Поиск, накопление и обработка Г. М. Андросова
А. А. Старовойтова
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЙ
Учебное пособие
Омск 2008
УДК 519.24
ББК 37.24я73
А 66
Андросова, Г. М.
Методы и средства исследований : учебное пособие / Г. М. Андросова, А. А. Старовойтова. – Омск : Омский государственный институт сервиса, 2008. – 135 с.
Цель создания пособия – оказать помощь студентам в получении практических навыков в поиске и отборе научно-технической информации, планировании и проведении исследований, статистической обработке и оценке экспериментов, построении двухмерных сечений поверхностей отклика при интерпретации результатов эксперимента графическим методом, применении корреляционного анализа и методов экспертных оценок.
Содержит практические и лабораторные работы с кратким теоретическим материалом и примерами выполнения рассматриваемых задач.
Учебное пособие выполнено в соответствии с учебным планом специальности 260902 «Конструирование швейных изделий».
Пособие предназначено для студентов специальности «Конструирование швейных изделий» дневной и заочной форм обучения для подготовки и выполнения практических работ по дисциплине «Методы и средства исследований».
Разделы учебного пособия подготовлены: Г. М. Андросовой – предисловие, введение, раздел 1-5, прил., заключение, словарь терминов; А.А. Старовойтовой – раздел 6, 7, алфавитно-предметный указатель.
УДК 519.24
Библиогр.: 16 назв. Табл. 43. Рис. 12. Прил. 8. Словарь терминов. Предм. указ. (в конце)
Рецензент доктор техн. наук, профессор И. Г. Браилов
Ответственный за выпуск
зав. каф. ТШИ канд. техн. наук, профессор З. Е. Нагорная
© Омский государственный
институт сервиса, 2008
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие……………………………………………………………….
|
| ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………..
|
| 1. Поиск, накопление и обработка научно-технической информации………………………………………………………………..
|
| 1.1. Организация справочно-информационной деятельности………………
|
| 1.2. Источники научно-технической информации…………………………..
|
| 1.3. Патентная информация …………………………………………………...
|
| 1.4. Поиск и отбор научных источников……………………………………..
|
| 1.4.1. Каталог…………………………………………………………………..
|
| 1.4.2. Библиографические указатели…………………………………………
|
| 1.4.3. Документальные классификации………………………………………
|
| 1.4.3.1. Универсальная десятичная классификация (УДК) …………………
|
| 1.4.3.2. Библиотечно-библиографическая классификация (ББК) ………….
|
| 1.4.3.3. Международная патентная классификация (МПК) ………………
|
| 1.4.3.4. Международная классификация промышленных образцов (МКПО
|
| 1.5. Организация работы с научной литературой……………………………
|
| 1.6. Практическая работа № 1………………………………..……………….
|
| Контрольные вопросы…………………………………………………….
|
| 2. Экспериментальные методы определения технико-эксплуатационных параметров швейных машин………
|
| 2.1. Технические методы измерения………………………………………….
|
| 2.2. Методы и средства определения технико-эксплуатационных параметров швейных машин………..……………………………………………...
|
| 2.3. Практическая работа № 2…………………………………………………
|
| Контрольные вопросы……………………………………………………
|
| 3. Статистическое исследование совокупности случайных величин, характеризующих изменение параметров технологических процессов или свойств изделий……….
|
| 2.4.1. Общие сведения о погрешностях измерений…………………………..
|
| 2.4.2. Статистическая обработка результатов эксперимента…………..
|
| 2.5. Практическая работа № 3…………………………………………………
|
| Контрольные вопросы……………………………………………………
|
| 4. Применение полного факторного эксперимента при исследовании технологических процессов………………...
|
| 4.1. Параметр оптимизации и факторы……………………………………….
|
| 4.2. Полный факторный эксперимент………………………………………...
|
| 4.3. Расчет реализованного плана ПФЭ………………………………………
|
| 4.4. Практическая работа № 4………………………………………................
|
| Контрольные вопросы……………………………………….....................
|
| 5. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЗАВИСИМОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ……………………………………….....................................
|
| 5.1. Канонический анализ математической модели…………………………
|
| 5.2. Построение двухмерных сечений поверхности отклика……………….
|
| 5.3. Практическая работа № 5……………………………………................
|
| Контрольные вопросы………………………………………...................
|
| 6. корреляционный анализ…………………………………………...
|
| 6.1. Общие сведения о корреляционной связи и ее статистическом изучении………………………………………………………………………………
|
| 6.2. Практическая работа № 6………………………………………................
|
| Контрольные вопросы………………………………………....................
|
| 7. ЭКСПЕРТНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ………
|
| 7.1. Методы измерения при оценке технологических и качественных показателей швейной промышленности………………………………………...
|
| 7.2. Общие сведения о методах экспертных оценок (МЭО)………………...
|
| 7.3. Практическая работа № 7…………………………………………………
|
| Контрольные вопросы................................................................................
|
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………….......................................
|
| Библиографический список………………………………………...................
|
| Приложение 1. Значения критерия Смирнова-Грабса для исключения резко выделяющихся данных при различной доверительной вероятности и для разного числа измерений ……………………………………..
|
| Приложение 2. Значение квантиля Стьюдента при доверительной вероятности и числе степеней свободы f……………………………………
|
| Приложение 3. Достаточная численность выборки n в зависимости от ( – соответствует числу степеней свободы ) и доверительной вероятности ………………………………………..........................
|
| Приложение 4. Таблица равномерно распределенных случайных величин………………………………………........................................................
|
| Приложение 5. Значения критерия Кохрена , где – число степеней свободы, m – число серий опытов, при ………………………..
|
| Приложение 6. Распределение Фишера (F-распределение) при доверительной вероятности ………………………………………..........
|
| Приложение 7. Справочные характеристики режимов и параметров ВТО……………………………………………………………………………..
|
| Приложение 8. Значения – распределения Пирсона в зависимости от степени свободы и доверительной вероятности ……………………
|
| Словарь терминов и определений………………………………....................
|
| Алфавитно-предметный указатель……………………………………………
|
| Список сокращений……………………………………………………………
|
|
Предисловие
Качественные изменения в процессе подготовки специалистов для легкой промышленности обусловливаются необходимостью решения комплекса научно-технических проблем, связанных с развитием швейной отрасли, с совершенствованием технологии, механизацией и автоматизацией технологических процессов, с совершенствованием форм организации и управления производством.
В соответствии с этим необходимо осуществить решительный поворот к развитию творческих способностей будущих специалистов, опираясь на их самостоятельную работу, активные формы и методы обучения: моделирование производственных и практических ситуаций. Решение этих задач невозможно без знаний методологических основ организации и проведения эксперимента, без умения находить эффективные рациональные решения.
С этой целью в программу обучения студентов специальности 260902 «Конструирование швейных изделий» включена дисциплина «Методы и средства исследований», которая способствует приобретению студентами необходимых навыков работы с литературными источниками, справочной литературой, стандартами на методы испытаний и другой технической документацией; самостоятельного проведения экспериментов; умения анализировать явления и факты, систематизировать и обобщать полученные результаты и давать им научное объяснение. Однако сложность, с которой сталкиваются студенты в процессе обучения на занятиях по дисциплине, – это отсутствие учебных пособий.
В рамках курса на кафедре «Технология швейных изделий» Омского государственного института сервиса разработаны лабораторно-практические работы, включающие изучение методики планирования и проведения исследований, статистическую обработку и оценку результатов эксперимента, применение корреляционного анализа и методов экспертных оценок, которые легли в основу учебного пособия.
Данное учебно-практическое пособие призвано оказать помощь студентам при освоении дисциплины «Методы и средства исследований» и предназначено для выполнения практических и лабораторных работ по курсу. Пособие разработано в соответствии с учебным планом специальности 260902 «Конструирование швейных изделий» для специализаций 260902.01 «Конструирование и маркетинг швейных изделий», 260902.02 «Дизайн одежды», 260902.05 «Конструирование швейных изделий по индивидуальным заказам».
В пособии изложены необходимые теоретические основы и практические задания, связанные с поиском и изучением научно-технической информации, организацией, постановкой и проведением научных исследований.
Материалы издания способствуют глубокому освоению студентами теоретических знаний и приобретению практических навыков по планированию и проведению исследований.
Каждый параграф включает в себя теоретический материал и упражнения для его закрепления. Поэтому перед выполнением заданий студент должен повторить теоретический материал, используя конспекты лекций и рекомендуемую литературу, а также ознакомиться с основными сведениями о работе, приведенными в пособии. Готовность студентов к занятию проверяется путем опроса.
Каждое практическое задание в зависимости от его содержания студенты выполняют индивидуально или группами, а отчет по работе составляется каждым студентом самостоятельно. В отчете должны быть приведены: названия работы и ее цель, содержание и результаты (в форме таблиц, схем, рисунков, графиков), а также основные выводы по работе. После оформления отчета студент отчитывается о выполнении работы.
Пособие рекомендовано заседанием кафедры, протокол № 6 от 10.12.07 г. и утверждено научно-методическим советом по специальности 260902 , протокол № 3 от 22.01.08 г.
Пособие содержит 12 рисунков, 43 таблицы и 16 позиций библиографического списка и состоит из предисловия, введения, основной части, заключения, библиографического списка, 7 приложений, словаря терминов и определений и предметного указателя, списка сокращений.
Пособие разработано преподавателями кафедры технологии швейных изделий Омского государственного института сервиса: кандидатом технических наук, доцентом Галиной Михайловной Андросовой – предисловие, введение, раздел 1–5, прил., заключение, словарь терминов и определений; кандидатом технических наук, доцентом Анастасией Александровной Старовойтовой – разделы 6, 7, алфавитно-предметный указатель.
Г. М. Андросова
ВВЕДЕНИЕ
Научно-технический прогресс постоянно ставит перед специалистами задачи, требующие глубокого научного подхода к их решению. Решение производственных задач требует постоянного развития, тренировки такого свойства ума, как креативность, которая заключается в способности не теряться в любой ситуации, преодолевая возникающие трудности. Это значит – анализировать обстоятельства, ставить правильные цели и находить нестандартные пути их достижения с помощью обоснованного проекта действий, видеть и осознавать каждую проблему, для решения которой надо найти свои оптимальные способы. Такая задача ставится и перед студентами, необходимо, чтобы они были готовы к ее решению.
В соответствии с этим выпускники высших учебных заведений должны быть готовы легко адаптироваться в меняющихся жизненных ситуациях, для чего им необходимо уметь самостоятельно приобретать необходимые знания и умело применять их на практике; критически мыслить, увидеть возникающие в реальной действительности проблемы и искать пути рационального их решения, используя современные технологии; быть способными генерировать новые идеи, творчески мыслить; грамотно работать с информацией (уметь собирать необходимые для решения определенной проблемы факты, анализировать их, выдвигая гипотезы решения проблем, делать необходимые обобщения, сопоставления с аналогичными или альтернативными вариантами решения, устанавливать статистические закономерности, делать аргументированные выводы, применять полученные выводы для выявления и решения новых проблем).
Для решения поставленных задач специалист по сервису, работающий в контактной зоне по технологиям обслуживания, а также в области проектирования и производства материальных объектов услуги по технологиям швейного производства, кроме глубоких знаний по своей специальности, должен владеть и основами научных исследований, знать современные методы экспериментального и теоретического исследования.
Исходя из этого научно-исследовательская работа студентов (НИРС) становится необходимой и обязательной составляющей процесса обучения. По своему характеру научно-исследовательская компонента является самостоятельной работой студентов и одной из форм приобщения их к исследовательской деятельности. Цель НИРС заключается не столько в получении научных результатов, хотя это не менее важно, сколько в привитии навыков постановки задачи, разработки методики эксперимента, получении достоверных результатов их оценки и способов использования в практической деятельности. Сочетание плановой учебной подготовки будущих специалистов с привлечением их к творческой научной работе является традиционным в высшем образовании.
Научно-техническая революция привела к прогрессивно увеличивающемуся объему научной и научно-технической информации по каждому направлению человеческих знаний. Выбор темы для исследовательской работы практически невозможен без предварительного ознакомления со всей информацией, относящейся не только к выбираемой теме, но и к вопросам, смежным с ней. Если ранее эту работу в течение всей своей творческой жизни выполнял сам ученый, то в современных условиях эта задача оказалась ему непосильной (слишком велик объем), поэтому постепенно развивалась система информации, которая теперь предоставляет специалистам труднооценимые услуги. Однако, чтобы воспользоваться ими, необходимо иметь представление о системе информации в стране и в мире.
В различных областях научно-технических исследований успешно применяются методы математического планирования эксперимента. Широкое применение этих методов, существенно повышающих эффективность исследований, обусловлено их универсальностью, пригодностью в большинстве областей исследования.
Традиционные методы исследований в швейной отрасли связаны с экспериментом, который требует больших затрат сил и средств, так как он является «активным» и основан на поочередном варьирований отдельных независимых переменных. Поэтому необходимо научить студентов использовать современные математические методы планирования и анализа экспериментов при исследовании технологического процесса.
Характерная черта многих задач заключается в том, что они должны быть решены при неполном знании механизма изучаемых явлений в условиях сложного влияния одновременно большого числа независимых переменных на величину функции цели, часть которой характеризуется гаммой критериев (параметров) оптимизации при нелинейных ограничениях. Именно эти задачи решаются наиболее эффективно с применением современных математических методов планирования и анализа эксперимента.
Математические методы облегчают принятие оптимальных решений на следующих стадиях исследования: постановка задачи, предварительное изучение объекта исследований, математическое описание объекта исследований, движение в область оптимума, решение специальных задач.
Таким образом, современный специалист должен не только иметь высокий уровень технической подготовки, но и уметь реализовать свои знания с максимальной эффективностью. В связи с этим особое значение приобретает умение выполнять на высоком уровне научные исследования, выявлять оптимальные пути решения задач, а также использовать полученные результаты в практике. Поэтому студент как будущий специалист в сфере сервиса должен иметь обстоятельные знания по организации научно-исследовательской работы, и в частности уметь:
– разрабатывать методику научных исследований;
– вести поиск и обработку научной информации;
– осуществлять научные исследования и обрабатывать их результаты;
– анализировать полученную информацию и обобщать ее в форме выводов и предложений;
– оформлять результаты научной работы в виде научного сообщения, отчета или заявки на предлагаемое изобретение.
Для успешного освоения курса студентам необходимы знания следующих дисциплин: «Математика», «Информатика», «Материаловедение», «Материалы для одежды», «Оборудование швейного производства».
Поиск, накопление и обработка
|