Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

 

Выполнила : Фортученко Марина

Группа : МТДб11-1 (Б)

Определение понятия планирование:

 

• Планирование эксперимента – это структурированный подход, к изучению процесса, основанный на проведении статистически подобранного набора опытов с целью определения влияния факторов на выход процесса.

 

Виды планирования:

 

Существуют две составляющие планирования: стратегическое и тактическое планирование.

Стратегическое планирование ставит своей целью решение задачи получения необходимой информации о системе S с помощью модели Мм, реализованной на ЭВМ, с учетом ограничений на ресурсы, имеющиеся в распоряжении экспериментатора. 
 
Тактическое планирование представляет собой определение способа 

Исторический экскурс :

 

• Теория планирования эксперимента сложилась в шестидесятые годы двадцатого века благодаря работам выдающегося английского математика, биолога, статистика Рональда Айлмера Фишера (1890-1962 гг.). Одно из первых отечественных изданий: Федоров В. В.      Теория оптимального эксперимента. 1971 г. Несколько позже сложилась теория и практика планирования имитационных экспериментов.

Виды экспериментов

 

• Однофакторные эксперименты
• Дробнофакторные эксперименты

 

 

• Полнофакторные эксперименты
• Изучение поверхности отклика

 

Для организации экспериментов наиболее важно следующее:

 

• Простота повторений условий эксперимента.
• Возможность управления экспериментом, включая его прерывание и возобновление.
• Легкость изменения условий проведения эксперимента (воздействий внешней среды).
• Исключение корреляции между последовательностями данных, снимаемых в процессе эксперимента с моделью.
• Определением временного интервала исследования модели.

 

Планирование экспериментов имеет следующие цели:

 

1)Сокращение общего времени  моделирования при соблюдении  требований к точности и достоверности  результатов;

2)Увеличение информативности каждого  наблюдения;

3)Создание структурной основы  процесса исследования.

 

Объекты стратегического планирования:

 

• Выходные переменные (отклики, реакции, экзогенные переменные);
• Входные переменные (факторы, эндогенные переменные);
• Уровни факторов.

 

Рис.Кибернетическое представление эксперимента

 

-входные  переменные, факторы;

 

- выходная переменная (реакция, отклик);

 

   -помеха, вызываемая наличием случайных факторов ошибка,;

 

   - модель процесса, протекающего в системе.

 

- модель процесса, протекающего в  системе.

Под математической моделью планирования понимается наука о способах составления экономических экспериментальных данных планов, которые позволяют извлекать наибольшее количество информации об объекте исследования, о способах проведения эксперимента, о способах обработки данных и их использование для оптимизации производственных процессов, а также инженерных расчетов.

Три проблемы решаемые при стратегическом планировании:

 

1) Выбор отклика (реакции), то есть определение, какие величины нужно измерять во время эксперимента, чтобы получить искомые ответы.

2) Выбор (определение) существенных факторов и их сочетаний, влияющих на работу моделируемого объекта. 

3) Выбор значений каждого фактора, называемых уровнями фактора. Число уровней может быть два, три и более.

 

Стадии стратегического планирования:

 

-Определение области применения;

-Установление цели;

-Определение измеряемых выходов;

-Определение варьируемых факторов;

-Определение исследуемых уровней факторов;

-Определить тип эксперимента;

-Сбор данных (проведение эксперимента);

-Анализ данных;

-Подведение итогов;

-Проверка и внедрение результатов.

 

 

1)Определение области применения

 

2)Установление цели

 

• Важно отличать определение проблемы на стадии определения от области применения планирования эксперимента;
• Обосновать необходимость проведения эксперимента;

 

 

• Необходимо установить как точку отсчета;

 

3)Определение измеряемых выходов

 

4) Определение варьируемых факторов

 

• Выбирать наиболее критические показатели или показатели, определенные для контроля заказчиком

 

• Сокращение исследуемых факторов
• Определение исследуемых факторов может проходить с как помощью статистических, так и с помощью эмпирических методов: диаграмма Ишикавы, дерево анализа, XY-матрица и т.д.

5) Определение исследуемых уровней  факторов

 

6) Определить тип эксперимента

 

 

• Определение количества уровней и их значений во многом будет влиять на тип и результаты эксперимента.
• Увеличение количества уровней

 

• На этом этапе строится таблица (матрица) эксперимента.

 

 

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование экспериментаРяд 1

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Категория 1

Категория 2

Категория 3

Категория 4

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование экспериментаРяд 2

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Категория 1

Категория 2

Категория 3

Категория 4

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование экспериментаРяд 3

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Стратегическое планирование эксперимента

Категория 1

Категория 2

Категория 3

Категория 4

Категория 1

Категория 2

Категория 3

Категория 4

 

Ряд 1

Ряд 2

Ряд 3

7) Сбор данных (проведение эксперимента)

 

 

 

8) Анализ данных

 

• Этап проведения эксперимента, сбора информации и заполнения таблицы эксперимента

 

• Проанализировать полученные данные и сфокусироваться на наиболее значимых факторах.

 

9) Подведение итогов

 

10) Проверка и внедрение результатов

 

 

 

• Выводом из результатов проведения эксперимента может стать в зависимости от поставленной цели: определение наиболее значимых факторов, построение регрессионной модели, подбор оптимальных параметров и т.д.

 

 

• Полученный результат следует проверить или валидировать. По завершении валидации можно считать проведенный эксперимент удачным и внедрять результат в процесс.

 

Вывод:

 

• Использование теории планирования эксперимента является одним из путей существенного повышения эффективности многофакторных экспериментальных исследований. Под планированием эксперимента понимают процедуру выбора числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью.
• В  планировании экспериментов применяются в основном планы первого и второго порядков. Планы более высоких порядков используются в инженерной практике редко. В данном реферате было кратко изложена методика составления плана эксперимента для моделей первого порядка и более подробно представлено понятие о планировании второго порядка и построение планов второго порядка 

 

 

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ