Оңтайландыру параметрлері және оларға қойылатын талаптар

№ 1 практикалық сабақ

Жалпы ережелер

Зерттеудің дәстүрлі әдістері үлкен шығындарды, күштер мен құралдарды қажет ететін эксперименттермен байланысты. Өйткені "пассивті" болып саналады, яғни көптеген факторларды өзгеріссіз қалдырып, жеке тәуелсіз айнымалылы факторды өзгертеді. Кейінірек уақытпен басқа факторларды біртіндеп ауыспалы өзгертіп тәжірибелерді жүргізуге негізделген.

Тәжірибелер, әдетте, көп факторлы және шикізат пен материалдардың сапасын оңтайландырумен, технологиялық процестердің оңтайлы жағдайларын іздеумен, жабдықтардың ең ұтымды конструкцияларын жасаумен және т.б. байланысты. Мұндай зерттеулердің объектісі ретінде қызмет ететін жүйелер көбінесе күрделі болып табылады, сондықтан олар ақылға қонымды уақытта теориялық зерттелмейді. Сондықтан, ғылыми-зерттеу жұмыстарының едәуір көлеміне, зерттеу объектілерінің едәуір санын толық зерттеудің нақты мүмкіндігінің болмауына қарамстан, көптеген шешімдер кездейсоқ сипаттағы ақпарат негізінде қабылданады, сондықтан оңтайлы емес.

Жоғарыда айтылғандарға сүйене отырып, зерттеу жұмыстарын жедел қарқынмен жүргізуге мүмкіндік беретін және оңтайлы шешім қабылдауды қамтамасыз ететін жолды табу қажеттілігі туындайды. Осындай жол болып ағылшын статисті Рональд Фишер (жиырмасыншы жылдардың аяғы) ұсынған экспериментті жоспарлаудың статистикалық әдістерін қолдану саналады. Ол алғаш рет кең таралған бір факторлы экспериментпен салыстырғанда барлық факторларды бір уақытта өзгерту орынды екенін көрсетті. ТМД елдерінде экспериментті жоспарлау 1960 жылдан бастап дамып келеді. Егер зерттеуші кіріс айнымалыларын нақты есепке алынған жағдайларда өзгертсе, зерттеу эксперимент болып табылады. Осы кезде кездейсоқ қателіктердің дәлдігіне дейін эксперименттерді қайталап жүргізсе, онда олардың жүрісін басқаруға және нәтижелерін математикалық өңдеп дәл мөлшерлерді алуға мүмкіндік бар.

Экспериментті жоспарлау және талдау зерттеушілер алдында туындайтын әртүрлі мәселелерді шешуге арналған статистикалық әдістердің маңызды саласы болып табылады. Бір жағдайда кіріс айнымалылары (факторлар) мен шығыс айнымалылар (жауаптар) арасындағы себептік байланысты анықтау және тексеру қажет, екіншісінде – процесті жүргізудің оңтайлы шарттарын табу немесе зерттелетін объектілерді салыстыру және т. б. керек.

Экспериментті жоспарлау дегеніміз – мәселені қажетті дәлдікпен шешу үшін қажетті эксперименттер санын және оларды орындау шарттарын таңдау процедурасы. Зерттелетін объектіні анықтайтын барлық айнымалылар бір уақытта арнайы ережелерге сәйкес өзгертіледі. Эксперимент нәтижелері белгілі бір статистикалық қасиеттері бар математикалық модель түрінде ұсынылады, мысалы, модель параметрлерін бағалаудың минималды дисперсиясы.

Көп факторлы экспериментті жоспарлаумен айналыспайтын экспериментаторлар үшін ең көп таралған зерттеу әдісі – бір факторлы эксперимент. Бұндай экспериментте бір фактор бірнеше деңгейде өзгеріп отырады, ал барлық басқа факторлар тұрақты болып қалады. Бұл жағдайда тек бір фактордың әсерін сандық бағалауға болады.

Басқа факторлардың әсерін бағалау мүмкін емес. Зерттелетін фактордың әсері туралы қорытындылар басқа факторлардың бекітілу деңгейіне байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Бұл көбінесе қате ұсыныстарға әкеледі. Жауап бір фактордың функциясы болған жағдайда ғана бір факторлы эксперимент заңды болады.

Алайда, іс жүзінде бір факторлы эксперимент көптеген жағдайда тиімсіз болады. Сол себепті көп факторлы эксперименті жасау тура келеді.

Көп факторлы жоспарларда бір уақытта бірнеше фактор өзгереді, әрқайсысы жеке емес.

Жоспар статистикалық өңдеу кезінде экспериментті жақсы талдауға мүмкіндік болатындай етіп жасалуы керек. Осындайда, зерттелетін факторлардың әсері бар-жоғын тексереді, осы әсерлердің мөлшерін анықтайды (жоқ әсерлерді көрмеу және нақты әсерлерді байқамай қалмау керек), ең аз мәнді әсерді табады және т. б. Эксперименттік бірліктердің біртекті еместігі де, басқа да ескерілмеген факторлардың өзгерісі де нақты факторларды әсерімен қол жеткізген нәтижені өзгерте алмаса, онда ол нәтиже сенімді деп санауға болады.