Факультет экономики и менеджмента
кафедра экономики и маркетинга
РЕФЕРАТ
на тему: «Планирование эксперимента»
Выполнил ______________ _______________
студент группы (подпись, дата) (Ф.И.О.)
ЭПМ-98'а
Проверил ________________ ______________
(подпись, дата) (Ф.И.О.)
Донецк - 2008
Содержание
Введение
1. Классификация, виды и задачи экспериментов
2. Стратегия и тактика экспериментов
3. Основы планирования экспериментов, выбор факторов
4. Методы и способы измерений, погрешности измерений
5. Использование вычислительной техники в научных исследованиях
Резюме
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Важнейшей составной частью научных исследований является эксперимент, основой которого является научно поставленный опыт с точно учитываемыми и управляемыми условиями. Основной целью эксперимента является выявление свойств исследуемых объектов, проверка справедливости гипотез и на этой основе широкое и глубокое изучение темы научного исследования.
В данной работе будут рассмотрены основные понятия науки планирования эксперимента: задачи, виды, цели, стратегия, тактика, методика экспериментов; определение и виды факторов, их выбор и требования к ним, а также методы, способы и средства измерений.
ЗАДАЧИ И ВИДЫЭКСПЕРИМЕНТОВ
Наука – сфера исследовательской деятельности, направленная на получение новых знаний о природе, обществе и мышлении. В настоящее время развитие науки связано с разделением и кооперацией научного труда, созданием научных учреждений, экспериментального и лабораторного оборудования[4, с. 6].
Эксперимент в ходе развития науки выступал мощным средством исследования явлений природы и технических объектов. Но лишь сравнительно недавно он стал предметом исследования. Пристальное внимание ученых и инженеров к тому, как лучше и эффективней проводить эксперимент, возникло не случайно, а является следствием достигнутого уровня и масштаба экспериментальных работ на современном этапе развития науки и техники. Этот этап с рассматриваемой точки зрения характеризуется ростом общего числа проводимых экспериментальных работ; увеличением количества специалистов, занимающихся экспериментальной деятельностью; существенным усложнением объектов исследования и используемого экспериментального оборудования; тенденцией к удлинению среднего времени экспериментирования и удорожанию исследований; начавшаяся процессом внедрения средств и систем автоматизации эксперимента.
|
|
Известно, что новая наука может возникнуть, если существует объективная необходимость ее появления и имеется предмет новой науки, представляющий общенаучный интерес. Сказанное в полной мере относится и к теории планирования эксперимента. Предмет исследования этого научного направления– эксперимент. Однако особенности планирования, постановки эксперимента рассматриваются и в физике, и в химии, и в прикладных науках. Для того, чтобы эксперимент стал предметом исследования отдельного научного направления, необходимо, чтобы он характеризовался некоторыми чертами, общими для любого эксперимента независимо от того, в какой конкретной области знаний эксперимент проводится. Такими общими чертами эксперимента является необходимость:
|
|
1) контролировать любой эксперимент, т.е. исключать влияние внешних переменных, не принятых исследователем по тем или иным причинам к рассмотрению;
2) определять точность измерительных приборов и получаемых данных;
3) уменьшать до разумных пределов число переменных в эксперименте;
4) составлять план проведения эксперимента, наилучший с той или иной точки зрения;
5) проверять правильность полученных результатов и их точность;
6) выбирать способ обработки экспериментальных данных и форму представления результатов;
7) анализировать полученные результаты и давать их интерпретацию в терминах той области, где эксперимент проводится[3, с. 5-6].
Как и в любом сформировавшемся научном направлении, в теории планирования эксперимента выработалась определенная система основополагающих понятий и терминов. Приведем наиболее важные из них.
Объект исследования есть носитель некоторых неизвестных и подлежащих изучению свойств и качеств.
Планирование эксперимента – это процедура выбора числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью[2, с. 14].
Принципы, положенные в основу теории планирования эксперимента, направлены на повышение эффективности экспериментирования, т.е.
- стремление к минимизации общего числа опытов;
- одновременное варьирование всеми переменными, определяющими процесс, по специальным правилам – алгоритмам;
- использование математического аппарата, формализующего многие действия экспериментатора;
- выбор четкой стратегии, позволяющей принимать обоснованное решение после каждой серии экспериментов.
|
|
Задачи, для решения которых может использоваться планирование эксперимента, чрезвычайно разнообразны.
Поиск оптимальных условий, построение интерполяционных формул, выбор существенных факторов, оценка и уточнение констант теоретических моделей, выбор наиболее приемлемых из некоторого множества гипотез о механизме явлений, исследование диаграмм – свойство – вот примеры задач, при решении которых применяется планирование эксперимента. Можно сказать, что там, где имеет место эксперимент, есть и наука о его проведении – планирование эксперимента[2, с. 15].
Основной целью эксперимента являются выявление свойств исследуемых объектов, проверка справедливости гипотез и на этой основе широкое и глубокое изучение темы научного исследования.
Постановка и организация эксперимента определяют его назначение. Эксперименты, которые проводятся в различных отраслях науки, являются химическими, биологическими, физическими, психологическими, социальными и т.д.
Они различаются:
По способу формирования условий:
- естественные;
- искусственные.
По целям исследования:
- преобразующие;
- констатирующие;
- контролирующие;
- поисковые;
- решающие.
По организации проведения:
- лабораторные;
- натурные;
- полевые;
- производственные и т.д.
По структуре изучаемых объектов и явлений:
- простые;
- сложные.
По характеру внешних воздействий на объект исследования:
- вещественные;
- энергетические;
- информационные.
По характеру взаимодействия средства экспериментального исследования с объектом исследования:
- обычный;
- модельный.
По типу моделей, исследуемых в эксперименте:
- материальный;
- мысленный.
По контролируемым величинам:
- пассивный;
- активный
По числу варьируемых факторов:
- однофакторный;
- многофакторный.
По характеру изучаемых объектов или явлений:
- технологические;
- социометрические.
Конечно, для классификации могут быть использованы и другие признаки[4, с. 245].
Для проведения эксперимента любого типа необходимо: разработать гипотезу, подлежащую проверке; создать программы экспериментальных работ; определить способы и приемы вмешательства в объект исследования; обеспечить условия для осуществления процедуры экспериментальных работ; определить способы и приемы вмешательства в объект исследования; обеспечить условия для осуществления процедуры экспериментальных работ; разработать пути и приемы фиксирования хода и результатов эксперимента (приборы, установки, модели и т.п.); обеспечить эксперимент необходимым обслуживающим персоналом[4, с. 252].