Программа обучения по дисциплине для студента (Syllabus)

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

«Утверждаю»

Председатель Ученого совета,

ректор, академик НАН РК

_______________________

«____» _________ 200___г.

ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ДЛЯ СТУДЕНТА

( SYLLABUS)

по дисциплине «Планирование измерительного эксперимента»

для студентов специальности 5B073200 – «Стандартизация,

метрология и сертификация»

Факультет – «Машиностроительный»

Кафедра – «Технология машиностроения»

2014

Предисловие

Программа обучения по дисциплине для студента (syllabus) разработана: к. т.н., доцентом Жаркевич Ольгой Михайловной

Обсуждена на заседании кафедры «Технология машиностроения»

Протокол № _______ от «____»______________200___ г.

Зав. кафедрой ________________ «____»____________200___ г.

(подпись)

Одобрена методическим бюро машиностроительного факультета

Протокол № ________ от «_____»_____________200___ г.

Председатель ________________ «____»____________ 200___ г.

(подпись)

Согласована с кафедрой __________________________________________

(наименование кафедры)

Зав. кафедрой ________________ «____»____________200___ г.

(подпись)

Сведения о преподавателе и контактная информация

, к. т.н., доцент кафедры «Технология машиностроения»

Кафедра Технология машиностроения находится в главном корпусе КарГТУ (Караганда, Б. Мира, 56), аудитория 334, контактный телефон 56-75-92, доб. 1066.

Трудоемкость дисциплины

Семестр	Количество кредитов	Вид занятий	Количество часов СРС	Общее количество часов	Форма контроля
количество контактных часов	количество часов СРСП	всего часов
лекции	практические занятия	лабораторные занятия
6	2	15	15	-	30	60	30	90	Экзамен

Характеристика дисциплины

Дисциплина «Планирование измерительного эксперимента» входит в цикл базовых дисциплин и является подготовкой специалиста к решению теоретических и практических задач, связанных с планированием измерительного эксперимента.

Цель дисциплины

Дисциплина «Планирование измерительного эксперимента» ставит целью научить студента теоретическим основам и практическим навыкам планирования измерительного эксперимента, формирования у студентов представления о содержании основных этапов и компонентах схемы, средств и методики измерения при наименьших затратах средств и времени.

Задачи дисциплины

Задачи дисциплины следующие: научить студента теоретическим основам и практическим навыкам планирования измерительного эксперимента, формирования у студентов представления о содержании основных этапов и компонентах схемы, средств и методики измерения при наименьших затратах средств и времени.

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

иметь представление:

– о физической сущности содержания работ, выполняемых на каждом этапе проведения измерительного эксперимента;

знать:

– методику измерения этапов эксперимента, их последовательность выполнения и взаимосвязь;

уметь:

– выбирать схемы и средства измерительного эксперимента, обрабатывать результаты измерений;

приобрести практические навыки:

– анализировать и обосновывать по результату проведения эксперимента погрешность измерения, допустимую для практических целей;

Пререквизиты

Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение следующих дисциплин (с указанием разделов (тем)):

Наименование дисциплины	Наименование темы
1. Математика 1, 2	ГОСТы на проведение измерения физических величин
2. Статистические методы управления качеством продукции и процессов	Приемочный контроль по альтернативному и количественному признакам
3. Метрология	Методы измерения физических величин
4. Методы и средства измерения и контроля 1	Квалитеты точности, допуски, посадки, классы шероховатости

Постреквизиты

Знания, полученные при изучении дисциплины «Планирование измерительного эксперимента», используются при освоении следующих дисциплин: «Метрологическое обеспечение производства», «Система менеджмента качества», «Метрологические испытания средств измерений».

Тематический план дисциплины

Наименование раздела, (темы)	Трудоемкость по видам занятий, ч.
лекции	практические	лабораторные	СРСП	СРС
1 Введение. Предмет, задачи и содержание курса. Основные определения. Эксперимент как предмет исследования. Виды эксперимента. План эксперимента	2			1	1
2 Определение грубой ошибки		1			2
3 Оценка отклика. Количественная характеристика оценки отклика. Последовательных подход к выбору функции отклика	2	2		2	2
4 Статистическая проверка гипотез: Основные определения; Проверка гипотезы о равенстве математического ожидания заданному значению; Проверка гипотезы о равенстве средних значений; Проверка гипотезы о равенстве дисперсий; Проверка случайности и независимости результатов измерений в выборке	2	2		2	2
5 Дисперсионный анализ: Однофакторный дисперсионный анализ; Двухфакторный дисперсионный анализ	2	2		2	2
6 Корреляционный анализ. Парная корреляция. Многомерный корреляционный анализ	3	4		4	4
7 Регрессионный анализ	4	4		4	4
8 Критериальные математические модели				2	2
9 Метод насыщенных планов				3	3
10 Метод случайного баланса				2	2
11 Планирование эксперимента				2	2
12 Планирование эксперимента при дисперсионном анализе. Латинские квадраты и их применение при планировании эксперимента				3	2
13 Планирование эксперимента при дисперсионном анализе. Квадраты Юдена				3	2
ИТОГО:	15	15	-	30	30

Перечень практических (семинарских) занятий

1 Определение грубой ошибки

2 Оценка отклика

3 Статистическая проверка гипотез

4 Дисперсионный анализ

5 Корреляционный анализ

6 Регрессионный анализ

Тематический план самостоятельной работы студента с преподавателем

Наименование темы СРСП	Цель занятия	Форма проведения занятия	Содержание задания	Рекомендуемая литература
Тема 1. Критериальные математические модели	Углубление знаний по данной теме	Разъяснения, опрос и решение задач	Изучение данной темы	[1], [2], [3], [4]
Тема 2. Метод насыщенных планов	Углубление знаний по данной теме	Разъяснения, опрос и решение задач	Изучение темы, решение задач	[3], [4]
Тема 3. Метод случайного баланса	Углубление знаний по данной теме	Разъяснение, опрос и решение задач	Решение задач	[3], [4], [1], [6]
Тема 4. Планирование эксперимента	Углубление знаний по данной теме	Разъяснение и опрос	Решение задач	[1], [6]
Тема 5. Планирование эксперимента при дисперсионном анализе. Латинские квадраты и их применение	Углубление знаний по данной теме	Разъяснение и опрос	Решение задач	[3], [4]
6. Планирование эксперимента при дисперсионном анализе. Квадраты Юдена.	Углубление знаний по данной теме	Разъяснение и опрос	Решение задач	[3], [4]

Темы контрольных заданий для СРС

1.  Эксперимент как предмет исследования.

2.  Виды эксперимента.

3.  Виды факторов.

4.  План эксперимента.

5.  Факторный план.

6.  Оценка отклика (неслучайная величина, погрешности измерения малы).

7.  Оценка отклика (неслучайная величина, погрешностями измерения пренебречь нельзя).

8.  Оценка отклика (случайная величина, размах ошибки измерения мал).

9.  Оценка отклика (случайная величина, ошибки измерения существенны).

10.  Оценка отклика (случайная функция).

11.  Проверка гипотезы о равенстве математического ожидания заданному значению.

12.  Проверка гипотезы о равенстве средних значений.

13.  Проверка гипотезы о равенстве дисперсий.

14.  Проверка случайности и независимости результатов измерений в выборке.

15.  Однофакторый дисперсионный анализ.

16.  Порядок проведения однофакторного дисперсионного анализа.

17.  Двухфакторый дисперсионный анализ.

18.  Этапы двухфакторного дисперсионного анализа.

19.  Парная корреляция.

20.  Задача корреляционного анализа.

21.  Корреляционная зависимость.

22.  Поле корреляции.

23.  Многомерный корреляционный анализ.

24.  Задача регрессионного анализа.

25.  Условия проведения регрессионного анализа.

26.  Коэффициент регрессии.

27.  Информационная матрица.

Критерии оценки знаний студентов

Экзаменационная оценка по дисциплине определяется как сумма максимальных показателей успеваемости по рубежным контролям (до 60%) и итоговой аттестации (экзамен) (до 40%) и составляет значение до 100% в соответствии с таблицей.

Оценка по буквенной системе	Цифровые эквиваленты буквенной оценки	Процентное содержание усвоенных знаний	Оценка по традиционной системе
А А-	4,0 3,67	95-100 90-94	Отлично
В+ В В-	3,33 3,0 2,67	85-89 80-84 75-79	Хорошо
С+ С С- D+ D	2,33 2,0 1,67 1,33 1,0	70-74 65-69 60-64 55-59 50-54	Удовлетворительно
F Z	0 0	30-49 0-29	Неудовлетворительно

Оценка «А» (отлично) выставляется в том случае, если студент в течение семестра показал отличные знания по всем программным вопросам дисциплины, а также по темам самостоятельной работы, регулярно сдавал рубежные задания, проявлял самостоятельность в изучении теоретических и прикладных вопросов по основной программе изучаемой дисциплины, а также по внепрограммным вопросам.

Оценка «А-» (отлично) предполагает отличное знание основных законов и процессов, понятий, способность к обобщению теоретических вопросов дисциплины, регулярную сдачу рубежных заданий по аудиторной и самостоятельной работе.

Оценка «В+» (хорошо) выставляется в том случае, если студент показал хорошие и отличные знания по вопросам дисциплины, регулярно сдавал семестровые задания в основном на «отлично» и некоторые на «хорошо».

Оценка «В» (хорошо) выставляется в том случае, если студент показал хорошие знания по вопросам, раскрывающим основное содержание конкретной темы дисциплины, а также темы самостоятельной работы, регулярно сдавал семестровые задания на «хорошо» и «отлично».

Оценка «В-»(хорошо) выставляется студенту в том случае, если он хорошо ориентируется в теоретических и прикладных вопросах дисциплины как по аудиторным, так и по темам СРС, но нерегулярно сдавал в семестре рубежные задания и имел случаи пересдачи семестровых заданий по дисциплине.

Оценка «С+» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины, сдает на «хорошо» и «удовлетворительно» семестровые задания.

Оценка «С» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины, сдает на «удовлетворительно» семестровые задания.

Оценка «С-» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если студент в течение семестра регулярно сдавал семестровые задания, но по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет только общими понятиями и может объяснить только отдельные закономерности и их понимание в рамках конкретной темы.

Оценка «D+» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет только общими понятиями и может объяснить только отдельные закономерности и их понимание в рамках конкретной темы.

Оценка «D» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет минимальным объемом знаний, а также допускал пропуски занятий.

Оценка «F» (неудовлетворительно) выставляется тогда, когда студент практически не владеет минимальным теоретическим и практическим материалом аудиторных занятий и СРС по дисциплине, нерегулярно посещает занятия и не сдает вовремя семестровые задания.

Оценка «Z» (неудовлетворительно) выставляется тогда, когда студент не владеет минимальным теоретическим и практическим материалом аудиторных занятий и СРС по дисциплине, пропустил более половины занятий и не представил вовремя семестровые задания.

Рубежный контроль проводится на 7-й и 14-й неделях обучения и складывается исходя из следующих видов контроля:

Вид контроля

%-ое содержание

Академический период обучения, неделя

Итого, %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Посещаемость

0,6

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

9,0

Конспекты лекций

5,5

*

*

11,0

Колоквиум

5,0

*

*

10,0

Практ. работы

2,5

*

*

*

*

*

*

15,0

СРС

1,0

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

15,0

Экзамен

40

Всего по аттестациям

30

30

60

Всего

100

Политика и процедуры

При изучении дисциплины «Планирование измерительного эксперимента» прошу соблюдать следующие правила:

1 Не опаздывать на занятия.

2 Не пропускать занятия без уважительной причины, в случае болезни прошу представить справку, в других случаях – объяснительную записку.

3 В обязанности студента входит посещение всех видов занятий.

4 Согласно календарному графику учебного процесса сдавать все виды контроля.

5 Пропущенные практические и лабораторные занятия отрабатывать в указанное преподавателем время.

6. Пропущенные лекционные занятия (независимо от причины) отрабатывать в виде реферата по пропущенной тематике.

7. Активно участвовать в учебном процессе.

8. Быть терпимыми, открытыми, откровенными и доброжелательными к сокурсникам и преподавателям.

Учебно-методическая обеспеченность дисциплины

Ф. И.О автора	Наименование учебно-методической литературы	Издательство, год издания	Количество экземпляров
в библиотеке	на кафедре
Основная литература
1. ,	Планирование промышленных экспериментов	М: Металлургия, 1974	5	-
2.	Введение в планирование эксперимента	М: Металлургия, 1969.	3	-
3.	Математическая обработка результатов эксперимента	М: Наука, 1971	4	-
4. ,	Методы обработки экспериментальных данных при измерении	Ленинград: Энергоатомиздат, 1990.	10	-
5. ,	Планирование эксперимента в машиностроении	Минск: Высшая школа, 1985.	3	-
Дополнительная литература
6.	Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов	М: Мир, 1977.	3	-
7. ,	Статистические методы планирования экстремальных экспериментов	М: Наука, 1965.	3	-
8.	Практикум по метрологии, стандартизации и управлению качеством	Алма-Ата: «Рауан», 1990.	5	-

График выполнения и сдачи заданий по дисциплине

Вид контроля	Цель и содержание задания	Рекомендуемая литература	Продолжительность выполнения	Форма контроля	Срок сдачи
Коллоквиум	Закрепление теоретических знаний и практических навыков	[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], конспекты лекций	1 контактный час	Рубежный	7 неделя
Коллоквиум	Закрепление теоретических знаний и практических навыков	[1], [2], [3], [4], [5], [7], [8], конспекты лекций	1 контактный час	Рубежный	14 неделя
Защита практических работ	Углубление теоретических знаний по заданной тематике и приобретение практических навыков	Конспекты лекций, МУ к практическим работам	2 контактных часа	Рубежный	7, 14 неделя
Экзамен	Проверка усвоения материала дисциплины	Весь перечень основной и дополнительной литературы	2 контактных часа	Итоговый	В период сессии

Вопросы для самоконтроля

1. Виды эксперимента;

2. Коллективная характеристика оценки исследования (эксперимента);

3. Задачи планирования эксперимента;

4. Выбор области, схемы, числа уравнений, интервалов варьирования и кодирования факторов при планировании эксперимента;

5. Аналитические и графические методы анализа результатов эксперимента;

6. Матрица планирования, наблюдения. Информационная матрица;

7. Ортогональное планирование для вычисления коэффициентов регрессии.

8. Дисперсионный анализ, его сущность и задачи;

9. Корреляционный анализ, его сущность и задачи;

10. Регрессионный анализ, его сущность и задачи;

11. Однофакторный и двухфакторный дисперсионный анализ;

12. Остаточная дисперсия и дисперсия воспроизводимости;

13. Отличие плана активного многофакторного эксперимента от пассивного;

14. Полный факторный эксперимент и дробные реплики. Свойства ортогональности и рототабельности плана.

15. Оптимальные симплекс-планы и метод их построения;

16. Планы Плаккета-Бермана;

17. Метод случайного баланса;

18. Планирование эксперимента для уточнения параметров модели;

19. Формулировка задачи. Выбор отклика и факторов при планировании промышленного эксперимента;

20. Классификация планов дисперсионного анализа: латинские квадраты и их применение при планировании эксперимента;

21. Греко-латинские квадраты, преимущества и недостатки квадратов.