Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Маршак, М. И. Теория технологической статистики

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.65 Mб
Скачать

(см . таблицу ) I .

Исследовались корреляционные зависимости прочности бетона марки М-300 от факторов производственного процес­

са.

Было проведено ЬОО наблюдении на протяжении двух пе­ риодов: Первый период - июнь, июль, август, сентябрь, второй период - октябрь, ноябрь, декабрь.

Введем обозначения:

X j -модуль крупности песка;

Хд - процентное содержание примесей в бетонной

смеси;

Х^ - процентное содержание воды в бетонной смеси;

Х5 - процентное содержание крупногозаполнителя;

Х^ - процентное содержание песка;

^ 7 - процентное содержание цемента;

Xj^ - цементно-водное отношение;

У3 -прочность бетона нормального хранения.

Проверим устойчивость параметров следующего корреля­ ционного уравнения:

z r j ( x , , Л3, х 6 , XlV) ■

Для проверки устойчивости этого уравнения по двум пе­ риодам (группам) определим соотношение ( 4 .3 ) , вычисления

приведены в табл. 4

.2 , из которых следует, что полученные

данные превосходят

табличные F o ,9 s . Следовательно, нуле­

вая гипотеза о равенстве коэффициентов регрессии по полу­ ченным группам отвергается, то есть для каждого из рас­

смотренных периодов

выявлены различные

корреляционные

I .H .В.Смирнов, И.В.Дунин-Барковский.

Курс теории вероят­

ностей и математической статистики

для

технических при­

ложений. М .,"Наука",

1 9 6 5 ,(приложение).

 

98

Таблица 4 .1

Система множественных регрессионных уравнений прочности бетона (норм.хранен^от факторов про­

 

изводственного

процесса по группам и по

выборке

 

 

в

целом

 

 

 

 

Номеоа

:

1Вилы оегсессионннх

уравнений

 

по

:

Параметры

 

регрессионного уравнения

IpyilllC

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

®о

: а 2

 

:

а з

:

:

а14

 

 

 

 

 

 

а 6

I

208,44

7

,6 8

 

-1 3

,2 5

- 1 ,4 9

102,34

П

-1 6 0 ,8 3

7,22

 

3

,9 8

1

2 , 2 2

92,68

По выбор­

 

 

 

 

 

 

 

 

ке в це­

- 2 ,5 7

 

7

,6 2

 

3 ,3 8

45,59

лом

479,41

 

 

Таблица 4 .2

Дисперсионный анализ для проверки гипотезы о равенстве коэффициентов регрессии для множественных корреляци­

онных уравнений

Вид корреляционного •Сумма квадратов ; Сумма квадратов уравнения : отклонений по : отклонений при

.группам : нулевой гипотезе

 

1

т

; /?Л :

F У

Уз=

’Х14'/ 121 075,9

93 867,9 196,813,1

4,8

Таблинное значение

Р .99 = 3 ,1 1

99

зависимости прочности бетона нормального хранения от факторов производственного процесса.

Из рассмотренного примера можно сделать следующий вывод: при построении корреляционных зависимостей проч­ ности бетона от факторов производственного процесса для данной смеси необходимо брать промежуток времени не бо­

лее

трех

месяцев / в

июле проведено

 

наименьшее количе­

ство

наблюдений/.

 

 

 

 

 

 

Наряду с выбором интервала стационарности производст­

венного процесса нужно определить необходимое количест­

во наблюдений для построения регрессионных уравнений на

этом

интервале.

 

 

 

 

 

 

 

Объем выборки

П

для оценки параметров множествен­

ной регрессии на указанном временном интервале определя­

ется

оледующим образом.

 

 

 

 

Пусть

( j = cl0

а , х , + -а г лг

..

а ,р х .р

/4.4/

уравнение

регрессии.

Тогда объем выборки

а

можно оп­

ределить

из соотношения1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/4.5/.

Здесь

р

-

вероятность / например,

р

=0,95/, с ко­

торой выполняется

соотношение

 

 

 

 

 

-значение показателя качества, полученное в результа­

та эксперимента;

 

 

 

 

 

 

^

-значение показателя качества, вычисленное из соот­

ношения /4.4/;

 

 

 

 

 

 

 

А -

величина,

зависящая от диапазона изменения переменных

X j,X g ,.•• ^р1!

от

коэффициентов регрессии;

 

 

I.Кулик Б.Т.Алгоритмизация объектов управления.Киев, Паукова думка", 1968..латушевский В .В . Определение не­ обходимого объема эксперимента в задаче регрессионного

анализа.То.Сибирского физ.-тмн. института при Томском у н -т е ,4 ? Д оы ск,1965.

100

Сэ -среднее квадратическое отклонение показателя ка­

чества у .

 

 

 

 

Практически значение

П

можно оценить

на основании

некоторого предварительного эксперимента по выборке

объема

Я ,

. Из эксперимента

определяются

б? и А .

Параметр

А

определяется

из

соотношения

 

Л л, (t-p) Д*,

А= ,

где П, -объем предварительной выборки.

П -среднее значение ^ .

Подставляя найденное значение А в /4.5/ И задаваясь

А, получим приближенную оценку необход-iMDro числа на­

блюдений.

 

 

 

 

 

и случае, когда величину

 

 

^

можно считать

распределенной нормально,

Л

 

можно найти из соотно­

шения

 

 

 

 

 

ха-ёа А

 

 

 

 

 

П г

 

 

 

 

 

£ г

 

 

 

 

где

2 Ф ( Х ) ~ Р

 

 

 

 

 

Ф ( Х )

 

я

c i t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценки d> и А обычно определяются на основе

предварительного эксперимента.

Обновление выявленной зависимости при получении новой

.•тчормации можно осуществлять следующим образом.

101

Пусть имеются наблюдения за ходом производственного процесса

о У(о)-,

х .(о), х *(о ), х3 ( о), .

, Хр(о)

У. 0 ;

Х. р), Хг( 0 >

■ --‘ t p l*)

■Г). у (п); х ,(п), Хг(п),

хд(п), . . . , Хр(п)

/4,6/

Здесь

/1 -

порядковй

номер полученных данных.

 

Используя метод наименьших квадратов, по этим данным

нашли зависимость:

 

 

 

у - a 0 f а ,х ,+ - а &х г + ■ ■ •^ о - р х р

 

Если в процессе работы получено

новое п + ■/

наблюде­

ние

 

 

 

 

 

n+l)

y(n + i)l Xt[nn),

Xzl” * 1) , - ■ ■, Xp[n + 0 ,

тогда

результаты первого наблюдения

 

 

о ) у (о) >

Х ,(о ) ,

, х Р ( о )

 

отбрасываются и приписываются результаты п + /

наблюде­

ния и вновь обрабатывается весь массив даншдх.

 

Коррекцию модели можно производить и после

накопления

некоторого нового массива данных /например, К

новых наблю­

дений/. Тогда отбрасываются результаты первых

К наблюде­

ний' и приписываются результаты К

новых наблюдений и

вновь обрабатывается весь массив данных.

 

Коррекцию следует выбирать, учитывая особенности изу­

чаемого процесса, и в

общем случае

оптимальный цикл указать

трудно.

 

 

 

 

102

Рассмотрим результаты исследования производствен­ ного процесса приготовления бетона марки М-300.Изуча­ лась зависимость прочности бетона нормального хранения

/У„/ от ряда факторов

производственного процесса.

Факторы характеризуют процентное содержание состава

ляющих: воды в бетонной смеси

- Х4 ;

 

 

крупного заполнителя

“х 5?

 

 

песка

 

- х 6 ;

 

 

цемента

 

“ Хг7 »

 

 

В первую группу вошло 150

наблюдений, которые про­

водились в июле, августе, сентябре 196)9 года.

 

Группы составлялись таким образом:

 

 

а/ исключались первые 50 наблюдений, т .е .

наблюдения

первого месяца;

 

 

 

 

б/ вводились 50 наблюдений, соответствующие периоду

следующего месяца.

 

 

 

 

Но каждой труппе получены линейные регрессионные урав­

нения, множественные коэффициенты корреляции

£

/табл,

4 .4/ , средние значения

и показатели вариации

признаков

по каждой группе / табл. 4.3/ ,

 

 

 

Рассмотрев данные

табл, 4 .3

, 4 .4 можно

сделать вы­

вод об изменении параметров в корреляционных уравнениях по неизвестному занону. Применение дисперсионного анали­ за подтверждает этот вывод.

!1ри осуществлении адаптации методом скользящего ин­ тервала следует исключить первые /например, пятьдесят/ наблюдений и вводить наблюдения, соответствующие следующе­ му периоду /результаты адаптации представлены в табл.

4.4/ .

При получении новых наблюдений необходимо пересчиты­ вать полученные зависимости, а это приводит к решению системы нормальных уравнений, что, в свою очередь, тре­ бует накопления в памяти машины, как правило, большого массива информации. Поэтому целесообразно применять ите-

105

ративные методы, позволяющие на каждом

П

шаге

исчис­

лять значения элементов

обратной матрицы

in

+ i)

и искомых коэффициентов

регрессии

а .

( n + i )

 

по вы­

численным значениям С у

in ), с ц (п ),

Xi ( n + f),

у/лу-yj.

Таким образом, требуется запоминание в машине лишь эле­

ментов обратной матрицы, полученной по

результатам а-

наблюдений

 

коэффициентов

регрессии, на ос­

нове

тех же

/г -наблюдений

и результатов

нового

наблюде­

ния

X o(n + i),

. .

Х р ( п и ), у ( п *

i).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

4 .3 .

 

Средние

значение йакториальных А

 

/ и

результа­

 

тивного

А /

признаков,

показатели

вариации

по

 

группам для бетона марки М-500

 

 

 

 

Наименование

:

I группа

::

II

группа

:

HI

группа

показателей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X*

 

9 ,8 5

 

 

9,80

 

 

9,48

 

 

 

0 ,4 3

 

 

0 ,4 5

 

 

0,70

Vx„

 

4,41

•.

4 ,5 4

 

 

7,38

Xs

 

41,60

.

41,13

 

41,05

6х5

 

0 ,9 5

 

 

1 , 0 2

 

 

1,08

V* 5

 

2 ,2 8

 

 

2 ,4 8

 

 

2 ,6 3

Xt,

 

27,65

 

30,24

 

28,39

 

6xt

 

0 ,8 3

 

 

5,02

 

 

0 ,5 9

 

 

 

2,98

 

16,61

 

 

2,08

 

X ,

 

1.9,31

 

19,38

 

19,26

 

Vx,

 

0,46

 

 

0,40

 

 

0 ,5 8

 

 

2,40

 

 

2,07

 

 

3,01

 

 

 

369,55

 

378,72

 

397,27

В силу ./того значительно сокращается объем вычислений

и экономятся

элементы запоминающего устройства

по ср аж е­

нию с непосредственным решением системы нормальных урав­ нений ,

104

Таблипа 4 .4

Множественные корреляционные уравнения прочности

бетона марки М-300 нормального хранения /У/ от факторов производственного процесса

- Гру ------

,------------------ ---------------- —

------

—-- ----- ■

Параметры корреляционных уравнении______ Нйножест-

пгти

 

 

 

 

 

тасит-гй

ППЫ

: a 0

: a4

: a 5

: a 6

: an

 

.венный

 

 

•коэффи-

 

 

 

 

 

 

 

:циент

 

 

 

 

 

.корреля-

 

 

 

 

 

 

 

•ции

I

133,40

- 1 ,3 4

- 0 ,3 4

4,90

12,24

0 ,6 1

П

643,28

-1 4 ,1 2

- 8 ,0 9

2 ,5 6

6

,6 5

0 ,6 7

Ш 718,68

-3 1 ,5 0

- 6 ,1 8

5,58

3

,7 6

0 ,6 2

Б ряде' работ* приводится соотношение, позволяющее пересчитать параметры регрессионной модели при получении

нового t\ * 1 наблюдения. Расчеты осуществляются следующим образом.

Пусть по результатам наблюдений /4.6/ за ходом произ­ водственного' процесса определится зависимость вида

U=•

+

а,Л, f а-г Хг. + • • ■ * CLpXp-

Отметим,что если необходимо вычислить зависимость вида

1.Керекеснер

li,II. .Чеховой Ю, II, Алгоритм построения нелиней­

ной статистической модели оложного производственного про­

цесса. -"Автоматика" , 1064, И2;

Кулик В.Т,Цифровое модели­

рование сложных систем. Изд-но

Киевского университета,1964)

Joencjvist^.

(L M ethod J o e

CatjzolciHnjj Changes is) Re.gte.sst.on

Coejjc.cien.ts

u n d

J n e e t s e

tV a .tti.ces C a t e s p e n d e n g -to

C hcm aes

Lr\ the

Seta o j d v c ic lo it t O a.ta.,-Skand.M ucizLetidskZ ."

I95% fo-4,3I9-S& b.

105

- С2*о + CkfXt Q-&

C LpX p >

то следует положить в приведенных ниже итеративных со­ отношениях

X' (°) - 1 , Хо [*) - i, ■ • •, Хр (Г>)~ /.

Система нормальных уравнений, составленная по резуль­ татам наблюдений в матричной форме, имеет следующий вид:

 

хтх л =хту,

/4.7/

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

Х,(0)

Xi(o)

Л з М . .

Хр(о)

\

х .(д

**(<)

X3('l) . .

хр

 

х,[ п)

Хг(п)

h i")

 

Хр(п)

/

А8* \

 

г

а.

\

 

а ,

 

р<>

 

 

 

У=

 

 

 

О р

 

Г

)

 

 

Хг транспонированная матрица.

Чтобы не решать систему нормальных уравнений заново, при получении нового наблюдения за ходом производственного про­ цесса целесообразно использовать соотношеш* 17

106

н г

.

.

2 Г

C Lj in)- Х1(пн)-2И c u t ”)

■Xj ( П+j )

(V -8 )

C L jln + < )-C y(n )-

^

1

\ lL

^ ------- -

 

 

 

I + } _

x U * * 1) ■* j ( n + 0

 

 

 

 

L = C

j - O

 

 

, („ „ ) , g , W . £

4 ‘i W t ^ - t ^ W ' *

( „ )

'

/ +Z t c . ^ n ) . x U x 4 ) - J f j l « 4 )

 

здесь

C t,j

элементы обратной матрицы С_ f А

А /

 

(5 .i.

коэффициенты регрессии.

 

 

 

Ути соотношения дают возможность на каждом

п + 1

шаге

исчислять

значения элементов

обратной

матрицы

[п*-/J

и искомых коэффициентов регрессии

 

 

по* значениям

С Lj [ п ) > Q -^[n) ,

вычисленным на

основании

а

наблюдений, и результатам

П + 1 наблю­

дения

 

 

 

 

 

 

п * i)

y i n

1-1) ,

Х с ( п ч ) , Х , ( п * /),

Х г(п -н),

. . . ,

Xp(n+i).,

в результате чего значительно уменьшается объем вычисле­ ний по сравнению с непосредственным решением системы нор­ мальных уравнений.

Отметим, что часто ранние наблюдения за ходом произ­ водственного процесса теряют свою ценность, поскольку

107

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ