Στην παρούσα εργασία ασχοληθήκαμε με την παρατηρησιμότητα σε μη-γραμμικά συστήματα, αφού πρώτα εξετάσαμε τα γραμμικά συστήματα μέσω μίας γεωμετρικής προσέγγισης. Αρχικώς, ασχοληθήκαμε με την παρατηρησιμότητα affine συστημάτων υπό τμηματικά σταθερές εισόδους. Στη συνέχεια μελετήσαμε τα ίδια συστήματα υπό διαφορίσιμες εισόδους. Κατόπιν, αποδείξαμε ένα θεώρημα που θέτει ένα άνω φράγμα στο πλήθος των Lie παραγωγίσεων της συνάρτησης εξόδου. Τέλος, εξετάσαμε τη μη-γραμμική μη-παρατηρησιμότητα σε γενικότερες κατηγορίες μη-γραμμικών συστημάτων με χρήση γραμμικών μεθόδων και logic dynamic approach. / This thesis is focused on the problem of observability in non-linear systems. A brief examination of linear systems via a geometric approach is initially given. First, observability of affine systems under piecewise constant controls is examined. Second, the same examination is repeated for the same systems under differentiable inputs. Moreover, a theorem that sets an upper bound on the number of Lie derivatives of the output functions is proved and explained. Finally, the non-linear unobservability of non-linear systems in general is presented under the scope of linear methods and logic dynamic approach.

Η ηλιακή ενέργεια αποτελεί μια από τις κύριες Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ). Μπορεί να αξιοποιηθεί είτε μετατρεπόμενη σε ηλεκτρισμό είτε σε θερμότητα. Για τη μετατροπή της σε ηλεκτρισμό η κύρια τεχνολογία που χρησιμοποιείται είναι η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών. Αντίστοιχα, για την μετατροπή της σε θερμότητα χρησιμοποιούνται ευρέως οι τεχνολογίες των επίπεδων θερμικών ηλιακών συλλεκτών και των θερμικών συλλεκτών σωλήνων κενού. Βασικό ζητούμενο και στις δύο περιπτώσεις αποτελεί η μεγιστοποίηση της αποδοτικότητας τους. Μια από τις μεθόδους που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της αποδοτικότητας μιας ηλιακής συσκευής είναι η χρήση ενισχυτικών ανακλαστήρων. Επίσης, στις συνήθεις τεχνολογίες φωτοβολταϊκών που εφαρμόζονται σήμερα, η μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας τους βελτιώνει την απόδοση τους. Η διπλωματική ερευνητική εργασία που ακολουθεί περιλαμβάνει τη συγκριτική μελέτη φωτοβολταϊκών διατάξεων, επίπεδων θερμικών συλλεκτών και συλλεκτών σωλήνων κενού. Μελετήθηκαν συστήματα φωτοβολταϊκών με τη χρήση διαφόρων μεθόδων ψύξης, ενεργητικών και παθητικών. Επίσης μελετήθηκε η αύξηση της αποδιδόμενης ηλεκτρικής ενέργειας των φωτοβολταϊκών με χρήση ενισχυτικών ανακλαστήρων (ημικατοπτρικός ανακλαστήρας, ανακλαστήρας αλουμινίου (ματ), λευκός ανακλαστήρας). Υλοποιήθηκαν συνδυαστικά συστήματα με ταυτόχρονη ψύξη και χρήση ενισχυτικού ανακλαστήρα και μελετήθηκε η συμπεριφορά τους. Ακόμα, μελετήθηκε η αύξηση της αποδιδόμενης θερμικής ενέργειας επίπεδου ηλιακού θερμικού συλλέκτη με προσθήκη ενισχυτικών ανακλαστήρων (καθρέπτης, ανακλαστήρας αλουμινίου και λευκός ανακλαστήρας). Τέλος, κατασκευάστηκε διάταξη θερμικού συλλέκτη σωλήνα κενού με επίπεδη ανακλαστική επιφάνεια. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα με την προσθήκη ενισχυτικών ανακλαστήρων (ημικατοπτρικός ανακλαστήρας, ανακλαστήρας αλουμινίου και λευκός ανακλαστήρας) και μελετήθηκε η αύξηση της θερμικής απόδοσης του συλλέκτη. Με βάση τα αποτελέσματα των πειραμάτων, εξάγονται αντίστοιχα συμπεράσματα και παρατίθενται προτάσεις σχετικά με τις διατάξεις αυτές. / Solar energy is one of the main Renewable Energy Sources (RES). It can be utilized by being transformed into electricity or heat. The main technology used to transform solar energy into electricity is photovoltaics. Respectively, flat plate solar thermal collectors and evacuated tube solar thermal collectors are the technologies mostly used to transform solar energy into usable heat. One of the main concerns on both cases, is the maximization of their performance. The use of booster reflectors is one of the methods that can be implemented in order to increase the performance of a solar device. Also, a method to increase the performance of the main photovoltaic technologies used at the moment, is to cool them. The following diploma – research thesis includes the comparative study of photovoltaic systems, flat plate solar thermal collectors and evacuated tube solar thermal collectors. Photovoltaic systems with the use of various cooling methods, active and passive, were studied. The increase of the photovoltaic electrical output using booster reflectors (semi specular, aluminum reflector and white reflector) was also studied. Combined systems were implemented, with simultaneous cooling and usage of booster reflector, and their behavior was observed. In addition, the increase of the thermal output of a flat plate collector by using booster reflectors (mirror, aluminum reflector and white reflector) was studied. Finally, an evacuated tube solar thermal collector system with an embedded reflective surface was implemented. Experiments were carried out with the addition of booster reflectors (semi specular, aluminum reflector and white reflector) and the increase of the collector’s thermal output was measured. Based on the experimental results, conclusions and suggestions are made about these systems.

Τα Ευφυή Συστήματα Διδασκαλίας (Intelligent Tutoring Systems) είναι συστήματα που χρησιμοποιούν μεθόδους Τεχνητής Νοημοσύνης για την παροχή εξατομικευμένης διδασκαλίας, τα τελευταία χρόνια και μέσω Διαδικτύου. Τα συστήματα αυτά προσφέρουν δηλαδή μάθηση προσαρμοζόμενη στις δυνατότητες και της ανάγκες των μαθητών-φοιτητών. Ένα σημαντικό τμήμα των συστημάτων αυτών αφορά την αξιολόγηση των μαθητών. Η αξιολόγηση αφορά τον προσδιορισμό του επιπέδου γνώσης ενός μαθητή. Αυτό συνήθως γίνεται με την μέτρηση της απόδοσης του μαθητή σ’ ένα ή περισσότερα τεστ που περιέχουν ερωτήσεις-ασκήσεις που αναφέρονται σε ένα σύνολο εννοιών και είναι διαφόρων επιπέδων δυσκολίας. Ένα σημαντικό στοιχείο στην υπόθεση αυτή είναι ο σωστός προσδιορισμός του επιπέδου δυσκολίας των ερωτήσεων-ασκήσεων. Ένα δεύτερο στοιχείο είναι ο σωστός σχεδιασμός των τεστ ώστε να ανταποκρίνεται στις ανάγκες του κάθε μαθητή, ανάλογα με την μελέτη που έχει κάνει. Ένα τρίτο στοιχείο αφορά τις ευφυείς μεθόδους που θα χρησιμοποιηθούν για την επίτευξη των παραπάνω δύο στοιχείων. Συνήθως χρησιμοποιούνται απλές μέθοδοι, όπως π.χ. κανόνες παραγωγής ή σημαντικά δίκτυα. Μια ενδιαφέρουσα ερευνητική κατεύθυνση είναι η χρήση υβριδικών ευφυών τεχνικών, δηλαδή τεχνικών που συνδυάζουν δύο τουλάχιστον γνωστές ευφυείς τεχνικές, όπως είναι π.χ. ο συνδυασμός κανόνων παραγωγής και γενετικών αλγορίθμων. Το αντικείμενο αυτής της μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι: (α) η εύρεση μιας μεθόδου για ρεαλιστικότερο προσδιορισμό του επιπέδου δυσκολίας των ερωτήσεων-ασκήσεων, (β) η εύρεση μιας μεθόδου για προσαρμοστικό σχεδιασμό των τεστ αξιολόγησης των μαθητών, ώστε να ανταποκρίνονται στις ανάγκες και δυνατότητες του καθενός χωριστά, (γ) η χρήση υβριδικών ευφυών τεχνικών και (δ) η εφαρμογή των παραπάνω σ’ ένα υπάρχον ευφυές σύστημα διδασκαλίας θεμάτων τεχνητής νοημοσύνης. / Intelligent Tutoring Systems (ITSs) are systems that use AI techniques in order to provide adaptive assessment. ITSs adapt the course material to the student's needs, based on his/her profile and knowledge level. An important function of such systems is student evaluation. Student evaluation refers to the evaluation of the knowledge level of a student after having dealt with a learning page. This is achieved by processing the results of the exercises offered at the end of a learning page. Estimation of the knowledge level of a concept is based, among others, on the difficulty level of the correctly answered exercises included in the test. So, the right determination of the difficulty level of an exercise is very important. Another important issue is the design of the tests in order to correspond student's needs based on their study. Feedback from the students saved in the student model should be taken into account for determination of the difficulty levels of the questions/exercises that will be chosen from each concept. A third important issue is the use of Hybrid Intelligent Methods to achieve the two mentioned issues. Most ITSs use simple methods like semantic networks or production rules. An interesting research direction is the useof hybrid AI methods which combine at least two well known AI techniques like production rules and genetic algorithms. The scope of this paper is (a) the determination of a realistic method for exercise difficulty level adaptation (b) the determination of a method for the personalized assessment of the learner according to a student model (c) the use of Hybrid Intelligent Methods and (d) the implementation of all the above in an Artificial Intelligence Teaching System of the course of "Artificial Intelligence".

Στα πλαίσια της αναζήτησης νέων μεθόδων παραγωγής ενέργειας υψηλής απόδοσης και φιλικής προς το περιβάλλον, ένα μεγάλο μέρος των ερευνητικών δραστηριοτήτων σε διεθνή κλίμακα έχει στραφεί στην ανάπτυξη της τεχνολογίας των κελιών καυσίμου στερεού ηλεκτρολύτη, SOFCs (Solid Oxide Fuel Cells). Ένα από τα μειονεκτήματα που εμφανίζονται κατά την μακρόχρονη λειτουργία ενός ‘state of the art’ κελιού καυσίμου αποτελούμενο από Ni/8YSZ (8 mol% Y2O3 stabilized ZrO2) κεραμομεταλλικό (άνοδος) - 8YSZ (ηλεκτρολύτης) - (La,Sr)MnO3 περοβσκίτη (κάθοδος) - LaCrO3 περοβσκίτη (συνδέτης) είναι η υποβάθμιση της απόδοσής του, η οποία μεταξύ άλλων οφείλεται στην αστάθεια της μικροδομής του κεραμομεταλλικού ηλεκτροδίου της ανόδου στις υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας του, λόγω συσσωμάτωσης της μεταλλικής φάσης. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη νέων υλικών με σκοπό την εφαρμογή τους ως ανοδικά ηλεκτρόδια σε κελιά καυσίμου στερεού ηλεκτρολύτη τόσο υψηλών (High Temperature SOFCs, 800-1000oC) όσο και μέσων θερμοκρασιών (Intermediate Temperature SOFCs, 650-800oC). Για το σκοπό αυτό και όσον αφορά τα HT-SOFCs παρασκευάσθηκαν, χαρακτηρίσθηκαν και ελέγχθηκαν οι ιδιότητες μικτών κεραμικών οξειδίων επιλεγμένων συνθέσεων των τριμερών συστημάτων Y2O3-ZrO2-TiO2 (YZT), Y2O3-ZrO2-Nb2O5 (YZN) και Y2O3-ZrO2-CeO2 (YZC) σε σύγκριση με το κεραμικό 8YSZ, ενώ έπειτα από την εξαγωγή των αποτελεσμάτων η έρευνα εστιάσθηκε στα κεραμομεταλλικά υλικά του συστήματος Ni/YZT με προσθήκη 30, 40 και 45 vol% Ni. Tα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα Ni/YZT κεραμομεταλλικά συστήματα παρουσιάζουν βελτιωμένη μηχανική συμβατότητα με το στερεό ηλεκτρολύτη. Ο μεταλλογραφικός έλεγχος σε συνδυασμό με ανάλυση εικόνας έδειξε ότι η μικροδομή τους παραμένει σταθερή διατηρώντας τις τιμές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας πρακτικά αμετάβλητες μετά από μακροχρόνια έκθεση (1000 h) σε αναγωγική ατμόσφαιρα (Ar/4%H2). Η εν λόγω συμπεριφορά παρουσιάσθηκε πιο ενισχυμένη ιδιαίτερα για τα κεραμομεταλλικά με αυξημένα ποσοστά TiO2 στην κεραμική φάση. Πειράματα διαβροχής σε συστήματα κεραμικών (YZT) σε επαφή με ρευστό Ni έδειξαν ότι η προσθήκη TiO2 βελτιώνει την ισχύ του δεσμού στη διεπιφάνεια μετάλλου/κεραμικού. Ηλεκτροχημικές μετρήσεις σε κελιά καυσίμου με Ni/YZT κεραμομεταλλικές ανόδους έδωσαν ενθαρρυντικά αποτελέσματα, επιτυγχάνοντας για ένα από τα υπό μελέτη συστήματα βελτιωμένη απόδοση σε σύγκριση με τη συμβατική άνοδο, Ni/8YSZ. Όσον αφορά τη δυνατότητα μείωσης της θερμοκρασίας λειτουργίας ενός SOFC από τους 900-1000οC στους 650-800οC και την ανάπτυξη των IT-SOFCs, η έρευνα στράφηκε προς κεραμικές συνθέσεις βασισμένες στο CeO2 και πιο συγκεκριμένα προς τα συστήματα Y2O3-CeO2 (YC) και Y2O3-CeO2-TiO2 (YCT). Ο κρυσταλλογραφικός έλεγχος των κεραμικών κόνεων, μετά από θερμική ανόπτηση μέχρι τους 1400οC στον αέρα, έδειξε ότι η βασική κρυσταλλική τους δομή αντιστοιχεί στο κυβικό πλέγμα του φθορίτη. Στα συστήματα που περιέχουν TiO2 εμφανίζεται ο σχηματισμός μιας επιπλέον φάσης με πυροχλωριτική δομή (Y2Ti2O7). Οι μετρήσεις του συντελεστή θερμικής διαστολής (TEC) στον αέρα στη θερμοκρασιακή περιοχή 25-1000°C έδωσε παρεμφερείς τιμές μειούμενες με αυξανόμενο το ποσοστό σε Ti. Σε ατμόσφαιρα Ar/4%H2 οι τιμές του TEC αυξάνονται σημαντικά για θερμοκρασίες T ≥ 800°C. Οι απόλυτες τιμές της συνολικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας των κεραμικών σε αναγωγικές συνθήκες (Ar/4%H2) στη θερμοκρασιακή περιοχή 450-900°C εμφανίζονται σημαντικά υψηλότερες συγκριτικά με τις αντίστοιχες τιμές στον αέρα λόγω του μικτού ιοντικού-ηλεκτρονικού της χαρακτήρα. Οι απόλυτες τιμές της ιοντικής αγωγιμότητας παρουσιάζονται σημαντικά ενισχυμένες, περίπου μισή τάξη μεγέθους σε σχέση με τις αντίστοιχες του 8YSZ, για τις κεραμικές συνθέσεις του συστήματος Y0.20Ce0.80-xTixO1.9 με τις χαμηλότερες περιεκτικότητες σε Ti. Τα αντίστοιχα Ni-cermets με υψηλά ποσοστά σε ύττρια και χαμηλά ποσοστά σε τιτάνια στην κεραμική φάση επέδειξαν εξαιρετική μακροχρόνια σταθερότητα της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, ενώ υπό τις συνθήκες λειτουργίας ενός SOFC (~900οC) η διάχυση του Ce προς το στερεό ηλεκτρολύτη 8YSZ είναι αμελητέα. / In the frame of research for the development of alternative, friendly to the environment methods for the production of energy, significant effort is focusing on SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) technology. This work aims to the development of new promising materials for their application as anode electrodes in solid oxide fuel cells operating at high temperatures (HT-SOFCs), as well as at the intermediate temperature range (IT-SOFCs). Concerning the HT-SOFCs, mixed ZrO2-based ceramic oxides of the ternary systems Y2O3-ZrO2-TiO2 (YZT), Y2O3-ZrO2-Nb2O5 (YZN) and Y2O3-ZrO2-CeO2 (YZC) were prepared, characterized and studied in terms of thermal expansion and electrical properties, as well as their potential application as the ceramic components in the anode cermet material of a SOFC, focusing on the Ni/YZT system containing 30, 40 and 45 vol% Ni. The results showed that Ni/YZT cermets exhibit improved mechanical adjustment with the solid electrolyte and enhanced structural stability compared to Ni/8YSZ while the values of the electrical conductivity remain practical constant after long-term annealing at 1000oC for up to 1000 h in reducing atmosphere (Ar/4%H2), especially for the cermets with high TiO2-content in the ceramic phase. Wetting experiments in the system of YZT ceramics in contact with Ni showed that TiO2 presence enhances the bond strength at the metal/ceramic interface, which results in the decrease of the agglomeration tendency of the metallic particles. Electrochemical tests performed on fuel cells with Ni/YZT anode cermets showed encouraging results, whereas it is remarkable that for a specific composition was achieved improved performance compared to Ni/8YSZ anode. With regard to the possible reduction of the operating temperature from 900-1000oC to 650-800°C and the development of IT-SOFCs, the study was focused on CeO2-based oxides and more specifically on the binary Y2O3-CeO2 (YC) and ternary Y2O3-CeO2-TiO2 (YCT) systems. The XRD analysis of the ceramic powders after heating at temperatures up to 1400°C in air showed the formation of the cubic fluorite structure for the YC ceramic, whereas for the YCT ceramics an additional phase (Y2Ti2O7) with pyrochlore structure was formed. The thermal expansion coefficient (TEC) of the ceramics measured in air between 25 and 1000°C gave comparable values, decreasing with increasing Ti content, while in Ar/4%H2 atmosphere the TEC values of the ceramics increase dramatically at T ≥ 800 °C. The absolute values of the total electrical conductivity of the ceramics measured between 450-900°C in Ar/4%H2 increase significantly compared to those measured in air, due to their mixed conducting ionic-electronic character. The ionic conductivity of the Y0.20Ce0.80-xTixO1.9 ceramics with low amounts of Ti, measured in air, is appeared strongly increased, by about half order of magnitude, compared to 8YSZ. The corresponding Ni-cermets with high amounts of yttria and low amounts of titania in the ceramic phase exhibit improved long-term stability of the electrical conductivity, while under the operating conditions of a SOFC (~ 900oC) no detectable diffusion of Ce4+ in the 8YSZ electrolyte was observed.

Η παρούσα εργασία αποτελεί μία βιβλιογραφική διερεύνηση των κυριότερων Μεθόδων Μέτρησης Απόδοσης των επιχειρήσεων. Έγινε μια προσπάθεια να συγκεντρωθούν οι σημαντικότερες μέθοδοι, να αναλυθούν και τελικά να συγκριθούν για την επιλογή της μέχρι τώρα καταλληλότερης μεθόδου. Η αρθρογραφία πάνω στη Μέτρηση της Απόδοσης των Επιχειρήσεων, είναι πλούσια και συνεχώς αυξανόμενη. Αυτό οφείλεται στην ανάγκη των επιχειρήσεων να πρωταγωνιστήσουν σε ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο και πλήρως ανταγωνιστικό επιχειρησιακό περιβάλλον, με μεγάλες αλλαγές να διαδραματίζονται στους κοινωνικο-τεχνικούς παράγοντες αλλά και στα χαρακτηριστικά λειτουργίας των επιχειρήσεων. Ενδεικτικά αναφέρουμε: την παγκοσμιοποίηση των αγορών, την απελευθέρωση των αγορών, την «Οικονομία των Υπηρεσιών», τις ταχύτατες εξελίξεις στην πληροφορική και τις επικοινωνίες, την αύξηση της επιρροής και της εστίασης στις ανάγκες των πελατών από πλευράς επιχείρησης, την διαφοροποίηση των αναγκών και την αύξηση των προσδοκιών εξυπηρέτησης των πελατών κλπ. Όλα αυτά συνθέτουν ένα νέο κοινωνικό, οικονομικό, τεχνολογικό, ηθικό και πολιτικό πλαίσιο λειτουργίας της κοινωνίας, της οικονομίας και των επιχειρήσεων γενικότερα. Κυριότεροι ερευνητές που ασχολήθηκαν με το θέμα της Μέτρησης της Απόδοσης των επιχειρήσεων είναι οι: Kaplan R., Norton D., Neeley A., Gregory M., Platts k., Eccles R., με τις εργασίες “The balance Scorecard – Translating Strategy into Action” Kaplan and Norton , “Performance Measurement – Why, What and How” του Neeley και “The performance Prism perspective” των Neeley και Adams , να είναι οι κυριότερες και με τον μεγαλύτερο αριθμό αναφορών(citations) σε αυτές μέχρι σήμερα. Η μέθοδος που ξεχωρίζει τόσο σε πλήθος βιβλιογραφίας όσο και σε πλήθος αναφορών είναι η Balance Scorecard, καλύπτοντας τα ¾ όλης της υπάρχουσας βιβλιογραφίας, με το υπόλοιπο ¼ να μοιράζεται στις υπόλοιπες μεθόδους. Δεν είναι τυχαίο επομένως η μεγάλη χρήση της μεθόδου αυτής από παγκόσμιες επιχειρήσεις που κατατάσσονται στο τοπ 10 των επιχειρηματικών περιοδικών Fortune και Business Week. Το γεγονός αυτό έρχεται να επικυρώσει και η συγκεκριμένη εργασία κατατάσσοντας την μέθοδο Balance Scorecard ως πληρέστερη - πιο ολοκληρωμένη έναντι των υπολοίπων μεθόδων. Η παρούσα εργασία απαρτίζεται από εννέα κεφάλαια. Στο 1ο Κεφάλαιο περιγράφεται η έννοια της αποδοτικότητας, η ανάγκη μέτρησης της αποδοτικότητας που έχει ανακύψει στο σύγχρονο περιβάλλον των επιχειρήσεων και ένα σύνολο δεικτών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία μέτρησής της. Στο 2ο Κεφάλαιο περιγράφεται η έννοια της μέτρησης τη απόδοσης, δίνεται μία περιληπτική περιγραφή των μεθόδων που υπάρχουν στην βιβλιογραφία και των συνθηκών που πρέπει να ικανοποιούνται για τη σωστή εφαρμογή των μεθόδων μέτρησης αποδοτικότητας. Στο κεφάλαιο 3 περιγράφεται: η μέθοδος Balance Scorecard, οι μέθοδοι προσδιορισμού των δεικτών - κλειδιά απόδοσης της επιχείρησης (SWOT, QFD, PVA), η μέθοδος της Αναλυτικής Ιεράρχησης για την επιλογή των βασικών δεικτών-κλειδιά απόδοσης και τον καθορισμό των στατιστικών τους βαρών, οι προϋποθέσεις για τον επιτυχή προσδιορισμό και επιλογή των δεικτών κλειδιά στον πινάκα ισορροπημένης στοχοθεσίας, η προσαρμογή του πινάκα ισορροπημένης στοχοθεσίας στις μεταβαλλόμενες συνθήκες του περιβάλλοντος και ο διαχρονικός διαχωρισμός αίτιου και αποτελέσματος. Στο 4ο Κεφάλαιο γίνεται περιγραφή του Κοινού πλαισίου Αξιολόγησης Στο 5ο Κεφάλαιο γίνεται περιγραφή της μεθόδου Διοίκησης Ολικής Ποιότητας, αναφέρονται οι κύριες αρχές εφαρμογής της μεθόδου, οι στόχοι ενός συστήματος αυτής της μεθόδου, οι κρίσιμοι παράγοντες επιτυχής εφαρμογής της και εργαλεία και μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται για την εφαρμογή της. Στο 6ο Κεφάλαιο περιγράφεται το Μοντέλο επιχειρηματικής Αριστείας (EFQM), τα επίπεδά του και τα θετικά αποτελέσματα από την εφαρμογή της μεθόδου στην επιχείρηση. Στο 7ο Κεφάλαιο περιγράφεται η μέθοδος της Συγκριτικής Αξιολόγησης, οι στόχοι τα οφέλη και οι παγίδες που κρύβει η εφαρμογή της, οι προϋποθέσεις εφαρμογής της μεθόδου, η διαδικασία εφαρμογής καθώς και μία σειρά εργαλείων απαραίτητα για την εφαρμογή της. Στο 8ο Κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις μεθοδολογίες SEM, ISO, στο Πλαίσιο των 7-S, στο Performance Prism και στο Activity based Business Modeling for Government. Αναλύονται τα κύρια σημεία της κάθε μεθοδολογίας τα κύρια σημεία εφαρμογής της κάθε μίας μεθόδου και τα πλεονεκτήματα εφαρμογής τους σε μία επιχείρηση. Στο 9ο Κεφάλαιο γίνεται μία προσπάθεια να συγκριθούν οι κυριότερες μέθοδοι μέτρησης αποδοτικότητας, υιοθετείται ένα σύνολο 10 κριτηρίων, γίνεται μία σύνοψη των αποτελεσμάτων της σύγκρισης και προτείνεται από την εργασία ένα πλαίσιο μεθοδολογίας. / The present study is a bibliographic investigation concerning the main Performance Measurement Methods. Important methods are assembled, analyzed and compared in an attempt to find the best one applied to the research study subject. The work is composed from nine chapters. The 1st chapter describes the significance of an enterprise performance, the need for its measurement that emerged in the frame of the modern environment of the enterprises and the total number of indices used in the process of measurement. The 2nd one describes the significance of the output measurement by summarizing the relevant methods existing in bibliography, along with the conditions satisfied for a correct application of the methods referring to the efficiency measurement. In chapter three, the various methods such as: Balance Scorecard, the methods of determining the indices – keys of enterprise output (SWOT, QFD, PVA), the method of Hierarchy Analysis for selecting the basic indicators of output, as well as, the determination of it statistical weights, the conditions for a successful determination, the choice of indicator keys in the table balanced target setting, the adaptation of table of balanced target setting in the altered conditions of environment and the diachronic segregation of cause and effect, are presented. Chapter 4th presents the common frame of evaluation. In the 5th chapter the description of the Total Quality Management method is reported with references to the main application methods, the objectives of the system, the critical factors of its successful application and the tools and methodologies used for their application. In the 6th chapter the model of enterprise description (EFQM), its levels and the positive results obtained from the model application in an enterprise, are described. The method of Comparative Evaluation, the objectives and profits, the conditions and the process of application along with the tools essentially for its application, are presented in chapter 7th. Chapter 8th reports the methodologies SEM, ISO, the frame of 7-S methodology, the Performance Prism and the Activity Based Business Modeling for Governments. Finally, in chapter 9th an attempt is made to compare the most important and effective methods based on a total number of ten criteria, followed by a synopsis of the comparative analysis results, along with a proposed frame of new methodologies.

Η eXtensible Markup Language (XML) είναι εμφανώς το επικρατέστερο πρότυπο για αναπαράσταση δεδομένων στον Παγκόσμιο Ιστό. Αποτελεί μια γλώσσα περιγραφής δεδομένων, κατανοητή τόσο από τον άνθρωπο, όσο και από τη μηχανή. Η χρήση της σε αρχικό στάδιο περιορίστηκε στην ανταλλαγή δεδομένων, αλλά λόγω της εκφραστικότητάς της (σε αντίθεση με το σχεσιακό μοντέλο) μπορεί να αποτελέσει ένα αποτελεσματικό \"όχημα\" μεταφοράς και αποθήκευσης πληροφορίας. Οι σύγχρονες εφαρμογές κάνουν χρήση της τεχνολογίας XML εξυπηρετώντας ανάγκες διαλειτουργικότητας και επικοινωνίας. Ωστόσο, θεωρείται βέβαιο ότι η χρήση της σε επίπεδο υποδομής θα ενδυναμώσει περαιτέρω τις σύγχρονες εφαρμογές. Σε επίπεδο υποδομής, μια βάση δεδομένων που διαχειρίζεται την γλώσσα XML είναι σε θέση να πολλαπλασιάσει την αποδοτικότητά της, εφόσον η βάση δεδομένων μετατρέπεται σε βάση πληροφορίας. Έτσι, όσο οι εφαρμογές γίνονται πιο σύνθετες και απαιτητικές, η ενδυνάμωση των βάσεων δεδομένων με τεχνολογίες που φέρουν/εξυπηρετούν τη σημασιολογία των προβλημάτων υπόσχεται αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση στο παραπάνω μέτωπο. Αλλά ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος αποδοτικού χειρισμού των XML εγγράφων (XML documents); Με μια πρώτη ματιά η απάντηση είναι προφανής. Εφόσον ένα XML έγγραφο αποτελεί παράδειγμα μιας σχετικά νέας τεχνολογίας, γιατί να μη χρησιμοποιηθούν ειδικά συστήματα για το χειρισμό της; Αυτό είναι πράγματι μια βιώσιμη προσέγγιση και υπάρχει σημαντική δραστηριότητα στην κοινότητα των βάσεων δεδομένων που εστιάζει στην εκμετάλλευση αυτής της προσέγγισης. Μάλιστα, για το σκοπό αυτό, έχουν δημιουργηθεί ειδικά συστήματα βάσεων δεδομένων, οι επονομαζόμενες \"Εγγενείς XML Βάσεις Δεδομένων\" (Native XML Databases). Όμως, το μειονέκτημα της χρήσης τέτοιων συστημάτων είναι ότι αυτή η προσέγγιση δεν αξιοποιεί την πολυετή ερευνητική δραστηριότητα που επενδύθηκε για την τεχνολογία των σχεσιακών βάσεων δεδομένων. Είναι πράγματι γεγονός ότι δεν αρκεί η σχεσιακή τεχνολογία και επιβάλλεται η ανάγκη για νέες τεχνικές; Ή μήπως με την κατάλληλη αξιοποίηση των υπαρχόντων συστημάτων μπορεί να επιτευχθεί ποιοτική ενσωμάτωση της XML; Σε αυτήν την εργασία γίνεται μια μελέτη που αφορά στην πιθανή χρησιμοποίηση των σχεσιακών συστημάτων βάσεων δεδομένων για το χειρισμό των XML εγγράφων. Αφού αναλυθούν θεωρητικά οι τρόποι με τους οποίους γίνεται αυτό, στη συνέχεια εκτιμάται πειραματικά η απόδοση σε δύο από τα πιο δημοφιλή σχεσιακά συστήματα βάσεων δεδομένων. Σκοπός είναι η χάραξη ενός πλαισίου αναφοράς για την αποτίμηση και την αξιολόγηση των σχεσιακών βάσεων δεδομένων που υποστηρίζουν XML (XML-enabled RDBMSs). / The eXtensible Markup Language (XML) is obviously the prevailing model for data representation in the World Wide Web (WWW). It is a data description language comprehensible by both humans and computers. Its usage in an initial stage was limited to the exchange of data, but it can constitute an effective \"vehicle\" for transporting, handling and storing of information, due to its expressiveness (contrary to the relational model). Contemporary applications make heavy use of the XML technology in order to support communication and interoperability . However, supporting XML at the infrastructure level would reduce application development time, would make applications almost automatically complient to standards and would make them less error prone. In terms of infrastructure, a database able to handle XML properly would be beneficial to a wide range of applications thus multiplying its efficiency. In this way, as long as the applications become more complex and demanding, the strengthening of databases with technologies that serve the nature of problems, promises more effective confrontation with this topic. But how can XML documents be supported at the infrastructure level? At a first glance, the question is rhetorical. Since XML constitutes a relatively new technology, new XML-aware infrastructures can be built from scratch. This is indeed a viable approach and there is a considerable activity in the research community of databases, which focuses on the exploitation of this approach. In particular, this is the reason why special database systems have been created, called \"Native XML Databases\". However, the disadvantage of using such systems is that this approach does not build on existing knowledge currently present in the relational database field. The research question would be whether relational technology is able to support correctly XML data. In this thesis, we present a study concerned with the question whether relational database management systems (RDBMSs) provide suitable ground for handling XML documents. Having theoretically analyzed the ways with which RDBMSs handle XML, the performance in two of the most popular relational database management systems is then experimentally assessed. The aim is to draw a frame of report on the assessment and the evaluation of relational database management systems that support XML (XML-enabled RDBMSs).

The process of embryogenesis is governed by the expressions of groups of genes which are acting in a coordinate way. Uncovering how the expressions of these genes control the development of a multicellular organism is fundamental for developmental biology. Gene expression atlases could capture quantitative spatio-temporal information of all genes expressed in a developing embryo. In other words, they could reveal the underlying genetic activity during the embryogenetic processes by providing information about, apart from how much and which, where and when the genes are expressed at cellular level and the interactions between them. The extraction of relative gene expression data and their simultaneous study in animal models, such as zebrafish, would be greatly facilitated by the existence of such atlases. This Master Thesis focuses on the early zebrafish embryogenesis and its goal is to design and implement an image processing framework that will provide the means to gather the expression patterns of different genes from different embryos at a given developmental stage into a common template. The framework should work with image-based data from different embryos, each fluorescently stained to label nuclear DNA and the expression patterns of a reference gene and another gene of interest. The volumetric data from each fluorescent label are contained in different channels. Therefore the crux of the framework lies in its ability to combine appropriately the information from the different channels and deal with a three-dimensional image registration problem. The implemented framework works with datasets of two embryos, one that serves as a template and depicts a whole embryo and another that has to be aligned with the first and depicts part of the other embryo. It is composed of different steps, responsible for preprocessing the channels, coarsely positioning the partial embryo view in the three dimensional template’s space and determining the geometrical transformation that finally aligns it with the template using as reference the gene expression pattern common to all labelled embryos. The resulting transformation is used to map the second expression patterns, thus producing their spatial expression atlas. The algorithm developed is based on the Insight Segmentation and Registration Toolkit. The framework was evaluated with data from six embryos at the same developmental stage and four different registration methods were compared in terms of performance. Visual inspection of the results identified the combination of the correlation coefficient, as a similarity measure function between two images, with the gradient descent optimization algorithm as the most appropriate method for this specific application. The final results obtained showed that the framework achieves its goal of integrating several gene expression patterns into a common template. This framework is ready to be used in order to construct a gene expression atlas integrating a large number of gene expression data of the zebrafish embryogenesis. In the near future, this atlas should be validated with known genetic interactions and used to unravel new ones, so that gene regulatory network models can become a reality. / Η διαδικαςία ανάπτυξης των εμβρύων καθορίζεται από τις συγχρονισμένες εκφράσεις ορισμένων γονιδίων. Το πώς αυτές ελέγχουν την δημιουργία ενός πολυκύτταρου οργανισμού από ένα κύτταρο αποτελεί αντικείμενο μελέτης της Αναπτυξιακής Βιολογίας. Ένας χάρτης γονιδιακής έκφρασης θα μπορούσε να συνδυάζει χρονικές, χωρικές και ποσοτικές πληροφορίες σχετικά με την έκφραση των γονιδίων που ενορχηστρώνουν την διαδικασία ανάπτυξης ενός εμβρύου. Σε έναν τέτοιον χάρτη η γενετική δραστηριότητα θα αναλυόταν σε συνιστώσες που αφορούν το ποια, πότε, πού και πόσο εκφράζονται τα γονίδια σε κυτταρικό επίπεδο. Η ύπαρξη τέτοιων χαρτών για οργανισμούς, όπως το ζεβρόψαρο, που πρωταγωνιστεί σε μελέτες που αφορούν σπονδυλωτά, θα διευκολύνει την ταυτόχρονη μελέτη των εκφράσεων και των μεταξύ τους αλληλεπιδράσεων. Η παρούσα διπλωματική εστιάζεται στον σχεδιασμό και στην υλοποίηση μιας διαδικασίας επεξεργασίας εικόνας που θα είναι ικανή να συγκεντρώσει τις γονιδιακές εκφράσεις ενός συγκεκριμένου σταδίου ανάπτυξης του ζεβρόψαρου σε έναν τρισδιάστατο άτλαντα. Τα δεδομένα που πρέπει να επεξεργαστεί είναι τρισδιάστατες απεικονίσεις διαφορετικών εμβρύων, κάθε ένα από τα οποία έχει σημανθεί με φθορίζουσες ουσίες με στόχους το DNA των πυρήνων και τις εκφράσεις δύο γονιδίων, εκ των οποίων η μία είναι κοινή για όλα τα έμβρυα. Η πληροφορία που αποκαλύπτει κάθε ουσία βρίσκεται σε διαφορετικό κανάλι της κάθε εικόνας. Συνεπώς η διαδικασία θα πρέπει να συνδυάζει κατάλληλα τις πληροφορίες των διαφορετικών καναλιών και να ευθυγραμμίζει τρισδιάστατες εικόνες. Η υλοποιημένη διαδικασία δέχεται σειρές δεδομένων από δύο έμβρυα. Η μία απεικονίζει πλήρως ένα έμβρυο, το οποίο αποτελεί το έμβρυο αναφοράς και η άλλη μέρος του άλλου εμβρύου, το οποίο κα πρέπει να ευθυγραμμιστεί με το πρώτο. Η διαδικασία αποτελείται από διάφορα βήματα, τα οποία προεπεξεργάζονται τα δεδομένα, μετασχηματίζουν την εικόνα του μερικώς απεικονιζόμενου εμβρύου ώστε να αποκτήσει μια κατάλληλη αρχική θέση στον χώρο που ορίζεται από την εικόνα του ολόκληρου εμβρύου και τέλος ευθυγραμμίζουν την πρώτη εικόνα στην δεύτερη χρησιμοποιώντας ως αναφορά τη γονιδιακή έκφραση που είναι κοινή για όλα τα σημασμένα έμβρυα. Οι παράμετροι που προκύπτουν από την ευθυγράμμιση χρησιμοποιούνται για την αντιστοίχιση των άλλων σημασμένων γονιδιακών εκφράσεων, δημιουργώντας έτσι ένα τρισδιάστατο χάρτη εκφράσεων. Η υλοποίηση βασίστηκε στο Insight Segmentation and Registration Toolkit. Η διαδικασία δοκιμάστηκε με δεδομένα από έξι έμβρυα του ίδιου σταδίου ανάπτυξης και συγκρίθηκαν οι επιδόσεις τεσσάρων μεθόδων αντιστοίχισης. Οπτική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων ανέδειξε τον συνδυασμό της συνάρτησης του συντελεστή συσχέτισης με τον αλγόριθμο βελτιστοποίησης gradient descent ως την πιο κατάλληλη μέθοδο για την συγκεκριμένη εφαρμογή. Τα τελικά αποτελέσματα απέδειξαν ότι η διαδικασία επιτυγχάνει τον στόχο της. Η διαδικασία που υλοποιήθηκε στην παρούσα διπλωματική είναι έτοιμη προς χρήση για την δημιουργία ενός χάρτη γονιδιακής έκφρασης του ζεβρόψαρου. Αντικείμενο μελλοντικής μελέτης αποτελεί η επικύρωση του χάρτη με ήδη γνωστές γονιδιακές αλληλεπιδράσεις και κατόπιν η χρήση του για την εύρεση νέων.

- / -

Objective of the present study is the development of design methods for the control of products’ architecture in order to obtain modular designs. Towards this target, an integrated approach is proposed, investigating the design architecture from two aspects: the -functions to parts- mapping as well as the point of view related to parts’ interactions. For the first aspect, an approach utilizing Axiomatic Design Theory is described in order to control the design architecture with regards to the -functions to parts- mapping. As far as the second aspect is concerned, two indexes are developed quantifying the design architecture in terms of the parts’ interactions perspective. Furthermore, an algorithm for clustering of product’s parts into clusters/modules is introduced. The algorithm utilizes Artificial Neural Networks (ANNs) and Design Structure Matrices (DSMs). The aforementioned developments were incorporated into a CAD based software tool, having as objective the support of modular design. Its main functions are: (a) DSM generation from product CAD model, (b) calculation of the aforementioned indexes, (c) facilitation of clustering and (d) representation of clustered DSM in CAD form. Application of the tool to real case studies from the automotive industry, provide an evaluation of the developed methods. The main outcome of the present work is the integrated approach that was proposed and realized through the software tool, which integrates methods for the handling of a product’s design architecture. This process assists in real time (during the design process) design engineers to the generation of modular designs. The evaluation of the case studies reveals the efficiency of the proposed approach to produce such designs and validates its applicability to industry. / Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη μεθόδων για τον έλεγχο της σχεδιαστικής αρχιτεκτονικής των προϊόντων. Για το σκοπό αυτό προτείνεται μια ολοκληρωμένη προσέγγιση η οποία διερευνά τη σχεδιαστική αρχιτεκτονική και από τις δύο της διαστάσεις: την αντιστοίχιση των λειτουργιών του προϊόντος στα μέρη από τα οποία αποτελείται καθώς και την αλληλεπίδραση που έχουν τα μέρη αυτά μεταξύ τους. Για τη πρώτη διάσταση, προτείνεται ένας τρόπος χρησιμοποίησης της Θεωρίας του Αξιωματικού Σχεδιασμού (Axiomatic Design Theory) ώστε να γίνεται έλεγχος της σχεδιαστικής αρχιτεκτονικής ως προς την αντιστοίχιση των λειτουργιών στα μέρη του προϊόντος. Όσον αφορά τη δεύτερη διάσταση, αναπτύσσονται δύο δείκτες οι οποίοι ποσοτικοποιούν την σχεδιαστική αρχιτεκτονική που αφορά τη δομή των αλληλεπιδράσεων των τμημάτων του προϊόντος. Επίσης, εισάγεται ένας αλγόριθμος για την ομαδοποίηση (clustering) των μερών ενός προϊόντος. Ο αλγόριθμος αυτός χρησιμοποιεί Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα και πίνακες DSM (Design Structure Matrix). Οι παραπάνω μέθοδοι ενσωματώθηκαν σε ένα λογισμικό εργαλείο που αναπτύχθηκε. Το εργαλείο αυτό συνεργάζεται με προγράμματα CAD και έχει ως στόχο την στήριξη του ομαδοποιημένου σχεδιασμού. Οι βασικές του λειτουργίες είναι η δημιουργία του πίνακα DSM ενός προϊόντος χρησιμοποιώντας το αντίστοιχο σχέδιο CAD, ο υπολογισμός των προαναφερθέντων δεικτών, η διευκόλυνση της διαδικασίας ομαδοποίησης καθώς και η αναπαράσταση σε CAD ενός ομαδοποιημένου πίνακα DSM. Μέσω της εφαρμογής του εργαλείου αυτού σε πραγματικές περιπτώσεις της αυτοκινητοβιομηχανίας, πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση των μεθόδων που αναπτύχθηκαν. Το κυριότερο αποτέλεσμα της εργασίας είναι η ολοκληρωμένη λύση που προτάθηκε και υλοποιήθηκε μέσω ενός λογισμικού εργαλείου, η οποία ενσωματώνει μεθόδους ελέγχου της σχεδιαστικής αρχιτεκτονικής προϊόντων. Η λύση αυτή βοηθάει σε πραγματικό χρόνο (κατά τη διάρκεια της σχεδιαστικής διαδικασίας) τους σχεδιαστές μηχανικούς, στη δημιουργία καινοτόμων σχεδιασμών. Η αξιολόγηση των περιπτώσεων της αυτοκινητοβιομηχανίας έδειξε την δυνατότητα της προτεινόμενης λύσης να παράγει τέτοιους σχεδιασμούς και επικύρωσε την εφαρμοσιμότητά της σε βιομηχανικό περιβάλλον.

Διάφορες κλιματολογικές, υδρολογικές και περιβαλλοντικές μελέτες απαιτούν ακριβή γνώση της χωρικής κατανομής των σταθερών ισοτόπων του υδρογόνου και του οξυγόνου στον υετό. Δεδομένου ότι ο αριθμός των σταθμών συλλογής δειγμάτων υετού για ισοτοπική ανάλυση είναι μικρός και όχι ομογενώς κατανεμημένος σε πλανητικό επίπεδο, η πλανητκή κατανομή των σταθερών ισοτόπων μπορεί να υπολογισθεί μέσω της δημιουργίας πλεγματικών ισοτοπικών δεδομένων, για τη δημιουργία των οποίων έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι. Ορισμένες χρησιμοποιούν εμπειρικές σχέσεις και γεωστατιστικές μεθόδους ώστε να ελαχιστοποιήσουν τα σφάλματα λόγω παρεμβολής. Στην εργασία αυτή γίνεται μια προσπάθεια να δημιουργηθούν βάσεις πλεγματικών δεδομένων της ισοτοπικής σύστασης του υετού με ανάλυση 10΄ × 10΄ για την περιοχή της Κεντρικής και Ανατολικής Μεσογείου. Προσδιορίζονται στατιστικά πρότυπα λαμβάνοντας υπ’ όψιν γεωγραφικές και μετεωρολογικές παραμέτρους, ως ανεξάρτητες μεταβλητές. Η αρχική μεθοδολογία χρησιμοποιεί μόνο το υψόμετρο της περιοχής και το γεωγραφικό της πλάτος ως ανεξάρτητες μεταβλητές. Επειδή η ισοτοπική σύσταση εξαρτάται και από το γεωγραφικό μήκος προστέθηκαν στα υφιστάμενα πρότυπα, εκτός των γεωγραφικών μεταβλητών και μετεωρολογικές. Προτείνεται σειρά προτύπων τα οποία περιλαμβάνουν είτε ορισμένες είτε συνδυασμό αυτών των παραμέτρων. Η αξιολόγηση των προτύπων γίνεται με εφαρμογή των μεθόδων Thin Plate Splines (TPSS) και Ordinary Kriging (ΟΚ). / Several climatic, hydrological and environmental studies require the accurate knowledge of the spatial distribution of stable isotopes in precipitation. Since the number of rain sampling stations for isotope analysis is small and not evenly distributed around the globe, the global distribution of stable isotopes can be calculated via the production of gridded isotopic data sets. Several methods have been proposed for this purpose. Some of them use empirical equations and geostatistical methods in order to minimize eventual errors due to interpolation. In this work a methodology is proposed for the development of 10΄ × 10΄ gridded isotopic data of precipitation in Central and Eastern Mediterranean. Statistical models are developed taking into account geographical and meteorological parameters as independent variables. The initial methodology takes into account only the altitude and latitude of an area. Since however the isotopic composition of precipitation depends also on longitude, the existing models have been modified by adding meteorological parameters as independent variables also. A series of models is proposed taking into account some or a combination of the above mentioned variables. The models are validated using the Thin Plate Smoothing Splines (TPSS) and the Ordinary Kriging (OK) methods.