Методология эксперимента

Экспериментальное исследование - один из основных способов получения новых научных знаний. Цель эксперимента – проверка теоретических положений, а также более широкое и глубокое изучение темы научного исследования.

Эксперимент - это научно поставленный опыт или наблюдение явления в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за его ходом и при необходимости воссоздавать его.

Экспериментальные исследования делятся:

1) на лабораторные опыты, проводимые с применением специальных моделирующих установок, стендов, типовых приборов с целью получения полной и достоверной научной информации с минимальными затратами;

2) производственные эксперименты, проводимые на действующем оборудовании, машинах с целью изучения исследуемого процесса или явления в реальных условиях производства; они более сложны и трудоемки. Разновидностью производственного эксперимента является сбор статистических данных в производственных условиях (исследования показателей надежности работы машин);

3) полигонные испытания, проводимые без нарушения технологического производственного режима (в отличие от заводских испытаний) на специально оборудованных полигонах.

Методология эксперимента – это общая структура эксперимента, т.е. постановка и последовательность выполнения экспериментальных исследований, включающих в себя следующие этапы: разработку плана-программы эксперимента, оценку изменений и выбор средств для проведения

эксперимента, проведение эксперимента, обработку и анализ экспериментальных данных.

3.7.2. Разработка плана-программы эксперимента

План-программа включает в себя наименование темы исследования, рабочую гипотезу, методику эксперимента, перечень необходимых материалов, оборудования, приборов, список исполнителей эксперимента, календарный план работ и смету на выполнение работ.

Методика эксперимента - это система приема или способов для последовательного выполнения экспериментальных работ, включающая в себя цель и задачи эксперимента, выбор варьируемых факторов, обоснование средств и потребного количества измерений, описание проведения эксперимента, обоснование способов обработки и анализа результатов эксперимента.

Выбор варьируемых факторов – это установление основных и второстепенных характеристик, влияющих на исследуемый процесс. Если переменных величин много (т.е. многофакторный анализ), то используется метод математического планирования эксперимента.

Обоснование средств измерений – это выбор необходимых для наблюдений и измерений приборов, аппаратов, машин и оборудования с учетом действующих стандартов и положений метрологии.

Под потребным минимальным количеством измерений понимают такое количество, которое в данном опыте обеспечивает устойчивое среднее значение измеряемой величины, удовлетворяющее заданной степени точности, и получение наиболее объективных результатов при минимальных затратах времени и средств.

Важный раздел методики эксперимента – выбор способов обработки и анализа экспериментальных данных. Обработка данных сводится к их анализу, классификации и систематизации (составление таблиц, написание формул, изображение графиков и номограмм), позволяющих быстро и доброкачественно сопоставлять полученные результаты. При этом особое внимание должно быть уделено математическим методам обработки и анализа опытных данных: установлению эмпирических зависимостей, аппроксимации связей между варьируемыми характеристиками, установлениюкритериев и доверительных интервалов и др.