ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Технология металлов»

Основы научных исследований Учебное пособие для студентов заочного факультета

Часть 2

Санкт-Петербург

2012

УДК 001.89

Коллектив авторов: Воробьев А.А., Иванов И.А., Меркушева В.С., Урушев С.В., Шадрина Н.Ю.

Основы научных исследований: Учебное пособие для студентов заочного факультета/ Под ред. Проф. И.А. Иванова. Часть 2 – СПб.: ПГУПС, 2012. –52 с.

В учебном пособии представлены: рабочая программа дисциплины, задание на контрольную работу, списки рекомендуемой литературы, краткий конспект лекций.

Рассматриваются вопросы организации научно-исследовательской работы в России, методология и основные методы научного исследования, а также законы и формы мышления. Приведены основные этапы научного исследования, включая выбор темы и заканчивая результатами научного исследования, структура отчета и этап внедрения законченных разработок. Описаны наиболее распространенные методы оценки полученных результатов. Даны элементы теории вероятностей и характеристики распределения случайных величин, некоторые методы оценки результатов измерений и определение эмпирических закономерностей. Приведены рекомендации по обработке результатов эксперимента. Категория «качество» рассмотрена как объект научного исследования. Отмечены особенности различных школ управления качеством и методы оценки качества продукции. Показаны направления, характеризующие качество жизни.

ОСНОВЫ

НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Краткий конспект лекций для студентов заочного факультета

(продолжение)

Содержание

4. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОЦЕНКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 5

4.1. Результат измерения и его характеристики 5

4.2. Элементы теории вероятностей и характеристики распределения случайных величин 6

4.3. Методы оценки результатов измерений 14

4.4. Определение эмпирических закономерностей 18

5. КАЧЕСТВО КАК ОБЪЕКТ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 28

5.1. Эволюция развития науки управления качеством 28

5.2. Становление и развитие научных школ в области управления качеством 31

5.2.1. Американская школа 31

5.2.2. Японская школа 34

5.2.3. Российская школа 36

5.3. Оценка качества 39

5.3.1. Показатели качества 39

5.3.2. Методы оценки качества продукции 42

5.4. Качество жизни как объект научного исследования 45

Вопросы и задания для самопроверки к главе 5 49

Библиографический список 50

4. Проведение экспериментальных исследований и оценка полученных результатов

4.1. Результат измерения и его характеристики

При проведении экспериментальных исследований измерения являются почти непременной составной частью любого процесса исследования, от очень сложного до очень простого [10]. Но для измерений характерно то, что никогда они не являются заключительной частью какого-либо процесса деятельности. Измерения сами по себе являются процессом, завершающим этапом которого является «результат измерения». А за результатом измерения обязательно следует действие, даже тогда, когда измерения являются составной частью действия (или работы) автоматической установки. Иногда это действие кажется бездействием.

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Под точностью результата измерений понимают одну из его характеристик (правильность, прецизионность), отражающую близость к нулю погрешности.

Погрешность результата измерения – это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Так как истинное значение может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений и требует непрерывного совершенствования методов и средств измерений, то оно всегда остается неизвестным. В практических целях вместо истинного значения используется действительное значение измеряемой величины, т.е. значение, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному, что в рамках поставленной измерительной задачи может быть использовано вместо него. Таким образом, погрешность измерения может быть выражена зависимостью:

, (4.1)

где - измеренное значение величины; – действительное значение величины.

Значение ΔХ получило название абсолютной погрешности измерения. Абсолютная погрешность измерения выражена в единицах измеряемой величины. К сожалению, судить по значению абсолютной погрешности о качестве измерения нельзя. Действительно, если известно, что погрешность измерения составляет ±1 мм, то оценить его качество затруднительно. Необходимо сопоставить значение абсолютной погрешности и значение измеренной величины. Эта задача решается введением понятия относительной погрешности измерения. Относительная погрешность измерения рассчитывается как отношение абсолютной погрешности к действительному (или измеренному) значению величины. Относительную погрешность выражают в долях единицы или в процентах в соответствии с зависимостью:

или (4.2)

По закономерности появления погрешности делятся на систематические и случайные. При этом, как правило, самостоятельного значения они не имеют, а рассматриваются в качестве составляющих собственно погрешности измерения.

Систематической погрешностью измерения называется составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины [11].

Случайной погрешностью измерения называется составляющая погрешности, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях одной и той же физической величины, проведенных с одинаковой тщательностью.