Η κλασική Απεικόνιση του Μαγνητικού Συντονισμού (ΑΜΣ) βασίζεται στο φαινόμενο του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού όπου η κάθε λέξη ξεχωριστά μας βοηθάει να κατανοήσουμε ποια είναι η προέλευση αυτού του φαινομένου. Συγκεκριμένα, το μετρούμενο σήμα προέρχεται από τους πυρήνες των ατόμων της ύλης, η αλληλεπίδραση μεταξύ των οποίων είναι μαγνητική και το τελικό σήμα εκφρασμένο σε μορφή φασμάτων ή εικόνων λαμβάνεται χρησιμοποιώντας το φαινόμενο του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού. Στην κατηγορία της ποσοτικής ΑΜΣ (πΑΜΣ), όμως, μετράμε άμεσα τις ποσοτικές παραμέτρους από τις οποίες εξαρτώνται τα τελικά σήματα όπως χρόνους μαγνητικής αποκατάστασης, μοριακή διάχυση, pH, μικρο-ιξώδες κτλ. Η ρύθμιση και η βαθμονόμηση των παραμέτρων του τελικού μετρητικού συστήματος (σύστημα ΑΜΣ) παίζουν βασικό ρόλο στα τελικά αποτελέσματα των μετρήσεών μας. Για το λόγο αυτό είναι απαραίτητη η χρήση ειδικών ομοιωμάτων για τη βαθμονόμηση του μετρητικού συστήματος καθώς και για την αξιολόγηση και βελτιστοποίηση των μετρητικών μεθόδων. Τα ομοιώματα ελέγχου θα πρέπει να έχουν κάποια συγκεκριμένα βασικά χαρακτηριστικά, για να προσομοιάζουν όσο το δυνατόν καλύτερα τις μαγνητικά μετρούμενες παραμέτρους σε σχέση πάντα με εκείνες των ανθρωπίνων ιστών. Τέτοιες παράμετροι είναι κυρίως οι χρόνοι μαγνητικής αποκατάστασης (Τ1, Τ2, Τ2*) και η μοριακή διάχυση. Στα υλικά των ομοιωμάτων θα πρέπει να υπάρχει επιπλέον η δυνατότητα ανεξάρτητου ελέγχου των χρόνων μαγνητικής αποκατάστασης Τ1 και Τ2. Επίσης, θα πρέπει τα υλικά αυτά να έχουν φυσική και χημική σταθερότητα στο χρόνο και τέλος να παρασκευάζονται εύκολα και να είναι οικονομικά. Στην παρούσα εργασία παρασκευάστηκαν ειδικά ομοιώματα ενός πολυσακχαρίτη, της αγαρόζης, με πρόσμιξη μιας παραμαγνητικής ουσίας, του γαδολινίου (Gd-DTPA), σε 20 διαφορετικούς συνδυασμούς συγκεντρώσεων μεταξύ τους. Με βάση αυτά τα ομοιώματα μετρήσαμε τους χρόνους μαγνητικής αποκατάστασης Τ1, Τ2, Τ2* για οκτώ επαναλήψεις σε διάστημα τεσσάρων μηνών. Διαπιστώσαμε ότι η πιο αποτελεσματική ακολουθία για τη μέτρηση της Τ2 είναι σε μια ακολουθία πολλαπλών συμμετρικά επαναλαμβανόμενων Spin Echo (32 echo) με αρχική τιμή ΤΕ = 20ms. Με την χρήση της ακολουθίας αυτής καλύπτεται το μεγαλύτερο φάσμα μετρήσεων τιμών Τ2 για τους μαλακούς βιολογικούς ιστούς και επίσης τηρείται το 6 επιτρεπτό όριο του συντελεστή μεταβλητότητας για αυτόν τον τύπο των μετρήσεων (CV=±5%). Για τη μέτρηση της Τ1 εφαρμόσαμε δύο μεθόδους (Variable Flip Angle-VFA, Variable Time Inversion-VTI). Η πιο αποτελεσματική μέθοδος αποδείχθηκε η VTI. Η VFA υστερούσε στις μετρήσεις λόγω της αδυναμίας προσαρμογής των δεδομένων στην μαθηματική συνάρτηση περιγραφής των σημάτων λήψης Y(FA) = f (FA). Επιπλέον, διαπιστώσαμε ότι το παραμαγνητικό ιόν του γαδολινίου επηρεάζει την μέτρηση της Τ1 ανεξάρτητα από το μοριακό τύπο ή το είδος της χειλικής χημικής ένωσης στην οποία ανήκει. Τέλος, διαπιστώσαμε ότι σε όλες τις μετρήσεις η μεγαλύτερη ανομοιογένεια του τοπικού μαγνητικού πεδίου παρουσιάζεται στα πυκνά διαλύματα σε αγαρόζη και γαδολίνιο κυρίως λόγω της παραμαγνητικής ιδιότητας του γαδολινίου, η οποία επηρεάζει το τοπικό μαγνητικό πεδίο της μέτρησης. Μεγάλο συντελεστή μεταβλητότητας στις μετρήσεις της ανομοιογένειας του τοπικού μαγνητικού πεδίου παρουσιάζουν τα αραιά κολλοειδή διαλύματα και το νερό, διότι επηρεάζονται ευκολότερα από τις εξωτερικές επιδράσεις της μέτρησης (π.χ. θερμοκρασία) εξαιτίας της ασθενούς σύνδεσης μεταξύ των μορίων του υλικού τους. / The typical Magnetic Resonance Imaging (MRI) is based in the phenomenon of the nuclear magnetic resonance where each individual word, helps us understand its origin. Specifically, the measured signal is generated by the nucleus of the matter's atoms. The interaction of the latter is magnetic and the final signal is detected in the form of spectrum or images through the phenomenon of nuclear magnetic resonance. Nevertheless, in the field of quantitative MRI, we can measure quantitative parameters like magnetic relaxation time, molecular diffusion, micro-viscosity etc., on which the final signals depend. The adjustment and calibration of the parameters of the final metering systems (system MRI) are crucial for the final results. Therefore, it is essential to use special phantoms for the calibration of the metering system as well as for the valuation and optimization of the metering processes. The control phantoms need to have specific characteristics in order to simulate as much as possible the magnetically measured parameters with respect to the ones of the human tissues. Such parameters are mainly the magnetic relaxation times (T1, T2, T2*) and the molecular diffusion. The phantoms should also provide the option of individual testing of the magnetic relaxation times T1 and T2. Moreover, these materials should have the same physical and chemical stability in time and their production needs to be financially effective. In this paper, special agarose phantoms were produced, by mixing gadolinium, a paramagnetic substance, in 20 different concentrations. Based on these phantoms we measured 8 times the magnetic relaxation times Τ1, Τ2, Τ2* within a period of 4 months. We noted that the most effective sequence for measuring T2 is by symmetrically spin echo sequence with the initial time having the value of 20ms. Using this method, the widest range of T2 values is covered with regards to soft tissues. Additionally, the variation coefficient permissible figures for such measurements is respected (CV=±5%). In order to measure T1 we used two methods, Variable Flip Angle-VFA, Variable Time Inversion-VTI. The most effective one, was proven to be the VTI one. VFA method was presenting delays in the measurements due to the inability to adjust the data in the function of signal reception description Y(FA) = f (FA). Moreover, we discovered that the paramagnetic ion of gadolinium is affecting the measurement of T1 regardless the molecular type or the type of chemical ligand that this belongs to. Finally, we noted that throughout the experiments, the highest inhomogeneity of the local magnetic field is found in the dense solutions of agarose and gadolinium mainly due to the paramagnetic properties of gadolinium which affects the local magnetic field of the measurement. High variability factor of inhomogeneity of the local magnetic field demonstrated the dilute gels and water because of the poor connection between the molecules of their material.

Η αναβάθμιση της διαδικασίας ανάπτυξης εφαρμογών λογισμικού που αφορούν τον έλεγχο βιομηχανικών συστημάτων, είναι ένα θέμα που απασχολεί για δεκαετίες του μηχανικούς ελέγχου αλλά και τους μηχανικούς λογισμικού. Κατά την ανάπτυξη των βιομηχανικών εφαρμογών, οι μηχανικοί καλούνται να ικανοποιήσουν πληθώρα απαιτήσεων μεταξύ των οποίων: συμβατότητα με το υπάρχον εγκατεστημένο υλικό, συμβατότητα με τις ήδη εγκατεστημένες παλαιότερες εφαρμογές και επαναχρησιμοποίηση τμημάτων λογισμικού. Για τους παραπάνω λόγους, αναζητούνται συνεχώς λύσεις οι οποίες: θα προσφέρουν μια περισσότερο φιλική προς το μηχανικό ελέγχου διαδικασία ανάπτυξης η οποία θα υποστηρίζει επεκτασιμότητα των εφαρμογών, θα διευκολύνει την επαναχρησιμοποίηση τμημάτων του λογισμικού, θα ενισχύει την συντήρηση του λογισμικού και θα είναι ανεξάρτητη από το υλικό εκτέλεσης των βιομηχανικών συστημάτων. Η International Electrotechnical Commission (IEC) για να αντιμετωπίσει τις απαιτήσεις των σύγχρονων συστημάτων δημιούργησε το πρότυπο IEC61499 το οποίο έρχεται να επεκτείνει το Function Block του IEC61131. Το IEC61499, καθορίζει μια μεθοδολογία σχεδιασμού, όπου το Function Block είναι το βασικό δομικό συστατικό για την ανάπτυξη διαλειτουργικών κατανεμημένων εφαρμογών αυτοματισμού και ελέγχου. Οι εφαρμογές ελέγχου μπορούν να υλοποιηθούν από Function Block δίκτυα διασυνδέοντας τις εισόδους και εξόδους τους. Το IEC61499 προτείνει επίσης τον σχεδιασμό εργαλείων λογισμικού για την υποστήριξη (εν μέρει αυτοματοποίηση) της διαδικασίας ανάπτυξης. Στην παρούσα διατριβή, παρουσιάζεται μια νέα προσέγγιση για τον σχεδιασμό κατανεμημένων βιομηχανικών εφαρμογών και πιο συγκεκριμένα Συστημάτων Μέτρησης και Ελέγχου Βιομηχανικών Διεργασιών1 (IPMCSs) όπως τα ορίζει το πρότυπο IEC. Η προσέγγιση εστιάζει στον ορισμό μιας μεθοδολογίας για την φάση της ανάλυσης και κύρια την τεκμηρίωση των απαιτήσεων και τον μετέπειτα μετασχηματισμό του μοντέλου ανάλυσης σε μοντέλο σχεδιασμού. Η προτεινόμενη προσέγγιση βασίζεται σε κατάλληλα οριζόμενες έννοιες και τεχνικές και αξιοποιεί τελευταίες τάσεις από το χώρο της Μηχανιστικής Λογισμικού (Software Engineering), όπως είναι η έννοια της μετα-μοντελοποίησης (Meta-modeling) όπως αυτή ορίζεται στα πλαίσια της βασισμένης σε μοντέλα ανάπτυξης (Model Driven Development) και της Unified Modeling Language (UML) και των επεκτάσεων της (UML Profiles) και εφαρμογή αυτών στο σχεδιασμό βιομηχανικών εφαρμογών. Για την ομαλή μετάβαση από τις καταγεγραμμένες απαιτήσεις σε μοντέλα σχεδιασμού τεκμηριώθηκε και παρουσιάζεται ένα σύνολο κανόνων μετασχηματισμού το οποίο περιγράφηκε αυστηρά με χρήση της Object Constraint Language. Για να αξιοποιηθεί η προτεινόμενη προσέγγιση από μηχανικούς ελέγχου, σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένα εργαλείο λογισμικού συμβατό με το πρότυπο IEC61499. Το εργαλείο που έχει το όνομα CORFU ESS έρχεται να υποστηρίξει: α) την φάση της ανάλυσης, β) τον μετασχηματισμό του μοντέλου ανάλυσης σε μοντέλο σχεδιασμού, γ) τον σχεδιασμό εφαρμογών με Function Blocks όπως ορίζει το IEC61499, δ) την κατανομή των Function Block στις συσκευές των βιομηχανικών δικτύων και ε) τον έλεγχο των τελικών Function Block δικτύων. Η προσέγγιση εφαρμόσθηκε σε μελέτες περίπτωσης για να επιδείξει την εφαρμοσιμότητα της προτεινόμενης διαδικασίας, την αποτελεσματικότητα του εργαλείου που αναπτύχθηκε και την δυνατότητα της διαδικασίας και του εργαλείου να καλύψουν απαιτήσεις μικρής ή μεγάλης κλίμακας εφαρμογών. / Following technology’s trends, engineers in the industrial and control sector continuously face problems on developing distributed industrial control applications that should meet various functional, interface, operational and performance requirements by conforming on engineering concerns such as maintainability and reliability. During the development of industrial applications, engineers deal with aspects on device compatibility, software compatibility and software reusability. To deal with these challenges, control engineers are underway in applying Software Engineering practices in the development process of distributed industrial control applications that will enhance reusability, maintainability and will be independent of the underlying platform. A proof of this motion is the standard 61499 of the International Electrotechnical Commission (IEC) which is affected from practices and current trends in Software Engineering. The IEC 61499 standard extends the FB concept of IEC1131 to share many of the well defined and already widely acknowledged benefits of concepts introduced by object technology. This standard describes also a methodology that defines the FB as the main building block and specifies the way that FBs can be used to define robust, re-usable software components that constitute complex IPMCSs. Complete control applications, can be built from networks of FBs that are formed by interconnecting their inputs and outputs. IEC 61499 proposes also that, Engineering Support Systems (ESSs) are highly required to support the whole development process. This dissertation presents a new approach for the design of distributed industrial control applications or Industrial Process Measurement and Control Systems (IPMCSs) as defined in the IEC 61499. The approach defines a methodology for the analysis phase, based on object-oriented concepts, and mainly focuses in the requirements specification and the transformation from the analysis model to the design model. The approach is based on properly defined concepts and adopts modern techniques and latest trends from Software Engineering such as the concept of metamodeling, Model Driven Development (MDL), the Unified Modeling language (UML), UML extensions as defined in UML profiles and applies them to the design of distributed industrial control applications. For the transition from requirements specification to design models a set of transformation rules is presented, formally specified by means of the Object Constraint Language, that are used to later to automate the transition process. Towards the automation and the exploitation from control engineers of the proposed approach, a prototype ESS that supports the development process and is compatible with IEC61499 was implemented. The ESS named CORFU ESS comes to support all the phases of the proposed process: the object-oriented analysis, the automated transformation process from the analysis to the design model, the design with Function Blocks as proposed from the IEC 61499 standard, the verification of Function Block diagrams and the distribution of Function Blocks to industrial field devices. In order to verify the development process, several case studies have been designed and are presented in the context of this dissertation in order to prove: the applicability of the proposed approach, the effectiveness of the implemented prototype ESS and the ability of the approach to cover small and large scale applications.

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.