Исследовательские испытания (термины и определения)

Эксперимент -cистема операций, воздействий и (или) наблюдений, направленных на получение информации об объекте при исследовательских испытаниях.

В теории планирования эксперимента часто определяют эксперимент как совокупность условий и результатов проведения серий опытов.

Опыт -воспроизведение исследуемого явления в определенных условиях проведения эксперимента при возможности регистрации его результатов.

План эксперимента -совокупность данных, определяющих число, условия и порядок реализации опытов.

Планирование эксперимента -выбор плана эксперимента, удовлетворяющего заданным требованиям. Планирование эксперимента - научная дисциплина, занимающаяся разработкой и изучением оптимальных программ проведения экспериментальных исследований.

Фактор(Недопустимо - Параметр) -переменная величина, по предположению влияющая на результаты эксперимента. В большинстве моделей, используемых в планировании эксперимента, предполагается, что факторы могут рассматриваться как детерминированные переменные.

Уровень фактора -фиксированное значение фактора относительно начала отсчета. Факторы могут различаться по числу уровней, на которых возможно их фиксировать в данной задаче. Фактор, варьируемый на р уровнях, называют р-уровневым фактором.

Основной уровень фактора -натуральное значение фактора, соответствующее нулю в безразмерной шкале. Основной уровень фактора служит для фиксирования в области планирования таких условий эксперимента, которые представляют наибольший интерес для исследователя в данный момент, и относится к определенному плану эксперимента.

Нормализация факторов -преобразование натуральных значений факторов в безразмерные. За единицу масштаба безразмерной системы координат принимается некоторый интервал в натуральных единицах. При нормализации фактора наряду с изменениями масштаба изменяется начало отсчета. С геометрической точки зрения нормализация факторов равноценна линейному преобразованию пространства факторов, при котором производится перенос начала координат в точку, отвечающую основным уровням, и сжатие-растяжение пространства в направлении координатных осей.

Априорное ранжирование факторов -метод выбора наиболее важных факторов, основанный на экспертной оценке. Метод основан на упорядочении экспертами множества факторов по убыванию (или возрастанию) их важности, суммирование рангов факторов и выборе факторов путем рассмотрения суммарного ранжирования.

Размах варьирования фактора -разность между максимальным и минимальным натуральными значениями фактора в данном плане. Указывает границы области варьирования данного фактора в данном эксперименте.

Интервал варьирования фактора -половина размаха варьирования фактора.

Эффект взаимодействия факторов -показатель зависимости изменения эффекта одного фактора от уровней других факторов.

Факторное пространство - пространство, координатные оси которого соответствуют значениям факторов. Размерность факторного пространства равна числу факторов k.

Область экспериментирования (область планирования) - область факторного пространства, где могут размещаться точки, отвечающие условиям проведения опытов. Если область планирования задается интервалами возможного изменения факторов, она представляет собой гиперпараллелепипед (в частном случае куб). Иногда область планирования задается гиперсферой.

Активный эксперимент -эксперимент, в котором уровни факторов в каждом опыте задаются исследователем.

Пассивный эксперимент -эксперимент, при котором уровни факторов в каждом опыте регистрируются исследователем, но не задаются.

Последовательный эксперимент (недопустимо Шаговый эксперимент) - эксперимент, реализуемый в виде серий, в котором условия проведения каждой последующей серии определяются результатами предыдущих.

Отклик (недопустимо Реакция, Параметр) - наблюдаемая случайная переменная, по предположению, зависящая от факторов.

Функция отклика -зависимость математического ожидания отклика от факторов.

Оценка функции отклика -зависимость, получаемая при подстановке в функцию отклика оценок значений ее параметров.

Дисперсия оценки функции отклика -дисперсия оценки математического ожидания отклика в некоторой данной точке факторного пространства.

Поверхность отклика -геометрическое представление функции отклика.

Поверхность уровня функции отклика -геометрическое место точек в факторном пространстве, которому соответствует некоторое фиксированное значение функции отклика.

Область оптимума - область факторного пространства в окрестности точки, в которой функция отклика достигает экстремального значения.

Рандомизация плана -один из приемов планирования эксперимента, имеющий целью свести эффект некоторого неслучайного фактора к случайной ошибке.

Параллельные опыты -рандомизированные во времени опыты, в которых уровни всех факторов сохраняются неизменными.Параллельные опыты служат для получения выборочной оценки дисперсии воспроизводимости результатов эксперимента.

Временный дрейф -случайное или неслучайное изменение функции отклика во времени. Дрейф обычно связывают с изменением во времени каких-либо характеристик функции отклика (параметров, положения экстремальной точки и т. п.). Различают детерминированный и случайный дрейфы. В первом случае процесс изменения параметров (или иных характеристик функции отклика) описывается детерминированной (обычно степенной) функцией времени. Во втором случае изменение параметров - случайный процесс. Если дрейф аддитивный, то поверхность отклика смещается во времени, не деформируясь (при этом дрейфует только свободный член функции отклика, т. е. член, не зависящий от значений факторов). При неаддитивном дрейфе поверхность отклика во времени деформируется. Цель планирования в условиях аддитивного дрейфа исключить влияние дрейфа на оценки эффектов факторов. При дискретном дрейфе это удается сделать путем разбиения эксперимента на блоки. При непрерывном дрейфе используют планы эксперимента, ортогональные к дрейфу, описываемому степенной функцией известного вида.