Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow Планирование и организация эксперимента в легкой промышленности

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ФАКТОРЫ. ВЫБОР ВАРЬИРУЕМЫХ ФАКТОРОВ

Важным этапом подготовки эксперимента является выбор варьируемых факторов.

Фактором называется измеряемая переменная величина, принимающая в некоторый момент времени определенное значение.

Различают основные и второстепенные факторы. Для определения значимости факторов можно использовать метод ранжирования. Затем на основе этого анализа все факторы располагаются в убывающий по значимости ряд для данного эксперимента.

Правильный выбор основных и второстепенных факторов играет важную роль в эффективности эксперимента, поскольку эксперимент и сводится к нахождению зависимостей между этими факторами. Если трудно сразу выявить роль основных и второстепенных факторов, то выполняют небольшой по объему предварительный поисковый эксперимент.

Если какой-либо существенный фактор окажется неучтенным, то это может привести к неприятным последствиям. Если неучтенный фактор произвольно флуктуировал, т.е. принимал случайные значения, которые экспериментатор не контролировал, то это значительно увеличит ошибку опыта. При поддержании фактора на некотором фиксированном уровне может быть получено ложное представление об оптимуме, так как нет гарантии, что фиксированный уровень является оптимальным.

Так же, как и параметр оптимизации, каждый фактор имеет область определения. Фактор считается заданным, если вместе с его названием указана область его определения.

Под областью определения фактора понимается совокупность всех значений, которые в принципе может принимать данный фактор. Совокупность значений фактора, которая используется в эксперименте, является подмножеством из множества значений, образующих область определения.

Область определения может быть непрерывной и дискретной. Однако надо помнить, что для факторов с непрерывной областью определения, таких как температура, время, количество вещества и т.п., всегда выбираются дискретные множества уровней, т.е. ограниченная область. Ограничения могут носить принципиальный либо технический характер.

Факторы классифицируются в зависимости от того, является ли фактор переменной величиной, которую можно оценивать количественно: измерять, взвешивать и т.п., или же он некоторая переменная, характеризующаяся качественными признаками.

Итак, факторы разделяются на количественные и качественные.

Качественные факторы — это разные вещества, технологические способы, аппараты и т.п. Хотя качественному фактору не соответствует числовая оценка, его можно закодировать, присвоив фактору числа натурального ряда.

В ряде случаев граница между понятием качественного и количественного фактора весьма условна. Например, надо установить влияние положения бюкса с пробой ткани в сушильном шкафу на процесс сушки. Можно разделить пол шкафа на квадраты и считать номера квадратов уровнями качественного фактора, определяющего положение бюкса. Вместо этого можно ввести два количественных фактора — ширину и длину пола сушильного шкафа.

Требования, предъявляемые к факторам при планировании эксперимента:

  • 1. Факторы должны быть управляемыми. Это значит, что экспериментатор, выбрав нужное значение фактора, может его поддерживать постоянным в течение всего опыта, т.е. может управлять фактором. В этом состоит особенность «активного» эксперимента, при котором факторы подчиняются воле экспериментатора.
  • 2. Точность замера факторов должна быть максимально высокой. Чтобы точно определить фактор, нужно указать последовательность действий (операций), с помощью которых устанавливаются его конкретные значения (уровни). Такое определение фактора будем называть операциональным. Так, если фактором является давление в аппарате дубления, то необходимо указать, в какой точке и с помощью какого прибора оно измеряется и как оно устанавливается. Введение операционального определения обеспечивает однозначное понимание фактора. Степень точности определяется диапазоном изменения факторов. Например, при изучении процесса, который длится десятки часов, нет необходимости учитывать доли минуты, а в быстрых процессах необходимо учитывать, быть может, доли секунды.
  • 3. Факторы должны быть непосредственными воздействиями на объект.
  • 4. Факторы должны быть однозначны. Трудно управлять фактором, который является функцией других факторов. Но в планировании могут участвовать сложные факторы, такие как соотношения между компонентами, их логарифмы и т.п.

Необходимость введения сложных факторов возникает при желании представить динамические особенности объекта в статической форме. Например, требуется найти оптимальный режим подъема температуры в сушильном аппарате. Если известно, что температура должна нарастать линейно, то в качестве фактора вместо функции (в данном случае линейной) можно использовать тангенс угла наклона, т.е. градиент.

Сложнее, когда исходная температура не зафиксирована. Тогда она вводится в качестве еще одного фактора. Для более сложных кривых целесообразно пользоваться сложным качественным фактором — номером кривой. Различные варианты кривых рассматриваются в качестве уровней. Это могут быть, например, разные режимы дубления кожи.

5. Требование совместимости факторов. При планировании эксперимента обычно одновременно изменяется несколько факторов. Поэтому очень важно сформулировать требования, которые предъявляются к совокупности факторов.

Совместимость факторов означает, что все их комбинации осуществимы и безопасны. Это очень важное требование. Например, обратить внимание на требование совместимости факторов и не допустить такие условия опыта, которые могут привести к взрыву установки или воспламенению продукта.

Несовместимость факторов может наблюдаться на границах областей их определения. Избежать ее можно сокращением областей. Положение усложняется, если несовместимость проявляется внутри областей определения. Одно из возможных решений — это разбиение на подобласти и решение двух отдельных задач.

6. Требование некоррелированности факторов. При планировании эксперимента важна независимость факторов, т.е. возможность установления фактора на любом уровне вне зависимости от уровней других факторов. Если это условно невыполнимо, то невозможно планировать эксперимент.

Отсюда требование — отсутствие корреляции между факторами. Требование некоррелированности не означает, что между значениями факторов нет никакой связи. Достаточно, чтобы связь не была линейной.

Контрольные вопросы

  • 1. Основные понятия и определения в теории планирования эксперимента.
  • 2. Что такое объекты исследования, параметры оптимизации, факторы, поверхность отклика? Каким требованиям должны отвечать объекты исследования?
  • 3. Параметры оптимизации. Классификация, области определения параметров оптимизации. Каким требованиям должны отвечать параметры оптимизации?
  • 4. Факторы. Выбор варьируемых факторов. Классификация и требования к факторам. Управляемые и неуправляемые факторы. Какие требования, предъявляются к факторам?
  • 5. С какой целью необходимо уметь выделять существенные переменные?
  • 6. В чем сущность метода априорного ранжирования? Укажите возможные причины отсутствия согласованного мнения экспертов.
  • 7. Назовите ряд конкретных проблем в области стандартизации и сертификации и качества продукции легкой промышленности, где можно использовать данный метод исследования.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>