|
5.2. Экспериментал режалаштиришнинг математик назарияси муам-молари ҳақида умумий маълумот
Битта параметр ўзгартириладиган, қолганлари маълум қийматларида
махкамланган бир омилли экспериментларда кўп сонли тажрибаларни ўтказиш талаб этилади. Бунда тадқиқот қилинаётган ходиса ёки объектга ҳар бир омилнинг алоҳида таъсири ўрганилади. Бу ҳар доим ҳам
мақбуллаштирилаётган объектга омиллар таъсирининг умумий тасаввурини
бермайди. Бундан ташқари бир омилли эксперимент усули кўп вақт, меҳнат ва маблағ талаб қилади. Эксперимпентни режалаштириш усулларини қўллаш на фақат тажрибалар сонини асосли қисқартириш имконини беради, шу билан бирга энг асосийси мақбуллаштирилаётган объектга маълумотларни
йўқотмаган ҳолда омилларнинг ўзаро ва уларнинг умумий таъсирини аниқлаш имконини беради. Экспериментни режалаштириш кўп материал, меҳнат сарфларисиз тадқиқотни кейинги босқичларда давом эттириш йўлини белгилаб беради.
Ушбу мавзу ҳақида берилган тушунтиришлар асосида бакалаврларга
бевосита тажрибаларни ташкил қилиш учун ўқитувчи томонидан масалалар
тақдим этилади. Бундай ёндошиш усули тингловчиларга экспериментни
режалаштиришнинг умумий услубларини етарлича тўла ўзлаштириб олиш
имконини беради ва уларга танлаган битирув ишларида қўйилган
муаммоларни мустақил чуқур ўрганишга имкон яратади.
Eksperimentni rejalashtirish (eksperimental loyihalash texnikasi) bu ekspe-rimentlarni samarali belgilashga qaratilgan tadbirlar majmuidir. Eksperimentni rejalashtirishning asosiy maqsadi eksperimentlarning minimal miqdori bilan maksimal o'lchov aniqligiga erishish va natijalarning statistik ishonchliligini saqlashdir.
Tajribani rejalashtirish optimal sharoitlarni izlashda, interpolatsiya formu-lalarini tuzishda, muhim omillarni tanlashda, nazariy modellarning konstantalarini baholashda va takomillashtirishda va boshqalarda qo'llaniladi. Eksperimentni rejalashtirish usullari zarur testlar sonini minimallashtirishga, ularning turiga va natijalarning talab qilinadigan aniqligiga qarab tadqiqotlarni o'tkazish uchun oqilona tartib va shartlarni belgilashga imkon beradi. Agar biron sababga ko'ra testlar soni allaqachon cheklangan bo'lsa, unda usullar bu holda natijalar aniqligi taxminiyligini beradi. Usullar sinov ob'ektlari xossalarining sochilishining tasodifiy xususiyatini va ishlatilgan uskunalarning xususiyatlarini hisobga oladi. Ular ehtimollar nazariyasi va matematik statistika metodlariga asoslangan.
Eksperimentni rejalashtirish bir qator bosqichlarni o'z ichiga oladi:
1. Tajriba maqsadini belgilash (xususiyatlarini, xossalarini aniqlash va h.k.) va uning turini (identifikatsiyalash, nazorat qilish, taqqoslash, tadqiqotlash) o’rna-tish.
2. Eksperiment o'tkazish shartlarini aniqlashtirish (amaldagi yoki mavjud uskunalar, ishlash shartlari, moliyaviy resurslar, xodimlarning soni va shtatlari va boshqalar). Sinov turini tanlash (normal, tezlashtirilgan, laboratoriya sharoitida qisqartirilgan, stendda, ko'pburchakli, to'liq miqyosli yoki operatsion).
3. Dastlabki (apriori) ma'lumotni yig'ish va tahlil qilish asosida kirish va chiqish parametrlarini aniqlash va tanlash. Kirish parametrlari (omillar) deterministik, ya'ni ro'yxatdan o'tgan va boshqariladigan (kuzatuvchiga bog'liq) va tasodifiy, ya'ni ro'yxatdan o'tgan, ammo boshqarib bo'lmaydigan bo'lishi mumkin. Ular bilan bir qatorda, o'rganilayotgan ob'ekt holatiga o'lchov natijalarida sistematik yoki tasodifiy xatolarni keltirib chiqaradigan qayd qilinmagan va boshqarib bo'lmaydigan parametrlar ta'sir qilishi mumkin. Bu o'lchash uskunalarini xatolari, eksperiment paytida o'rganilayotgan ob'ekt xususiyatlarining o'zgarishi, masalan, materialning eskirishi yoki uning eskirishi, xodimlarning ta'siri va boshqalar.
4. O'lchash natijalarining (chiqish parametrlari) talab qilinadigan aniqligini, kirish parametrlarining mumkin bo'lgan o'zgarishlar maydonini o'rnatish, ta'sir turlarini aniqlashtirish. O'rganilayotgan namunalar yoki ob'ektlarning turi, ularning holati, qurilmasi, shakli, o'lchamlari va boshqa xususiyatlari jihatidan haqiqiy mahsulotga moslik darajasi hisobga olingan holda tanlanadi.
Aniqlik darajasini belgilashda ushbu eksperimental ma'lumotlardan foydalanishda ob'ektni ishlab chiqarish va ishlatish shartlari ta'sir qiladi. Ishlab chiqarish sharoitlari, ya'ni ishlab chiqarish imkoniyatlari eng yuqori darajada aniqlikni cheklaydi. Ish sharoitlari, ya'ni ob'ektning normal ishlashini ta'minlash shartlari aniqlik uchun minimal talablarni belgilaydi.
Eksperimental ma'lumotlarning aniqligi, shuningdek, sinovlar hajmiga (soniga) bog'liqdir - testlar qancha ko'p bo'lsa, (bir xil sharoitlarda) natijalarning ishonchliligi shunchalik yuqori bo'ladi. Bir qator holatlar uchun (oz sonli omillar va ularning tarqalish qonuniyati bilan) oldindan talab qilinadigan minimal miqdordagi testlarni hisoblash mumkin, ularning bajarilishi kerakli aniqlik bilan natijalar olishga imkon beradi.
5. Reja tuzish va tajriba o'tkazish - testlar soni va tartibi, ma'lumotlarni yig'ish, saqlash va hujjatlashtirish usuli.
Agar bir xil eksperiment davomida bitta ob'ektni o'rganishda kirish parametrlari (omillar) turli xil qiymatlarni qabul qilsa, sinov tartibi muhim ahamiyatga ega. Masalan, yuk darajasining bosqichma-bosqich o'zgarishi bilan charchoq testida chidamlilik chegarasi yuklanish ketma-ketligiga bog'liq, chunki zarar har xil tarzda to'planib qoladi va shuning uchun chidamlilik chegarasining boshqa qiymati bo'ladi.
Bir qator holatlarda, muntazam ravishda ishlaydigan parametrlarni hisobga olish va boshqarish qiyin bo'lganda, ular tasodifiy testlarga o'tkaziladi, xususan tasodifiy sinov tartibini (eksperiment randomizatsiyasi) ta'minlaydi. Bu natijalarni tahlil qilishda statistikaning matematik nazariyasi usullarini qo'llashga imkon beradi.
Sinovlarni o'tkazish tartibi kashfiyot tadqiqotlari jarayonida ham muhimdir: tanlangan harakatlar ketma-ketligiga qarab, ob'ekt yoki ba'zi bir jarayon parametrlarining optimal nisbati bo'yicha eksperimental qidirishda ko'p yoki oz tajribalar talab qilinishi mumkin. Ushbu eksperimental masalalar optimal echimlarni raqamli qidirishning matematik masalalariga o'xshaydi. Fibonachchi usuli, oltin nisbati usuli kabi bir o'lchovli izlanishning eng yaxshi ishlab chiqilgan usullari (bitta omilli bir mezonli masalalar).
6. Eksperimental natijalarni statistik qayta ishlash, o'rganilayotgan xususiyatlar hatti-harakatining matematik modelini qurish.
Qayta ishlashga ehtiyoj, natijalarning qolgan qismidan qat'i nazar, individual ma'lumotlarni tanlab tahlil qilish yoki ularning noto'g'ri ishlov berilishi amaliy tavsiyalar qiymatini pasaytiribgina qolmay, balki noto'g'ri xulosalarga olib kelishi bilan bog'liq. Natijalarni qayta ishlash quyidagilarni o'z ichiga oladi:
• ma'lum statistik ishonchlilik uchun chiqish parametrlari (eksperimental ma'lumotlar) qiymatlarining o'rtacha va farqining (yoki standart og'ishining) ishonch oralig'ini aniqlash;
• shubhali natijalarni keyingi tahlillardan chiqarib tashlash uchun xato qiymatlar (yuqori ko'rsatkichlar) yo'qligini tekshirish. U tanlovi tasodifiy o'zgaruvchining tarqalish qonuni va emissiya turiga bog'liq bo'lgan maxsus mezonlardan biriga muvofiqligi uchun amalga oshiriladi;
• eksperimental ma'lumotlarning ilgari kiritilgan apriori tarqatish qonuniga muvofiqligini tekshirish. Bunga qarab eksperimentning tanlangan rejasi va natijalarni qayta ishlash usullari tasdiqlanadi, matematik modelni tanlash belgilanadi.
Matematik modelni qurish o'rganilayotgan kirish va chiqish parametrlarining o'zaro bog'liq miqdoriy xususiyatlarini olish zarur bo'lgan hollarda amalga oshiriladi. Bu taxminiy muammolar, ya'ni eksperimental ma'lumotlarga eng mos keladigan matematik munosabatlarni tanlash. Ushbu maqsadlar uchun bitta (chiziqli bog'liqlik, regressiya chizig'i) yoki bir nechta (chiziqli bo'lmagan bog'liqliklar) kengayish shartlarini (Furye va Teylor qatorlari) saqlagan holda ketma-ket kerakli funktsiyani kengaytirishga asoslangan regressiya modellari qo'llaniladi. Regressiya chizig'ini o'rnatish usullaridan biri bu keng qo'llaniladigan eng kichik kvadratlar usuli.
Faktorlarning yoki chiqish parametrlarining o'zaro bog'liqlik darajasini baholash uchun sinov natijalarining korrelyatsion tahlili o'tkaziladi. O'zaro bog'liqlik o'lchovi sifatida korrelyatsiya koeffitsienti qo'llaniladi: mustaqil yoki chiziqli bo'lmagan bog'liq tasodifiy o'zgaruvchilar uchun u nolga teng yoki yaqin, uning biriga yaqinligi esa miqdorlarning to'liq o'zaro bog'liqligini va ular orasidagi chiziqli munosabat mavjudligini ko'rsatadi.
Jadval shaklida keltirilgan eksperimental ma'lumotlarni qayta ishlash yoki ulardan foydalanishda oraliq qiymatlarni olish zarurati tug'iladi. Buning uchun chiziqli va chiziqli bo'lmagan (polinomial) interpolatsiya (oraliq qiymatlarni aniqlash) va ekstrapolyatsiya (ma'lumotlar o'zgarishi oralig'idan tashqarida joylashgan qiymatlarni aniqlash) usullari qo'llaniladi.
7. Olingan natijalarni tushuntirish va ulardan foydalanish bo'yicha tavsiya-larni shakllantirish, tajriba tartibini takomillashtirish.
Mehnat intensivligini pasaytirish va sinov vaqtini qisqartirish avtomat-lashtirilgan eksperimental komplekslardan foydalanish orqali amalga oshiriladi. Bunday majmua rejimlarni avtomatlashtirilgan sozlash bilan ishlaydigan stendlarni (haqiqiy ish rejimlarini simulyatsiya qilishga imkon beradi) o'z ichiga oladi, natijalarni avtomatik ravishda qayta ishlaydi, statistik tahlil va hujjatlarni tadqiq qiladi. Ammo bu ishlarda muhandisning mas'uliyati ham katta: aniq sinov maqsad-lari va to'g'ri qabul qilingan qaror mahsulotning zaif tomonini aniq topishga, iterasiya jarayonining takrorlanishiga sarflanadigan xarajatlarni kamaytirishga imkon beradi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
