
- •Информационно- измерительные технологии на предприятиях кинематографии
- •Оглавление
- •1. Информационно- измерительные технологии и информационно- измерительные системы в кинематографии
- •1.1. Информационная метрология, измерительные сигналы
- •Информационно- измерительные системы, основные определения, отличие информационно- измерительной системы от измерительного прибора
- •1.3. Элементы информационно- измерительных систем, передаточная функция системы
- •Стандартизация в области информационно- измерительных систем
- •1.5. Классификация информационно- измерительных систем по степени сложности, особенности оценки точности информационно- измерительных систем
- •Оценка точности результатов измерения с использованием информационных подходов
- •2. Анализ измерительных сигналов как случайных функций
- •Вероятностные характеристики измерительных сигналов
- •2.2. Использование оценок для экспериментального определения вероятностных характеристик измерительных сигналов
- •Классификация измерительных задач
- •Формы представления и основные принципы передачи измерительной информации
- •3.1. Основные тенденции
- •3.2. Модуляция измерительных сигналов
- •3.3. Дискретизация измерительных сигналов
- •3.4. Кодирование измерительной информации
- •3.5. Согласование параметров измерительного сигнала с параметрами передающего канала
- •1.Теоретические основы ти
- •1.1. Формально- логические принципы измерений
- •1.2. Неоднозначность образов действительности
- •1.3. Решающие правила отображений
- •2.Моделирование измерительных систем
- •2.1. Общие принципы моделирования измерительных систем
- •2.2.Обработка экспериментальных данных перед разработкой модели
- •1. Сглаживание экспериментальных данных (измерительных сигналов)
- •Сглаживание экспериментальных во времени
- •2. Экстраполяция, интерполяция, аппроксимация.
- •2.3.Использование статистических моделей для оценки неоднозначности образа действительности
- •2.4. Неоднозначность многомерного образа действительности с использованием векторных статистических моделей
- •2.5. Информационные технологии, используемые при моделировании в метрологии
- •2.6. Соотношение между погрешностями и результатами измерений
- •2.7.Виды моделей, которые могут быть использованы для описания измерительных систем
- •2.8.Модели измерений
- •2.7. Математические модели измерительных систем
- •Математические модели и методы их расчета
- •1. Понятие операционного исследования
- •2.8. Выбор и обоснование модели, описывающей результаты измерений
- •3.Роль математических методов в метрологических процедурах
- •3.1. Разнообразие метрологических процедур, используемых на предприятиях и в организациях кинематографии
- •3.2. Место математических методов в метрологической системе (в системе метрологических процедур) предприятия
- •3.3. Требования к математическим моделям, используемым при разработке метрологической службы предприятия
- •3.4. Выбор математической модели, описывающей систему метрологических процедур(метрологическую службу) предприятия
- •3.5. Математические методы, используемые при функционировании метрологической системы
- •4.Модели и методы метрологии, основанные на статистических зависимостях
- •4.1. Статистические модели, используемые при дисперсионном анализе
- •4.2. Нахождение статистических зависимостей с использованием планирования экспериментов
- •4.2.1.Выбор входных и выходных переменных
- •4.2.2.Выбор математической модели
- •4.2.3.Обработка результатов аппроксимации при использовании метода планирования экспериментов
- •3.Оценка значимости коэффициентов аппроксимирующей зависимости
- •4.3. Пассивный и активный эксперимент
- •4.5. Корреляционный анализ
- •4.6. Кластерный анализ
- •4.7. Использование метода нейронных сетей для построения статистических математических моделей
- •5.Модели погрешностей измерений
- •5.1. Требования к моделям, описывающим погрешности измерений
- •Наиболее часто используемые модели, описывающие погрешности:
- •1.Модель погрешности в виде случайной элементарной функции
- •2. Модели погрешностей в виде суммы случайной и неслучайной функций
- •8.4. Характеристики моделей погрешностей
- •Литература
- •Кластерный анализ
3.2. Место математических методов в метрологической системе (в системе метрологических процедур) предприятия
Все метрологические и квалиметрические процедуры, используемые на предприятиях и в организациях, в соответствии с международными стандартами ISO серии 9000 формируют систему менеджмента качества предприятий и организаций.
Формирование метрологической службы включает этапы:
-1. определяют перечень метрологических процедур, влияющих на результирующее качество работы организации или предприятия (качество выпускаемой продукции, предоставляемых услуг);
- 2.устанавливают последовательность этих процессов, их взаимное влияние, определяют обратные связи;
- 3. для каждого процесса формируется его обеспечение соответствующими материальными (сырьем, оборудованием, персоналом) и интеллектуальными (информацией, методическими материалами, программным обеспечением, методиками выполнения измерений, средствами измерений) ресурсами;
- 4. разрабатываются критерии оценки процессов и методы эффективного управления этими процессами; на окончательном этапе формируют критерии оценки и разрабатывают методики измерения, оценки, анализа всей совокупности процессов и их отдельных этапов.
Критериями классификации математических методов, используемых в рамках метрологической системы , могут быть цели применения того или много метода, место математического метода в метрологической системе, такие особенности применения метода, как возможность использования сложных аналитических зависимостей, удобство и простота, универсальность или специфика метода и т.д.
Очевидно, что при формировании и разработке метрологической системы предприятия наиболее эффективным математическим методом является математическое моделирование [60,61], т.е. процесс замещения объекта исследования некоторой его моделью и проведение исследований на модели с целью получения информации об объекте.
При функционировании уже разработанной метрологической службы необходимо использовать математические методы, позволяющие оценивать точность проводимых измерительных и контрольных процедур, стабильность точностных параметров средств и методов измерений; позволяющие оценивать эффективность проводимых изменений в технологических процессах, в системе управления, а также методики, позволяющие обнаруживать и устранять дефекты, реагировать на требования рынка, на рекламации потребителей, оценивать результативность проводимых мероприятий [60-64].
3.3. Требования к математическим моделям, используемым при разработке метрологической службы предприятия
При разработке структуры процессов, составляющих метрологическую систему предприятия, можно использовать различные математические модели:
Выбор зависит от:
- 1. степени детализации анализируемой системы (декомпозиции);
- 2. уровня иерархии анализа (обобщенный или подробный анализ отдельных процессов, чем ниже уровень анализа, тем более подробной и детальной должна быть используемая математическая модель);
- 3. этапа разработки (предварительный, промежуточный, заключительный).
Разнородность кинематографических предприятий и организаций, очевидно, не способствуют разработке однотипных универсальных методов построения математических моделей, описывающих метрологические и квалиметрические системы.
Тем не менее, следует сформулировать общие требования к этим моделям:
1. Адекватность - способность отражать исследуемые свойства с необходимой точностью. Погрешность модели Е по всей совокупности m исследуемых выходных параметров системы может быть оценена как
где Еj
- относительная погрешность модели
по j-му параметру;
- значение j-го
параметра, определенного с помощью
математической модели, уj -
значение этого же параметра, полученное
экспериментально либо определенное с
помощью более точной математической
модели.
2.Объективность - соответствие выводов, сделанных с помощью модели, реальным условиям. Называя это свойство, необходимо иметь в виду, что никакая модель не может адекватно отражать свойства реальных процессов и объектов, необходимо учитывать предварительные условия, предположения, ограничения и т.д.
3.Простота – незасоренность модели малозначащими факторами. Стремление к простоте модели продиктовано, прежде всего, ограниченными возможностями вычислительной техники, стремлением получить практические результаты при решении сложных и неоднозначных задач и т.д.
4.Чувствительность – способность модели реагировать на изменение исходных условий (начальных параметров). 5.Устойчивость - способность модели выдавать стабильные выходные характеристики при незначительном (предельно допустимом) изменении влияющих факторов.
Требования чувствительности и устойчивости отражают объективные характеристики производственных и внепроизводственных процессов.
6.Универсальность – возможность использования данной модели для различных условий и применительно к различным объектам.
Следует отметить, что перечисленные свойства противоречат друг другу. При выборе конкретной модели необходимо выделить более важные и пренебречь незначительными. Для того чтобы математическая модель удовлетворяла приведенным требованиям, ее разработка должна проводится после предварительного изучения предметной области, которую эта модель описывает.
Только в результате предварительного изучения предметной области (метрологической системы предприятия или организации, измерительная процедура, измерительного прибора) можно отличить цели от средств их достижения, следствия от причин, основные факторы от второстепенных и т.д.