Планирование и организация эксперимента лекцииЭксперимент в науке и производстве Тема 1. - презентация

1 Планирование и организация эксперимента лекции

2 Эксперимент в науке и производстве Тема 1

3 Целью изучения дисциплины «Планирование и организация эксперимента» является подготовка студентов к производственно-технической деятельности по специальности с применением методов теории планирования и современных информационных технологий. Задачи дисциплины «Планирование и организация эксперимента»: изучение современных методов планирования, организации и оптимизации научного и промышленного эксперимента, проведения экспериментов и обработки полученных результатов. Для освоения дисциплины студент должен знать: предмет, цели и задачи статистической обработки эксперимента, его научные основы, особенности и связь с другими математическими и естественнонаучными дисциплинами. Уметь производить математические расчеты и операции со статистическими данными. Владеть навыком проведения планирования и организации эксперимента и обработки результатов, в том случае, в математических приложениях для ПК.

4 Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов. Лекции – 34 чяс, Практические занятия - 34 час. Курсовая работа – 16 час, СРС – 96, в 5 – зачет, 6 - экзамен Подготовка эксперимента; организация эксперимента; научный и промышленный эксперимент; простые сравнивающие эксперименты; многофакторные эксперименты; понятие о плане эксперимента; большие двумерные таблицы; размер промышленных экспериментов; постановка задачи о выборе оптимального плана; разбиение факторных планов на блоки; дробные реплики; неполные планы; планы робастные к дрейфам; планирование эксперимента при поиске оптимальных условий; планы поиска экстремума функции отклика; планирование эксперимента при регрессионном анализе; планы выборочного контроля; последовательный план поиска оптимальных решений; последовательные эксперименты.

5 Рассмотрение конкретных технологических проблем, в реальных условиях функционирования, инженеру (эксперту) приходится решать задачи с организацией и проведением того или иного экспериментального исследования Эксперимент – система операций, воздействий и (или) наблюдений, направленных на получение информации об объекте исследования

6 ИСТОРИЯ возникновения ПЭ 1. Планирование числового эксперимента – магический квадрат Квадрат императора Ю Клетки этого квадрата заполнены числами от 1 до 9, и суммы чисел по строкам, столбцам и главным диагоналям равны 15. Используются при ПЭ в усл. линейного дрейфа 2. Комбинаторные задачи: Г. Лейбниц, Л. Эйлер 3. Статистические методы ПЭ Р. Фишер (1918 –монография Дизайн эксперимента – 1942 дисперсионный анализ, факторный анализ) 4. Обработка факторного планирования Ф. Йегс 40-е годы 5. Дробные реплики от факторного экспериментва Д.Финни Практическое применение посл-го эксперим исследования Бокс Дж Уилсон К Практическое применение ПЭ в процессах 1954 г. Юл П. и Дж. Бокс 8. Принцип рототабельности в ПЭ Бокс Хантер Дж. 9. ПЭ ортогональное к неконтролируемому временному дрейфу.

7 Планирование и организации эксперимента: становление, развитие, современные аспекты. Наблюдение - это преднамеренное, направленное восприятие, имеющее целью выявление существенных свойств и отношений объекта познания. Научное наб в отличие от обычного созерцания всегда оплодотворено той или иной научной идеей, опосредуется уже имеющимся знанием, которое показывает, что наблюдать и как наблюдать. (непосредственное и аппосредованное наблюд). Наб. как метод эмпирического исследования всегда связано с описанием, которое закрепляет и передает результаты наблюдения с помощью определенных знаковых средств. С помощью описания чувственная информация переводится на язык понятий, знаков, схем, рисунков, графиков и цифр для дальнейшей обработки С помощью эксперимента объект или воспроизводится искусственно, или ставится в заданные определенным образом и контролируемые условия, отвечающие целям исследования. В процессе научного познания применяется и мысленный эксперимент, когда ученый в уме оперирует определенными образами, мысленно ставит объект в определенные условия. Виды эксперимента: исследовательский или поисковый, проверочный или контрольный, воспроизводящий, изолирующий, качественный или количественный, подтверждающий, опровергающий или решающий

8 Методы планирования эксперимента и обработки его результатов, разработанные на основе теории вероятностей и математической статистики, позволяют существенно сократить число необходимых для проведения опытов

9 Последовательность экспериментальных исследований Первоначально необходимо выбрать план проведения эксперимента Сократить число переменных для уменьшения объема эксперимента Контроль за проведением эксперимента Исключить влияние случайных внешних воздействий Оценивают точность измерительных приборов и точность получения данных Анализ и интерпретация результатов эксперимента