лекции по метрологии. Лекции по метрологии, стандартизации и сертификации. Метрология основные термины, применяемые в метрологии

• Название: Метрология основные термины, применяемые в метрологии
• Анкор: лекции по метрологии
• Дата: 07.12.2021
• Размер: 0.61 Mb.
• Имя файла: Лекции по метрологии, стандартизации и сертификации.doc
• Тип: Курс лекций; #295442
• страница: 13 из 18

Планирование эксперимента

Любому виду испытания предшествует план эксперимента.
Планирование экспериментов — проведение специально спланированных исследований, опирающихся на статистическую обработку данных, для получения результатов с определенным уровнем доверия. Эти данные затем могут быть использованы для проверки их соответствия определенному стандарту или сравнительной оценки нескольких систем.Специальная организационная подготовка и условия, в которых должны быть проведены эксперименты, носят название планирования экспериментов, а само планирование осуществляется с целью определения условий, при которых должны выполняться эксперименты.

В планировании экспериментов используются преднамеренные изменения в исследуемой системе, применяется статистическая оценка этих изменений в данной системе. В результате появляется возможность определения основных характеристик системы или исследования влияния одного или нескольких факторов на эти характеристики. Информация, полученная в результате запланированного эксперимента, может быть использована для создания математической модели, описывающей изучаемые характеристики системы в зависимости от исходных данных.

Планирование включает:
выбор установленных правил отбора образцов;
определение объема выборки и продолжительности времени испытаний;
выбор критериев приемки.

При проверке или оценке изучаемой характеристики существует риск выработки неправильных решений из-за случайного характера полученных результатов. Это относится к оценкам, сделанным вопреки требованиям описываемого стандарта и, что более важно, при сравнении двух или более систем. Планирование экспериментов позволяет получить оценки с определенной достоверностью результатов, т.е. уровнем доверия.
Другим преимуществом планирования экспериментов является относительная эффективность и производительность при исследовании влияния (если такое имеется) различных факторов и взаимосвязи между ними. Эффективность метода особенно проявляется при работе с комплексными процессами, которые охватывают большое число потенциальных факторов воздействия. Дальнейшие результаты оценки, сделанные на основании выполняемых экспериментов, могут быть представлены с определенным уровнем доверия и необходимой точностью.

При исследовании системы существует риск ошибочного предположения о влияющих причинах на основании случайной корреляции между двумя или более переменными. Риск неправильного предположения может быть уменьшен при использовании принципов планирования экспериментов.

9. Методы и программы испытаний

Метод испытания — установленные технические правила проведения испытаний.

Надежность — вероятность удовлетворительного выполнения определенной функции или функций в заданных условиях места и времени.

Модели, применяемые для количественных оценок надежности, зависят от типа надежности:

• 
  надежность мгновенного действия;
  
• 
  надежность при нормальной эксплуатационной долговечности;
  
• 
  чрезвычайно продолжительная эксплуатационная надежность.
  

Основные этапы испытаний на надежность как определительных, так и контрольных:

• 
  планирование, организация и проведение испытаний;
  
• 
  анализ и обработка информации.
  

Организация и проведение испытаний предусматривают:

• 
  установление порядка и выбор условий испытаний;
  
• 
  обеспечение порядка при испытаниях;
  
• 
  соблюдение необходимых условий при испытаниях;
  
• 
  осуществление контроля за наблюдаемыми параметрами
  в процессе испытаний;
  
• 
  фиксацию отказов и т.д.
  

Проведение испытаний организует либо головная организация по государственным испытаниям, либо одна из сторон — заказчик, разработчик или производитель. При проведении испытаний необходимо обеспечить их единство, т.е. необходимую точность, воспроизводимость и достоверность результатов испытаний.

При измерениях с целью испытания продукции проводится их проектирование:

• 
  постановка задачи;
  
• 
  описательная статистика;
  
• 
  выбор показателей точности измерений;
  
• 
  выбор числа измерений, метода и СИ;
  
• 
  планирование экспериментов;
  
• 
  проверка гипотез;
  
• 
  анализ измерений;
  
• 
  анализ возможностей процессов;
  
• 
  регрессионный анализ;
  
• 
  анализ надежности;
  
• 
  выборочный контроль;
  
• 
  составление контрольных карт;
  
• 
  моделирование;
  
• 
  построение доверительных интервалов;
  
• 
  анализ временных рядов.
  

Все эти вопросы отражаются в методике выполнения измерений(МВИ).

Для оценки надежности применяются статистические модели и методы.

Модель регрессионного анализа — зависимость отклика от количественных факторов и ошибок наблюдения отклика:
а) модель регрессионного анализа, линейная по параметрам— функция отклика есть линейная комбинация базисных функций от факторов;

б) полиномиальная модель регрессионного анализа — линейная по параметрам, задаваемая полиномом по факторам;
в) модель регрессионного анализа первого порядка — задаваемая полиномом первого порядка по факторам;
г) модель регрессионного анализа второго порядка — задаваемая полиномом второго порядка по факторам.
Модель дисперсионного анализа — зависимость отклика от качественных факторов и ошибок наблюдений отклика.
Метод случайного баланса — метод отсеивания факторов, основанный на использовании сверхнасыщенных планов со случайным выбором сочетаний уровней факторов.
Метод крутого восхождения — метод экспериментальной оптимизации, сочетающий полный или дробный факторный эксперимент с движением по градиенту функции отклика.
Эволюционное планирование — метод экспериментальной оптимизации, сочетающий многократное использование дробных и полных факторных планов с движением по градиенту функции отклика и предназначенный для совершенствования производственных объектов.

Последовательный симплексный метод — метод экспериментальной оптимизации, основанный на сочетании насыщенного плана, заданными вершинами симплекса с последовательным отражением наихудшей вершины относительно противоположной грани (насыщенность плана — свойство плана, задающееся разностью между числом точек спектра плана и числом оцениваемых параметров модели).

Регрессионный анализ — статистический метод анализа и обработки экспериментальных данных при воздействии на отклик только количественных факторов, основанный на сочетании метода наименьших квадратов и статистической проверки гипотез.

Дисперсионный анализ — статистический метод анализа и обработки экспериментальных данных при воздействии на отклик только количественных факторов, основанный на использовании техники статистической проверки гипотез и представлении общей вариации экспериментальных данных в виде суммы вариаций, обусловленных исследуемыми факторами и их взаимодействиями.

Метод ковариационного анализа — статистический метод анализа и обработки экспериментальных данных при воздействии на отклик как количественных, так и качественных факторов, основанный на сочетании элементов регрессионного и дисперсионного анализа.