Статистические методы обработки данных в научно-технических исследованиях в области строительства и недвижимости. Учебно-методическое пособие

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Стоимостной инжиниринг и техническая экспертиза зданий и сооружений»

Т.Е. ГОРДЕЕВА, О.А. МАМАЕВА

СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ В ОБЛАСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА И НЕДВИЖИМОСТИ

Учебно-методическое пособие

Самара Самарский государственный технический университет

2021

1

Издается по решению методического совета Академии строительства и архитектуры СамГТУ (протокол № 7 от 15.12.2020 г.).

УДК 69:519.22(075.8) ББК38:22.172я73 Г 681

Гордеева Т.Е.

Статистические методы обработки данных в научно-технических исследованиях в области строительства и недвижимости [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие / Т.Е. Гордеева, О.А. Мамаева. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2021. – 1 электрон. опт. диск.

Рассмотрены вопросы постановки целей и задач эксперимента. Предложены методики обработки данных в научных исследованиях.

Предназначено для магистрантов высших учебных заведений по направлению 08.04.00 «Строительство», программ подготовки «Управление инве- стиционно-строительной деятельностью», «Эксплуатация и реконструкция зданий и сооружений» заочной и дистанционной форм обучения, а также для самостоятельной работы по дисциплинам: «Основы научных исследований в строительстве», «Методы решения научно-технических задач в строительстве», «Планирование и организация эксперимента».

Рецензент: канд. экон. наук В.М. Мясникова

УДК 69:519.22(075.8) ББК38:22.172я73 Г 681

Минимальные системные требования: Windows XP, Vista, MS Office

©Т.Е. Гордеева, О.А. Мамаева, 2021

©Самарский государственный технический университет, 2021

2

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ТЕКСТЕ

Научная деятельность (научно-исследовательская) – деятель-

ность, направленная на получение и применение новых знаний.

Фундаментальные научные исследования – экспериментальная или теоретическая деятельность, направленная на получение новых знаний об основных закономерностях строения, функционирования и развития человека, общества, окружающей среды.

Прикладные научные исследования – исследования, направлен-

ные преимущественно на применение новых знаний для достижения практических целей и решения конкретных задач.

Поисковые научные исследования – исследования, направлен-

ные на получение новых знаний в целях их последующего практического применения.

Научно-техническая деятельность – деятельность, направлен-

ная на получение, применение новых знаний для решения технологических, инженерных, экономических, социальных, гуманитарных и иных проблем, обеспечения функционирования науки, техники и производства как единой системы.

Экспериментальные разработки – деятельность, которая осно-

вана на знаниях, приобретенных в результате проведения научных исследований или на основе практического опыта, и направлена на сохранение жизни и здоровья человека, создание новых материалов, продуктов, процессов, устройств, услуг, систем или методов и их дальнейшее совершенствование.

Научный и (или) научно-технический результат – продукт научной и (или) научно-технической деятельности, содержащий новые знания или решения и зафиксированный на любом информационном носителе.

Научная и (или) научно-техническая продукция – научный и

(или) научно-технический результат, в том числе результат интеллектуальной деятельности, предназначенный для реализации.

3

Научно-техническая задача – задача предметного уровня, решение которой осуществляется известными научными методами предметного уровня. Соответственно различным видам деятельности это может быть инженерно-техническая, экономическая, технологическая, юридическая, гуманитарная или какая-либо другая задача.

Метод – совокупность приёмов или операций практического или теоретического освоения действительности, подчинённых решению конкретной задачи.

Научный метод – разработанный в результате научной деятельности метод, опубликованный в научном издании.

4

ВВЕДЕНИЕ

Повышение эффективности и качества строительства требует постоянного совершенствования методов проектирования, применения новых эффективных материалов, конструкций, технологических приемов, способов ремонта и реконструкции объектов недвижимости.

Висследовательской деятельности в строительной сфере различают научные и научно-технические исследования.

Научная задача характеризуется четкостью и конкретностью требуемых результатов, заданных исходных данных. Научная задача может быть оценочной и (или) оптимизационной.

Внаучной задаче что требуется и что дано задаются в формализованном виде, причём обычно:

а) что требуется характеризуется указанием:

– в задаче предметного уровня – что именно оценить либо оптимизировать (минимизировать или максимизировать);

– в задаче методологического уровня – что разработать (в области технических наук – обычно метод, методы, методику, научнометодические основы), обеспечивающее оценку либо оптимизацию объекта методологического или предметного уровня;

б) что дано представлено исходными переменными величинами, характеризующими предмет исследования или разработки.

Впростейшем случае поиск решения научной задачи сводится к научно обоснованному выбору наиболее подходящего метода или методики из множества известных.

Методы и методики относят к известным, если они опубликованы, или неизвестным, если они не опубликованы.

Вболее сложных случаях поиск решения научной задачи сводится к попыткам найти искомое решение комбинированием известных или усовершенствованием известных решений, иначе остаётся единственный путь – разработка нового метода или методики.

Результат решения научной задачи является научно-методическим, может быть ориентирован на использование как в научной, так и в практической деятельности.

5

При решении научно-технической задачи значения исходных данных и требуемые результаты обычно являются конкретными, получаемыми в интересах практической деятельности:

–что требуется излагается путём перечисления названий величин, конкретные значения которых должны быть определены в результате решения задачи;

–что дано характеризуется исходными данными в виде конкретных количественных и качественных значений задаваемых величин (показателей), основанных на фактах.

Специалист-практик, решающий научно-техническую задачу, применяет способ решения по справочнику, нормативной литературе или по другим доступным источникам. Отсутствие способа решения преодолевается за счёт искусства нахождения решения при конкретных условиях обстановки.

Результат решения научно-технической задачи представляет собой вполне конкретный практический результат, который характеризуется вполне определёнными значениями переменных, полученными при тех или иных заданных значениях исходных данных.

Учебно-методическое пособие содержит основные методики и разобранные примеры решения конкретных задач, что дает возможность обучающимся ориентироваться в существующих методиках исследования и позволит получить необходимую помощь в самостоятельной работе не только в период обучения, но и в дальнейшей производственной деятельности.

Учебно-методическое пособие направлено на развитие навыков выполнения исследования и анализа полученных результатов для выработки грамотных рекомендаций по практическому использованию

впрофессиональной деятельности.

Данное пособие может быть востребовано магистрантами, обучающимися по другим направлениям подготовки, а также аспирантами.

6

1.ИЗВЕСТНЫЕ МЕТОДИКИ ПРИНЯТИЯ

ИВЫРАБОТКИ РЕШЕНИЙ

Каждому решению научно-технической задачи соответствует конкретный (один из известных) способ (или комбинация способов) решения.

Способ решения задачи – метод, методика или алгоритм, с помощью которого получается результат решения задачи.

Процесс принятия решения можно разбить на три этапа: поиск информации, поиск и нахождение альтернатив и выбор лучшей альтернативы.

Краткая характеристика существующих способов выработки решений приведена ниже.

Научный метод – это целенаправленный подход, путь, посредством которого достигается объективное познание действительности. Это система подходов и способов, направленная на приобретение научных знаний, отвечающая предмету и задачам данной науки. Основная функция метода – внутренняя организация и регулирование процесса познания или практического преобразования того или иного объекта.

В сфере науки метод формируется сознательно и целенаправленно. Научный метод только тогда соответствует своему статусу, когда он обеспечивает адекватное отображение свойств и закономерностей предметов внешнего мира.

Научному методу свойственны следующие признаки:

1)ясность или общедоступность;

2)отсутствие стихийности в применении;

3)направленность или способность обеспечивать достижение цели;

4)плодотворность или способность достигать не только намеченные, но и не менее значимые побочные результаты;

5)надежность или способность с высокой степенью достоверности обеспечивать желаемый результат;

6)экономичность или способность давать результат с наименьшими затратами средств и времени.

7

Характер метода существенно определяется:

–предметом исследования;

–степенью общности поставленных задач;

–накопленным опытом и другими факторами.

Методы, подходящие для одной области научных исследований, оказываются непригодными для достижения целей в других областях.

Вто же время мы являемся свидетелями многих выдающихся достижений как следствий переноса методов, хорошо зарекомендовавших себя в одних науках, в другие науки для решения их специфических задач. Наблюдаются, таким образом, противоположные тенденции дифференциации и интеграции наук на основе применяемых методов.

Любой научный метод разрабатывается на основе определенной теории, которая, таким образом, выступает его предпосылкой. Эффективность и сила того или иного метода обусловлены содержательностью и глубиной той теории, на основе которой он формируется.

Всвою очередь метод используется для углубления и расширения теоретического знания как системы. Таким образом, теория и метод тесно взаимосвязаны: теория, отражая действительность, трансформируется в метод посредством разработки вытекающих из нее правил, приемов, операций – методы способствуют формированию, развитию, уточнению теории, ее практической проверке.

Мозговой штурм – оперативный метод решения проблемы на основе стимулирования творческой активности, при котором участникам обсуждения предлагают высказывать как можно большее количество вариантов решения, в том числе самых фантастичных. Затем из общего числа высказанных идей отбирают наиболее удачные, которые могут быть использованы на практике. Является методом экспертного оценивания. Метод был изобретён одним из основателей рекламной компании BBDO Алексом Осборном и описан в его книге «Как придумать» (англ. How to Think Up) в 1942 году.

Плюсы:

–оперативность;

–большое количество решений за минимальный срок;

8

–возможность взглянуть на задачу с разных сторон;

–выход за пределы стереотипов при решении задач;

–исключение критики;

–простота освоения метода. Минусы:

–непредсказуемость результата;

–отсутствие реально осуществимых предложений на выходе.

Влияние организационного процесса. Основные этапы мозго-

вого штурма включают следующее.

Постановка проблемы – предварительный этап. Он подразумевает чёткую формулировку проблемы, отбор участников и распределение их ролей (ведущего, помощников и т. д.). Распределение, в свою очередь, зависит от специфики проблемы и формы, в которой будет проводиться штурм.

Основной этап – генерация идей. Для эффективной работы необходимо соблюдать следующие правила.

1.Максимальное количество идей, без любых ограничений.

2.Принимаются даже фантастические, абсурдные и нестандартные идеи.

3.Идеи можно и нужно комбинировать и улучшать.

4.Не должно быть никакой критики или оценивания предлагаемых идей.

Заключительный этап – отбор, систематизация и оценка идей. На этом этапе проводится оценка и критика идей, предложенных на втором этапе.

Теория решения изобретательских задач – основана изобрета-

телем и писателем-фантастом Генрихом Альтшуллером в 1946 году. ТРИЗ является методологией, набором инструментов, базой знаний и технологией моделирования для генерации инновационных идей и решений проблем. ТРИЗ предоставляет инструменты и методы для формулирования проблемы, системного анализа, анализа отказов и паттернов эволюции (от «как есть» до «как должно быть»). В отличие

9

от методики мозгового штурма (в котором неупорядоченно формулируются идеи и варианты решения проблемы), целью методики ТРИЗ является создание алгоритмического подхода к изобретению новой системы или улучшения старой.

Метод Дельфи – методика, позволяющая с помощью опросов, интервью, мозговых штурмов добиться максимального консенсуса при определении правильного решения. Анализ с помощью дельфийского метода проводится в несколько этапов, результаты обрабатываются статистическими методами. Базовым принципом метода является то, что некоторое количество независимых экспертов (часто несвязанных и не знающих друг о друге) лучше оценивает и прогнозирует результат, чем структурированная группа (коллектив) личностей. Позволяет избежать открытых столкновений между носителями противоположных позиций, так как исключает непосредственный контакт экспертов между собой, и, следовательно, групповое влияние, возникающее при совместной работе и состоящее в приспособлении к мнению большинства. Даёт возможность проводить опрос экстерриториально, не собирая экспертов в одном месте (например, посредством электронной почты).

Решение принимается в два этапа. На первом этапе каждый исследователь отвечает индивидуально в письменной форме. На втором этапе организационная группа сводит мнения экспертов воедино.

Латеральное мышление – это умение мыслить нестандартно, нешаблонно, используя максимальное количество подходов к решению задачи, которые довольно часто игнорируются человеческим логическим мышлением. Автором методики является британский врач Эдвард де Боно. Одна из его методик «Метод шести шляп»:

1.Белая – информационная: что мы имеем на данный момент, чего нам сейчас не хватает, различные факты, цифры, всевозможная информация, относящаяся к решаемой задаче.

2.Красная – эмоциональная: любые чувства и эмоции, имеющие отношение к решаемой проблеме, подсказки интуиции, предчувствия.

3.Зеленая – творческая: генерирование новых идей и предложений, поиск нестандартных решений.

10