مهندسی صنایع و سیستم ها

در دنیای امروز داده (Data) ارزشی به اندازه نفت (Data = Oil) یافته است. با توجه روند سیل آسا و انبوه تولید داده درباره هرچیزی، در هر زمان و مکانی، نیاز به تجزیه و تحلیل این داده ها، باعث به وجود آمدن زمینه ای جدید به نام علم داده (Data Science) شده است. مشابه نفت، کار با داده نیازمند فرآیندی است که شامل: کشف (Exploration) و استخراج (Extraction) داده، و تبدیل (Transform)، انبار کردن (Storage)، انتقال دادن (Transport)، و استفاده (Usage) کردن از آن است. ارزش تجزیه و تحلیل داده به حدی است که بسیاری، متخصصان علم داده را "مهندسان آینده" می دانند.

علم داده، حوزه بین رشته ای است که در آن متخصص علم داده، علاوه بر تسلط بر روش های تحلیلی و آماری، نیاز به دانش درباره علوم رفتاری و اجتماعی (برای فهم رفتار و اخلاق انسان ها)، مهندسی صنایع (ارزش گذاری داده ها و آشنایی با مدل ها و الگوریتم ها و ...) و خلاقیت برای یافتن راه حل ها با استفاده از فناوری اطلاعات (IT) دارد. هدف علم داده، استفاده از منابع برای پاسخگویی به 4 دسته از پرسش هاست.

- گزارش کردن (Reporting): چه چیزی اتفاق افتاده؟
- عیب یابی (Diagnosis): چرا اتفاق افتاد؟
- پیش بینی (Prediction): چه چیزی اتفاق خواهد افتاد؟
- پیشنهاد (Recommendation): بهترین چیزی که می تواند اتفاق بیفتد، چیست؟

پیشنیاز مطالعه و ورود به این مبحث تسلط بر دروس آمار مهندسی، جبر خطی، تئوری احتمالات و کاربرد آن، و ریاضی است. به نظر می رسد برای طرح این مباحث مقدماتی به 4 تا 6 واحد درسی نیاز باشد.

منابع آموزشی:

1. Data Science for Business Written by Foster Provost, Tom Fawcett From O'Reilly Media.

2. Pattern Recognition and Machine Learning Written by Christopher M. Bishop From Springer.

3. Practical Data Science with R Written by Nina Zumel, John Mount, Jim Porzak From Manning.

4. An Introduction to Statistical Learning (with Applications in R) Written by Gareth James, Daniela Witten, Trevor Hastie, Robert Tibshirani From Springer.

درس معادلات دیفرانسیل به ارزش 3 واحد نظری است. ریاضی 2 پیشنیاز این درس است.

منابع آموزشی:

1. کتاب معادلات دیفرانسیل و کاربرد آنها نوشته آقای جورج اف سیمونز (Simmons) ترجمه آقای علی اکبر بابایی از مرکز نشر دانشگاهی.

2. مقدمات معادلات دیفرانسیل و مسائل مقدار مرزی نوشته آقای ویلیام ای بویس (Boyce) ترجمه آقای محمدرضا سلطانپور از مرکز نشر دانشگاهی.

3. معادلات دیفرانسیل نوشته آقای مسعود نیکوکار از انتشارات آزاده.

4. کتاب معادلات دیفرانسیل و کاربرد آنها نوشته آقای اصغر کرایه چیان از انتشارات دانشگاه فردوسی.

منابع کمک آموزشی:

1. کتاب معادلات دیفرانسیل نوشته آقای علیرضا کلاهدوز از انتشارات گاج.

2. کتاب معادلات دیفرانسیل سری عمران که زیر نظر آقای محمدصادق معتقدی تدوین شده است.

درس ریاضی عمومی 1 و درس ریاضی عمومی 2 هرکدام به ارزش 3 واحد نظری هستند. ریاضی عمومی 1 در نیمسال اول، و ریاضی عمومی 2 در نیمسال دوم دوره کارشناسی پیوسته ارائه می گردند.

منابع درسی:

1. کتاب حساب دیفرانسیل و انتگرال نوشته جیمز استوارت (James Stewart) بر اساس آمار پرفروش ترین و بر این اساس محبوب ترین کتاب در این زمینه است. گرچه در ایران معمولا از این کتاب استفاده نمی شود. این کتاب توسط آقای ارشک حمیدی ترجمه و در انتشارات فاطمی به چاپ رسیده است.

2. کتاب حساب دیفرانسیل و انتگرال توماس (Thomas' Calculus) نوشته جورج توماس (George B. Thomas Jr., Maurice D. Weir, Joel R. Hass) این کتاب در حال حاضر مرسوم ترین منبع درسی مورد استفاده در رشته های فنی و مهندسی در ایران است. معمولا دانشجویان ترجمه آقایان مهدی بهزاد و سیامک کاظمی از انتشارات مرکز نشر دانشگاهی و یا ترجمه آقای سیامک کاظمی از انتشارات فاطمی را استفاده می کنند.

3. کتاب حساب دیفرانسیل و انتگرال و هندسه تحلیلی نوشته لوئیس لیتهلد (Louis Leithold) شناخته شده ترین و رایج ترین منبع برای درس ریاضی در رشته های فنی و مهندسی بوده که به تدریج کتاب توماس جایگزین آن شده است. معمولا دانشجویان ترجمه آقایان مهدی بهزاد و سیامک کاظمی از مرکز نشر دانشگاهی و یا ترجمه همین آقایان از انتشارات فاطمی را استفاده می کنند.

4. کتاب ریاضیات عمومی نوشته آیساک مارون (I. A. Maron) کتابی جمع و جور برای آموزش ریاضی برای حل مسئله است. تنها ترجمه موجود این کتاب در بازار به وسیله آقای خلیل پاریاب از انتشارات پاریاب است.

5. کتاب حساب دیفرانسیل و انتگرال با هندسه تحلیلی نوشته ریچار سیلورمن (Richard A. Silverman) کتاب دیگری است که استفاده از آن برای درس ریاضی در رشته های فنی و مهندسی چندان مرسوم نیست. معمولا دانشجویان از ترجمه آقای علی اکبر عالم زاده از انتشارات ققنوس را استفاده می کنند.

6. کتاب حساب دیفرانسیل و انتگرال نوشته تام آپوستل (Tom M. Apostol) کتاب دیگری است که برای درس ریاضی در رشته های فنی و مهندسی چندان مورد استفاده قرار نمی گیرد.

منابع کمک آموزشی:

1. کتاب مسائل ریاضی عمومی دانشگاه های ایران و آمریکا نوشته آقایان سعید اکبری و امیرحسین قدرتی از انتشارات فاطمی. (مسائل امتحانی استاندارد به همراه توضیح و حل)

2. کتاب جزوه کلاسی ریاضی 1  و 2، نوشته آقای مسعود آقاسی از انتشارات نگاه دانش (هدف اصلی این کتاب آموزش ریاضیات برای پاسخگویی به سوالات آزمون کارشناسی ارشد است).

3. کتاب ریاضی عمومی 1 و کتاب ریاضی عمومی 2 از انتشارات سری عمران که زیر نظر آقای محمدصادق معتقدی تدوین شده است.

4. کتاب ریاضی عمومی 1 و کتاب ریاضی عمومی 2 نوشته حسین فرامرزی از انتشارات فرامرزی جزو منابعی است که تمرکز خود را بر روی امتحانات تشریحی دانشگاه قرار داده است. در این کتاب ها نمونه سوالات امتحانات میان ترم و پایان ترم همراه با درسنامه مختصر و حل تشریحی سوالات آورده شده است.

در صورتی که دارای ضعف در ریاضیات پایه هستید مطلب کتاب های دبیرستان را مطالعه کنید.

درس استاتیک و مقاومت مصالح به ارزش 3 واحد نظری است. درس ریاضی 1 پیشنیاز آن است. این درس در رشته های مهندسی مکانیک و مهندسی عمران به صورت مفصل تر و در قالب حداقل دو درس 3 واحدی آموزش داده می شود.

پیشنهاد: با توجه به محتوای درس فیزیک 1، بهتر است مباحث مربوط به استاتیک در فیزیک 1 تدریس شده و درس 3 واحدی استاتیک و مقاومت مصالح به صورت کامل به آموزش مقاومت مصالح اختصاص یابد.

منابع آموزشی:

- استاتیک

1. کتاب مکانیک برداری برای مهندسان: استاتیک نوشته فردیناند بیر (Beer) و راسل جانستون (Johnston). این کتاب به وسیله  افراد مختلف ترجمه و توسط انتشارات گوناگون به چاپ رسیده است. معمولا دانشجویان ترجمه آقای ابراهیم واحدیان از نشر علوم دانشگاهی و ترجمه آقای غلامرضا زارع پور از انتشارات دانش نگار را استفاده می کنند.

- مقاومت مصالح

2. کتاب مقاومت مصالح (Mechanics of Materials) نوشته ایگور پوپوف (Egor P. Popov) ترجمه آقای شاپور طاحونی از انتشارات پارس آیین یا ترجمه آقای محمدرضا افضلی از نشر کتاب دانشگاهی.

درس جبر خطی به ارزش 3 واحد نظری بوده و پیشنیاز آن درس ریاضی عمومی 1 است. این درس پیشنیاز درس تحقیق در عملیات 1 است.

منابع آموزشی:

1. کتاب جبر خطی (Linear Algebra Done Right) نوشته شلدون اکسلر (Sheldon Axler) ترجمه آقای علی رضا حسین خان از انتشارات فاطمی. (فیلم های کمک آموزشی این کتاب که توسط مولف آن تهیه شده است را می توانید در اینجا تماشا کنید)

2. کتاب جبر خطی (Linear Algebra) نوشته هافمن و کنز (Kenneth M Hoffman, Ray Kunze) ترجمه آقای جمشید فرشیدی از مرکز نشر دانشگاهی.

3. Linear Algebra and Its Applications Written by David C. Lay, Steven R. Lay, Judi J. McDonald From Pearson.

4. Linear Algebra with Applications Written by W. Keith Nicholson From McGraw Hill.

5. Elementary Linear Algebra Written by Ron Larson From Cengage Learning.

6. The Essence of Linear Algebra, Website: www.3blue1brown.com/essence-of-linear-algebra-page

درس تئوری احتمالات و کاربرد آن به ارزش 3 واحد نظری است. درس ریاضی 2 پیشنیاز آن است. گذراندن این درس برای اخذ دروس آمار مهندسی، تحقیق در عملیات، برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات، مدلهای احتمالی و تئوری صف، برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات است.

منابع آموزشی:

1.کتاب مبانی احتمالات و آمار مهندسی (جلد اول: مبانی احتمالات) نوشته آقایان مجید ایوزیان و ابوالفضل واقفی از انتشارات ترمه.

2. کتاب نظریه احتمال و کاربرد آن نوشته آقای سیدتقی اخوان نیاکی از انتشارات دانشگاه صنعتی شریف.

3. کتاب مبانی احتمال نوشته شلدون راس (Sheldon Ross) ترجمه آقایان احمد پارسیان و علی همدانی از انتشارات شیخ بهایی.

4. A First Course in Probability Written by Sheldon Ross From Pearson.

5. Fundamentals of Probability with Stochastic Processes Written by Saeed Ghahramani From Pearson.