Предисловие
Планирование эксперимента с расчетом на заранее предусмотренные методы обработки данных на практике подменяется поиском готовых рецептов в виде схем расчетов, якобы «пригодных на все случаи жизни». Механическое, рецептурное применение готовых схем без глубокой содержательной интерпретации сущности используемых характеристик часто является причиной недостоверных выводов из анализа экспериментальных данных, некорректного применения методов или, в лучшем случае, недостаточно полного и эффективного использования информации, получаемой в процессе экспериментирования.
Между тем, планирование эксперимента и обработка данных опыта опираются на обширную систему статистико-математических методов. По этой причине расчеты, связанные с обработкой массовых данных, весьма трудоемки, в связи, с чем деятельность в этой сфере нельзя представить себе без широкого применения компьютерной техники.
Научное обоснование цели эксперимента, выбор наилучшей схемы, наиболее полный учет систематически действующих и случайных факторов, анализ данных, оценка достоверности полученных результатов и формулировка выводов - все это требует от экспериментатора глубоких знаний в области современной теории систем, системного анализа, математических методов и умения применять в работе компьютерную технику.
В целом, по общей теории систем, теории вероятностей и математической статистики имеется обширная литература. Частично она приведена в библиографическом списке данного труда. Однако она, как правило, рассчитана на читателя с фундаментальной математической подготовкой. Кроме того, пособия по методике опытного дела, планированию экспериментов, биометрии и статистике, обычно освещают отдельную конкретную предметную область и не дают системного представления о широком спектре статистико-математических методов.
Нередко в этих пособиях чрезмерно сложно излагается математический аппарат, или, напротив, методы обработки данных подаются рецептурно, без достаточного математического и методического обоснования. Существенным недостатком имеющихся работ является отсутствие в них алгоритмов и программ по применению персональных компьютеров при обработке экспериментальных данных.
Авторы монографии исходят из того, что чтение научной литературы полезно не только специалистам, но и широкому кругу читателей. А главное, - чтение научной литературы является непременным условием подготовки высококвалифицированных специалистов и формирования авторитетных ученых.
В предлагаемой работе предпринята попытка доступной формой изложения реализовать системный подход к обоснованию эксперимента и к анализу его результатов. Поэтому работа начинается с рассмотрения основных понятий и представлений современной теории систем, системного подхода, с акцентом на исследование общесистемных свойств объектов. Кроме того, в приложении приведены: таблицы математической статистики, краткий справочник по математике и краткий физический справочник.
В целях обеспечения универсальности решения прикладных задач в работе изложены также, хотя сжато и лаконично, особенности организации эксперимента в различных отраслях машиностроения. Это важно для понимания единства методических требований к формированию статистических совокупностей, к организации эксперимента в целом, поскольку конкретные способы обработки результатов опыта, как правило, предопределяются характером исходных условий, сочетанием контролируемых факторов, их соотношением со случайными факторами.
Наибольшую опасность для экспериментатора с точки зрения достоверности и надежности его выводов представляет соблазн использовать методы обработки данных рецептурно, механически, без глубокого осознания сущности статистических оценок при проверке различных гипотез.
Именно поэтому в предлагаемой работе основное внимание уделено не формально-математическим выводам, а содержательной интерпретации основных характеристик статистических совокупностей. В этом смысле данная работа может послужить введением к фундаментальным курсам по теории планирования экспериментов и математической статистики. Она будет полезна тем научным работникам, кто строит свою научную карьеру в хорошем смысле этого слова, кто повышает свои фундаментальную подготовку, кто стремится научно обосновать и закрепить свою область исследований.
Работая над этой книгой, авторы стремились дать систематическое и достаточно строгое, но доступное изложение материала в простой и наглядной форме. Используемый в работе математический аппарат не выходит за рамки программы курсов математических дисциплин вузов и предполагает лишь знакомство с основными теоремами теории вероятностей.
Методы изложены по принципу «от простого - к сложному»: вначале рассматриваются показатели, системы показателей как характеристики статистических совокупностей, затем их оценки и основы теории проверки статистических гипотез.
Книга посвящена памяти члена-корреспондента РАН Гатаулина Ахияра Мугиновича, с которым авторы продолжительное время совместно сотрудничали на кафедре математики и математических методов в экономике в Институте экономики и предпринимательства.
Авторы надеются, что книга окажется полезной всем, кто занимается экспериментальным делом и обработкой результатов опытов, и будут благодарны читателям за замечания и пожелания по ее улучшению.
