Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методология и практика планирования эксперимента в России. Монография
.pdf
английской) выводятся в списке работ автора как отдельные публикации и для каждой из них отдельно определяется число цитирований. В эту базу попадают публикации из российских периодических
изданий, появившихся в основном с 2005 г.
На два издания монографии [148, 151] за 2006–2010 гг. получены
214 ссылок. Далее приведено распределение ссылок по годам:
1971 (1-е изд.)………….. – 3 5 4 7
1976 г. (2-е изд.)……….. 26 35 40 48 46
2006 г. 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г.
На второе издание приходится 91,1 % ссылок, на первое издание –
8,9% ссылок. Распределение ссылок по 10 направлениям науки и
техники приведено ниже, %:
Распределение ссылок по направлениям науки и техники приве-
дено ниже, %:
Материаловедение .............................. 19,9 Транспорт ............................... 5,5
Информатика ...................................... 9,9 Машиностроение ................... 5,5
Сельскохозяйственные орудия .......... 9,4 Экология ................................. 5,5
Агрономия и агрохимия ..................... 8,8 Гидротехника ......................... 5,0
Пищевая промышленность ................ 6,6 Медицина ................................ 3,9
На долю этих направлений приходится около 80% всех ссылок.
В отличие от информации, полученной на первых двух этапах
планирования эксперимента, где преобладала цитируемость книг по
химии и химической технологии, в данном случае такого преобладающего направления выделить не удалось. Может быть, это три
направления, связанные с производством продуктов питания (24,8%):
сельскохозяйственные орудия, агрономия
и агрохимия, пищевая
промышленность. По экологии и медицине ранее заметного цитирования не было. Далее приведен краткий комментарий по распределению публикаций по направлениям науки и техники.
Химия и химическая технология – это своего рода Alma Mater
планирования эксперимента. На примерах из химии была показана
эффективность методов планирования эксперимента и их статистическая
корректность. На этих примерах учились первые планировщики эксперимента 1960-х годов. За короткий срок методы планирования эксперимента проникли во все разделы химии и химической
81
технологии. В этом смысле весьма показателен специальный выпуск
Журнала Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева
(1980, том 25, №1), посвященный двадцатилетию планирования эксперимента в нашей стране. В нем представлены обзорные статьи по
многим направлениям химии и химической технологии.
Журналы, представляющие химическую и химико-технологиче-
скую тематику уже в XXI в. разнообразны: «
Журнал аналитической
химии», «Заводская лаборатория», «Журнал прикладной химии»,
«Химическая технология», «Химическая промышленность сегодня»,
«Энциклопедия инженера-химика», Journal of Applied Chemistry.
Есть статьи по агрохимии («Агрохимия»), пищевой химии («Пиво и
напитки»), технологии герметиков («клеи, герметики, технологии»),
синтезу полимеров, электрохимии, спектроскопии («Оптика и спектроскопия»), ингибиторам («Коррозия: материалы, защита»).
Нефтехимия, нефтепереработка и технология нефти и газа
выделяются в самостоятельную группу и представлены своими журналами: «Нефтяное хозяйство»; «Нефтепереработка и нефтехимия.
Научно-технические достижения и передовой опыт».
Металлургия и металловедение также относятся к старейшим областям планирования эксперимента, известным с начала 1960-х годов.
Спектр журналов по этой тематике довольно широк: «Металлург»,
«Металлы», «Черные металлы», «Все материалы. Энциклопедический
справочник», «Литейное производство», «Производство проката»,
«Металлообработка», «Упрочняющие технологии», Russian metallurgy
(Metally), «Трение и износ», Journal of Friction and Wear.
Металловедение – один из разделов материаловедения, и здесь,
если речь шла о планировании эксперимента, лидирующее место занимали стройматериалы.
Строительные материалы и строительство. Строительные
материалы занимают весьма скромное место и тематически представлены в журналах совместно со строительством: «Строительные
материалы», «Цемент и его применение», «Новые огнеупоры», «Гидротехническое строительство», «Ремонт: восстановление, модернизация», «Строительство и архитектура».
Биология и медицина также не новички в планировании экспери-
мента. Достаточно вспомнить, что на биофаке МГУ с 1975 г. работал
сам лидер планирования эксперимента в нашей стране – В. В. Налимов, возглавляя лабораторию планирования
эксперимента. Что же
82
можно сказать о современных работах по планированию эксперимента
в этих предметных областях? Найдено несколько работ по генетике,
терапии, хирургии, химиотерапии, биомеханике, антибиотикам, стоматологии. Они опубликованы в журналах: «Альгология», «Вестник
хирургии им. И. И. Грекова»; «Антибиотики и химиотерапия»; «Стоматология для всех». Очень интересны приложения, относящиеся к медицине и безопасности
труда. Статьи опубликованы в журналах: «Медицина труда», Безопасность жизнедеятельности», «Медицина труда и
промышленная экология», «Российский журнал биомеханики».
Сельское хозяйство заняло в данном исследовании одно из лидирующих мест по числу статей, числу журналов и разнообразию тематики. Это, прежде всего, сельскохозяйственная техника: «Тракторы и
сельхозмашины», «Механизация и электрификация сельского
хозяйства». Работы по обработке почвы и исследованию ее свойств опубликованы в «Почвоведении», по изучению мира растений – в «Растениеводстве». Проведены исследования по получению и обработке
пищевых продуктов, в частности, молока. В некоторых журналах
подчеркнут их региональный признак: «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки», «Аграрная наука Евро-Северо-Востока»,
«Нива
Поволжья». В отдельную группу можно выделить проблемы
мелиорации и водного хозяйства: «Мелиорация и водное хозяйство»,
«Водное хозяйство России», «Водоснабжение». В некоторых журналах широкого научного профиля также содержатся статьи сельскохозяйственного содержания, например, в двух номерах журнала «Молодой ученый». По вопросам почвоведения издается журнал
«Еuгаsian Soil Sсience». Для освещения
наиболее важных научных и
технологических проблем сельского хозяйства предназначен журнал
«Достижения науки и техники АПК».
Рыболовство и рыбная промышленность не относятся к традиционным областям планирования эксперимента. Было очень отрадно
убедиться в существовании положительной тенденции в расширении
областей применения методов планирования эксперимента: журналы
«Рыбпром: технологии и оборудование для переработки
водных био-
ресурсов», «Рыбоводство и рыбная промышленность».
Лесоводство тоже можно отнести к областям применения мето-
дов планирования эксперимента (журналы «Лесоведение», Лесоводство», «Приволжский научный журнал»). Интересна работа, в которой использована функция желательности для обобщения многих
83
откликов: «Оценка состояния лесных экосистем в водоохранных и
рекреационных зонах с использованием функции желательности».
Экология представлена журналами «Поволжский экологический
журнал», «Приволжский научный журнал», «Медицина труда и промышленная экология», «Безопасность жизнедеятельности», «Экология и промышленность России».
Машиностроение и приборостроение. Эта многогранная область
занимает в обзоре почетное место по числу статей
и количеству журналов. Она начинается с заготовительного производства (кузнечноштампового‚ литейного и других производств) и завершается электронной техникой (проектирование и технология электронных средств).
Журналы «Вестник машиностроения», «Технология машиностроения»,
«Сборка в машиностроении и приборостроении», «Электронная техника», «Проектирование и технология электронных средств». К этой области можно отнести производство
станков и инструментов (журнал
«СТИН»)‚ «Трение и износ», Journal of Friction and Wear.
Транспорт представлен всеми своими видами: наземным, воздуш-
ным и водным. Отсюда и довольно большое число журналов, в которых
опубликованы статьи по планированию эксперимента. В этой, далеко не
традиционной для планирования эксперимента, области имеются журналы «Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока
»,
«Транспорт: наука, техника и управление», «Эксплуатация морского
транспорта», «Речной транспорт (ХХI в.)», «Строительные и дорожные
машины», «Полет. Общероссийский научно-технический журнал»,
«Морской вестник», «Ученые записки ЦАГИ».
Энергетика. Первое слово в этой области принадлежало МЭИ. В
большом зале этого института прошли все 10 Всесоюзных конференций по планированию эксперимента и автоматизации
научных
исследований (1964–1992 гг.). Руководителем работ по планированию эксперимента здесь был Герман Карлович Круг – один из лидеров в этой области, много сделавший для развития планирования
эксперимента в нашей стране, в частности, в системе высшего образования. В интересующей нас области статьи по планированию эксперимента были опубликованы в журналах: «
Промышленная энерге-
тика», «Электрика», «Электричество».
Другие области применения планирования эксперимента: метрология («Измерительная техника»), разведка недр, геология и буровая
техники («Разведка и охрана недр», «Буровая техника», «География и
84
природные и ресурсы»), производство холода («Вестник Международной академии холода»), экономика («Вестник Инжекона. Серия
экономика»), предпринимательство («Российское предпринимательство»), текстильная промышленность («Технология текстильной
промышленности»).
К редким применениям планирования эксперимента можно отнести работы, опубликованные в журналах «Оборонный комплекс –
научно-техническому прогрессу России», Труды Оренбургского института (филиала) Московской государственной юридической ака
-
демии, «Спецтехника и связь».
Большинство публикаций носит прикладной характер, но некоторые работы имеют и методологическое значение.
Анализ журналов показал, что круг потенциальных авторов и читателей достаточно широк: от академических научных сотрудников
(«Известия Российской академии наук. Теория и системы управления», «Известия Самарского научного центра Российской академии
наук») до
инженеров-производственников («Справочник. Инженерный журнал с приложениями», «Энциклопедия инженера-химика»,
«СТИН», «Химическая промышленность», «Технология текстильной
промышленности», «Промышленная энергетика» и др.). Много журналов предназначено для работников высших учебных заведений.
например «Известия высших учебных заведений. Горный журнал»,
«Вестник Казанского технологического университета» и др. [152].
Получены также данные по цитируемости монографии
по Интернет-версии Web of Science компании Thomson Corp. (США), в которой
собирается информация из примерно 10 000 наиболее важных журналов всего мира. Эта информация – из базы данных (БД) Science
Citation Index по естественным и техническим наукам, БД Social
Science Citation Index по социальным наукам, БД Arts & Humanities
Citation Index по искусству и гуманитарным наукам, за период 1972–
2010 гг. Базы данных включают сведения и из отечественных
журна-
лов (их число примерно на два порядка меньше числа изданий РИНЦ).
Всего было получено 511 ссылок, из них 183 ссылки на издание
1971 г., 279 ссылок на издание 1976 г., 49 ссылок на монографию на
английском языке.
85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, мы совершили путешествие протяженностью в пятьдесят
лет. Надо ли подводить итоги? Ведь пятьдесят лет – цифра хоть и
красивая, но произвольная. Мы думаем, что говорить об итогах всетаки стоит, как и намечать перспективы. Дело в том, что, как мы знаем, всякое развитие во времени можно описать кривой логистического
типа. Эта кривая имеет четыре характерных отрезка: становление,
нормальный рост, зрелость, стагнация. Дальше возможно либо обновление, которое, как показал Дирек де Солла Прайс [153], ведет к
описанию процесса развития кривой эскалации, либо гибель и забвение. Мы оптимисты и не верим в гибель планирования эксперимента,
тем более в скорую гибель.
римента прошло в нашей стране все четыре фазы логистической кривой роста. Первая фаза – возникновение направления. Еще опубликовано малое число работ и число исследователей, работающих в нем,
тоже невелико. К этой фазе можно отнести, пожалуй, 1960–1962 гг.
Вторая фаза – период нормального роста и развития идей. Эта
отличается быстрым ростом числа публикаций, а скорость роста числа участников отстает от скорости роста публикаций. К ней можно
отнести время с 1963 по 1985 гг., однако такое деление условно. Третья фаза – период эксплуатации идей, зрелость. Это время приблизительно с 1985 по 1991 г. Появляются сборники, учебники, много второстепенных работ.
Четвертая фаза – период насыщения, стaгнация, возможен распад
направления на несколько микрообластей [154]. В монографии [155]
третья и четвертая фазы определяются как период адаптационного
торможения, вызванный перегруженностью системы информационными потоками. Фазы отдельных направлений можно также определить анализом кривых накопления публикаций. Четвертая фаза, видимо, началась в
1991 г. Пока трудно точно сказать, когда именно
она закончится, все зависит от процесса смены парадигм, о котором
мы сейчас поговорим подробнее.
Приведенный в работе материал позволяет выдвинуть гипотезу о
переходе в наши дни планирования эксперимента к последним двум
фазам развития научных направлений. Эта гипотеза не отвергается
развитием технометрики, биометрики, хемометрики…
были получены важные результаты: разработка представлений о
За прошедшие 50 лет планирование экспе-
фаза
Скорость роста числа публикаций снижается.
В первой фазе
86
критериях оптимальности планирования, достигнут синтез квазиоптимальных планов, наблюдался «взрывной» рост прикладных работ, состоялось создание мощного «незримого» коллектива, разработаны программы по подготовке кадров, опубликованы первые работы по применению наукометрии. А далее, в соответствии с общими
представлениями, темпы развития отечественных исследований по
планированию эксперимента заметно снизились. К тому же
ряд
научных подразделений, работавших в этой области, был сокращен,
другие были переориентированы на другую тематику и пр. [156].
Всякий рост связан с преодолением трудностей. Проф.
В. В. Налимов выделил несколько причин, затрудняющих развитие
теоретико-методологических исследований по планированию эксперимента. Одна из них – загромождение науки интуитивными решениями, не поддающимися теоретизации.
Другая опасность – решение
теоретических задач, направленные на приложения, но они не находят применения. Быстро растет разрыв между теоретическими наработками и их практическим использованием. А так как эти решения
часто носят частный характер, их результаты не представляют интереса и с позиций математики. Подобная теоретизация не сопровождается ростом культуры
в обработке и представлении экспериментальных результатов. Наконец, опасна и излишняя детализация многих проблем. Стали развиваться направления с большой детализацией. (Например, по неполноблочным сбалансированным и несбалансированным планам опубликованы сотни работ, но не практическое
использование стимулировало их появление. Остается неясным,
представляют ли они интерес с позиций чистой математики [24].)
В отношении прикладных исследований опасения возникают в
связи со слабым использованием планирования эксперимента в области качества. Если ранее представления о качестве связывались с созданием систем качества для получения продукции с заданными параметрами, то теперь форменная революция в этой области затронула культуру, идеологию и другие социальные области.
Ранее
уже отмечалась важная роль в создании систем качества
концепции японского статистика Г. Тагути. В связи с важностью
данного вопроса рассмотрим его несколько подробнее. Тагути предложил решать проблемы качества при получении нового продукта
еще на этапе научных исследований, до начала производства и продолжать заниматься ими до стадии утилизации отходов
после окон-
87
чания эксплуатации. На всех этапах проводится оптимизация на основе методов планирования эксперимента. Оптимизация осуществляется с учетом принципа робастности (robust – устойчивый). Смысл
данного подхода – создание производства, устойчивого к спонтанным колебаниям неуправляемых воздействий. Использование этой
концепции дает огромный экономический эффект. В США, Великобритании, Германии, Канаде и в ряде других стран
созданы организации по обучению специалистов прогрессивным методам обеспечения качества, организации консультаций для фирм, внедряющих эти
методы, проведению конференций и пр. У нас нет ничего похожего
на эту деятельность. Почему?
Наши представления о развитии идей и методов планирования
эксперимента хорошо согласуются с концепцией Т. Куна, рассматривающей научные революции, «
нормальную» науку и парадигмы
[157]. Под парадигмой он понимает систему правил (стандартов)
научной деятельности. До возникновения парадигмы нет общих
представлений, концепций, теорий. Парадигма опирается на фундаментальные научные достижения и выполняет познавательные
функции (отбирает и решает проблемы) и нормативные функции
(указывает, какие методы могут быть использованы для решения
проблемы).
Пока нет
парадигмы, нет и науки в общепринятом смысле слова. Это
предпарадигмальное состояние, а как только парадигма возникла – появляется и наука, возникает постпарадигмальное состояние. Это период
становления в нашей терминологии. Далее следует стадия нормальной науки, нормального роста: использование теорий для решения
проблем, выдвигаемых парадигмой. Затем наступает зрелость, с течением
времени накапливаются аномалии, которые нельзя разрешить
принятыми методами. Наступает кризис, т.е. рост переходит в стагнацию. Если эти аномалии могут быть разрешены в рамках другой
парадигмы, то совершается переход от первой парадигмы ко второй.
Это означает научную революцию [49].
Каждая парадигма основана на определенных познавательных
установках, или эвристиках. Такой методический подход
позволяет
ответить на вопросы о важности тех или иных исследований, о типе
знаний, которые должны быть получены, о способах получения этих
знаний и пр. Познавательные установки определяют процедуры доказательства и обоснования, объяснения и описания, построения и
88
организации знания. На каждом этапе развития науки преобладают
те или иные познавательные установки. Изменения в сложности изучаемых объектов вызывают и изменения в господствующих эвристиках. На этот процесс влияют социокультурные факторы и мировоззренческие взгляды, преобладающие в культуре эпохи. Однако старые эвристики не исчезают совсем. Они трансформируются, мимикрируют
, приспосабливаются к новым познавательным установкам.
Познавательные установки можно классифицировать и комбинировать многими способами. Так, можно говорить о детерминированных и стохастических установках. Последовательный детерминизм
категорически отрицает любые проявления случайности и все ее
проявления относит к несовершенству и неполноте наших знаний.
Индетерминизм, стохастический подход, напротив, полагает, что мир
имеет вероятностную
природу, а проявляемые и обнаруживаемые
нами закономерности лишь случайно складываются из множества
случайных событий и процессов. Конечно, нам не дано разрешить
эту дилемму, поэтому, видимо, мы должны пользоваться прагматическими соображениями, которые весьма относительны. Мы думаем,
что мир движется к принятию, скорее, вероятностной парадигмы.
Само появление планирования экспериментов служит косвенным
аргументом
в пользу такой позиции.
Другой срез возникает при использовании синтетических или
аналитических подходов к исследованию объектов. Целостный холистический подход не разрушает изучаемый объект, но делает его исследование гораздо более трудным. Гораздо проще сначала разрезать
лягушку, а затем спокойно изучать устройство ее лапок. Редукционизм – удобная штука, жаль, что
не всегда годится. Веками из науки
выжигали любые признаки субъективизма, провозглашая объективность одним из приоритетов науки, но даже в элементарных научных
измерениях так и не удалось отделить объект от субъекта. Классическая научная традиция всегда стремилась выделить объект исследования, так сказать, в чистом виде, чтобы привходящие обстоятельства не
вуалировали картины, нарушая воспроизводимость результатов. Существовало табу на изучение невоспроизводимых результатов. само исследование можно было строить индуктивно – от частного к общему, или наоборот, дедуктивно – от общего к частному. К
сожалению в эмпирических науках дедуктивный подход не работал,
поэтому появился даже термин «дедуктивные науки», т.е. науки, ко-
89
торые не имеют отношения к практике. Постоянно прилагались усилия для придания индуктивному подходу хотя бы некоторых свойств
дедуктивного. Можно полагать, что появление контрольных карт
Шухарта – одна из последних попыток такого рода. В этом случае
пришлось предъявить особые требования статистической стабильности к изучаемой системе.
К наиболее распространенным познавательным установкам отно
сятся редукция (аналитический подход), поиск причинноследственных связей, изучение воспроизводимых явлений, устранение фактора субъективности наблюдателя и пр. Это парадигма детерминизма, доминирующая в науке со времен Ньютона. Она постепенно сменяется вероятностно-кибернетической парадигмой, отличающейся вниманием к специфике целостных свойств объекта, поиском редких явлений, их описанием с
позиций разных наблюдателей и т.д. Познавательные установки детерминизма не отменяются, к
ним добавляются новые.
Из определения кибернетики как науки об общности управления в разнообразных системах (технических, биологических, социальных и т.д.) не
следует, что это принципиально новая область знания, основанная на
вероятностном подходе. С позиций детерминизма отдельная наука
об
управлении не нужна. Самостоятельная задача об управлении возникает только при недостаточности детерминистического описания.
По одному из определений парадигма – это «охранный» механизм
в науке. Он способствует концентрации усилий в разрешенных научных направлениях и препятствует развитию исследований в непродуктивных направлениях. С позиций представителей традиционной
парадигмы планирование эксперимента – непродуктивное
направле-
ние [94].
При развитии отечественных исследований по планированию эксперимента среди противников этого направления встречались научные сотрудники высокого ранга. Этот факт можно объяснить тем,
что исследователям, добившимся успехов в одной системе представлений, психологически труднее допустить возможность получения
эффективных результатов в другой системе. К этому вопросу имеет
отношение и концепция
отечественного математика и психолога
В. А. Лефевра (работающего ныне в США) [158].
Лефевром введено представление о двух фундаментальных этических системах и математически установлена связь между способами
-
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]