авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Астрологический Прогноз на год: карьера, финансы, личная жизнь


В ы с ш е е п р о ф е сс и о н а л ь н о е о б р а з о В а н и е

А.П.Болдин, В.А.МАксиМоВ

ОснОвы научных

исследОваний

учебник

Допущено

Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию

в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов

в качестве учебника для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство»

направления подготовки «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования»

УДК 656(075.8) ББК 39я73 Б791 Р е ц е н з е н т ы:

зав. кафедрой «Организация и безопасность движения» МАДИ (ГТУ), д-р техн. наук, проф. а.и.рябчинский;

зав. кафедрой «Эксплуатация транспортных средств» МГИУ, д-р техн. наук, проф. В.и.сарбаев Болдин А.П.

Б791 Основы научных исследований : учебник для студ. учреж дений высш. проф. образования / А.П.Болдин, В.А.Максимов. — М. : Издательский центр «Академия», 2012. — 336 с.

ISBN 978-5-7695-7171- Рассмотрены основополагающие принципы и элементы научных исследований применительно к специфике технической эксплуатации автомобилей и систем наземного транспорта и транспортного оборудо вания. Дана характеристика и приведены примеры проведения работ в условиях пассивного и активного экспериментов. Достаточно широко представлены отдельные вопросы подготовки и обработки результатов производственных научных исследований с возможностью использова ния популярной программы STATISTICA (версий 5.5а и 6.0) для среды WINDOWS.

Для студентов учреждений высшего профессионального образова ния.

УДК 656(075.8) ББК 39я оригинал-макет данного издания является собственностью издательского центра «академия», и его воспроизведение любым способом без согласия правообладателя запрещается © Болдин А.П., Максимов В.А., © Образовательно-издательский центр «Академия», © Оформление. Издательский центр «Академия», ISBN 978-5-7695-7171- Предисловие Автомобилизация, несущая много позитивного (удобство и быс трота перемещения грузов и пассажиров, облегчение и повышение производительности труда человека), имеет ряд отрицательных черт (загрязнение окружающей среды, негативное влияние на человека и животный мир, потребление материальных и энергетических ре сурсов). Поэтому современное автотранспортное предприятие долж но иметь не только подвижной состав, отвечающий научным требо ваниям к его эксплуатационным свойствам, но и построенный на научной основе производственный процесс, начиная от планирова ния и организации перевозок и заканчивая техническим обслужи ванием и ремонтом.

Огромная роль в создании такого производства принадлежит ин женеру, деятельность которого на современном этапе немыслима без умения хорошо ориентироваться в научной информации, грамотно анализировать ее, проводить теоретические и экспериментальные научные исследования и принимать на основе этого правильные инженерные решения.

В данном учебнике некоторые назревшие проблемы автомобиль ного транспорта решаются с позиций системного подхода. Цель данного учебника — познакомить будущих специалистов с ролью автомобилизации и ее организацией, привить им навыки по мето дике постановки и проведения научных исследований в области технической эксплуатации автомобилей (ТЭА) и диагностики, озна комить их с основными методами научного исследования, их прак тическим применением на автотранспортных предприятиях и в сфере автотранспортного комплекса, научить анализировать и делать выводы.

введение Темпы развития экономики страны в большей степени зависят от внедрения в производство достижений науки и техники, которые в настоящее время развиваются очень быстро. В полной мере это можно отнести к транспортному комплексу России и, в частности, к автомобильному транспорту. В условиях рыночных отношений, когда управленческие решения необходимо принимать в условиях конкуренции, необходимо всестороннее комплексное рассмотрение исследуемых процессов и явлений.

Комплексный характер решаемых задач присущ всем уровням управления сложными организациями и системами современного общества. Применение традиционных методов частных решений для них в большинстве случаев уже не дает достаточного эффекта в свя зи со слабым учетом возможных последствий от существенных связей с другими областями и участками хозяйственных и промышленно производственных систем.

Одним из наиболее перспективных направлений является исполь зование принципов так называемого системного подхода. Хотя сис темный подход первоначально был применен для разработки техни ческих комплексов, последующая практика показала его большую эффективность в области хозяйственного и социального управления.

Изучение принципов системного подхода позволит еще более рас ширить область его эффективного применения.

Сущность научно-технического прогресса (термин «научно-тех ническая революция» в последнее время считается не отвечающим сущности происходящих в области технического прогресса событиям) заключается в коренных качественных преобразованиях производи тельных сил и производственных отношений. При этом научно-тех нический прогресс охватывает не только науку и технику, но и про изводство. Наука — генератор идей. Техника — их материальное, вещественное воплощение. Производство — пространство, где раз вертывается функционирование техники, где научно-технические достижения используются людьми для получения им необходимых материальных благ.



Именно взаимосвязи науки, техники и производства обусловлива ют принципиальное отличие современного общественного развития от предыдущих периодов. Даже в XIX в. наука и техника развивались «параллельно», наука не оказывала влияния на технику, а ее развитие в большей мере само подталкивалось техникой. В настоящее время прогресс науки вызывает прогресс техники, а достижения производ ства в значительной степени обусловливают прогресс науки.

Современная наука немыслима без сверхмощных ускорителей, электронных микроскопов, техники сверхнизких температур, кос мических ракет и другой экспериментальной техники. Таким образом, процессы в области науки, техники и производства протекают не изолированно, а связаны определенным образом. Между компонен тами и связывающими процессами науки, техники и производства часто нет четких границ, они как бы «вживаются» друг в друга, об разуя органическое целое.

Существенным также является то, что достижения научно-техни ческого прогресса реализуются в социальной сфере и сфере духов ного производства.

Наличие таких сложных связей в современном производстве обусловливает необходимость нового подхода к решению большинс тва общественно-хозяйственных проблем, стоящих в настоящее время.

Прежде всего это обусловлено тем, что одностороннее решение проблемы, дающее положительный эффект в какой-либо одной об ласти, может давать еще большие отрицательные последствия в дру гой области и быть невыгодным для общества в целом.

Ярким примером этого может служить экологическая проблема, которая возникла вследствие расширения производства в целях удов летворения возрастающих материальных потребностей общества.

Чисто механические прогнозы показывают, что дальнейший рост потребления при сохранении эталонов качества сегодняшнего дня приведет к тому, что через полвека атмосфера, природа и ресурсы нашей планеты окажутся уже непригодными для жизни человечес кого общества. Таким образом, задачи повышения материального уровня жизни общества должны решаться с учетом сохранения, вос становления и даже улучшения природной среды. Аналогичные си туации характерны для решения большого числа задач более узкого профиля.

Однако возможность получения ошибок из-за недостаточного учета множественных связей в настоящее время также возросла. Это связано с тем, что, как правило, решение основных проблем невоз можно в короткие периоды даже при условии неограниченных ма териальных и трудовых затрат. Ярким примером является проблема освоения космического пространства.

Естественно, что при длительном планировании трудно учесть влияние вновь возникших за это время факторов и связей в связи с интенсивным развитием общественного хозяйства и потребностей общества. Однако эффективность корректировки будет тем выше, чем более правильно были намечены конечная цель и программа ее достижения.

Поскольку реализация решения глобальных проблем требует ог ромных материальных и трудовых ресурсов, то любые, даже не очень значительные, ошибки, выявившиеся позднее из-за неполного учета комплексных связей, обходятся для общества довольно дорого. В то же время практика показывает резко возросшую опасность ошибок при решении комплексных проблем несмотря на большую воору женность науки. Это происходит от того, что при хорошем понима нии комплексности проблемы можно не получить отдачи при ее решении из-за недостатка или неправильной оценки ее возможно стей.

Гл а в а Основные понятия и определения учебного курса «Основы научных исследований»

1.1. Понятия о науке наука — это целостная социальная система, объединяющая в себе постоянно развивающийся набор научных знаний об объективных законах природы, научную деятельность людей, направленную на создание и развитие этой системы, и учреждения, обеспечивающие научную деятельность (рис. 1.1). Система научных знаний отражена в научных понятиях, гипотезах, законах, научных фактах, теориях, идеях и т. д.

научная деятельность — творческая деятельность, направлен ная на получение, освоение, переработку и систематизацию новых научных знаний, а следовательно, на расширение системы научных знаний.

Система знаний классифицируется по следующим направлениям:

• отрасли знаний: естественные, общественные и технические науки;





• научные дисциплины: математика, физика, химия, теория ав томобиля, техническая эксплуатация автомобилей и т. д.;

• результаты научной деятельности: публикации, патенты, конс трукторские разработки и т. д.

Научная деятельность классифицируется по следующим призна кам:

• целевое назначение: развитие теории, разработка новой техни ки, совершенствование (разработка) технологии и т. д.;

• виды научных работ: фундаментальные, прикладные, разработ ки;

• диапазон исследовательских работ: направления в науке, научная проблема, научная тема, научный вопрос;

• методы исследования: теоретические, экспериментальные и сме шанные.

Рис. 1.1. Наука и ее составные части (а) и блок-схема основных целей и подходов научного исследования (б) Научные учреждения обеспечивают нормальное протекание на учной деятельности и включают в себя научных сотрудников, средс тва научной деятельности (оборудование, приборы и т. д.), объекты научной деятельности (автомобили, автотранспортные установки и т. д.), информационные фонды (библиотеки, патентные фонды и т. д.).

Научные учреждения классифицируются по тому признаку, к ка кой сфере человеческой деятельности в обществе они относятся:

• к непроизводственной сфере (академические институты, НИИ гуманитарного и общенаучного профилей, вузы непроизводственно го профиля — медицинские, юридические и т. д.);

• к производственной сфере (отраслевые институты — НИИ, КБ, НПО, технические вузы).

1.2. Характерные черты современной науки Современной науке присущи следующие черты:

1. Связь с производством. Наука стала непосредственной произ водительной силой. Около 30 % научных достижений служат произ водству. В то же время наука работает и на себя (фундаментальные исследования, поисковые работы и т. д.), хотя, как показывает опыт, данное направление развивается недостаточно, особенно в области проблем автомобильного транспорта. В области технической эксплу атации следует уделять больше внимания прогностическим и поис ковым работам.

2. Массовость современной науки. Наряду с увеличением числен ности научных учреждений и сотрудников существенно возрастают капитальные вложения в науку, особенно в передовых западных странах. Несмотря на трудности в этом отношении, связанные с пе реходным периодом к рыночной экономике в жизни России, в бюд жетах страны, принимаемых в последнее время, наблюдается устой чивая тенденция увеличения вложений в фундаментальные исследо вания, имеющие государственное значение.

3. Дробление, специализация, взаимодействие и взаимопроник новение наук. На базе фундаментальных наук (философии, матема тики, экономики, физики, химии и т. д.) образуются специальные научные дисциплины (биофизика, биохимия, теория автомобиля, техническая эксплуатация автомобилей, транспортная логистика и т. д.);

они создаются на основе как смежных наук, так и далеких друг от друга научных дисциплин.

4. Системный подход в изучении объектов исследования. Иссле дуемый объект рассматривается как некоторое сложное целое, со стоящее из отдельных систем, подсистем и элементов. В зависимос ти от цели и задач исследования наблюдатель может изучать свойства объекта как единого целого, так и его составных частей. Причем в целом объект может обладать такими свойствами, которые не при сущи в отдельности ни одной из его составляющих.

5. Резкое ускорение темпов научно-технического прогресса (НТП).

Наука представляет собой первую фазу НТП и фактически форми рует основы для развития процесса в целом. В условиях НТП основ ные направления научных исследований сводятся к определению момента перехода на новые качественные этапы развития, а также к определению конкретных форм и методов, позволяющих перейти на эти новые этапы развития.

6. Перевод научной деятельности на хозрасчет и самоокупаемость и в ряде случаев непосредственное участие в процессах производс твенно-коммерческой деятельности. Научная деятельность в сферах, не связанных непосредственно с интересами государства, должна оправдывать себя в финансовом отношении, становиться прибыльной и рентабельной. В условиях рыночной экономики это является мощ ным стимулом ускоренного внедрения достижений науки в обще ственное производство путем создания и широкого распространения новой техники и новых технологий (например, персональный ком пьютер, синтезирующий достижения многих наук, был создан и про должает развиваться с нарастающей интенсивностью прежде всего для удовлетворения требований рынка — усложнения компьютерных игр).

7. Наличие различных источников финансирования:

• бюджетное финансирование (правительственные, межотрасле вые, отраслевые и другие федеральные научно-технические програм мы, региональный бюджет, бюджет местного самоуправления и т. д.);

• внебюджетное финансирование (целевые средства специальных фондов и др.);

• частное инвестирование юридических лиц на основе льготных налогов, ценообразования, аренды;

• частное инвестирование физическими лицами (личные сбере жения, льготные займы и т. п.);

• зарубежное инвестирование (целевые займы мирового банка, Европейского банка реконструкции и развития и др.);

• международная помощь и научно-техническое сотрудничество (помощь ЮНЕСКО в области транспорта, международное научно техническое сотрудничество, помощь и безвозмездный обмен резуль татами научных исследований в рамках сотрудничества городов-сто лиц и др.).

Согласно принятым в последнее время постановлениям продукция научной организации является товаром. Для эффективной деятель ности научной организации утверждаются следующие экономические нормативы:

• плата за основные производственные фонды (ОПФ), трудовые, природные ресурсы;

• отчисления от расчетной прибыли (доход) в государственный бюджет;

• отчисления от расчетной прибыли, а также от амортизации, предназначенной на полное восстановление основных фондов, в цен трализованный фонд развития производства, науки и техники и ре зервы министерства;

• образование фонда научно-технического и социального разви тия;

• образование фонда материального поощрения и общего фонда заработной платы для научных организаций, применяющих форму хозяйственного расчета, основанную на нормативном распределении прибыли;

• образование фонда валютных отчислений и др.

Государственные бюджетные ассигнования для фундаментальных исследований, которые не могут давать экономической отдачи в бли жайшее время или являются необходимой частью духовного и соци ального развития общества, выделяются исходя из важности конк ретной научно-исследовательской темы.

1.3. Определение и классификация научных исследований научные исследования — это творческая деятельность человека, связанная с изучением, анализом и объяснением закономерностей развития окружающей его действительности.

Исследования включают в себя:

• научный труд или научную деятельность человека;

• предмет научного труда;

• средства научного труда.

Научная деятельность человека базируется на конкретных методах познания и связана с получением новых или уточнением старых сведений (данных) об объекте исследования или исследуемом явле нии. Предметом научного исследования является объект исследова ния или исследуемое явление, свойство, связь, на изучение которо го направлена деятельность человека.

Средством научного труда является совокупность технических средств обеспечения научного исследования (измерительное обору дование, приборы и приспособления и т. д.). По степени важности научные исследования подразделяются:

• на выполняемые по государственному плану;

• выполняемые по заданию государственных министерств, агенств и их подразделений;

• выполняемые по заданию местных органов самоуправления (например, «Экологическая программа правительства Москвы»);

• выполняемые по инициативе научно-исследовательской орга низации;

• выполняемые по договорным отношениям с коммерческими, государственными и негосударственными организациями, предпри ятиями и фирмами.

В зависимости от источников финансирования научные исследо вания подразделяются на госбюджетные, финансируемые из средств госбюджета, и хоздоговорные, финансируемые в соответствии с до говорами, заключенными между заказчиками и исполнителями.

По длительности разработки научные исследования подразделя ются на краткосрочные (срок выполнения — до одного года), сред несрочные (срок выполнения — от одного года до пяти лет) и дол госрочные (срок выполнения — более пяти лет).

По виду связи с общественным производством различают научные исследования, направленные:

• на создание новых средств производства и новых технологий;

• совершенствование производственных отношений;

• совершенствование общественных отношений, социальной сфе ры деятельности человека, повышение уровня духовной жизни и т. д.

Научные исследования в зависимости от целевого назначения, глубины научной проработки, степени связи с природой или про мышленным производством подразделяются на фундаментальные, прикладные, научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки (НИР и НИОКР).

Целями фундаментальных исследований являются получение но вых законов развития, вскрытие связей между явлениями (вид, фор ма и направление связей), создание новых теорий и открытий. Они составляют основу развития науки несмотря на то, что вероятность получения положительного результата составляет около 10 %.

Целью прикладных исследований, включая проектирование, яв ляется привязка результатов фундаментальных исследований к кон кретным условиям производства и жизнедеятельности человека.

Объектом их исследования являются различного рода технические системы и новые технологии. Вероятность получения положитель ного результата при проведении прикладных исследований состав ляет 20 … 90 %.

Целью научно-исследовательских и опытно-конструкторских раз работок, включая опытное производство, является создание на базе основных результатов функциональных и прикладных исследований опытных образцов техники, новых технологических процессов или усовершенствование существующих технологий и оборудования.

Вероятность получения положительного результата при проведении НИОКР составляет 50 … 90 %.

По способу реализации научные исследования подразделяются на теоретические и экспериментальные. В ходе теоретических исследо ваний определяются основные методы и критерии исследования, задаются необходимые ограничения, описываются внешние и внут ренние связи и т. д. В ходе экспериментальных исследований созда ется модель исследуемого объекта, снимаются и обрабатываются необходимые данные, проводятся проверка результатов теоретиче ских исследований и их дальнейшее развитие и уточнение.

1.4. Методы научного исследования при технической эксплуатации автомобилей Работоспособность автомобилей и автомобильных парков обес печивается технической эксплуатацией автомобилей.

Техническая эксплуатация автомобилей как область практиче ской деятельности — это комплекс взаимосвязанных технических, экономических, организационных и социальных мероприятий, обес печивающих:

• своевременную передачу службе перевозок или внешней кли ентуре работоспособных автомобилей, требуемых технико-эксплуа тационных свойств, в необходимом количестве и номенклатуре и в нужное для потребителя время;

• поддержание автомобильного парка в работоспособном состо янии при рациональных затратах трудовых и материальных ресурсов, нормативных уровнях дорожной и экологической безопасности и нормативных условиях труда персонала.

Как отрасль науки ТЭА определяет пути и методы управления техническим состоянием автомобилей и автомобильных парков для обеспечения регулярности и безопасности перевозок при наиболее полной реализации технико-эксплуатационных свойств автомобилей, заданных уровней их работоспособности и технического состояния, оптимизации материальных и трудовых затрат и минимума отрица тельного влияния автомобильного транспорта на окружающую сре ду, население и персонал. Эффективность ТЭА обеспечивается ин женерно-технической службой (ИТС), которая реализует цели и за дачи ТЭА.

Под методом научного исследования понимают способ или со вокупность способов, реализация которых позволяет достичь наме ченной цели исследования.

В основе любого научного исследования прежде всего должны лежать общедиалектические и системные методологии, которые во оружают исследователя знанием общих принципов познания совре менного мира и являются всеобщей основой исследования. Кроме того, каждая наука, которой является и техническая эксплуатация автомобилей, имеет свои конкретные методы исследования.

В технической эксплуатации автомобилей получили развитие сле дующие универсальные для технических наук методы исследова ния.

1. анализ — метод научного познания, заключающийся в том, что объект исследования мысленно расчленяется исследователем на бо лее мелкие подобъекты или выделяются характерные свойства и ка чества объекта для их детального изучения. Анализ позволяет выде лить главные звенья любого объекта, исследовать основные связи, т. е. понять суть происходящего. Так, при изучении надежности ав томобилей в эксплуатации сначала выделяют четыре свойства надеж ности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохра няемость), а затем изучают их по отдельности.

2. синтез — метод научного познания объекта как единого це лого или присущих ему свойств. Он используется для исследования сложных систем после того, как выполнен анализ отдельных эле ментов системы. Анализ и синтез взаимосвязаны и дополняют друг друга.

3. индуктивный метод исследования, заключающийся в том, что по результатам единичных наблюдений делают общие выводы, на основании которых судят о связях и свойствах неизвестных объ ектов.

4. Дедуктивный метод, основанный на выводе частных положе ний из общих правил, законов, суждений, распространен в технике, математике, где из общих законов или аксиом выводятся частные закономерности.

5. научное абстрагирование — метод, применяемый в случаях, когда необходимо сосредоточить внимание на основных элементах, связях, свойствах исследуемого объекта, не останавливаясь на част ных или второстепенных его элементах или связях (например, при ложение сил, действующих на автомобиль при его движении, к цен тру масс (центру тяжести)).

6. формализация, заключающаяся в том, что исследуемый объект описывается математическими терминами и формулами. При этом конкретизируются цель и задачи исследования, более четко опреде ляются условия их решения.

7. аналогия, или подобие (сходство по какому-то признаку в целом различных объектов), заключающееся в том, что по сходству свойств изученных объектов делается вывод о сходстве еще не изученных свойств (например, назначение периодичности и трудоемкости тех нического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) вновь со зданного автомобиля по нормативам, характерным для его аналога (прототипа)).

8. Моделирование — метод научного исследования, при котором изучение свойств объекта проводится на упрощенной модели объек та, а не на нем самом непосредственно.

Перечисленные ранее методы научного исследования связаны между собой и в конкретном научном исследовании применяются комплексно и дополняют друг друга (физическое, имитационное моделирование и т. д.).

1.5. Выбор темы научного исследования При выборе темы научного исследования необходимо оценить ее перспективность. В настоящее время приобретают особое значение численные методы оценки, среди которых можно выделить матема тический метод и метод экспертных оценок.

В основе математического метода лежат показатели (обычно экономические), определяющие перспективность исследований. На пример:

V гC ед Pн Pв T Kэ = (1.1), Зн + Зо + Зп где Кэ — параметр экономической перспективности;

Vг — объем продукции в год, внедряемой после освоения данной темы, ед./год;

сед — стоимость единицы продукции, усл. ед.;

рн — вероятность научного успеха в разработке темы;

рв — вероятность внедрения научных разработок;

Т — продолжительность производственного внедрения, лет;

Зн — общие затраты на научные исследования, усл.

ед.;

Зо — затраты на опытное и промышленное основание, усл ед.;

Зп — затраты на производство продукции, усл. ед.

Формулу (1.1) можно представить в виде Эо Kэ = (1 Pр ), (1.2) Зн где Эо — общий ожидаемый экономический эффект, усл. ед.;

рр — вероятность риска.

Чем больше Кэ, тем предпочтительнее тема.

В последнее время широкое применение получают и методы эк спертных оценок. Планируемую тему оценивают специалисты-экс перты, используя при этом баллы, ранги и т. д. После соответствую щей математической обработки результатов экспертизы различных направлений и тем выявляются наиболее приоритетные. При этом пользуются информационными материалами разного уровня досто верности — от высказываний отдельных специалистов, которые мо гут быть и заинтересованы в этих оценках, до конкретной информа ции по опыту эксплуатации систем и изделий, применению техно логических, организационных и управленческих решений. В этих случаях возможна классификация информации (табл. 1.1), на основе которой исходный показатель Пи, полученный на основе информации i-го класса, при расчетах Пр корректируется с помощью коэффици ента Кi, зависящего от класса информации и вида оценок:

Пр = КiПи. (1.3) K iн Нижняя граница поправочного коэффициента используется при расчете показателей эффективности, а верхняя граница попра вочного коэффициента K iв — при расчете затрат.

Т а б л и ц а 1. Шкала количественной оценки корректирования расчетных показателей с учетом качества информации (по данным профессора Е. С. Кузнецова) Коэффициенты Класс Характеристика информации информации K iн K iв Имеется ограниченный опыт 10 0,8 1, эксплуатации изделия (систе мы). Проведены приемочные испытания окончание табл. 1. Коэффициенты Класс Характеристика информации информации K iн K iв Проведены приемочные испы- 9 0,7 1, тания в лабораторных, завод ских условиях Имеется опыт эксплуатации или 8 0,7 1, проведены приемочные испы тания прототипов или аналогов со сходными принципами рабо ты и процессами Проведены приемочные испы- 7 0,6 1, тания прототипов или аналогов со сходными принципами рабо ты и процессами в лаборатор ных или заводских условиях Имеется техническое задание 6 0,5 1, Проведены теоретические рас- 5 0,4 1, четы, имеется концепция систе мы или изделия Проведена экспертная оценка 4 0,3 1, Имеется зарубежная информа- 3 0,2 1, ция о создании аналогичного изделия или системы Имеются систематизированные 2 0,1 1, суждения специалистов Публикации в отдельных лите- 1 0,07 2, ратурных источниках Информация отсутствует или не 0 — — обнаружена Примером применения экспертизы является оценка рисков в из вестном пакете программ Project Expert для следующих стадий про екта:

• исследования и разработки;

• приобретение и аренда земли;

• строительство, аренда или приобретение зданий и сооруже ний;

• приобретение и монтаж технологического и офисного оборудо вания;

• разработка и изготовление технологической оснастки и инстру мента;

• производство;

• рынок;

• продукт, изделие;

• система распределения;

• реклама;

• сервис.

На каждой стадии эксперты оценивают уровень риска качествен но (высокий, средний, низкий), рассматривая следующие показате ли: реальность идеи;

наличие необходимых специалистов;

качество управления;

финансирование;

безопасность;

экологичность;

взаи модействие с местными властями и населением;

чувствительность к законодательству;

готовность среды;

приспособленность к среде.

1.6. Этапы научного исследования Научное исследование состоит из следующих этапов:

1) состояние вопроса исследования;

2) теоретические исследования;

3) экспериментальные исследования;

4) анализ и обобщение результатов теоретических и эксперимен тальных исследований;

5) расчет экономической эффективности и опытная апробация предлагаемых разработок.

Состояние вопроса исследования. В ходе реализации данного этапа проводятся патентно-лицензионный поиск, обзор и анализ НИР, НИОКР, монографий, статей по рассматриваемой проблеме.

В результате формируются основные выводы и определяются цель и задачи исследования. Кроме того, в завершение данного этапа раз рабатывается общая методика исследования.

Общая методика исследований представляет собой набор спосо бов, способствующих последовательному наиболее эффективному осуществлению научного исследования.

Теоретические исследования. На данном этапе проводятся:

• формирование рабочей гипотезы исследования;

• обоснование, выбор и формирование целевой функции;

• анализ и выбор влияющих факторов;

• обоснование и выбор математического аппарата;

• аналитическое сравнение альтернатив развития исследуемого процесса и др.

Экспериментальные исследования. На данном этапе разраба тывается методика экспериментальных исследований, монтируется экспериментальная установка, разрабатываются учетные анкеты, осуществляется сбор экспериментальных данных, обосновывается необходимость применения средств измерения, проверяется их точ ность, определяется количественное число опытных точек, намеча ются критерии и методики обработки опытных данных.

Анализ и обобщение результатов теоретических и эксперимен тальных исследований. На данном этапе проводятся обработка полу ченного экспериментального материала, сравнение его с результатами теоретических исследований. По результатам анализа формируются новые научные положения, выводы, заключения и предложения.

Расчет экономической эффективности и опытная апробация предлагаемых разработок. На данном этапе проводится расчет экономической эффективности предложенных разработок или по лученных результатов. Расчет экономической эффективности це лесообразно проводить с государственных или общехозяйственных позиций с учетом социального эффекта (улучшение качества бытового обслуживания населения, качества перевозок пассажиров и т. д.).

1.7. Основные цели и подходы научного исследования, сущность пассивного и активного эксперимента Различают две основные цели научного исследования:

1) выяснение механизма научного явления (поиск математических, логических и других моделей);

2) определение оптимальных режимов функционирования объек та, системы (используется, когда известен механизм явления).

Детерминистский подход (ДП) — получение функциональных зависимостей между параметрами объекта;

при этом исключаются внешние связи и исследуются все внутренние связи. Под функцио нальной зависимостью понимается зависимость вида Y = f ( X i ), при которой каждому значению функции Y соответствует одно впол не определенное значение фактора или аргумента Х. Изучением таких зависимостей занимается математический анализ.

По результатам наблюдений составляется протокол наблюдений.

Допустим, исследователь сделал 10 наблюдений и получил следующие данные:

Вход (Х )...................... 8 5 16 20 11 7 2 12 4 Выход (Y )................... 25 16 49 61 34 22 7 37 13 Анализ этого протокола позволяет установить, что система фун кционирует в соответствии с уравнением Y = 3Х + 1. Достоинства ДП заключаются в том, что получение модели можно распространять на похожие явления, известные внутренние закономерности;

недостат ки — в том, что данный подход применяется лишь при несуществен ных допущениях, которые в практике исследования технических систем встречаются редко.

При экспериментально-статистическом подходе (ЭСП) одно и то же воздействие на объект исследования приводит к различным результатам, каждый из которых наступает с некоторой вероятнос тью. В основе ЭСП лежит эксперимент по методу «черного ящика»

(рис. 1.2), идея которого заключается в следующем:

1) исследуемый объект рассматривается как отдельная система окружающего мира, имеющая внешнюю среду;

2) внешняя среда воздействует на систему через входы Х = (х1, х2, …, хm);

3) система воздействует на внешнюю среду через выходы Y = ( у1, у2, …, уN);

4) внутренние состояния системы характеризуются параметрами S = (S1, S2, …, Sk).

К определенному моменту времени t будет иметь место следующая зависимость: Y t = f ( X t,S t ), т. е. состояния выходов определяются состояниями входов и внутренними состояниями системы. Часть входных параметров может быть управляемыми, а часть — будут со ставлять помехи.

Выходные параметры могут быть техническими или экономичес кими. В системе, считающейся «черным ящиком», структура и внут ренние связи скрыты от наблюдателя. Исследователь фиксирует лишь состояния входов и выходов и анализирует наличие связи между ними;

при этом используется протокол наблюдения.

Рассмотрим пример. Пусть дана система, считающаяся «черным ящиком». Она имеет один вход Х и один выход Y. Наблюдения за входом и выходом показали следующие результаты:

Вход (Х )...................... 1 3 4 6 9 10 12 15 17 Выход (Y ).................... 3 9 14 21 27 34 35 49 50 Рис. 1.2. Система и внешняя среда Анализ результатов наблюдений показывает, что более высокой числовой характеристике входа соответствует большая числовая ха рактеристика выхода. В данном случае Y превышает 31 приблизи тельно в три раза, т. е. имеет место статистическая зависимость.

Математическая обработка полученных результатов (с помощью метода наименьших квадратов, см. гл. 4) дает следующее уравнение регрессии:

Y = 1,47 + 2,95Х.

Данная зависимость определена для вероятностной системы и яв ляется корреляционной зависимостью.

Корреляционная зависимость — это зависимость, при которой случайному значению аргумента соответствует случайное значение функции.

Кроме того, в теории планирования эксперимента встречается регрессионная зависимость, при которой неслучайному значению аргумента соответствует случайное значение функции. Если факти ческие значения аргумента подставить в полученную формулу, то они не будут совпадать. Налицо определенные отклонения (табл. 1.2).

Т а б л и ц а 1. Расчетные и фактические состояния выхода Отклонение Расчетное фактических Фактическое Состояние входа состояние выхода значений состояние выхода хm y от расчетных уn n ( yn y ) n 1, 1 3 4, 1, 3 9 10, +0, 4 14 13, +1, 6 21 19, 1, 9 27 28, +3, 10 34 31, 1, 12 35 36, +3, 15 49 45, 1, 17 50 51, 1, 19 53 54, Таким образом, в результате ЭСП исследуется не сам объект, а ре зультаты эксперимента. При этом возможен пассивный и активный эксперименты. При пассивном эксперименте (см. гл. 2, 3, 4) иссле дователь не влияет на вход системы.

Достоинства пассивного эксперимента:

• наблюдатель не нарушает хода процесса;

• можно использовать результаты ранее выполненных исследова ний.

Недостатки пассивного эксперимента:

• требуется длительный период наблюдений;

• в силу коррелированности факторов затрудняется процедура определения коэффициентов модели;

• отсутствие симметричности уровней факторов затрудняет ста тистическую оценку значимости коэффициентов и проверку мате матической модели на адекватность.

При активном эксперименте (см. гл. 5) исследователь вмешива ется в ход эксперимента, влияя на входы системы. Достоинство ак тивного эксперимента заключается в том, что сокращается срок проведения эксперимента;

недостаток — требуется более детальная подготовка (планирования эксперимента).

Экспериментально-статистический подход используется, если:

• неизвестна зависимость;

• нужно найти коэффициенты в модели;

• нужно найти экстремум, не строя модель.

КОнтрОльные ВОПрОсы 1. Дайте определения понятия «наука» и ее составляющих.

2. По каким признакам классифицируется система научных знаний?

3. Назовите основные черты современной науки и дайте им краткую характеристику.

4. Назовите экономические нормативы, утверждаемые хозрасчетной научной организацией.

5. Дайте определение понятия «научное исследование».

6. По каким признакам классифицируются научные исследования?

7. Дайте краткую характеристику фундаментальным, прикладным иссле дованиям и научно-исследовательским разработкам.

8. Дайте определение понятия «научное исследование». Перечислите основные методы научного исследования.

9. В чем суть математического метода обоснования выбора темы научно го исследования?

10. Дайте краткую характеристику основных этапов научного исследова ния.

11. Дайте краткую характеристику основных целей и подходов научного исследования.

12. Дайте краткую характеристику пассивного эксперимента.

13. Дайте краткую характеристику активного эксперимента.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.