Основные свойства объекта исследования

Основными свойствами объекта исследования являются: сложность, полнота априорной информации, управляемость и воспроизводимость.

Сложность характеризуется числом состояний, которые в соответствии с целью исследований, можно различать при проведении исследований.

Априорная информация – это информация известная до начала исследования. Обычно в исследованиях нуждаются объекты, информация о которых ограничена.

Управляемость – свойство, позволяющее изменять состояние объекта по усмотрению исследователя. В управляемых объектах можно изменять все входные величины. В частично управляемых системах можно ставить эксперимент, за неуправляемыми можно только наблюдать.

Воспроизводимость – свойство объекта переходить в одно и то же состояние при одинаковых сочетаниях факторов. Чем выше воспроизводимость, чем проще выполнять эксперимент и тем достовернее его результаты.

Прежде всего, необходимо определить, в чем именно заключается задача, так как реальные ситуации редко бывают четко очерчены. Процесс выделения «задачи», поддающейся математическому анализу, часто бывает продолжительным и требует владения многими навыками (например, общения с коллегами специалистами, работающими в данной области тех-ники, чтение литературы, глубокое изучение вопроса).

Часто одновременно со стадией постановки задачи идет процесс выявления основных или существенных особенностей явления. Этот процесс схематизации (идеализации) играет решающую роль, поскольку в реальном явлении участвует множество процессов, и оно чрезвычайно сложно. Некоторые черты представляются важными, другие – несущественными.

16. Параметры и предъявляемые к ним требования. Факторы и предъявляемые к ним требования при ПФЭ. Какие этапы включает в себя схема планирования эксперимента?

Параметры и предъявляемые к ним требования

В научном и инженерном эксперименте в качестве параметров, как правило, принимаются экономические величины (приведенные затраты, себестоимость, производительность труда и т.п.) или технические показа-тели (расход энергии, концентрация, давление, температура, напряжение и т.д.).

К параметрам предъявляют следующие основные требования:

– должен быть количественным и оцениваться числом; для качест-венных показателей используются ранговые и условные показатели оценки;

– параметр должен допускать проведение эксперимента при любом сочетании факторов; недопустимо, чтобы при каком-то сочетании произо-шел взрыв или какая-либо другая форс-мажорная ситуация;

– данному сочетанию факторов с точностью до погрешности должно соответствовать одно значение параметра;

– параметр должен быть универсальным, т.е. характеризовать объект всесторонне;

– желательно, чтобы параметр имел простой экономический или фи-зический смысл, просто и легко вычислялся;

Рекомендуется, чтобы параметр был единственным. Исследовать объект, строить математические зависимости можно для каждого парамет-ра, но оптимизировать можно только по одному. Если параметров не-сколько, то целесообразно подходить к задаче постановки исследования как к многокритериальной задаче.

Факторы и предъявляемые к ним требования

Фактором является любая величина, влияющая на параметр и спо-собная изменяться независимо от других. Факторы можно разделить на следующие 3 группы:

– контролируемые и управляемые, которые можно изменять и уста-навливать на заданном экспериментатором уровне;

– контролируемые, но неуправляемые величины;

– неконтролируемые и неуправляемые (обусловленные случайными воздействиями, износом деталей). 

Кроме независимости, к факторам предъявляются и другие требо-вания:

– операциональности (факторы должны быть операционально опре-делимыми – т.е., в какой именно точке и каким прибором будут изме-ряться);

– совместимость – при всех сочетаниях значений факторов экспери-мент будет безопасно выполнен;

– управляемость – экспериментатор устанавливает значение уровня по своему усмотрению;

– точность установления факторов должна быть существенно выше (по крайней мере, на порядок) точности определения параметра;

– однозначность – означает непосредственность воздействия фактора (либо их комбинации-критерия подобия) на объект исследования;

– фактор должен быть количественным.

Группа U включает в себя контролируемые факторы, которые не до-пускают целенаправленного изменения в ходе исследования. К ним можно отнести, например, условия окружающей среды, в которых проводятся эксперименты.

Группа Z образована контролируемыми и неконтролируемыми фак-торами. Они характеризуют возмущения, действующие на объект исследо-вания, которые нельзя измерить количественно (например, неконтроли-руемые примеси в сырье, старение деталей и т.п.). Воздействие неконтро-лируемых факторов приводит к дрейфу характеристик во времени.