راهنمای طرح آزمایشهای آماری

در استفاده از روش آماری در طرح و تحلیل یک آزمایش، لازم است هر فردی که با آزمایش سروکاردارد قبلا ازآنچه دقیقا باید مطالعه کند،و از چگونگی جمع آوری داده ها ایده ای روشن داشته باشد و حداقل درکی کیفی از چگونگی تحلیل داده ها که شامل شناسایی و بیان مساله و انتخاب عوامل وسطوح نتیجه گیریها وتوصیه ها ،انتخاب طرح آزمایش،انجام آزمایش،تحلیل داده ها،انتخاب متغیر پاسخ می باشد داشته باشد که در ذیل به طور اجمالی توضیح داده خواهد شد… در استفاده ازروش آماری در طرح و تحلیل یک آزمایش،لازم است هر فردی که با آزمایش سروکاردارد قبلا ازآنچه دقیقا باید مطالعه کند،واز چگونگی جمع آوری داده ها ایده ای روشن داشته باشد و حداقل درکی کیفی ازچگونگی تحلیل داده ها کسب کند.شمایی از شیوه ای که توصیه شده است به شرح زیراست:

۱٫شناسایی وبیان مساله. این موضوع ممکن است نسبتا بدیهی به نظر رسد،اما در عمل غالبا پی بردن به وجود مساله ای که نیاز به آزمایش دارد ساده نیست،بیان عموما قابل قبول و روشن مساله نیز آسان نیست،بیان عموماً قابل قبول وروشن مساله نیز آسان نیست.لازم است کلیه مفاهیم راجع به اهداف آزمایش را معرفی کنیم.معمولاً مهم است که تمام جوانب مربوط به ورودی مانند:مهندسی،استانداردکیفیت،ساخت،بازاریابی،مدیریت،مشتری،وگرداننده ها(آنهاییی که معمولاًبصیرت کافی دارند واغلب نادیده گرفته می شوند)را درنظر بگیریم.اغلب بیان روشن مساله درفهم بهترپدیده ها وحل نهایی مسأله کمک می کند.

۲٫انتخاب عوامل وسطوح.آزمایشگرباید عواملی را که درآزمایش متغیرند،دامنه های تغییرهریک از این عوامل،وسطوح خاصی را که درهراجرا باید اعمال شوند انتخاب کند.باید درباره چگونگی کنترل این عوامل با ارزشهای مطلوب وچگونگی اندازه گیری آنها نیز بیندیشد.مثلاً،درجریان آزمایش لحیم کاری ،۱۲متغیر که می توانند دروقوع معایب لحیم کاری مؤثر باشندتعریف شده اند.دراینجا مهندس مربوط باید درباره حدودمورد مورد نظرهر متغیر،(یعنی،دامنه تغییرات هرعامل) واینکه برای هرمتغیر ازچند سطح باید استفاده شودتصمیم گیری کند.درانجام این موضوع شناخت فرایند لازم است.معمولاً شناخت فرایند شامل تجربه عملی ودرک مفاهیم نظری است.بررسی تمام عواملی که می توانند مهم باشند،وکلاً تحت نفوذ تجربه گذشته نیستند،خصوصاً وقتی در مراحل اولیه آزمایش هستیم یا وقتی فرایند هنوزتکامل نیافته است واجد اهمیت است.وقتی،هدف،جدا کردن عامل یا تعیین مشخصه های فرایند است معمولاًبهترآن است که تعداد سطوح عامل را پایین نگه داریم(اکثراً از دو عامل استفاده می شود).

۳٫انتخاب متغیر پاسخ.درانتخاب متغیر پاسخ،باید آزمایشگرمطمئن باشد که این متغیرواقعاً درباره فرایند تحت مطالعه اطلاعاتی مفید به دست می دهد.بیشتر مواقع متوسط یا انحراف معیار( یا هردو)مشخصه اندازه گیری شده،متغیر پاسخ اند.پاسخهای چندگانه،غیرمعمول نیستند.خطای اندازه گیری نیز عامل مهمی است.اگر خطای اندازه گیری کم باشد،ان گاه تنها اثرهای نسبتاً بزرگ عاملی به وسیله ازمایش آشکار می شوند یا تکرارهای اضافی لازم می شوند.

۴٫انتخاب طرح آزمایش. اگرسه مرحله اول به درستی انجام شوند،این مرحله نسبتاً ساده است.انتخاب طرح شامل در نظرگرفتن حجم نمونه(تعداد تکرارها)،انتخاب ترتیب مناسب اجرا برای امتحانهای آزمایش،ومشخص کردن این مسأله است که آیا بلوکبندی یا محدودیتهای دیگرتصادفی کردن اعمال شود یا خیر.در این کتاب ازبعضی انواع مهم طرحهای آزمایش صحبت می کنیم،که سرانجام می توان این طرحها را در مسائل بسیار متنوع مانند یک فهرست انتخاب طرح مناسب آزمایش مورد استفاده قرار داد. درک بهتر مفهوم آمار نیز می تواند طرح آزمایشهای آماری را برای شما آسان تر کند.

در انتخاب طرح،در نظر داشتن هدفهای آزمایش مهم است.در بسیاری از آزمایشهای مهندسی،پیشاپیش می دانیم که بعضی سطوح عاملی مقادیرمتفاوتی را برای پاسخ ارائه می دهند.در نتیجه به معلوم کردن اینکه کدام عوامل موجب چنین اختلافی می شوند و به برآورد کردن بزرگی تغییر پاسخ علاقه مندیم.در وضعیتهای دیگر،ممکن است در معلوم کردن یکنواختی،بیشتر راغب باشیم.مثلاً،ممکن است دو حالت تولید AوB مقایسه شوند،که A استاندارد وB حالتی مؤثر با هزینه بیشتر باشد.بنابراین آزمایشگر علاقه مند به معلوم کردن مثلاً این موضوع است که آیا اختلافی بین محصول این دوحالت وجود دارد یا خیر.

۵٫انجام آزمایش . وقتی آزمایش اجرا می شود،نظارت دقیق فرایند برای اطمینان از انجام همه چیزطبق طرح،حیاتی است.در این مرحله خطا در شیوه ازمایش معمولاً اعتبار آن را از بین می برد.پیش برد طرح در موفقیت آن،امری قطعی است. کم برآوردکردن جنبه های طرحریزی ومنطقی اجرایی یک آزمایش طرح شده در یک ساخت پیچیده یا پژوهشی ودر یک محیط بسط و گسترش،ساده است.

۶٫تحلیل داده ها. درتحلیل داده ها باید از روشهای اماری استفاده کرد تا آنکه نتایج واستنباطها به جای آنکه به صورت فتوا صادر شوند،در ماهیت عینی باشند.اگرآزمایش درست طرحریزی شود و اگر مطابق طرح انجام شود،آن گاه نیازی به روشهای آماری پیچیده نیست.بسته های نرم افزاری عالی زیادی وجود دارند که به تحلیل داده ها کمک می کنند،وروشهای نموداری ساده نقشی عمده در تعبیر داده ها ایفا می نمایند.تحلیل مانده ای وبررسی کفایت مدل نیز از تکنیکهای مهم تحلیل اند.به خاطر داشته باشید که روشهای اماری نمی توانند معلوم کنند که عامل (یا عواملی)اثری خاص دارند.آنها تنها خط مشی اعتمادپذیری ومعتبر بودن نتایج را ارائه می کنند.عملاً،روشهای اماری اثبات چیزی را موجب نمی شوند،اما اجازه می دهند که خطای محتمل در نتایج را اندازه گیری یا اطمینانی را با حکمی همراه کنیم.مزیت عمده روشهای اماری آن است که آنها با فرایند تصمیم گیری عینیت را اضافه می کنند.تکنیکهای اماری توأماً با مهندسی خوب یا با آگاهی از فرایند و عقل سلیم معمولاًبه نتیجه گیریهای منطقی منتهی می شوند.

۷٫نتیجه گیریها وتوصیه ها . به محض انجام تحلیل داده ها،آزمایشگرباید نتیجه گیریهای عملی درباره پیامدها را ارائه داده نحوه عمل را توصیه کند.در این مرحله غالباً روشهای نموداری به خصوص در ارائه نتایج به دیگران مفید است.اجراهایی که به دنبال می آیند وازمونهای تأیید کننده آنها باید برای معتب رساختن نتایج ازمایش انجام شوند.در سرتاسر کل این فرایند،به خاطر داشتن این موضوع مهم است که بخش مهم فرایند آگاهی،آزمایش است،که در آن فرضهایی درباره سیستم به طور شهودی فرمولبندی می شوند،برای بررسی این فرضها ازمایش انجام می گیرد،وبرمبنای نتایج حاصل ،فرضهای جدیدی فرمولبندی شده وبه همین ترتیب کار ادامه می یابد.این موضوع القا می کند که آزمایش ،تکراری است.معمولاًدر شروع مطالعه طرح،یک تک ازمایش وسیع وجامع اشتباهی بزرگ است.یک آزمایش موفق احتیاج به آگاهی ازعوامل مهم ،دامنه های تغییر این عوامل،تعداد مناسب سطوحی که باید به کارروند،وواحدهای درست اندازه گیری این متغیرها دارد.معمولاً جواب درست این سؤالها را کاملاً نمی دانیم،اما با پیشرفت آزمایش ،چگونگی آنها را می اموزیم.به تدریج که برنامه آزمایش به جلو می رود،اغلب بعضی متغیرهای ورودی را حذف کرده ،متغیرهای دیگری را وارد می کنیم،حدود کاوش بعضی عوامل را تغییر داده یا متغیرهای پاسخ جدیدی را اضافه می نماییم.درنتیجه،معمولاً آزمایش را به صورت دنباله ای انجام می دهیم،وبه صورت یک قاعده کلی،در نخستین ازمایش بیشتر ازحدود ۲۵درصد منابع موجود را به کار نمی گیریم .این موضوع ،وجود منابع کافی برای انجام اجراهای تأییدی وسرانجام به نتیجه رساندن هدف نهایی ازمایش را تضمین خواهد کرد.

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj0odSdgebJAhUBHQ8KHRMVAcMQFggtMAE&url=http%3A%2F%2Fstattrek.com%2Fexperiments%2Fexperimental-design.aspx%3FTutorial%3DAP&usg=AFQjCNH3gmUKN-y28YMRqdjnG-_l2KeyyA&sig2=U0R-dKW7wIN2oXU4_PWamg