5. Содержание разделов дисциплины

Введение. Роль и значение экспериментально-статистических методов в познании окружающего мира и накоплении знаний человеком. Научные знания как основа научно-технического прогресса. Роль и значение специалистов в области качества в современном технологическом обществе. Организация подготовки кадров специалистов в области качества.

Модуль 1 Организационно-методологические основы научного исследования

Тема 1. Наука и ее роль в развитии общества. Основные подходы к определению понятий «наука», «научное знание». Отличительные признаки науки. Наука как система. Процесс развития науки. Цель и задачи науки. Субъект и объект науки. Классификация наук. Характерные особенности современной науки.

Тема 2. Выбор направления научно-исследовательской работы.

Планирование научно-исследовательской работы Формулирование темы научного исследования. Приоритетные направления науки и критические технологии. Развитие инновационной структуры развития науки и технологий. Технологические платформы. Постановка проблемы исследования.

Тема 3. Системный подход к исследованию технологических процессов. Понятия сложной системы и основные положения системного подхода. Основные системные представления объекта исследования. Показатели и действующие факторы. Классификация объектов исследования и систем. Технологические особенности сельскохозяйственных процессов.

Тема 4. Научное исследование и его этапы. Определение научного исследования. Цели и задачи научных исследований, их классификация. Основные требования, предъявляемые к научному исследованию. Формы и методы научного исследования. Теоретический уровень исследования и его основные элементы: понятия, гипотеза, теория, абстрагирование, аналогия, моделирование. Эмпирический уровень исследования и его особенности: опыт и эксперимент. Этапы научно-исследовательской работы. Организация научно- исследовательской работы. Планирование научного исследования. Рабочая программа и ее структура. Субъект и объект научного исследования. Интерпретация основных понятий. План и его виды. Анализ результатов исследований. Формулирование выводов и рекомендаций.

Модуль 2 Основные этапы научного исследования

Тема 5. Научная информация: поиск, накопление, обработка. Определение понятий «информация» и «научная информация». Свойства информации. Основные требования, предъявляемые к научной информации. Источники научной информации и их классификация по различным основаниям. Информационные потоки. Работа с источниками информации. Универсальная десятичная классификация. Особенности работы с книгой. Ведение записей.

Тема 6. Патентные исследования. Техническое и интеллектуальное творчество и его правовая охрана. Патент и порядок его получения. Изобретение, полезные модели, промышленные образцы: определения, условия патентоспособности, правовая охрана. Особенности патентных исследований. Последовательность работы при проведении патентных исследований. Интеллектуальная собственность и ее защита.

Тема 7. Внедрение научных исследований и их эффективность. Процесс внедрения НИР и его этапы. Эффективность научных исследований. Основные виды эффективности научных исследований. Экономический эффект от внедрения научно-исследовательских разработок. Оценка эффективности исследований.

Тема 8. Общие требования к отчету о научно-исследовательской работе. Структура научно-исследовательской работы. Способы написания текста. Язык и стиль экономической речи. Оформление таблиц, графиков, формул, ссылок.

Тема 9. Основные требования к написанию, оформлению и защите научных работ. Подготовка рефератов и докладов. Подготовка и защита курсовых, дипломных работ. Рецензирование.

Модуль 3. Планирование и организация эксперимента

Тема 10. Определение статистических характеристик случайной величины. Случайная величина. Дискретные и непрерывные величины. Способы задания случайной величины. Закон распределения. Функция и плотность распределения. Характеристики положения и рассеивания случайной величины. Методы их определения. Истинные и оценочные характеристики. Особенности определения характеристик для выборок большого объема.

Проверка статистических гипотез. Ошибки первого и второго рода. Основные статистические законы распределения: Стьюдента, Пирсона, Фишера, Кохрена. Проверка гипотезы о случайности выборок, исключение грубых ошибок. Интервальные оценки характеристик случайной величины. Использование типовых статистик и их распределения для построения доверительных интервалов для математического ожидания и дисперсии.

Тема 11. Экспериментальное исследование одномерных зависимостей. Система случайных величин. Оценка статистической взаимосвязи между двумя случайными величинами: корреляционный момент, коэффициент парной корреляции. Оценка значимости коэффициента парной корреляции. Корреляционное уравнение.

Аппроксимация опытных данных математическими зависимостями методом наименьших квадратов. Определение параметров прямой, параболы. Метод линеаризации факторного пространства. Оценка точности и адекватности статистических моделей. Дисперсия адекватности и оценка ее значимости.

Тема 12. Описание многофакторного пространства линейными моделями. Уровни варьирования действующих факторов. Допустимая область факторного пространства. Описание функции отклика степенным полиномом. Оценочные значения коэффициентов степенного полинома. Активный и пассивный эксперимент. План-матрица полного факторного эксперимента 2ⁿ. Организация эксперимента. Определение коэффициентов уравнения регрессии для ортогонального плана. Оценка значимости коэффициентов уравнения и адекватности модели.

Дробный факторный эксперимент. Разбиение полных факторных планов на блоки. Дробные реплики. Оценка точности моделей. Отсеивающие эксперименты. Оценка влияния факторов по методу случайного баланса. Идеи и предпосылки применения метода.

Тема 13. Описание оптимальной области процесса моделями второго порядка. Планирование эксперимента при поиске области экстремума функции отклика. Планирование эксперимента для метода крутого восхождения (спуска). Симплексное планирование. Планы второго порядка. Критерии оптимальности экспериментальных планов. Центральное композиционное планирование (ЦКП).

Тема 14. Методы теории подобия и размерностей в инженерном эксперименте. Основы размерного анализа физических величин. Размерная формула. Базисные переменные. Теорема Букингема ( – теорема) и ее применение для формирования безразмерных комплексов. Практические примеры.

Тема 15. Случайные функции и их характеристики. Стационарные случайные функций и их характеристики. Методы анализа случайных процессов. Спектральное разложение случайного процесса.

6. Семинары, лабораторные работы, практические занятия.

№№ п/п	Темы практических занятий	Трудоемкость
1	Статистическая оценка одномерной выборки случайной величины.	2
2	Определение характеристики случайной величины по выборкам большого объема.	2
3	Выбор закона распределения для случайной выборки	2
4	Оценка статистической взаимосвязи двух случайных величин.	2
5	Аппроксимация опытных данных методом наименьших квадратов.	2
6	Планирование полного факторного эксперимента 2к	2
7	Поиск области экстремума функции отклика методом крутого восхождения	2
8	Описание области экстремума моделями второго порядка.	2
9	Определение характеристик стационарной случайной функции	2
10	Системный анализ объекта исследования	2
11	Литературный обзор по теме исследования	2
12	Оформление патентного обзора	2
13	Подготовка научного доклада	2
14	Написание научной статьи	2
	Всего:	28

7. Примерное содержание расчетно-графической работы

Расчетно-графическая работа состоит из 12 расчетных работ и выполняется по индивидуальных заданиям или по материалам магистерской диссертации. Общий объеме расчетно-графической работы 25…30 страниц рукописного текста формата А4.

В индивидуальных заданиях на расчетно-графическую работу должны быть охвачены основные разделы курса планирования эксперимента и обработки статистической информации. Задания следует составлять таким образом, чтобы стимулировать инициативу и самостоятельную формулировку и доказательность выводов и рекомендаций студента. При этом в каждой работе должны быть элементы исследовательской работы.

Примерное содержание расчетной работы (модуль 2):

1. Литературный обзор по теме магистерской диссертации.

2. Отчет о патентном исследовании (по теме исследования).

3. Научный доклад (по теме исследования).

4. Научная статья (по теме исследования).

5. Индивидуальное задание: бенч-маркинг, свот-анализ, функциональный анализ, ТЭО, заявка на конкурс и др.)

Примерное содержание расчетно-графической работы (модуль 3):

1. Статистический анализ и оценку одномерной выборки случайной величины.

2. Оценка статистической взаимосвязи между двумя случайными величинами и аппроксимация одномерной зависимости.

3. Планирование многофакторного эксперимента и его дисперсионный анализ.

4. Индивидуальное задание: системный анализ, методы моделирования, априорное ранжирование, план отсеивающего эксперимента, размерный анализ и др.

8. Примерный перечень курсов для углубленного изучения дисциплины (по выбору студентов)

1. Методические основы статистического контроля качества.

2. Основы промышленного эксперимента.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины