Факторы: виды, диапазон варьирования

 

Факторами называют изменяемые переменные величины. В отличие от параметров оптимизации, факторы задают изначально.

Следует отметить, что на технологический процесс в той или иной степени может влиять множество факторов. Ряд из них выбирают и изменяют (варьируют) их в процессе решения задачи оптимизации. Такие факторы называют варьируемыми. При выборе варьируемых факторов следует обращать внимание на то, чтобы они (предположительно) в наибольшей степени влияли на критерий оптимальности, а также была возможность их быстро, эффективно и точно изменять.

Другие факторы, выявленные при предварительном анализе, следует задавать на постоянном уровне (наиболее близком к тому, который будет в ходе реального процесса) и не менять в ходе оптимизации. Такие факторы называют фиксируемыми. Правильный выбор варьируемых и фиксируемых факторов определяет результат оптимизации: если в качестве варьируемых были выбраны малозначительные факторы, то, в лучшем случае, будет найден «оптимум» лишь незначительно лучший, чем базовый вариант, тогда как настоящий оптимум окажется упущенным.

Ряд факторов может оказаться неучтённым исследователем – как просто по невнимательности или из-за недостаточно тщательного предварительного анализа, так и вследствие ошибочного предположения об отсутствии влияния. Возможна и обратная ситуация: один или несколько из выбранных варьируемых факторов может оказаться не влияющим или незначимо влияющим на параметр(ы) оптимизации. В связи с этим, целесообразно в качестве варьируемых предварительно выбрать большее количество факторов, а затем провести оценку их влияния каким-либо методом (дисперсионный анализ, дробные экспериментальные планы и др.). Выявленные незначимо влияющие факторы можно перевести в фиксируемые.

Ряд факторов могут влиять на технологический процесс, но варьировать или фиксировать их в эксперименте и/или на реальном объекте может не представляться возможным (неуправляемые). Например, при изучении процесса холодного копчения большую роль играют параметры наружного воздуха, поступающего в коптильную установку. Произвольно менять температуру и влажность в данном регионе экспериментатор не способен, поэтому у него имеется четыре варианта:

1. Игнорировать эти параметры. Очень неудачный вариант, поскольку они существенно влияют на ход процесса.

2. Проводить эксперименты с учётом имеющихся параметров; при необходимости – выжидать требуемых для данного опыта условий (пассивное управление).

3. В экспериментальных условиях моделировать требуемые параметры за счёт систем кондиционирования.

4. Сделать и реальную, и опытную установку независящими от этих факторов (установить системы кондиционирования и нагрева).

Выбранные факторы необходимо варьировать не хаотично, а задавать на некоторых определённых уровнях, например, в соответствии с планом эксперимента. Для этих целей часто бывает необходимым их нормировать (масштабировать), приводя к определённому интервалу варьирования, что реализуется в практической работе № 2.

 

Практическая работа № 2

Нормирование факторов и параметров оптимизации

 

Цель работы: Научиться нормировать факторы и параметры оптимизации, приводя их в требуемый диапазон.

Задачи:

1. Получить задание, включающее наименование технологического процесса, перечень факторов и параметров оптимизации, «естественные» границы для них.

2. Выбрать основной диапазон варьирования для каждого фактора.

3. Рассчитать соответствие основных и дополнительных уровней варьирования факторов исходным данным.

4. Провести нормирование параметров оптимизации к единообразному диапазону.