Опорник

засобів спостережень і комплексу прийомів математичного опрацьовування результатів спостережень.

Проблемибувають:

глобальні

національні

регіональні

галузеві

міжгалузеві

Тема наукового дослідження є складовою частиною проблеми, і хоча результати досліджень тієї або іншої теми дають відповідь на вужче питання, проте вони необхідні для вирішення проблеми в цілому.

Харчова промисловість є багатогалузевою і включає понад двадцять різноманітні виробництва. Для підвищення ефективності певної галузі необхідне подальше удосконалення технологічних процесів, технологічного, енергосилового устаткування і засобів автоматизації. Тому в харчовій промисловості існують як загальні, так ігалузеві науково-технічні проблеми.

До загальних проблем належать: інтенсифікація і оптимізація технологічних процесів; створення прогресивної технології і високопродуктивного устаткування; створення і дослідження систем і засобів автоматизації, створення безвідходних виробництв і заводів без промислових стоків; розробка нових методів дослідження процесів із застосуванням сучасних засобів.

Серед проблем, які виникають під час експериментального дослідження технологічних процесів, варто виділити оптимізацію процесів по багатьох технологічних чинниках, математичний опис технологічних процесів з метою упровадження автоматизованих систем управління технологічними процесами (АСКТП).

3. Основні стадії науково – дослідних робіт і їх організація.

Науково-дослідніроботи(НДР)класифікуютьзарізнимиознакамиі видами. За ступенем важливості досліджень для сучасної системи

господарювання НДР класифікують:

•роботи, яківиконуються задержавним планом;

•роботи, яківиконуються зазавданнямміністерстві відомств;

•роботи, які виконуються за планом науково-дослідних організацій. Залежно від джерел фінансування НДР розділяють на держбюджет

(фінансуються з державного бюджету) і госпдоговірні (фінансуються за договорами, які укладають науково-дослідні організації з організаціямизамовниками, які використовують НДР впевнійгалузі промисловості).

За цільовим призначенням НДР бувають три видів - теоретичні, прикладні і розробки.

Теоретичні дослідження направлені на отримання глибших знань про закони природи і пояснення об'єктивних зв'язківміж явищами.

Прикладні дослідження направлені на створення нових видів техніки або удосконалення існуючі, отримання нових матеріалів.

Мета пошукових досліджень - знаходження принципово нових шляхів створення технології і техніки. їх продовженням є науково-дослідні роботи прикладного характеру.

Основні стадії науково-дослідної розробки такі:

розробка технічного завдання на проведення НДР;

розробка технічної пропозиції;

проведення теоретичніі

експериментальнихдосліджень;

оформленнярезультатівНДР;

ухваленнянауково-досліднихрозробок.

Організаціядослідження.Експериментальні дослідження підрозділяються на лабораторнихі виробничих.

Лабораторні експерименти проводять із застосуванням типових приладів, спеціальнихмоделюючихустановок,стендів.

Проте такі експерименти не завжди повністю моделюють реальний хід досліджуваного процесу, тому виникає потреба в проведенні виробничогоексперименту.

Виробничі дослідження допомагають вивчити процес в реальних умовах з урахуванням впливу різноманітних випадкових чинників виробничого середовища.

Вибір і конкретизація теми. Будь яка науково-дослідна робота починається з вивчення і опрацьовування науково-технічної інформації, це дозволяє обґрунтовано вибрати тему наукового дослідження. При виборі теми необхідно враховувати її актуальність, практичну і теоретичну цінність, новизну, перспективність. Необхідно також враховувати її можливість здійснення або упровадження в існуючих умовах: наявність устаткування, можливість використовування наукового потенціалу суміжних колективів, підготовка виконавців.

Актуальної рахуютьтему, щопотребує першочергового рішення.

Для визначення перспективності тим прикладного призначення застосовують два методи-математичний іметодекспертних оцінок.

Математичний метод заснований на використовуванні різноманітних економічних показників, які визначають перспективність досліджень.

Суть методу експертних оцінок полягає в тому, що плановану тему оцінюють експерти-фахівці.

(розділів), кожна з якої має свій порядковий номер, то таблиці в межах глави нумеруються двома цифрами.

Графіками користуються для наочного зображення кількісної залежності різних явищ процесів і томуподібне.

Графіками користуються в експериментальній роботі для встановлення емпіричного співвідношення між двома величинами. Результати експерименту відкладаються на графіку у вигляді крапок, через які проводиться крива усереднювання (мал. 4.3).

Плавну лінію слід проводити, так, щоб вона, по можливості, проходила по крапках і приблизно однакове число крапок знаходилося з її обидва сторін, а не сполучати їх ламаною лінією (мал. 4.7).

Іноді буває доцільне показати залежність зміни одночасно декількох показників від якогось одного, тобто необхідно на одному графіку відтворити функції:-у =/(х); у2 =/(х); у3 =/(х) і так далі У такому разі на графіку паралельно будують дві і більше осей координат, кожна з яких визначає зміну різних величин і має свою ціну поділок. Подвійними, потрійними і так далі на графіку можутьбути як абсциса, так іордината (мал. 4.9).

Мета експерименту - одержати деяку числову величину, тому точність при обчисленнях важлива так само, як і при вимірюваннях.

Правила роботи із значущими цифрами. При опрацьовуванні

результатів фізичних і физико-хімічних вимірювань і різноманітних Обчислень необхідно стримуватися правил роботи із значущими цифрами.

Велика кількість значущих цифр характеризує не точність результатів, а лише невміння виконавця поводитисяз результатами вимірювань.

1.Число знаків в результаті, одержаному при досвіді, повинне указувати на точність вимірювання, причому передостанній знак повинен бути точним, а останній - наближеним.

2.Арифметичнідії наднаближеними числамиповодяться такимчином:

а) при додаванні (але відніманні) зберігають після коми стільки значущих цифр, скільки їх є в числі, зміряному з якнайменшою точністю;

б) при підйомі в ступінь і добуванні коріння зберігають в результаті обчислення стільки значущих цифр, скільки їх є в числі, яке підноситься в ступіньабоє упідкореневого числа;

г) при логарифмуванні в результаті обчислення зберігають в мантисі стільки значущих цифр, скільки є їх в числі, якелогарифмується.

3. При округленні наближених чисел або результатів дій над ними розрізняють два випадки:

а) якщо цифра, яка відкидається, менше 5, то попередня цифра, яка залишається, не змінюється;

б) якщо цифра, яка відкидається, дорівнює або більше 5, то цифру, яка залишається в результаті, збільшують на одиницю.

При записах результатів необхідно стежити за тим, щоб всі числові значеннямали однакову кількість значущихцифр.

Наукова стаття, в якій викладається результат експериментального дослідження, пишеться приблизно за таким планом. Спочатку викладається суть досліджуваного питання, потім методика дослідження, експериментальна частина з приведенням результатів дослідження і їх обговорення. Стаття закінчується висновками ісписком використаної літератури.

Зміст статті, форма викладу матеріалу і об'єм залежать як від специфіки, описаних результатів, так і від тематики журналу абозбірки.

Заголовок статті повинен бути стислим і відображати тему дослідження.

Лекція “Системний аналіз як загальний метод наукових досліджень”

План лекції:

1.Загальні відомості про системи і системність світу

2.Основні характеристики систем.

3.Класифікація систем

4.Властивості і закономірності систем

Література:

1.Лямец В.І., Тевяшев А.Д. Системний аналіз. Ввідний курс.: Уч.пособие. -

Харків: ХТУРЕ, 1998. - 252 з.

2.Перегудов Ф.І., Тарасенко Ф.П. Введення в системний аналіз. - М.:

Высш.шк., 1989. - 367 з.

1. Загальні відомості про системи і системність світу

Навколишній світ і діяльність людини, направлені на пізнання і перетворення світу, з погляду сучасної науки, носять системний характер.

Системність світу виражається у вигляді об'єктивно існуючої ієрархії різно організованих, взаємодіючих між собою природних і штучних систем.

Системність мислення полягає у тому, що наші знання представляються у вигляді ієрархічної системи взаємозв'язаних моделей навколишнього світу.

Людина є частиною природи, але її мислення володіє певною самостійністю щодо навколишнього світу. Виникаючі у нього в голові розумові конструкції не обов'язково підкоряються обмеженням реальних конструкцій.

Але: практична реалізація людських устремлінь неминуче вимагає узгодження системності мислення і системності миру. Це узгодження йде по двох напрямах:

пов'язано з практикою пізнання (при цьому йде зближення моделей з реальністю)

пов'язано з практикою перетворення ( мета - наближення реальності до моделей)

реальний

світ

пізнання

Людське

мислення (модель світу)

перетворення

Треба відзначити, що чим краще людиною пізнаний світ, чим точніше його модель, тим вище вірогідність реального перетворення світу.

У тих випадках, коли створена людським мисленням модель далека від реальності, потрібне подальше пізнання світу і тоді:

пізнання

перетворення

Системність є загальною властивістю матеріального світу. Ця властивість можна назвати формою існування матерії. Відомі форми існування матерії — простір, час, рух, структурованість — є приватними аспектами

системності світу.

Виділяють наступніосновні ознаки системності:

•цілісність;

•структурованість;

•взаємозв'язок частин;

•підлеглість частин однієї мети;

•алгоритмічность діяльності (не у математичному, а в логічному значенні). На мал. представлена структурна модель системності світу.

Таким чином, цінність системного підходу, системного аналізу полягає у тому, що він є методикою і практикою цілеспрямованого перетворення як самої людини, так і навколишнього світу.

2.Основні характеристики систем

Удослівному перекладі з грецького термін «система» означає «сполучене, складене з частин». У цьому значенні можна розглядати будьякий об'єкт навколишнього світу як систему. Більш того, всяке явище або проблему також можна представити сукупністю явищ або проблем. Весь Всесвіт, вся оточуюча нас природа є одна велика система, система систем.

Системність є властивість матерії; воно витікає з системності миру. Тому назвати будь-який об'єкт дослідження системою - це сказати про нього все і не сказати нічого.

Системою прийнято рахувати організовану безліч елементів, що є

єдине ціле, володіюче складною внутрішньою будовою і взаємодіюче із

зовнішнім середовищем.

Систему слід розуміти ще і як метод розгляду, як спосіб або засіб рішення проблеми. «Система є віддзеркалення в свідомості дослідника властивостей об'єктів і їх відносин в рішенні задачі дослідження».

Система як об'єкт є безліччю елементів і відносин між ними. Під відносинами мають на увазі структуру, обмеження, інформацію, організацію, зв'язок, з'єднання, взаємозв'язок, кореляцію і т.д.

Якщо А - безліч відповідних елементів,

R - безліч відносин між елементами системи, то можна розглянути систему як впорядковану пару

S = (А, R)

Якщо кінцевим результатом функціонування системи, її критерієм указують мету, то символічно цей вираз можна записати таким чином

S = (А, R, Z)

де Z - сукупність (або структура) цілей.

З математичної точки зору система - це структура, в яку в певні моменти часу вводиться речовина ( об'єкт, енергія ) і з якої в якісь моменти часу щось. Інакше кажучи, в кожен момент часу система одержує деяку вхідну дію U(t) і породжує деяку вихідну величину У (t).

Виходячи з цього визначення системи, слід розглянути такі характеристики системи, як вхід, вихід і процес.

Входом системи вважають все те, що є джерелом живлення або функціонування системи. Виходом називають мету функціонування, результат діяльності системи. Процес - це вид діяльності системи, перетворюючий вхід і вихід, що породжує.

v Фактично,, Z - вихід (мета, результат), R - процес (відносини).

Для того, щоб розглядати об'єкт як систему, необхідно перш за все

виділити його з середовища, яке є оточенням об'єкту.

Середовище - це сукупність об'єктів, що не належать даній системі, але взаємодіючих з нею.

Це те, де утворюється вхід і куди йде вихід.

 це не все те, що оточує, а лише те, що взаємодіє

Межі між системою і середовищем можуть змінюватися залежно від

цілей дослідження і рішення спостерігача включати ті або інші складові в систему або ж віднести їх до середовища.

Для повнішого уявлення про систему також вводять поняття елементу - проста неподільна частина системи. Неподільна не тому, що подальший розподіл неможливий, а тому, що подальшого розподілу не вимагається в рамках поставленої мети.

При багаторівневому розгляді системи в ній виділяють підсистеми, тобто такі частини системи, які складаються з елементів, володіють властивістю цілісності і мають підціль. Якщо для групи елементів не виконується умова цілісності і не визначена мета, то такі групи відносять до

компонентів системи.

Розподіл системи на елементи, підсистеми і компоненти показаний нижче

Елементи системи об'єднується в ціле за допомогою зв'язків, які:

характеризують будову і функціонування системи;

обмежують ступінь свободи елементів ( як тільки елементи вступають в зв'язок один з одним, вони втрачають частину своїх властивостей, які були властиві їм у вільному стані).

Зв'язки характеризуються:

*напрямом (направлені і ненаправлені),

*силою (сильні і слабкі),

*характером (зв'язки підпорядкування, породження, управління, рівноправні).

Для того, щоб система не втрачала своєї цілісності, не розпадалася на частини, сумарна сила зв'язків між елементами системи повинна перевищувати сумарну потужність зв'язків між елементами системи і елементами середовища

Р э... э Ре... ср

Всяка система володіє структурою (від латинського - будова, розташування, порядок), яка відображає різноманіття взаємозв'язків між складовими частинами системи, її будова.

Різні за природою системи можуть мати схожі структури. З другого боку, одна і та ж система може бути представлена різними структурами, що обумовлюються метою вивчення системи, аспектом її розгляду. Структурне зображення можна до певної міри відносити до засобів вивчення системи.

Слід підкреслити, що розподіл системи на підсистеми не є однозначним і вичерпним. Це пов'язано з тим, що існують неоднозначні уявлення про саму систему.

Розрізняють цілі об'єктивні і суб'єктивні.

Мету вважають суб'єктивною, якщо йдеться про бажаний стан системи, в якому досягається результат діяльності системи. Така мета задається людиною; вона повинна бути конкретна і реальна.

Об'єктивними називають такі цілі, які є майбутнім реальним, реалізовуваним природою станом системи.

3. Класифікація систем

Залежно від вирішуваної системної задачі класифікують системи по різних ознаках.

За походженням розглядають системи:

*природні, що виникли в природі без участі людини;

*штучні, створені людиною.

По характеру зв'язків із зовнішнім середовищем системи бувають:

*відкриті, які обмінюються з середовищем масою, енергією або інформацією в процесі свого існування;

*закриті (замкнуті), у яких такого обміну з середовищем не відбувається, а результатом їх функціонування є наростання ентропії (хаосу) системи, що приводить до руйнування системи).

По вигляду впорядкованості (структурованості) розрізняють:

*системи, що базуються на певних типах елементів (живі і неживі елементи, природні або штучні і т.д.);

*системи, що базуються на певних типах відносин (лінійна, ієрархічна, багатоканальна, кільцева, мережева і ін.

структури систем).

По кількості елементів розрізняють системи великі і малі;

по складності відносин (зв'язків) - прості і складні.