Визначення сфери дослідження

Велике значення для проведення експерименту має попередній ретельно виконаний аналіз сфери дослідження. Повне уявлення про всі фактори, які можуть подіяти на об’єкт дослідження і всю інформацію, яку можна отримати від нього, дасть можливість правильно спланувати свої дії, уникнути методичних помилок і більш цілеспрямовано і з меншими витратами досягнути поставленої мети.

Визначити сферу експерименту – означає встановити усі діючі фактори, правильно вибрати змінні фактори, визначити їх рівні та вибрати вихідні параметри. Цю роботу проводять на основі апріорної інформації, отриманої при вивченні літературних джерел з теми дослідження. У процес дослідження вводять і в подальшому контролюють всі фактори, вплив яких або встановлений, або тільки припускається. Кількість таких факторів повинна бути якомога більшою. Чим менша кількість факторів, що залишилась поза увагою дослідника, тим меншими будуть похибки результатів дослідів. Фактори, що впливають на процес, доцільно розділити на групи для окремих елементів, які беруть участь у процесі, що досліджується, наприклад, для матеріалів, обладнання, умов протікання процесу і т.д. Такий підхід дає можливість більш повно врахувати дані фактори та доповнювати їх список у процесі аналізу сфери дослідження. Наприклад, елементами процесу склеювання є матеріал, який склеюється, клеючі матеріали та умови склеювання. Фактори, що відносяться до матеріалу, який склеюється, є порода деревини, її вологість, температура, напрямок волокон, структура та шорсткість поверхні. Фактори, які характеризують клей: марка смоли, її в’язкість, концентрація, життєздатність, температура, вид та кількість затверднювача. До умов склеювання можна віднести: спосіб нанесення клею на поверхню деревини, витрати клею, час відкритої витримки, час закритої витримки, температура та тиск при пересуванні, час витримки під тиском, час витримки після склеювання. Список вказаних факторів можна доповнити залежно від конкретних умов склеювання.

Наступним етапом є вибір та обгрунтування постійних та змінних факторів. Вибір змінних факторів повинен забезпечити вирішення певних науково-технічних задач, поставлених в дослідженні. Кількість таких факторів повинна бути мінімальною, але достатньою для вирішення конкретних наукових проблем. При виборі змінних факторів потрібно врахувати керування ними. Якщо керування рівнями фактору обмежене або неможливе, то його слід віднести до групи постійних факторів.

Керуючись попередньо зібраною інформацією про процес, який досліджується та задачами дослідження, встановлюють для змінних факторів межі їх зміни – найменші та найбільші значення.

Зміну факторів залежно від умов дослідження вибирають в широких або вузьких межах. Якщо досліджується вплив температури взагалі на міцність склеювання, то межі вибирають широкими, наприклад, від 60 до 150 ⁰С. Якщо таке дослідження виконують для пресу з паровим підігрівом плит, то межі беруть вузькими – від 120 до 135 ⁰С. При виборі меж фактору потрібно врахувати, що зміна фактору в цих межах повинна викликати помітну зміну вихідного параметра. Крім цього, якщо передбачається екстремум функції, то потрібно прагнути, щоб межі зміни фактору змогли його виявити.

Межі зміни фактору розділяють на інтервали. Інтервали можуть бути рівними або нерівними. Якщо дослідження планують за класичним способом, то вибір кількості інтервалів і їх величини проводиться дослідником довільно і обмежується з одного боку точністю одержаних результатів (чим більша кількість інтервалів, тим точніші результати) та об’ємом досліджень з другого боку (із збільшенням кількості інтервалів збільшується кількість дослідів). При використанні математичних методів планування експерименту, як кількість інтервалів, так і значення факторів в інтервалах точно визначені.

Для кожного з постійних факторів визначають рівень, на якому він повинен бути стабілізований. Рівень в цьому випадку вибирають у межах можливих значень фактора в реальних умовах з урахуванням технічних і технологічних можливостей обладнання, засобів вимірювань, технічних умов на матеріали.

Про вплив змінних факторів судять за наслідками вихідного параметру. Вибір вихідних параметрів залежить від мети та задач дослідження і в кожному конкретному випадку повинен бути обгрунтований з технічних та економічних міркувань. Неправильний вибір вихідного параметра може знецінити всю проведену роботу.

У дослідженнях оптимізаційного характеру, коли метою роботи є знаходження мінімуму або максимуму вихідного параметра (в цьому випадку його називають параметром оптимізації), правильний його вибір має особливе значення. В багатьох випадках можливий вибір декількох параметрів оптимізації процесу; оптимальний за одним параметром, може бути неоптимальний за іншим. Наприклад, процес склеювання, оптимальний щодо міцності, тобто такий, що забезпечує максимальну в даних умовах міцність склеювання, не обов’язково буде забезпечувати мінімальну собівартість.

Дата добавления: 2015-07-11