Разработка плана-программы эксперимента
Методология эксперимента
Методология эксперимента – это проект эксперимента, который включает в себя:
- разработку плана- программы эксперимента;
- оценку измерений и выбор средств для проведения эксперимента;
- проведение эксперимента;
- обработку и анализ экспериментальных данных
Наиболее сложной проблемой является правильная формулировка вопросов, связанных с построением плана эксперимента. Разработка плана- программы эксперимента включает в себя выбор варьируемых факторов, переменных, характеризующих объект исследования. Устанавливаются основные и второстепенные характеристики, влияющие на исследуемый процесс. Все эти переменные классифицируют по убывающей важности, степени влияния на процесс. Выбирают переменные, наиболее существенно влияющие на процесс. Планируют диапазон и шаг изменения этих переменных при проведении исследований.
Каждый исследователь стремится сделать эксперимент более дешевым, уменьшить число переменных в любом эксперименте, поскольку это ускоряет его работу и делает ее более экономичной. Вначале необходимо составить план его проведения. В процессе проведения эксперимента проводится наладка экспериментальной системы, обнаружение неполадок, формируются требования к точности измерений. С этой задачей непосредственно связана проверка приемлемости, точности получаемых результатов.
В процессе любого эксперимента необходимо анализировать получаемые результаты, и давать их интерпретацию, получить аналитические зависимости, удобные для дальнейшего использования.
Инженерные эксперименты классифицируются по различным признакам: по числу переменных, влиянию внешних переменных, характеру взаимодействия этих переменных и т.д. Эксперименты могут отличаться друг от друга, но фактически планирование, проведение и анализ всех экспериментов осуществляется в одинаковой последовательности. Каким бы сложным ни был тот или иной эксперимент, представляемые результаты эксперимента по форме мало отличаются (хотя могут отличаться по качеству) от обычных отчетов по лабораторным работам, выполняемым в институте по таким темам, как исследование гидравлического сопротивления труб, теплопередачи в теплообменнике и т.п.
Каким бы сложным эксперимент ни казался, он заканчивается представлением результатов, формулировкой выводов и выдачей рекомендаций в виде графиков или кривых, математических формул или номограмм, таблиц, статистических данных.
Статистические показатели могут давать информацию о всей совокупности данных и об изменчивости отдельных элементов совокупности, достоверности, точности получаемых данных, доверительном интервале получаемых результатов.
В процессе инженерного эксперимента необходимо подумать о последовательности и шаге изменений переменных,- о шаге варьирования переменной в интервале измеряемых значений, о выполнении повторных измерений, когда точность полученных результатов сомнительна, и даже о выборе самих переменных.