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

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

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.65 Mб
Скачать

процесс можно считать стационарным на определенных ин­

тервалах времени.

Полученные регрессионные зависимости изменяются при

переходе от одного временного интервала к другому. Поэто­ му увеличение числа данных часто приводит только к увели­ чению вычислений без повышения / или даже с уменьшением/ точности результатов. Исходя из этого результаты первых наблюдений в некоторых случаях следует отбрасывать и пере­ считывать по оставшимся данным значения искомых парамет­

ров регрессионных моделей.

Итерационные соотношения для этого случая имеют вид

 

 

 

и

 

 

 

 

г

 

 

 

С ^ А / ч ) = С ^ ) +

S a

 

 

(о) У У

с ч (А' ) ' xj (°)

/4.10/

 

 

 

\

~

У

f

c.4 (//)-Xi(o) Xjfo)

 

 

 

 

 

c

~ 0

i - C

 

 

 

 

 

/ , л

,

,

t l

Ci, M -W o fy CL^)x, (o)-yfoj]

 

 

 

 

i - f

 

 

 

 

/4. II/ .

 

 

 

Jz o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

irO

 

 

 

 

 

Здесь

результат

первого наблюдения

 

 

 

jf(o), Хо[о),

Х,(о),

. .

. .

, Х р Ю )

 

необходимо отбросить и получить по

оставшимся X/ - I

наблю­

дениям

значения

элементов

обратной

матрицы c Lj [ / / ~

и коэадициентов регрессии

Q.L (/X-

l )

 

 

При вычислении по этим формулам объем вычислений

значительно уменьшается по сравнению с непосредственным

решением нормальных уравнений.

 

 

 

Приведем расчеты по описанной методике.

 

 

По 100 наблюдениям было определено уравнение прочности

бетона

У

марки M-2G0

от факторов

производственного

про-

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

108

цесса приготовления бетона: процентного содержания крупно­ го заполнителя X j и цементно-водного отношения Х2 .

Регрессионное уравнение имело следующий вид:

У3= 48,87759 + I , 6SI632 Xj + 115,8051 Xg.

Оценка остаточной дисперсии.

 

б^т/ЮО]/

=

 

 

ICC

л £

 

 

 

 

 

4

'

 

 

 

 

£

 

^

 

= 5 3,7046 .Значения элементов

обратной матрицы

С,; :

 

4 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CI I

/ 100 /

0,0164701,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CI2

/ 100

/

0,1003201,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2I

/100 /

0,1003201,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/100 /

0,3038302.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получено 101-ое наблюдений: У3 =

212;

X j

-

5 0 ,4 ;

Xg

- 1 ,2 0 .

По итеративным формулам /4.8/

/4,9/

определим значения

а -,/ 1

0 1 /,

cza/l0

1 /.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

этого

вычислим величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d ,

'

 

/юо/х

(Ю 1 /

= Cjx

/10°/

h

( lQ1J

 

+

+ С1

2

/Ю0/

Х2 /Ю1/ = 0,0164701 -

50,4

+ 0,1003201 -

1 ,2 =

 

 

 

 

= 0,9504771 .

 

 

 

 

 

 

 

 

da =

J

/ЮО /

Х^

/101 / = С12 /100/ Xj

/101/

+

+С2//100/ Х2/Ю 1/

= 0,1003201 - 50,4 + 0,3038302 * 2,2 =

 

 

 

 

 

 

= 5,420729.

 

 

 

 

 

 

 

Р

= I

+ C jj/ЮО/ X j

/101/ + CI 2

/100/ X j

/101/ X2

/ I0 IA

109

+

C g j / r Q O / X g / I O I /

X j / I O I /

+c22

/ 1 0 0 /

x 2 / 1 0 1 / =

 

 

 

 

 

г

= 55,408924 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

= У /101/ -

21

a-c

/100/ x

Х-/101/ = 212 -

1,631632 f

•50,4 -115,8051‘'•’ i , 20 = -

9,2003728.

 

 

 

 

CL, /Ю0/ =

CL,/100/ + -------------------------= 1,631632

+

 

 

+ 0.9504771 •/ -9,200373/

_

j

4738I0

 

 

 

 

55,408924

 

 

 

 

 

 

 

 

& */1 0 1 /

=

вг/1С0/

+ - —

 

----- =

115,8051

+

 

+ 5.420729

/-9.200373/

= m

 

 

 

 

 

55,408924

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 1 , / i q i / = у -

a,/ioi/

Xj +

a y io i/ X2

=49,00112.

Таким образом, новое уравнение регрессии имеет вид

 

 

У3 = 49,00112 + I.47S8I0 Xj + 114,9050 Ц .

 

 

 

Вопросы адаптации следует учитывать при выборе опти­

мальных режимов производственных процессов,

а также

при

построении автоматизированных систем управления процессами. В частности, методы адаптации можно успешно применять

при определении оптимальных бетонных смесей и при автомати­

зации процесса

приготовления Сетона,

 

Отметим, что изложенные методы можно использовать кан

при линейной,

так и при нелинейной зависимости.

 

Нелинейные

зависимости

могут быть представлены в виде

Jfs

/Гоа * путем введения

соответствующих обозначений.

'

Ьапример*, зависимость

 

Н О

г

а 0'+ а, г, +

я? *■ <2-3

<2yZa a s & * *

 

можно переписать в виде

у * о * х 0 + а ,х ,+ а г Х г+ а3 х3 + а ¥Ху + a 5 Xs

положив,

Хо~ 1 > 2 , - Xi , it, —Xt ) 2 j - Хй/ 2 з - Xyi Xi Xg ~Xg t

а для последнего соотношения можно использовать выве­ денные формулы.

§ 3 . Переменная корреляции

Вопросу переменной корреляции посвящцн ряд работ советских статистиков старшего поколения1. В этих рабо­ тах рассматривалось изменение коэффициента корреляции во времени при .соблюдении определенных предпосылок.

В.С.ИстремскиИ рассматривает случай/ когда о течением времени t изменяется лишь числитель £ ( х у ) формулы,

определяющей коэффициент корреляции.

 

г

-

J L

 

L l.lL -------

 

 

 

 

 

/ 4 .1 2 /

 

 

 

'L W T T W T

 

 

 

 

 

 

а

ё х

=

/ В ( * ' )

и

ё у -

1(В (Ц*)

 

остаются постоянные

/но

зависят

от

t

Л

Здесь

В

-злак

математическо­

го

ожидания,

X

и

у

-отклонения случайных переменных

от

математических

ожиданий

э т и у

переменных.

 

Колее

сложный

случай

,

когда

не

только

В ( X у ) будет

Функцией от

 

t

,

но и

6 л

и бу. являются функциями от

времени

В

}

рассматриваются в работах

И,С.Четверикова и

С .Л Боброва.Н.С.Четвериков

предлагает

выявлять эволютор-

Б.Лстремский I.» С, Избранные труды.М. /’Статистика", 1964, Четвериког. И.К.Статистические и стохастические исследо­ вания.!,!. .Госстатиздат, 1963*, Бобров С.II.Переменная корре-

ллция.-Ii о б .: Математические методы в статистике",М „ , "Экономическая жизнь", 1927.

III

но изменяющийся уровень каждого из выражений В (x tf),

<эл>

(эй

, интерполируя подобранную кривую по методу

наи­

меньших

квадратов.

 

Для

вычисления значения коэффициента корреляции,

ко­

торое должно получиться к какому-либо моменту времени, он предлагает брать соответствующие этому времени орди­ наты интерполированных кривых для Е [х у ), 6 х , и этими ординатами заменять средние величины, входящие в формулу коэффициента корреляции.

С.ПоБобров применяет так называемый скользящий коэф­ фициент корреляции. При его вычислении выбирается опре­ деленный интервал скольжения / т .е . некоторая совокупность данных/ и для него определяется коэффициент корреляции; затем отбрасывается результат первого наблюдения и присое­ диняется дополнительный результат наблюдения, после чего для вновь полученного массива данных вновь вычисляют коэффициент корреляции и т .д . Имея такую серию к о э ф ф и ц и ­

ентов корреляции, можно получить информацию об изменении коэффициента корреляции во времени.

Б.С.Лстремский указывает на непреодолимую сложность выкладок в этом случае. Мы полагаем, что весьма целесо­ образно рассматривать более общий случай процессов с не­ устойчивыми, параметрами, т .е . изменяющимися во времени. Такими параметрами могут быть коэффициенты регрессии, коэффициенты корреляции, корреляционные отношения и т . п . , поскольку неустойчивость /изменение во времени/ коэффици­ ентов корреляции, как правило, тесно связана с неустойчи­ востью коэффициентов регрессии, т .е . невозможностью по­ строения регрессионного уравнения с постоянными /незави­ симыми от времени/ коэффициентами.

В случаях, когда изменения этих параметров происходят достаточно медленно / в сравнении с интервалом времени получения двух рядом стоящих наблюдений/, целесообразно поступать следующим образом.

и г

I .В соответствии с методами, излоаенными а гл.П , оп­ ределить промекуток времени, в течение которого парамет­ ры регрессионного уравнения Ц-Ое-га-.х, -f-as xa + .. ■t о,р хр не изменились, и по наблюдениям, полученным в этот проме­ жуток времени,построить регрессионное уравнение, а также вычислить коэффициенты корреляции или корреляционные от­ ношения, характеризующие взаимосвязь факторов. Этот метод

позволяет также выбрать момент времени /номер наблюдения/, начиная с которого следует проводить корректировку моде­ ли или построение новой регрессионной модели.

2 . Для пересчета коэффициентов регрессии при получении нового-массива наблюдений целесообразно использовать ре­ куррентные соотношения, рассмотренные в предыдущем парагра­ фе.

Для вычисления коэффициентов корреляции также целесо­ образно использовать.рекуррентные формулы, которые дают

возможность не запоминать

результаты

всех п + т

наблюдений.

Эти коэффициенты получаем следующим образом.

 

Пусть X j,

Х2 , . . .

-значения фактора 1

у

Уj , У2>. . .

У/, -значения фактора

У .

 

Тогда, кан известно, коэффициент корреляции для этих факто­

ров равен

__

_

__

 

 

-

* ' *

1

/4.13/ .

Для вычисления этого коэффициента корреляции нужно вычис­

лить следующие

показатели:

 

п

 

>

п

 

 

П

 

 

 

 

*

а также

 

&- у г

Пусть получены результаты новых наблюдений за факторами

X и У .

ИЗ

X r\ + i > X n * 3 f ■ ■ ■ > X n + m

t * г,

Тогда для вычисления коэффициента корреляции по

наблюдениям нет необходимости запоминать все эти наб­

людения, достаточно

запомнить значения х (п ) ,

у ( л ),

Г у ( г ) ,б 1 Ф У \ А у ( п ))

и результаты новых т

-наблю­

дений.

 

 

Имеет место соотношение

 

X ( n t m ) г

» Х ( П 1 Т Х " " + Х Я* * * -

 

 

/ 4 14/

1

 

'

 

 

п + т

 

 

 

 

здесь

х ( т +

п )

-средняя

арифметическая,

полученная

по

результатам

п + т

наблюдений,

Х / п )

-по результа­

там

п

 

наблюдений.Справедливость соотношения /4.14/

можно проверить прямым просчетом, принимая во внимание,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

r .

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично:

 

 

 

 

 

 

 

X U(п->- т) -

П Xjfln)+Xn*i ' Цп+ t + ■

 

+Хп*-т

 

®

 

 

 

 

 

П + т

 

 

 

 

й ( п + т )

-

n y l n ') 't'

У

 

■ ■

* Угч-т

*

 

 

 

 

 

п + т

 

 

 

 

X * ftVw) ~ ^

п ) * Xn*i

+ ■

*

X я*- т

 

П+ т

114

После чего вычисляем коэффициент корреляции.

Таким же образом, зная Х (п), у (п ), * у (п) ,б Ы п)], & [tf[n)J

и результаты новых наблюдений, можно вычислить множест­ венный коэффициент корреляции, а также частные и парные коэффициенты корреляции для случая множественной корре­ ляции, которые в конечном итоге являются (функциями этих параметров.

Матрицы парных коэффициентов корреляции между факто­ рами производственного процесса и показателями качест­ ва бетона в течение летнего и зимнего периодов приведе­

ны п табл. 4 .5

, 4 .6 .

Как следует

из табл. 4 .5 ,4 ,6 коэффициенты парной кор­

реляции между некоторыми факторами значительно измени­ лись. Коэффициенты корреляции, вычисленные для всего по­ лученного массива данных, не имеют реального смысла и являются лонными.

При проведении дополнительных наблюдений пересчета коэф­ фициентов регрессии и корреляции целесообразно осущест­ влять по предложенным рекуррентным формулам.

Таблица 4 .5 Матрица парных коэффициентов корреляции между параметрами производственного процесса приготов­ ления бетона марки М-200 по результатам зимнего

 

 

периода

 

 

 

 

:

:

X*

: Х5

: * 6

\ . н

 

у 1

 

 

yi

:

I

- 0 ,2 9

- 0 , 2 1 .

0 ,1 5

0 ,2 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

0 ,4 0 '

0 ,2 3

0 , 2 1

h

 

 

 

I .

-0 ,6 9

0 ,3 2

 

 

 

 

I

-0 ,3 1

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

115

Таблида 4 .6

Матрица парных коэффициентов корреляции между пара­ метрами производственного процесса приготовления бетона М-200 по результатам летнего периода

,

:

:

X q :

X 5

:

X b

: X ,

Г 1

 

 

 

 

У,

 

I

- 0 ,0 5

- 0 ,1 5

 

0 ,0 4

0 ,1 6

h

 

 

I

-0 ,3 7

 

- 0 , 0 2

0 ,7

 

 

 

 

 

 

 

Х5

 

 

 

I

 

- 0 ,7 1

-0 ,3 6

Ч

 

 

 

 

 

I

- 0 ,2 8

 

 

 

 

 

 

 

h

I

 

Наименования факторов указаны в таблице 2 . 1 .

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Проведенная исследовательская работа позволила сфор­

мулировать следующие

выводы:

Д л я у в е л и ч е н и е я э ф ф е к т и в н о с т и

п р о и з в о д с т в

а , повышения его технического уровня

и исследования оррунтурь! производственного процесса необ­ ходимо использование и развптие статистической методоло­ гии. Статистика является орудием научного исследования про­ изводства. Острота и действенность статистических методов находится в прямой зависимости от уровня развития статис­

тической науки и особенно общей теории статистики, основан-' ной на марксистско-ленинской методологии.

Н е о б х о д и м о с т ь

 

д а л ь н е й ш е г о

р а з в и т и я

статистической

методологии исследования

производства,

большой эффект

от

её применения на промыш­

ленных предприятиях настоятельно требуют выделения особой отрасли статистики-тех.нологической статистики, которая пользовалась бы всеми достижениями современной статистики в сама внесла бы свой вклад в развитие теории.

Т е х н о л о г и ч е с к а я с т н т и с т и к а изучает структуру, динамику и взаимосвязи производственного процесса, пользуясь статистической методологией.

Производственные процессы, как правило, имеют массовый характер, а массовым процессам присущи статистические зако­ номерности, успешное изучение которых возможно только специальио разработанными для этого статистическими методами. Зти методы используются для анализа информации о процессе, выраженной в виде технико-экономических показателей, для оптимальной организации и управления процессом.Технологи­ ческая статистика изучает количественную сторону качествен-

117

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ