Что можно автоматизировать (компьютеризировать) в эксперименте?
Что можно автоматизировать (компьютеризировать) в эксперименте с помощью компьютерных технологий?
Рассмотрим основные этапы эксперимента.
Идея эксперимента, разработка его методики. Проектирование и изготовление экспериментальной установки. Эти моменты безусловно относятся к творческому процессу и автоматизировать что либо на этом этапе практически невозможно.
Проведение собственно эксперимента. Сбор экспериментальных данных, запись их на машинные носители информации. Контроль параметров, первичная обработка данных. На этом этапе все операции выполняются по заранее известным алгоритмам. Этап полностью автоматизируется.
Вторичная обработка данных. Выработка математических моделей, подбор формул, оценивание погрешности эксперимента, создание баз данных и подготовка отчетов. Этап автоматизируется частично, в основном при математической обработке, при этом тип математической модели и программа обработки выбираются самим экспериментатором.
Анализ результатов. Принятие решения о завершении эксперимента или о коррекции плана нового эксперимента (планирование эксперимента) Этап автоматизируется частично.
Вывод: Автоматизировать можно лишь то, что допускает описание программным алгоритмом. Вся рутинная работа на этапах проведения эксперимента, включая планирование и обработку данных, может и должна быть поручена системе автоматизации.
Что нужно для проведения автоматизированного эксперимента?
Какие этапы эксперимента автоматизируются
Этапы автоматизации исследований.
В научных исследованиях обычно выделяют десять основных этапов, подлежащих автоматизации (рис. 9.1).
Рис. 9.1. Этапы научных исследований (а) и структурная схема модульной системы автоматизации (б):
На основе теоретических расчетов и гипотез (1) экспериментатор планирует проведение эксперимента (2), выбирает необходимые методы и средства автоматизации измерений, а также определяет потребности в разработке новых средств (3).Создание систем автоматизации ведется специалистами в соответствии с требованиями эксперимента и в тесном контакте с заказчиками.
Этап настройки аппаратуры (4), ее проверки осуществляют совместно с заказчиком на примере типовых задач из данного класса. После отладки системы проверяют ее инструментальные характеристики и калибруют. На этапе измерений и накопления экспериментальных данных (5) требуется текущий контроль за информацией (6), который осуществляют на экранах дисплеев с помощью ЭВМ. В отдельных задачах осуществляют оперативную обработку и принятие решений (7) в целях отбора и сжатия данных для последующего анализа, в других — вводят режим управления ходом эксперимента по результатам обработки. На следующем этапе систематизируют экспериментальную информацию (8), сравнивают с теоретическими расчетами и гипотезами. На последнем этапе получают научную информацию, которую используют в качестве выводов и рекомендаций для техники, технологии и производства (в прикладных областях исследований), или систематизируют и вводят в информационно-поисковые системы (банки данных) (10) для хранения и последующего доступа (в фундаментальных исследованиях). Затем на основе полученной информации строят новые гипотезы и т. д.
4.Понятия АСУТП и АСНИ.
ПОНЯТИЕ АСУТП и АСНИ
Энергия
Продукт
Вторичная энергия
Вторичная продукция
Исходный продукт
ТП – технологический процесс.
АСУТП - Автоматизированная Система Управления Технологическим Процессом.
АСУИ - Автоматизированная Система Управления Испытаниями.
АСНИ - Автоматизированная Система Научных Исследований.
ОБОБЩЕННАЯ СХЕМА АСНИ и АСУТП
Внешняя среда
АСУТП - автоматизированные системы управления технологическими процессами. Например, такая система управляет работой станка с числовым программным управлением (ЧПУ), процессом запуска космического аппарата и т.д.
АСНИ - автоматизированная система научных исследований - программно-аппаратный комплекс, в котором научные приборы сопряжены с компьютером, вводят в него данные измерений автоматически, а компьютер производит обработку этих данных и представление их в наиболее удобной для исследователя форме.