باید با توجه به شرایط موجود هدف گذاری مناسب را انجام دهد.

ضریب همبستگی دو متغیر مکنون، به تقریب 72 است که یک ضریب مثبت و مستقیم است. هم چنین مقدار سطح معنی‌داری آزمون صفر و کم­تر از α است، بنابر این با اطمینان 99 درصد فرض  H0پذیرفته نمی‌شود و فرض H1 پذیرفته می‌شود و نتیجه می‌گیریم که یک رابطه­ خطی بین دو متغیر فوق وجود دارد و مقدار همبستگی اتفاقی نمی­باشد.

مقادیر خطای اندازه­گیری متغیرهای قابل مشاهده (سؤال­های پرسشنامه)، مطابق جدول سيزده می باشد.

 

جدول 13: مقادیر خطای اندازه­گیری متغیرهای قابل اندازه­گیری

پیش نیازهای استقرار سامانه مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب

اهداف استقرار سامانه مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب

عنوان

خطای اندازه­گیری

عنوان

خطای اندازه­گیری

سؤال 1

1.22

سؤال 10

0.96

سؤال 2

1.12

سؤال 11

1.23

سؤال 3

1.06

سؤال 12

1.41

سؤال 4

0.77

سؤال 13

1.09

سؤال 5

1.39

سؤال 14

0.98

سؤال 6

1.44

سؤال 15

1.21

سؤال 7

0.85

سؤال 16

1.55

سؤال 8

0.66

سؤال 17

0.78

سؤال 9

1.14

سؤال 18

0.93

 

 

سؤال 19

1.05

 

 

سؤال 20

1.04

 

 

سؤال 21

0.82

 

 

سؤال 22

0.76

 

بر اين اساس، پاسخ سؤال­های پژوهش به شرح زیر است.

سؤال یک: موثرترین عامل بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند صنعت آب و فاضلاب کشور، رعایت پیش نیازهای استقرار سامانه­ مدیریت هوشمند با بار عاملی 5.28 است.

سؤال دوم: اولویت عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب کشور، رعایت پیش نیازهای استقرار سامانه­ مدیریت هوشمند و بعد از آن هدف گذاری مناسب جهت  استقرار شبکه هوشمند آب است.

بر پایه­ محاسبات انجام شده و مطابق شکل هفت ، فرضیه­ شماره­ یک، یعنی "بین عوامل بر موثر مکان­یابی تاسیسات هوشمند صنعت آب و فاضلاب کشور رابطه­ مثبت و معنی­داري وجود دارد" تایید می­شود و نتیجه می­گیریم رابطه­ای مثبت، مستقیم و معنی­دار، بین متغیرهای مکنون پژوهش وجود دارد.     

به منظور بررسی وضعیت متغیرهاي تحقیق از آزمون میانگین یک جامعه47 استفاده شد. بر طبق این آزمون ، در صورتی بین وضعیت متغیر و میانگین در نظر گرفته شده (عدد  3در وسط طیف لیکرت) تفاوت معنی­دار وجود نخواهد داشت که، عدد معنی­داري بزرگتر از  0.05باشد.

 H0: µ ≥3         

 H1: µ>3 

هم چنین چنان چه حد بالا و پایین هر دو مثبت باشند می­توان وضعیت متغیر را مناسب ارزیابی نمود و در صورت منفی بودن حد بالا و پایین هر دو ، وضعیت متغیر نامناسب است (جدول چهارده).

 

جدول 14: نتایج آزمون میانگین تک متغیره­ سؤالات

عنوان

ارزش آزمون = 3

آماره­

آزمون

درجه

آزادي

سطح

معني­داري

اختلاف ميانگين

آزمون

فاصله تفاوت با 99 درصد اطمينان

بالاتر

پایين تر

پیش نیازهای استقرار

5.4

141

0.00

0.471

0.244

0.699

اهداف استقرار

5.5

141

0.00

0.443

0.233

0.655

 

مطابق جدول چهارده، تمام عوامل داراي عدد معنی­داري کوچكتر از  0.05هستند. لذا فرض صفر رد و فرض یک تائید می­شود . در این آزمون، چنان چه حد بالا و پایین هر دو مثبت باشند به این معنی است که عامل مورد نظر وضعیت مناسبی دارد. چنان چه حد بالا و پایین هر دو منفی باشند، به آن معنی است که عامل مربوطه وضعیت نامناسبی دارد. بر این اساس و نظر به سطح معنی­داری آزمون، هر دو متغیر مکنون پژوهش در سطح مناسبی هستند.

بر پایه­ این جدول، فرضیه­ شماره­ دو یعنی "هر یک از عوامل موثر بر مکان­یابی تاسیسات هوشمند صنعت آب و فاضلاب کشور وضعیت مناسبی دارند." تایید می­شود و نتیجه می­گیریم عوامل کلی موثر بر مکان یابی تاسیسات هوشمند در صنعت آب و فاضلاب  مشتمل بر احصا پیش نیازها و هدف گذاری مناسب جهت استقرار این گونه سامانه ها، در وضعیت مناسبی قرار دارند.

به منظور رتبه­بندي متغیرهای قابل اندازه­گیری و مطابق پرسشنامه برای بررسی سؤالات تعدادی گویه مطرح شده و اکنون این سؤال مطرح است که آیا تمامی سؤالات پرسشنامه برای متغیرهای مستقل اثر یکسانی داشته­اند و در غیر این صورت، ترتیب اثر این سؤالات به چه نحو می­باشد. برای پاسخ به این سؤال از میزان بار عاملی هر یک از متغیرهای مشاهده­پذیر (گویه­های پرسشنامه) که همگی به احتمال 95 درصد معنی دار می باشند استفاده شد. 

جدول15: رتبه بندی  پیش نیازهای استقرار مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب

رتبه

سوال

میانگین

عنوان

1

سؤال- 6

1.98

§       وجود یک استراتژی اجرایی مناسب

2

سؤال- 8

1.61

§       استقرار سامانه­  اسکادا

3

سوال- 4

1.55

§       لزوم وجود مدل هیدرولیکی کالیبره شبکه توزیع

4

سؤال- 1

1.02

§       جمع­آوری­، پردازش و تحلیل داده­ها

5

سوال- 2

0.98

§       استقرار GIS

6

سؤال- 7

0.88

§       لزوم آموزش و جذب نیروی انسانی

7

سؤال- 9

0.71

§       لزوم لحاظ نمودن الزامات امنیت سایبری

8

سؤال- 3

0.69

§       پیش نیازهای فرهنگی

9

سؤال- 5

0.61

§       پیش نیازهای اقتصادی

مطابق جدول پانزدهم،  بیش­ترین تاثیر در متغیر مکنون پیش نیازهای استقرار سامانه­های مدیریت هوشمند آب و فاضلاب، به سؤال 6 "وجود یک استراتژی اجرایی مناسب" و کم­ترین به سؤال 5"پیش نیازهای اقتصادی" اختصاص دارد.

جدول 16: رتبه بندی  اهداف  استقرار مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب

رتبه

سوال

میانگین

عنوان

1

سؤال- 13

2.02

§       مدیریت هوشمند شبکه توزیع

2

سؤال- 15

1.93

§       پاسخ­گویی به نیازها و افزایش رضایت مشترکان

3

سوال- 11

1.88

§       مدیریت منابع انسانی

4

سؤال- 18

1.66

§       هوشمند­سازی فرآیند در مدار بهره برداری

5

سوال- 22

1.25

§       کنترل کیفی آب

6

سؤال- 19

1.21

§       مدیریت اقتصادی پروژه­ها

7

سؤال- 10

1.03

§       تاثیر مثبت زیست محیطی

8

سؤال- 21

0.91

§       پیش نیازهای فرهنگی

9

سؤال-16

0.88

§       نگرش نوین در مدیریت امور شهری

10

سؤال- 12

0.81

§       مدیریت یکپارچه منابع آب

11

سؤال- 20

0.71

§       مدیریت اثربخش مصرف انرژی

12

سؤال- 14

0.68

§       تلفیق کسب و کارهای مرتبط با آب با فناوری اطلاعات

13

سؤال- 17

0.61

§       تحقق ابزار توسعه­ی پایدار

مطابق جدول شانزده ، بیش­ترین تاثیر در متغیر مکنون اهداف استقرار سامانه­های مدیریت هوشمند آب و فاضلاب، به سؤال 13 "مدیریت هوشمند شبکه توزیع" و کم­ترین به سؤال 17 "تحقق ابزار توسعه­ پایدار" اختصاص دارد.

 

بحث و نتیجه گیری:

این مقاله با هدف تحلیل عوامل موثر بر مکان یابی تاسیسات هوشمند تحت پوشش صنعت آب و فاضلاب کشور از منظر الزامات استقرار آنها انجام پذیرفت. ویژگی های مهم محیط های هوشمند این است که آنها دارای درجه ای از خود مختاری هستند و خود را با محیط های در حال تغییر منطبق و به طور طبیعی با انسانها ارتباط برقرار می کنند. اتوماسیون هوشمند می تواند میزان تعاملات مورد نیاز ساکنان را کاهش دهد و همچنین منجر به کاهش ماشین افزار و سایر تجهیزات احتمالی شود. با نگاهی به اطراف در زندگی روز مره خود در می یابیم که این روزها فعالیتهای کمی هستند که بدون داشتن حداقل یک سطح از فرایند اتوماسیون فعالیت می کنند و خدماتی که سامانه های اتوماسیون ارائه می کنند تقریبا همه کاربران را به صورت یکسان منتفع می کند. چرایی این حضور گسترده به آن بر می گردد که دنیای فناوری اطلاعات روز به روز در حال گسترش است و اتوماسيون در هر سایت صنعتي، سبب بهبود توليد مي گردد که اين بهبود هم بر کميت و ميزان توليد و هم بر کيفيت محصولات موثر است. هدف از اتوماسيون اين است که بخشي از وظايف انسان در صنعت به تجهيزات خودکار واگذار گردد. از دیگر سوی و در دنیای امروز ما، مسائل مربوط به کمبود آب و تنش آبی به تهدیدی برای جوامع جهانی تبدیل شده است.این امر، مدیریت (منابع)آبی را به یک جنبه حیاتی برای اطمینان از پایداری شبکه آبرسانی بدل می سازد.یک سیستم مدیریت کارآمد آب، نیازمند هزاران قطعه (سنسورها و / یا عملگرها) در سراسر شبکه توزیع آب است که امکان نظارت و کنترل اجزای شبکه آب را در زمان واقعی فراهم می کند. ما در جهانی فناوری محور زندگی می کنیم. جایی که برای نیل به اهداف توسعه پایدار، فناوری اطلاعات و ارتباطات اهمیت زیادی دارد. مدیریت آب یکی از حوزه هایی است که این فناوری، نقش کلیدی در رسیدگی به چالش های مختلف مانند تشخیص نشت و بهینه سازی دینامیک و پویا بازی می کند (نونهلانهلا انتولی و عدنان ابو محفوظ48،2016). در واقع امروزه شبکه هوشمند آب به عنوان نسل بعدی طرح مدیریت آب پیشنهاد شده است که فناوری اطلاعات و ارتباطات را به منظور افزایش اثربخشی تمام عناصر ساختار شبکه آب به هم مرتبط می کند (سئونگ وون لی و همکاران،2015). بررسی ها نشان می دهد که نظر به نوپا بودن بحث هوشمند سازی در جوامع پیشرو، هوشمند سازی در کشور ما نیز با چالشهای مشابهی روبرو خواهد بود. در گام اول ضروری است تا نقشه راه هوشمند سازی در ابعاد مختلف آن ترسیم شود. با چنین رویکردی، اتوماسیون به عنوان پیش نیاز شبکه هوشمند از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود و باید سرمایه گذاری لازم در آن صورت پذیرد (شهسواری پور،1396). از دیگر سوی و مطابق مستندات موجود، حجم عظیمی از سرمایه گذاری در زمینه طراحی و پیاده سازی سامانه های هوشمند در صنعت آب و فاضلاب صورت گرفته و مطابق برنامه و تا پایان سال 1404 تمامی تاسیسات آب و فاضلاب کشور در تمامی شهرها باید مجهز به اینگونه سامانه های نظارتی گردند.(شاه حسینی،1397) لذا این پژوهش درصدد است تا رویکردی یکپارچه را به منظور مکان یابی بهینه سایتهای مناسب استقرار شبکه هوشمند آب(مشتمل بر شهر، روستا، مجتمع آبرسانی و...) بر مبنای تبیین اهداف و پیش نیازهای استقرار سامانه مدیریت هوشمند آب اتخاذ کند و از این طریق، سرمایه گذاری های صورت گرفته را به مسیر مناسب سوق دهد، به گونه ای که با تعریف درست اهداف و شناسایی پیش نیازهای مورد نیاز و انتخاب محل مناسب، مانع از اتلاف هزینه وکاهش بهره وری اینگونه سامانه های نظارتی گردد.پژوهش اخیر نشان داد که عمده تمایز سامانه مدیریت هوشمند آب با سایر شبکه های هوشمند مدیریتی خدمت رسان به چند وجهی بودن مدیریت هوشمند آب، حساسیت های موجود به لحاظ کمیت و کیفیت تامین آب شرب مشترکین، میزان بالای آسیب پذیری تاسیسات آب و فاضلاب و ضرورت تهیه نرم افزار بومی تحلیل گر در این صنعت بر می گردد که این تفاوت ها باید به هنگام تدوین پیش نیازها و اهداف عملیاتی استقرار این گونه سامانه های مدیریتی هوشمند لحاظ شود.از دیگر سوی، بیشترین تاثیر در بحث مکان یابی  به متغیر مکنون رعایت پیش نیازهای استقرار سامانه  مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب با بارعاملی  5.28  اختصاص دارد و به نظر می رسد مشکل اساسی فقدان اثربخشی استقرار سامانه های مدیریت هوشمند آب در سطح کشور، به عدم رعایت و احصا پیش نیازهای مورد نیاز  بر می گردد و سیاستگذاری ها باید در این بخش متمرکز و از حالت پرنقیصه موجود خارج شود.

کم ترین تاثیر بین عوامل موثر بر مکانیابی به متغیر مکنون هدف گذاری مناسب جهت استقرار سامانه مدیریت هوشمند تاسیسات آب و فاضلاب  با بارعاملی  3.21  اختصاص دارد. هر چند بارعاملی این متغیر مکنون از متغیر رعایت پیش نیازهای استقرار سامانه  مدیریت هوشمند آب کمتر است، اما نظر به معنی داری بار عاملی آن ، مدیریت ارشد باید برنامه ریزی های لازم را در این خصوص انجام دهد و با توجه به شرایط موجود هدف گذاری مناسب را انجام دهد از دیگر سوی و در بعد پیش نیازهای استقرار سامانه مدیریت هوشمند آب، وجود یک استراتژی اجرایی مناسب و استقرار سامانه اسکادا حایز بیشترین اهمیت و پیش نیازهای فرهنگی در خصوص ایجاد آمادگی پذیرش فناوری جدید توسط کاربران و مشترکین شرکت آب و فاضلاب دارای کمترین اهمیت می باشد. در این میان آنچه جلوه می کند ضرورت استقرار سامانه های اسکادا به عنوان پیش نیاز اصلی اجرای مدیریت هوشمند آب است که نشانگر جایگاه رفیع و نقش موثر استقرار اینگونه سامانه های نظارتی جهت هوشمند سازی فرایندهای صنعت آب و فاضلاب می باشد و کاملا با پیشینه تحقیق و پلتفرم های مورد بررسی تطابق دارد. در بعد اهداف استقرار شبکه هوشمند آب نیز مدیریت هوشمند شبکه توزیع دارای بیشترین و آیتم تحقق ابزار توسعه پایدار دارای کمترین میزان اهمیت است که این موضوع نشانگر ضرورت تمرکز مباحث فنی هوشمند سازی آب بر فرایندهای شبکه توزیع آب و نه کل شبکه آبرسانی می باشد.

 

 

منابع

1)       بهپویان امین منتظر. (1394)، هوشمند سازی سیستم آبرسانی شهر مشهد ، مستندات کتابخانه ای شرکت آب و فاضلاب مشهد، صص 2-14

2)       تشیعی، ح.ر ؛ محمدی، م. (1395)، راهنمای جامع بهره‌برداری از تاسیسات آب و فاضلاب: راهکارهای استقرار سامانه اسکادا در تاسیسات آب و فاضلاب، جلد هفتم، چاپ اول، انتشارات مکث نظر، تهران، صص 17-25

3)       خنیفر، ح .مسلمی،ن.( 1398)، اصول و مبانی روش های پژوهش کیفی ، جلد اول، چاپ اول، تهران ، انتشارات نگاه دانش ، صص 50-73

4)       سرمد، ز. بازرگان، ع . حجازی، ا. (1396)، روش های تحقیق در علوم رفتاری، چاپ سی ام، تهران، انتشارات آگه ، صص 77-138

5)       شاه حسینی، ن. (1397)، بررسی تاثیر هوشمند سازی کسب و کار بر رضایتمندی مشتریان با تاکید بر سیستم اسکادا شرکت آب و فاضلاب شهری استان تهران ،دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، دانشکده مدیریت، صص 7-108

6)       شهسواری پور، ع ؛ فاتحی دینارلو، م.ح ؛ لشگری، سروش. (1396)، چالش ها و فرصتها در شبکه های هوشمند برق قدرت،کنفرانس ملی پژوهش های نوین در برق، کامپیوتر و مهندسی پزشکی، صص 1-19

7)       قربانی سرکتی، م. ؛غلامی، م. (1397)، بررسی شاخص های شهر هوشمند با تکنولوژی اینترنت اشیا IOT و بکارگیری ارتباطات M2M ،سومین کنفرانس سالانه ملی مهندسی برق، کامپیوتر و بیو الکتریک ایران، صص 1-8

8)       کرسول، جان دبلیو. (1396)، طرح پژوهش: رویکردهای کیفی، کمی و ترکیبی، چاپ ششم، علیرضا کیامنش، مریم دانای طوس، تهران، انتشارات جهاد دانشگاهی، واحد علامه طباطبایی. (2009).صص 34-62 

9)       کلانتری،م. (1393) ، تعیین میزان اثر بخشی استفاده از سامانه‌های اسکادا در مدیریت بحران شرکتهای آب و فاضلاب شهری (مطالعه موردی شرکت آب و فاضلاب شهری استان البرز)، فصلنامه علمی پژوهشی مطالعات مدیریت شهری، دوره 6، شماره 18، صص 1-20

10)       کنترل سازان فرایند. (1392)، گزارش مطالعات راهبردی و استقرار سیستم اسکادا و دیسپاچینگ ملی آب و فاضلاب کشور، مستندات کتابخانه ای شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور، صص 12-91

11)       محمدی، غ. (1395)، تبیین الگوی شهر هوشمند درکلانشهر مشهد مبتنی برتوسعه پایدار ،دانشگاه فردوسی مشهد ،دانشکده جغرافیا، صص 1-20

12)       نیومن، لارنس . (1395)، روش های پژوهش اجتماعی رویکردهای کمی و کیفی، جلد اول ، چاپ سوم، ابوالحسن فقیهی، عسل آغاز، تهران، انتشارات  ترمه، انجمن علوم مدیریت ایران، صص 25-65

 

1)       Aawdahl, A . (2017). An Exploratory Study of Smart City Initiatives:Theory, Practice, and Linkage to Sustainability. Lawrence Technological University. College of Management,40.

2)       Allen, M., Preis, A., Iqbal, M., j.whittle, A .(2012). Case study: a smart water grid in Singapore. IWA Publishing. Water Practice & Technology 7(4), 1-2.

3)       Boyer, S .(2010). SCADA:Supervisory Control and Data Acquisition. International Society of Automation, 6.

4)       Braun, V. & Clarke, V. (2006). Using thematic analysis in psychology. Qualitative Research in Psychology, 3 (2), 77-101.

5)       Byeon, S., Choi, G., Maeng, S., Gourbesville, P .(2015). Sustainable Water Distribution Strategy with Smart Water Grid. Sustainability, 7(4), 4243-4245.

6)       Cherchi, C .(et al.). (2015). Energy and water quality management systems for water utility's operations: A review. Journal of Environmental Management , 153, 109.

7)       C.Hafedh, N. (et al.). (2012). Understanding smart cities: An integrative framework. 45th Hawaii International Conference on System Sciences. IEEE Computer Society, 2.

8)       He, Y. (et al.). (2014). smart city, International Journal of Distributed Sensor Networks, 1.

9)       Kwaka, D. Kima, Y. Kima, W. (2016). Development of SWG Standard Model by Location Type and Case Study of Inland. 12th International Conference on Hydroinformatics, 1.

10)       M. Grilo, A .(et al.). (2014). An Integrated WSAN and SCADA System for Monitoring a Critical Infrastructure.IEEE TRANSACTION ON INDUSTRIAL INFORMATICS, 10 (3), 1.

11)       Ntuli, N & Abu-Mahfouz, A .(2016). A Simple Security Architecture for Smart Water Management System. The 11th International Symposium on Intelligent Techniques for Ad hoc and Wireless Sensor Networks,1164-1165

12)       Savić, D. Vamvakeridou-lyroudia, l., kapelan, z .(2014). Smart Meters,Smart Water,Smart Societies:The iWIDGET Project. 16th Conference on Water Distribution System Analysis, WDSA, 1105.

13)       Sensus Group .(2015). Water 20/20,bringing smart water network into focus, 13 

14)       Shahbazi, M. (2018). A Review on Importance of Smart City Indexes for Citizens’ Health Case Study: Esfahan City. Global Journal of Health Science, 10(2), 71.

15)       Tsang, R .(2012). Cyberthreats, Vulnerabilities and Attacks on SCADA Networks. berkeley.edu. Archived from the original (PDF) on 13 August 2012. Retrieved 1, 1.

16)       Vijai, P & Bagavathi Sivakumar, P .(2016). Design of IoT Systems and Analytics in the Context of Smart City Initiatives in India. Procedia Computer Science, 584.

17)       Won Lee, S .(et al.). (2015). Smart water grid: the future water management platform. Desalination and Water Treatment, 55, 340.

18)       Yuanyuan, W. (et al.). (2017). A New Framework on Regional Smart Water. International Congress of Information and Communication Technology (ICICT 2017), 122.

یاددداشت ها

 

2

 

[1]  Smart City

[2]  ICT: Information and Communications Technology

[3]  Amal Aawdahl

[4]  Real time

[5]  Sensor

[6]  Data centers

[7]  Clouds

[8]  YuanHe

[9]  Smart Water Grid

[10]  C.Hafedh et al.

[11]  Wang Yuanyuanet al.

[12]  Praveen Vijaia & Bagavathi Sivakumar P

[13]  Donggeun Kwaka & Yunjung Kima & Wontae Kima

[14]  Nonhlanhla Ntuli & Adnan Abu-Mahfouz

[15]  Seung Won Lee et al.

[16]  Michael Allen et al.

[17]  D. Savić et al.

[18]  DCS: Decision Support System

[19]  Michael Allena et al.

[20]  Seongjoon Byeon et al.

[21]  EWQM: Energy and Water Quality Management

[22]  Colorado Springs

[23]  EBMUD: East Bay Municipal Utility District

[24]  Carla Cherchi et al.

[25]  Senus Group

[26]  IDEAS: Integrated Data and Electronic Alerts System

[27]  DSTM: the Decision Support Tools Module

[28]  Supervisory control and data acquisition

[29]  Rosa tang

[30]  Fundamental/ basic

[31]  Applied

[32]  Developmental

[33]  Explaratory Factor Analysis

[34]  Confirmatory Factor Analysis

[35]  Braun & Clarke

[36]  Holsti’s method

[37]  Percentage of Agreement Observation

[38]  Factor Analysis

[39]  Structural equation modeling

[40]  Demographic

[41]  Kolmogorov–Smirnov test

[42]  Kaiser-Meyer-Olkin Measure of sampling adequancy

[43]  Bartlett’s Test of Sphericity

[44]  Varimax Rotation

[45]  Chi-squared test

[46]  Ramsey-reset-test

[47]  One Sample T test

[48]  Ntuli, N & Abu-Mahfouz

 


مقالات مرتبط

حقوق این وب‌سایت متعلق به سامانه مدیریت نشریات دانشگاه آزاد اسلامی است.
حق نشر © 1403-1400

صفحه اصلی| عضویت/ ورود| درباره سند| تماس با ما|
[English] [العربية] [en] [ar]