- •15.04.01 Машиностроение
- •15.04.02 Технологические машины и оборудование
- •Раздел 5 Измерения, их виды и классы 145
- •Раздел 1. Наука и научное исследование
- •1.2 Научное исследование.
- •1.2.1 Научное исследование: цели и задачи, предмет и объект научного исследования. Объекты научных исследований в области инженерии.
- •1.3 Характеристика научной деятельности
- •Раздел 2. Организация научно-исследовательской работы
- •2.1 Основные этапы научного исследования и опытно-конструкторских работ
- •1. Основные этапы научного исследования и опытно-конструкторских работ
- •Раздел 3. Методология научного познания
- •3.1 Понятие методологии научного познания
- •3.2 Основания методологии науки
- •3.3 Средства научного исследования
- •3.4 Методы научного познания
- •Основания методологии науки
- •Средства научного исследования.
- •Раздел 4. Планирование эксперимента
- •4.1 Общие положения теории планирования эксперимента
- •4.2 Формулирование цели эксперимента
- •4.3 Параметр оптимизации (Отклик). Обобщенный параметр оптимизации.
- •4.4 Факторы
- •4.5 Выбор модели
- •4.6 Полный факторный эксперимент – пфэ
- •4.7 Дробный факторный эксперимент
- •4.8 Воспроизводимость эксперимента
- •5. Обработка результатов эксперимента
- •5. Обработка результатов эксперимента:
- •4.9 Обработка результатов эксперимента
- •4.10 Принятие решений после построения модели
- •Раздел 5 Измерения, их виды и классы
- •5.1 Основы теории ошибок измерений
- •5.1.8 Определение необходимого числа измерений при преобладании случайной погрешности.
- •5.1.9 Правила определения необходимого числа измерений для получения заданной точности результата.
- •5.2 Представление численных результатов измерений
- •2. Сокращенная форма записи
4.4 Факторы
После выбора объекта исследования и параметра оптимизации нужно рассмотреть все факторы, которые могут влиять на процесс. Если какой-либо существенный фактор окажется неучтенным и принимал произвольные значения, не контролируемые экспериментатором, то это значительно увеличит ошибку опыта. При поддержании этого фактора на определенном уровне может быть получено ложное представление об оптимуме, т.к. нет гарантии, что полученный уровень является оптимальным.
С другой стороны большое число факторов увеличивает число опытов и размерность факторного пространства (см. формулу 4.2).
Итак, выбор факторов является весьма существенным, т.к. от этого зависит успех оптимизации.
4.4.1 Характеристика факторов.
Фактором называется измеряемая переменная величина, принимающая в некоторый момент времени определенное значение и влияющая на объект исследования.
Факторы должны иметь область определения, внутри которой задаются его конкретные значения. Фактор считается заданным если вместе с его названием указана область его определения.
Область определения – совокупность всех значений, которые может принимать фактор.
Область определения может быть:
- непрерывной;
- дискретной.
При планировании эксперимента значения факторов принимаются дискретными, что связано с уровнями факторов. В практических задачах области определения факторов имеют ограничения, которые носят либо принципиальный, либо технический характер.
Факторы разделяются на:
- количественные;
- качественные.
К количественным относятся те факторы, которые можно измерять, взвешивать и т.д. Время реакции, температура, концентрация веществ, скорость подачи и т.д.
Качественные факторы - это различные вещества, технологические способы, приборы, исполнители и т.п. Реагенты, кислоты, металлы и т.п.
4.4.2 Требования предъявляемые к факторам.
1. Управляемость - факторы должны быть управляемыми, это значит, что выбранное нужное значение фактора можно поддерживать постоянным в течение всего опыта.
2. Операциональность - чтобы точно определить фактор, нужно указать последовательность действий (операций), с помощью которых устанавливаются его конкретные значения.
3. Точность замеров факторов должна быть возможно более высокой. Степень точности определяется диапазоном изменения факторов. В длительных процессах, измеряемых многими часами, минуты можно не учитывать, а в быстрых процессах приходится учитывать доли секунды.
4. Однозначность - факторы должны быть однозначны. Трудно управлять фактором, который является функцией других факторов. Но в планировании могут участвовать другие факторы, такие, как соотношения между компонентами, их логарифмы и т.п.
5. Совместимость - при планировании эксперимента одновременно изменяют несколько факторов, поэтому необходимо знать требования к совокупности факторов. Прежде всего выдвигается требование совместимости. Совместимость факторов означает, что все их комбинации осуществимы и безопасны.
6. Независимость - при планировании эксперимента важна независимость факторов, т.е. возможность установления фактора на любом уровне вне зависимости от уровней других факторов. Если это условие невыполнимо, то невозможно планировать эксперимент.