Simularea unor experiențe cu ajutorul unor relații matematice adecvate determinată pe cale experimentală

1. TEMA :SIMULAREA UNOR EXPERIENTE CU AJUTORUL UNOR RELATII MATEMATICE DETERMINATE PE CALE EXPERIMENTALA

Este o tema de cercetare stiintifica,aceasta fiind o activitate sistematica si creatoare,menita sa sporeasca volumul de cunostinte.

Cercetarea stiintifica se clasifica in:

-cercetare stiintifica fundamentala -o activitate teoretica sau experimentala fundamentala care are ca scop principal acumularea de noi cunostinte privind aspectele esentiale ale fenomenelor si faptelor observabile,fara sa aiba in vedere o aplicatie deosebita sau specifica.

-cercetare stiintifica aplicativa -o activitate de investigare originala in scopul acumulari de noi cunostinte,dar orientata,in principal spre un scop sau un obiectiv practic specific.

Tema studiata se incadreaza in cercetarea stiintifica aplicativa.

Simularea este o forma particulara a experimentului.Ea contribuie la realizarea unor importante clarificari metodologice:clarificarea formei legaturii dintre variabile; estimarea parametrilor legaturilor; verificarea ipotezelor; testarea diferitelor cai de actiune practica; stabilirea nivelului optim al variabilelor controlate; comportamentul modelului in raport cu variatia factorilor.

Pentru conducerea optima a proceselor este necesara cunoasterea modelelor matematice ale caracteristicilor proceselor respective.

Din cauza complexitatii proceselor, stabilirea metodelor teoretice,ideale,ale acestora este foarte anevoioasa,uneori imposibila.Din acest motiv,modelele teoretice ale proceselor sunt inlocuite cu modele empirice obtinute pe cale experimentala.

Pentru aceasta se folosesc diferite metode de cercetare experimentala.

Metoda de cercetare experimentala,folosita inca in mod curent,este metoda clasica,prin care se variaza succesiv cate un singur parametru.Astfel se considera un parametru care se variaza in limitele unui domeniu ales convenabil,ceilalti parametrii fiind mentinuti constanti.Se stabileste legatura dintre acesta si raspunsul considerat,identificandu-se intervalul in care influenta acestui parametru este optima.Cu primul parametru mentinut constant la o valoare din intervalul optim gasit se variaza in acelasi mod un al doilea parametru,toti ceilalti parametri fiind mentinuti constanti la valorile initiale.Se stabileste si pentru aceasta legatura cautata,identificandu-se intervalul optim de influenta. Procesul se repeta cu fiecare parametru in parte pana la gasirea legaturilor si a intervalelor optime de influenta pentru toti parametrii luati in studiu ai procesului considerat.

Este evident ca in cazul unui numar mai mare de parametri luati in studiu,metoda este costisitoare,consumand mult timp,energie si materiale.Pe langa aceasta, contrar scopului urmarit, este posibil sa nu se obtina optimul global, din cauza interactiunilor posibile dintre doi sau mai multi parametrii ai procesului care nu pot fi evidentiate in acest mod. De asemenea, metoda clasica, nebazandu-se pe o tratare statistica riguroasa, nu permite obtinerea legaturii cautate cu precizie maxima si nici verificarea preciziei acestei legaturi sau perfectionarea ei.

Un pas important in inlaturarea neajunsurilor metodei clasice il constituie considerarea parametrilor si raspunsurilor procesului ca variabile supuse erorilor intamplatoare si folosirea regresiei multiple si analizei dispersionale din statistica matematica,cu un aparat matematic bine pus la punct.Aceasta permite obtinera legaturii cautate,cu precizie mai mare,verificarea preciziei legaturii obtinute si perfectionarea ei.Dar si in acest mod numarul experientelor este mare,deci si cheltuielile de experimentare sunt insemnate.

O perfectionare insemnata a acestei metode o constituie folosirea programarii statistice a experientelor care reduce considerabil numarul acestora,deci si cheltuielile de experimentare,mentinand avantajele precizate mai sus.

Din combinarea regresiei multiple,analizei dispersionale si programarii statistice a experientelor a rezultat metoda moderna de cercetare experimentala cunoscuta sub denumirea de metoda suprafetelor de raspuns(a functiilor de regresie).

Metoda suprafetelor de raspuns considera legatura dintre acesti parametrii unui proces si raspunsurile caracteristice ale acestuia ca suprafete in spatiul dimensional al variabilelor.In experimentele conduse dupa aceasta metoda, variabilele independente sunt variate simultan,luand un numar limitat de valori in domeniul de experimentare considerat, numite nivele.Aceasta permite evidentierea unor interactiuni existente intre variabilele independente, contribuind la determinarea mai exacta a optimului global.

Cu ajutorul acestei metode,desi mai multe variabile independente sunt variate simultan, efectele lor principale si de ordin superior, precum si interactiunile dintre ele se pot determina separat. Se poate stabili ordinea influentei variabilelor si exclude cele fara influenta semnificativa.Se poate verifica precizia modelului matematic stabilit si perfectiona acest model astfel ca precizia de reproducere a datelor experimentale sa creasca.