Основы статистических методов, Статистический характер экспериментальных исследований - Основы научных исследований

Статистический характер экспериментальных исследований

Любое экспериментальное исследование, в конечном итоге, сводится к изучению причинно-следственных связей между факторами и откликами. В идеале эти связи должны быть Функциональными (или Детерминированными), т. е.каждому набору факторов ХI Должен соответствовать вполне определенный набор откликов YI При любом числе повторений опыта. В случае одного фактора и одного отклика такая зависимость имеет вид (рис.5.1):

функциональная зависимость

Рисунок 5.1 Функциональная зависимость

В действительности все изучаемые связи являются Вероятностными (Стохастическими), т. к. каждому набору факторов XI или каждому фактору X Соответствует множество различных значений откликов, случайным образом рассеянных в некотором интервале (имеется ввиду многократное повторение одного и того же опыта). Такая зависимость показана на рисунке 5.2, где точками обозначены результаты отдельных опытов.

вероятностная зависимость

Рисунок 5.2 Вероятностная зависимость

Рассеивание откликов при фиксированных значениях факторов происходит по двум причинам:

    1. От наличия погрешностей процесса измерения, связанных с конечной точностью измерительных приборов. 2. От воздействия отсеянных и потому не учитываемых т. н. несущественных факторов (см. рис. 5.1). Эти факторы, однако, воздействуют на отклики, и поскольку их значения изменяются, то меняются и отклики, хотя и не значительно. Это и приводит к их рассеиванию относительно "истинных" значений.

Неучитываемые и неконтролируемые факторы объекта исследования называются помехами или "шумом".

Поскольку изменение несущественных факторов не контролируется, то влияние их на отклик носит случайный характер. Поэтому и рассеивание откликов является случайным.

Моделью реального объекта исследований является т. н. "черный ящик", т. е. система, механизм функционирования которой не доступен для изучения и об изменении его состояния можно судить только по изменению откликов YM в результате изменения контролируемых факторов XN и неконтролируемых помех ZK (рис.5.3):

Рисунок 5.3 "Черный ящик"

Случайные помехи эксперимента нельзя устранить по определению, но их воздействие можно учесть методами математической статистики. Поэтому статистические методы являются одним из основных инструментов при исследованиях реальных явлений и процессов.

Похожие статьи




Основы статистических методов, Статистический характер экспериментальных исследований - Основы научных исследований

Предыдущая | Следующая