Психологический эксперимент - проводимый в специальных условиях опыт для получения новых научных знаний о психологии посредством целенаправленного вмешательства исследователя в жизнедеятельность испытуемого.

Различными авторами понятие «психологический эксперимент» трактуется неоднозначно, зачастую под экспериментом в психологии рассматривается комплекс разных самостоятельных эмпирических методов (собственно эксперимент , наблюдение , опрос , тестирование) . Однако традиционно в экспериментальной психологии эксперимент считается самостоятельным методом.

В рамках психологического консультирования, психологическим экспериментом называют специально созданную ситуацию, предназначенную для более целостного (в различных модальностях) переживания клиентом собственного опыта.

Специфика психологического эксперимента

В психологии экспериментальное исследование обладает своей спецификой, позволяющей рассматривать его отдельно от исследований в других науках. Специфика психологического эксперимента заключается в том, что:

• Психику как конструкт невозможно непосредственно наблюдать и о её деятельности можно узнать, лишь основываясь на её проявлениях, к примеру, в виде определённого поведения .
• При изучении психических процессов считается невозможным выделить какой-то один из них, и воздействие всегда происходит на психику в целом (или, с современной точки зрения, на организм как единую неделимую систему).
• В экспериментах с людьми (а также некоторыми высшими животными , например, приматами) происходит активное взаимодействие между экспериментатором и испытуемым.
• Данное взаимодействие, в том числе, делает необходимым наличие инструкции испытуемому (что, очевидно, нехарактерно для естественнонаучных экспериментов).

Общие сведения

В упрощённом примере независимую переменную можно рассматривать как некий релевантный стимул (St(r) ), силу которого варьирует экспериментатор, в то время, как зависимая переменная - реакция (R ) испытуемого, его психики (P ) на воздействие этого релевантного стимула.

Однако, как правило, именно искомая стабильность всех условий, кроме независимой переменной, в психологическом эксперименте недостижима, так как практически всегда помимо этих двух переменных присутствуют и дополнительные переменные , систематические иррелевантные стимулы (St(1) ) и случайные стимулы (St(2) ), ведущие соответственно к систематическим и случайным ошибкам. Таким образом окончательное схематическое изображение экспериментального процесса выглядит так:

Следовательно, в эксперименте можно выделить три вида переменных:

1. Дополнительные переменные (или внешние переменные)

Итак, экспериментатор пытается установить функциональную зависимость между зависимой и независимой переменной, что выражается в функции R =f(St(r) ), попытавшись при этом учесть систематическую ошибку, возникшую вследствие воздействия иррелевантных стимулов (примерами систематической ошибки можно назвать фазы Луны , время суток и др.). Для уменьшения вероятности воздействия случайных ошибок на результат исследователь стремится проводить серию опытов (примером случайной ошибки, может быть, например, усталость или же попавшая в глаз испытуемому соринка).

Основная задача экспериментального исследования

Общая задача психологических экспериментов заключается в том, чтобы установить наличие связи R =f(S, P ) и, по возможности, вид функции f (бывают различные виды связи - причинно-следственные, функциональные, корреляционные и др.). В данном случае, R - реакция испытуемого, S - ситуация, а P - личность испытуемого, психика, или «внутренние процессы» . То есть, грубо говоря, так как психические процессы невозможно «увидеть», в психологическом эксперименте на основании реакции испытуемых на стимулирование, регулируемое экспериментатором, делается какой-либо вывод о психике, психических процессах или личности испытуемого.

Этапы эксперимента

В каждом эксперименте можно выделить следующие этапы. Первый этап - постановка задачи и цели, а также построение плана эксперимента. План эксперимента должен строиться с учётом накопленных знаний и отражать актуальность проблемы.

Второй этап - собственно процесс активного воздействия на окружающий мир, в результате чего накапливаются объективные научные факты. Получению этих фактов в значительной степени способствует правильно подобранная методика эксперимента. Как правило, метод эксперимента формируется на основе тех трудностей, которые необходимо устранить, чтобы решить задачи, поставленные в эксперименте. Методика, разработанная для одних экспериментов, может оказаться пригодной и для других экспериментов, то есть приобрести универсальное значение.

Валидность в психологическом эксперименте

Как и в естественнонаучных экспериментах, так и в психологических краеугольным камнем считается понятие валидности : если эксперимент валиден, учёные могут обладать некоторой уверенностью в том, что ими было измерено именно то, что они хотели измерить. Предпринимается множество мер для того, чтобы соблюдать все виды валидности . Однако быть абсолютно уверенным в том, что в каком-то, даже самом продуманном, исследовании можно совершенно соблюсти все критерии валидности, невозможно. Полностью безупречный эксперимент недостижим.

Классификации экспериментов

В зависимости от условий проведения выделяют

• Лабораторный эксперимент - условия специально организуются экспериментатором. Основная задача обеспечить высокую внутреннюю валидность. Характерно выделение единичной независимой переменной. Основной способ контроля внешних переменных - элиминация (устранение). Внешняя валидность ниже чем в полевом эксперименте.
• Полевой, или естественный эксперимент - эксперимент проводится в условиях, которые экспериментатор не контролирует. Основная задача обеспечить высокую внешнюю валидность. Характерно выделение комплексной независимой переменной. Основные способы контроля внешних переменных - рандомизация (уровни внешних переменных в исследовании точно соответствуют уровням этих переменных в жизни то есть за пределами исследования) и константность (сделать уровень переменной одинаковым для всех участников). Внутренняя валидность как правило ниже, чем в лабораторных экспериментах.

В зависимости от результата воздействия выделяют

Констатирующий эксперимент - экспериментатор не изменяет свойства участника необратимо, не формирует у него новых свойств и не развивает те, которые уже существуют.

Формирующий эксперимент - экспериментатор изменяет участника необратимо, формирует у него такие свойства, которых раньше не было или развивает те, которые уже существовали.

Патопсихологический эксперимент - целью эксперимента ставится задача качественной и количественной оценки основных процессов мышления; экспериментатор, как правило, не интересуется непосредственными результатами тестирования, так как в ходе эксперимента проводится исследование способа достижения результата.

В зависимости от уровня осознанности

В зависимости от уровня осознанности эксперименты также можно разделить на

• те, в которых испытуемому даются полные сведения о целях и задачах исследования,
• те, в которых в целях эксперимента некоторая информация о нём от испытуемого утаивается или искажается (например, когда необходимо, чтобы испытуемый не знал об истинной гипотезе исследования, ему могут сообщить ложную),
• и те, в которых испытуемому неизвестно о целях эксперимента или даже о самом факте эксперимента (например, эксперименты с привлечением детей).

Организация эксперимента

Безупречный эксперимент

Ни один эксперимент ни в одной науке не способен выдержать критики сторонников «абсолютной» точности научных выводов. Однако как эталон совершенства Роберт Готтсданкер ввёл в экспериментальную психологию понятие «безупречный эксперимент» - недостижимый идеал эксперимента, полностью удовлетворяющий трём критериям (идеальности, бесконечности, полного соответствия), к приближению к которому должны стремиться исследователи .

Безупречный эксперимент - невоплотимая на практике модель эксперимента, используемая психологами -экспериментаторами в качестве эталона . В экспериментальную психологию данный термин ввёл Роберт Готтсданкер , автор известной книги «Основы психологического эксперимента», считавший, что использование подобного образца для сравнения приведёт к более эффективному совершенствованию экспериментальных методик и выявлению возможных ошибок в планировании и проведении психологического эксперимента .

Критерии безупречного эксперимента

Безупречный эксперимент, по Готтсданкеру, должен удовлетворять трём критериям:

• Идеальный эксперимент (изменяются только независимая и зависимая переменные , отсутствует влияние на неё внешних или дополнительных переменных)
• Бесконечный эксперимент (эксперимент должен продолжаться бесконечно, так как всегда остаётся возможность проявления ранее неизвестного фактора)
• Эксперимент полного соответствия (экспериментальная ситуация должна быть полностью тождественна тому, как бы она происходила «в действительности»)

Взаимодействие между экспериментатором и испытуемым

Проблема организации взаимодействия между экспериментатором и испытуемым считается одной из основных, порождённых спецификой психологической науки. В качестве самого распространённого средства непосредственной связи между экспериментатором и испытуемым рассматривают инструкцию.

Инструкция испытуемому

Инструкция испытуемому в психологическом эксперименте даётся для того, чтобы увеличить вероятность, что испытуемый адекватно понял требования экспериментатора, поэтому в ней даётся чёткая информация относительно того, как испытуемый должен себя вести, что его просят делать. Для всех испытуемых в пределах одного эксперимента даётся одинаковый (или равноценный) текст с одинаковыми требованиями. Однако в силу индивидуальности каждого субъекта , в экспериментах перед психологом стоит задача обеспечения адекватного понимания инструкции человеком. Примеры различия между испытуемыми, которые обуславливают целесообразность индивидуального подхода:

• одним испытуемым достаточно прочитать инструкцию один раз, другим - несколько раз,
• одни испытуемые нервничают, а другие остаются хладнокровными,
• и т. д.

Требования к большинству инструкций:

• Инструкция должна объяснять цель и значение исследования
• Она должна чётко изложить содержание, ход и детали опыта
• Она должна быть подробной и в то же время достаточно лаконичной

Проблема выборки

Другая задача, которая стоит перед исследователем, это формирование выборки. Исследователю прежде всего необходимо определить её объём (количество испытуемых) и состав, при этом выборка должна быть репрезентативна, то есть исследователь должен иметь возможность распространить выводы, сделанные по результатам исследования данной выборки, на всю генеральную совокупность , из которой была собрана эта выборка . Для этих целей существуют различные стратегии отбора выборок и формирования групп испытуемых. Очень часто для простых (однофакторных) экспериментов формируются две группы - контрольная и экспериментальная . В некоторых ситуациях бывает достаточно сложно отобрать группу испытуемых, не создав при этом систематической ошибки отбора .

Этапы психологического эксперимента

Общая модель проведения психологического эксперимента соответствует требованиям научного метода . При проведении целостного экспериментального исследования выделяют следующие этапы :

1. Первичная постановка проблемы
   • Постановка психологической гипотезы
2. Работа с научной литературой
   • Поиск определений базовых понятий
   • Составление библиографии по тематике исследования
3. Уточнение гипотезы и определение переменных
   • Определение экспериментальной гипотезы
4. Выбор экспериментального инструмента, позволяющего:
   • Управлять независимой переменной
   • Регистрировать зависимую переменную
5. Планирование экспериментального исследования
   • Выделение дополнительных переменных
   • Выбор экспериментального плана
6. Формирование выборки и распределение испытуемых по группам в соответствии с принятым планом
7. Проведение эксперимента
   • Подготовка эксперимента
   • Инструктирование и мотивирование испытуемых
   • Собственно экспериментирование
8. Первичная обработка данных
   • Составление таблиц
   • Преобразование формы информации
   • Проверка данных
9. Статистическая обработка
   • Выбор методов статистической обработки
   • Преобразование экспериментальной гипотезы в статистическую гипотезу
   • Проведение статистической обработки
10. Интерпретация результатов и выводы
11. Фиксация исследования в научном отчёте , монографии , письме в редакцию научного журнала

Преимущества эксперимента как метода исследования

Можно выделить следующие основные преимущества, которыми обладает метод эксперимента в психологических исследованиях :

• Возможность выбрать момент начала события
• Повторяемость изучаемого события
• Изменяемость результатов путём сознательного манипулирования независимыми переменными
• Обеспечивается высокая точность результатов
• Возможны повторные исследования в аналогичных условиях

Методы контроля

1. Метод исключения (если известен определенный признак - дополнительная переменная, то его можно исключить).
2. Метод выравнивания условий (используется, когда известен тот или иной вмешивающийся признак, но его избежать нельзя).
3. Метод рандомизации (применяется в случае, если влияющий фактор не известен и избежать его воздействия невозможно). Способ перепроверки гипотезы на разных выборках, в разных местах, на разных категориях людей и т. п.

Критика экспериментального метода

Сторонники неприемлемости экспериментального метода в психологии опираются на следующие положения:

• Субъект-субъектное отношение нарушает научные правила
• Психика обладает свойством спонтанности
• Психика слишком непостоянна
• Психика слишком уникальна
• Психика - слишком сложный объект исследования

Психолого-педагогический эксперимент

Психолого-педагогический эксперимент, или формирующий эксперимент - это специфический исключительно для психологии вид эксперимента, в котором активное воздействие экспериментальной ситуации на испытуемого должно способствовать его психическому развитию и личностному росту .

Психолого-педагогический эксперимент требует очень высокой квалификации со стороны экспериментатора, так как неудачное и некорректное использование психологических методик может привести к негативным для испытуемого последствиям.

Психолого-педагогический эксперимент является одним из видов психологического эксперимента .

В ходе психолого-педагогического эксперимента, предполагается формирование определенного качества (именно поэтому он ещё называется "формирующий") обычно участвуют две группы: экспериментальная и контрольная. Участникам экспериментальной группы предлагается определенное задание, которое (по мнению экспериментаторов) будет способствовать формированию заданного качества. Контрольной группе испытуемых данное задание не предоставляется. В конце эксперимента две группы сравниваются между собой для оценки полученных результатов.

Формирующий эксперимент как метод появился благодаря теории деятельности (А.Н. Леонтьев, Д.Б.Эльконин и др.), в которой утверждается идея о первичности деятельности по отношению к психическому развитию. В ходе формирующего эксперимента активные действия совершают как испытуемые, так и экспериментатор. Со стороны экспериментатора необходима высокая степень вмешательства и контроля над основными переменными. Это отличает эксперимент от наблюдения или экспертизы.

Естественный эксперимент

Естественный эксперимент, или полевой эксперимент, - в психологии это вид эксперимента, который проводится в условиях обычной жизнедеятельности испытуемого с минимумом вмешательства экспериментатора в этот процесс .

При проведении полевого эксперимента сохраняется возможность, если это позволяют этические и организационные соображения, оставить испытуемого в неведении о своей роли и участии в эксперименте, что имеет преимущество в том, что на естественность поведения испытуемого не скажется факт проведения исследования.

Лабораторный эксперимент, или искусственный эксперимент, проводится в искусственно созданных условиях (в рамках научной лаборатории) и в котором, по мере возможности, обеспечивается взаимодействие исследуемых субъектов только с теми факторами , которые интересуют экспериментатора. Исследуемыми субъектами считаются испытуемые или группа испытуемых, а интересующие исследователя факторы называются релевантными стимулами .

Специфика, отличающая психологический лабораторный эксперимент от экспериментов в других науках, состоит в субъект-субъектном характере отношений между экспериментатором и испытуемым, выражающемся в активном взаимодействии между ними.

Лабораторный эксперимент ставят в тех случаях, когда исследователю необходимо обеспечить максимально возможный контроль над независимой переменной и дополнительными переменными. Дополнительными переменными называют иррелевантные, или нерелевантные, и случайные стимулы, в естественных условиях которые контролировать намного сложнее.

Контроль над дополнительными переменными

В качестве контроля над дополнительными переменными исследователь должен осуществлять: Выяснение всех нерелевантных факторов, какие возможно выявить По возможности - сохранение этих факторов неизменными в процессе эксперимента Отслеживание изменения нерелевантных факторов в течение эксперимента

Патопсихологический эксперимент

Патопсихологический диагностический эксперимент имеет специфические отличия от традиционного тестового метода исследования в плане процедуры исследования и анализа результатов исследования по качественным показателям (отсутствие временного ограничения выполнения задания, исследование способа достижения результата, возможности использования помощи экспериментатора, речевые и эмоциональные реакции во время выполнения задания и т. п.). Хотя сам стимульный материал методик может оставаться классическим. Именно это отличает патопсихологический эксперимент от традиционного психологического и психометрического (тестового) исследования. Анализ протокола патопсихологического исследования - особая технология, требующая определенных навыков, а сам «Протокол - душа эксперимента» .

Одним из основных принципов построения экспериментальных приемов, направленных на исследование психики больных, является принцип моделирования обычной психической деятельности, осуществляемой человеком в труде, учении, общении. Моделирование заключается в том, что вычленяются основные психические акты и действия человека и провоцируется или, лучше сказать, организуется выполнение этих действий в непривычных, несколько искусственных условиях. Количество и качество такого рода моделей очень многообразны; здесь и анализ, и синтез, и установление различных связей между предметами, комбинирование, расчленение и т. д. Практически большинство экспериментов заключается в том, что больному предлагают выполнить какую-либо работу, предлагают ему ряд практических заданий либо действий «в уме», а затем тщательно регистрируют, каким способом больной действовал, а если ошибался, то чем были вызваны и какого типа были эти ошибки

Солсо Р. Л., Джонсон Х. Х., Бил М. К. Экспериментальная психология: практический курс. - СПб.: прайм-ЕВРОЗНАК, 2001.

Готтсданкер, Роберт; "Основы психологического эксперимента" ; Изд-во: М.: МГУ, 1982 г.;

Д. Кэмпбелл. Модели экспериментов в социальной психологии и прикладных исследованиях. М.,Прогресс 1980.

Готтсданкер Р. Основы психологического эксперимента. М.: МГППИЯ, 1982. С. 51-54.

Никандров В. В. Наблюдение и эксперимент в психологии. СПб.: Речь, 2002. С. 78.

Эксперимент играет огромную роль в современной науке. Все новые технические открытия обязаны именно эксперименту. Какие возникают сложности при проведении эксперимента, а так же каковы методы его проведения, поговорим в этой статье.

В наше время ни одно научное или техническое исследование не может обойтись без экспериментов . Эксперимент необходим в области прикладных наук, а также при разработке новой науки. Таким образом, этого требует технический прогресс.

Проблемы эксперимента

Благодаря техническому прогрессу инженер-экспериментатор сталкивается с новыми трудностями. Одна из них в том, что параметры испытуемых объектов, которые нужно определить, часто недоступны непосредственному измерению (долговечность, коррозионная стойкость и т.п.). То есть совокупность технико-экономических показателей, по которым выполняется оценка объекта испытаний, не совпадает, в большинстве случаев, с совокупностью параметров объекта, определяемых по результатам натурного эксперимента.

Еще одна проблема заключается в возможности организовать испытания объектов, процессы протекания которых характеризуются сложной динамикой и склонны к воздействиям непостоянных условий внешней среды.

При испытаниях сложных комплексов повышается значение учета тех воздействий, которые оказывает испытательное регистрирующее и управляющее оборудование на сам процесс функционирования испытуемого объекта.

Поэтому главным принципом организации эксперимента в современных условиях является системный подход.

Системный подход предполагает рассмотрение всех средств, участвующих в эксперименте как единой системы, описываемой соответствующей математической моделью. Тем самым математическая модель становится элементом испытаний, которая строится после осуществления, планирования эксперимента, его проведения и обработки результата. Только наличие соотношений, связывающих искомые технико-экономические характеристики испытуемого объекта с его параметрами, позволяет получить обоснованные суждения о перечне необходимых испытательных мероприятий и их рациональной последовательности, совокупности регистрируемых величин, об условиях к точности измерений, частоте регистрации и т.п.

Чтобы построить математическую модель необходимо иметь представление о поведении отдельных элементов, взаимодействии между ними, влиянии различных факторов, а также о реакции на изменения условий испытаний.

Методы проведения

Что может объединять инженеров, физиков, биологов, социологов и других специалистов? Биологи проверяют лекарственные аппараты на животных, клонируют, инженеры проводят научные исследования, испытывают различные материалы, социолог же собирает и обрабатывает информацию. У каждого специалиста свой путь, объединяет их лишь – эксперименты.

В способах проведения эксперимента в различных отраслях все же есть много общих черт:

1. Все исследователи обращают внимание на точность измерительных приборов и точность получаемых данных.

2. Каждый исследователь старается минимизировать количество переменных, участвующих в эксперименте, поскольку его работа будет выполнена быстрее и понесет меньше затрат.

3. Эксперимент может быть любой сложности, но первое, что необходимо сделать – это написать план его проведения. При построении плана эксперимента очень важно правильно и четко формулировать вопросы.

4. Во время проведения эксперимента исследователь должен проверять испытуемый объект на наличие ошибок и неполадок. С этой задачей связана проверка приемлемости полученных данных. Результаты не должны противоречить логике.

5. Во время проведения любого эксперимента нужно делать анализ полученных данных и давать им объяснение, потому что без этого пункта эксперимент не будет иметь смысла.

6. Все исследователи контролируют проводимый эксперимент, то есть можно опустить зависимость от внешних переменных.

По характеру эксперименты вполне могут отличаться друг от друга, но планирование, проведение и анализ всех экспериментов должен выполняться в одной последовательности. Результаты экспериментов выводятся, как правило, в виде таблиц, графиков, формул. Но отличие – в качестве эксперимента.

Каждый эксперимент завершается представлением результата, формулировкой вывода и выдачей рекомендации. Чтобы получить зависимость результата от нескольких параметров, требуется построить несколько графиков, либо построить график в изометрических координатах. С помощью графиков изобразить сверхсложные функции пока не представляется возможным. Выводя результаты в виде математических формул, можно выразить зависимость результата от большего числа переменных. Но все же, как правило, ограничиваются 3 переменными.

Вывод результатов эксперимента в словесной форме является самым неэффективным.

В конце большинства технических экспериментов следует определенное действие – принятие решения, продолжение испытаний или признание неудачи.

Исследователь должен методично и полностью обдумать все вероятные внешние воздействия и оптимальные методы контроля. Он должен быть способен отличить исключительный и особенный эффект от множества посторонних влияний и внешних факторов ошибок.

Случайные открытия появляются тогда, когда все предвиденные возможности заранее подсчитаны, предсказаны, либо устранены, и могут открыться только совершенно новые, неисследованные ранее возможности.

эксперт по системному бизнесу

«Экспериментатор должен относиться к теории, как к хорошенькой женщине: с благодарностью принимать то, что она ему даёт, но не доверять ей безрассудно»

Лев Арцимович

кому: собственникам, топ-менеджерам и руководителям

Сценарии использования статьи: кому полезна и почему

Собственникам, топ-менеджерам - перейти от “чёрного ящика” в развитии компании к технологии экспериментов, которая позволяет минимизировать возможные риски и убытки от нововведений.

Руководители среднего звена - организовать внедрение новых технологий и бизнес-процессов в компании и поступательное их развитие.

Сотрудники, специалисты - получить технологию, действуя и опираясь на которую можно одновременно строить свою горизонтальную карьеру, наращивать профессионализм и быть на хорошем счету в компании.

«Не зная броду, не суйся в воду», или Как поспешные решения разрушают бизнес

В наших национальных традициях управления бросаться руководителю в две крайности: первая - идти напролом, “наломать дров” и расхлёбывать последствия в виде серьёзных убытков; вторая - быть гипер-осторожным, ничего не менять и в итоге получить деградацию компании / подразделения.

Первые (я называю их “руководителями-поджигателями”) действуют по принципу “всё или ничего”. Это люди, которые начинают активно внедрять масштабные изменения или проекты, как только им приходит такая идея. Казалось бы, что может быть лучше, чем быстрый переход от идеи/разговоров к действию? Но дьявол, как известно, в деталях.

На практике быстрые “рывки” с целью решить большую и/или сложную задачу зачастую заканчиваются “пшиком” (а вы пробовали поднять 200-килограммовую гирю рывком?) Нет ничего хуже для устойчивости бизнеса, чем пренебрегать принципом “не зная броду, не суйся в воду”.

Негативные последствия тактики “давайте внедрим всё и сразу”:

• Приходится слишком долго ждать достижения результата. За это время руководитель и участники проекта устают морально и физически, и бросают начатое дело на полпути, даже если процесс выполнен уже на 80%.
• В ходе работы участники сталкиваются с подводными камнями (просчётами), которые крайне тяжело или невозможно быстро преодолеть, и столкновение с которыми приносит значительные убытки (вначале лучше проплыть на лодке и составить карту рифов, а затем уже отправлять корабль, в крайнем случае - потеряете только лодку).
• Пока идёт внедрение, люди ещё не научились работать по-новому, но уже перестали работать по-старому. Поскольку в процесс втянуты все сразу, возникает дезорганизация (когда есть нарушители правил не по своей воле). Производительность труда и качество результата резко падает.
• Приняв один раз решение и затратив большие ресурсы на внедрение, руководитель боится потерять свой авторитет (или навлечь гнев со стороны вышестоящего начальства) и вынужден "топить за него", даже видя неэффективность задумки. Разумно полагая, что масштабные просчёты так просто не прощаются, он продолжает вливать ресурсы компании в “мёртвый” проект.

«Не трогай то, что хорошо работает» и обреки свою компанию на медленное умирание

Есть и вторая крайность в работе руководителей (таких я называю “руководителями-улитками”), особенно актуальная для компаний, где сильны правила и регламенты. Так как процессы работают на “хорошо”, то их не трогают, руководствуясь принципом “не трогай то, что хорошо работает”.

С внедрением системы регламентов (при условии, что они исполняются, естественно) компания теряет гибкость и скорость. В условиях постоянно меняющегося рынка думаю понятно, что это сродни смертному приговору.

Негативные последствия тактики “не трогай то, что хорошо работает”:

• Деградация процессов и системы регламентов на фоне внешних и внутренних изменений. Потеря конкурентоспособности компании и, как следствие, отток клиентов, убытки .
• Сотрудники теряют навыки решения нестандартных задач. Единственный, кто может их ещё худо-бедно решить - руководитель. В результата на него возрастает нагрузка.
• Профессионалы демотивированы и постепенно покидают компанию, так как нет возможности горизонтального роста - “как работали 3 года назад, так работаем и сейчас”.
• Постепенно нарастает разница между “как надо” и “как написано в регламенте”, что в конечном итоге сводит на нет все преимущества системы регламентов (рекомендую статью ).

Но без системы регламентов едва ли возможны стандартизированное управление, повышение качества работы, накопление в компании знаний, сокращение издержек и убытков от повторяющихся “проблем”. Ситуация, на первый взгляд, патовая: без системы регламентов жить невозможно, но вместе с ней компания может потерять гибкость и перестанет развиваться.

Как с помощью эксперимента уйти от крайностей

Возникает резонный вопрос: “Можно ли руководителю избежать негативных крайностей и если да, то каким образом”? Мой ответ - управляйте развитием технологий, регламентов и процессов в вашей компании с помощью экспериментов.

На первый взгляд создаётся впечатление, что речь идёт об очевидных вещах. Слово “эксперимент” мы знаем все. Но во многих ли компаниях используют эксперименты на уровне отработанного алгоритма для создания и развития технологий, регламентов и процессов? Чтобы ответить на этот вопрос, предлагаю своё видение сути эксперимента.

Эксперимент - возможность проверить гипотезу “малой кровью”

Гипотеза - предположение о способе решения управленческой или какой-либо другой задачи с достижением требуемых: целей и качества результата (пример гипотезы: ввести KPI для менеджеров, чтобы они лучше работали над клиентскими проектами).

Эксперимент может быть управленческим, если руководитель тестирует какую-либо управленческую технологию (например, учёт времени по задачам), а может быть связан и с любыми другими задачами, связанными с внедрением нового или доработкой уже существующего процесса, регламента, технологии и т.д.

Ключевые принципы использования экспериментов в работе

1. Рассматривайте как эксперимент любые изменения : ввод новой системы бонусов, дополнения или отмена каких-либо внутренних правил компании, перевод сотрудника на новую должность.
2. Формируйте ожидания участников эксперимента . Сразу оговаривайте с участниками или с теми, кого касается эксперимент, что условия могут быть пересмотрены по результатам эксперимента.
3. Привлекайте к экспериментам сотрудников. Развивать процессы и регламенты - это обязанность каждого сотрудника, работающего с ними. Его профессиональная пригодность оценивается и степенью участия в этом процессе. Поэтому компании. А для руководителей - это одна из базовых управленческих компетенций.
4. Организуйте и формализуйте сбор идей по улучшению регламентов и процессов от сотрудников и обработку их (как организовать - расскажу в одной из следующих статей). Далеко не всегда есть возможность провести эксперимент сразу, как только возникла идея.
5. Продумайте, у кого из сотрудников могут быть полномочия на проведение экспериментов самостоятельно (возможно, в рамках определённых ресурсов, например, если суммарное время участников на выполнение эксперимента не превышает 10 часов), а кто вначале должен согласовать с руководителем. Для разных категорий экспериментов могут быть разные полномочия и ограничения. Например, начальнику отдела контекстной рекламы запрещено проводить управленческие эксперименты без согласования с вышестоящим руководителям, а эксперимент, связанный с процессом работы, может быть выполнен самостоятельно, если затраты на него не превышают 2000 рублей.
6. Создайте и ведите таблицу экспериментов (или базу данных), для того чтобы:
   • Руководитель мог оценить качество работы и активность сотрудников: какие эксперименты они проводят? Как пользуются полномочиями? На каких стадиях находятся эксперименты и какие результаты по ним достигнуты?
   • Различать случаи, когда имеет место проведение эксперимента, а когда нарушение установленных правил.
   • Избежать дублирования экспериментов, а также повторения неудачных.
   • Дать возможность сотрудникам следить за экспериментами, которые решают их задачи, и использовать промежуточные результаты для пользы дела.

Технология проведения экспериментов

Прежде чем менять всё, сделайте эксперимент на узком участке (пилотный проект). Внедряете планы и отчёты (регламенты, KPI и т.д.) для сотрудников? Начните с одного отдела.

Полученный опыт значительно упростит задачу по внедрению этого же инструмента для всех остальных (вы узнаете о подводных камнях; научитесь отрабатывать возражения сотрудников и "продавать" им технологию; остальные получат образец "да, это возможно и работает!"). Да и ошибки, и промахи, допущенные на узком участке, не подорвут ваш авторитет, а могут быть использованы для его роста.

Многие руководители по прежнему надеются на чудо, когда затевают масштабное нововведение без предварительного проведения эксперимента

Это если совсем кратко. А теперь познакомьтесь с подробной версией технологии проведения экспериментов.

1. Опишите задачу

Задача может вытекать из какой-либо существующей или потенциальной проблемы или возможности. При этом важно не забывать о целях. Например, собственник компании считает, что есть возможность увеличить эффективность работы офисных сотрудников. Цель - сокращение издержек компании, увеличение прибыли на одного работающего сотрудника.

2. Сформулируйте гипотезу (вариант) решения задачи и цель эксперимента

Цели эксперимента могут выходить за рамки решения задачи. Например, может стоять цель обучения одного из его участников эксперимента или попутного опробования какой-либо технологии т.д. Желательно, чтобы дополнительные цели решались попутно, с минимальным привлечением каких-либо ресурсов. В противном случае лучше сконцентироваться только на одной цели - получить практический опыт решения задачи выбранным способом.

От качества гипотезы напрямую зависит вероятность успешности эксперимента. Поэтому для её формирования: привлекайте специалистов, сторонних экспертов, изучайте тематические статьи в интернете и литературу.

3. Выберите узкий участок

Решение по выбору узкого участка сравнимо с проходом “между Сциллой и Харибдой”. Чем более ограничен участок, тем меньше ресурсов будет затрачено на эксперимент, но при этом может пострадать достоверность эксперимента.

Есть способ ещё больше сократить затраты на эксперимент! Если работу на узком участке возможно разбить на несколько однотипных действий, в таком случае нет смысла проводить эксперимент, выполняя их все. Проведите только с одним из действий! Если при этом достоверность становится неприемлемой, можно выбрать для эксперимента только ключевые действия.

Например, есть задача создать систему оценки компетенций сотрудников. Для каждой должности около десятка компетенций, каждая из которых оценивается по 5-ти балльной шкале. Задача: проверить насколько эффективна на практике предлагаемая система оценки.

Для эксперимента выбираем узкий участок в виде одной должности и одного человека. Можно ли ещё сузить? Да! Выбрать 2-3 ключевых компетенций для этой должности (здесь оценка разных компетенций - однотипные действия) и оценить по ним выбранного сотрудника.

4. Оцените достоверность результатов эксперимента

Достоверность результатов эксперимента - это параметр, который показывает, можно ли опираясь на полученные результаты, сделать с высокой вероятностью вывод о других однотипных действиях и участках применения нововведения (собственно, ради чего и проводится эксперимент!).

Едва ли удастся доказать достоверность математически, а вот провести устные или мысленные рассуждения вполне по силам. В этом поможет выписанный список факторов, которые могут негативно повлиять на достоверность. Как правило в него входят: 1) участники эксперимента и их компетенции, связанные с тематикой эксперимента; 2) особенности проверяемой технологии.

Например, если рабочие отчёты внедряются только на одном сотруднике, может оказаться, что человек, выбранный для эксперимента, не лоялен к компании, что безусловно повлияет на достоверность результатов.

Ещё один пример. Разрабатывается система оценки сотрудников с помощью профессиональных вопросов. Но их задаёт неподготовленный специалист, который не способен задавать уточняющие вопросы в зависимости от полученных ответов. Едва ли можно назвать результаты такого эксперимента достоверными.

5. Взвесьте затраты и выгоды

Оцените (в письменном виде, естественно) ресурсы, требуемые на эксперимент, риски (часть из них была изучена на этапе оценки достоверности эксперимента), компетенции участников эксперимента в его предметной области. Выпишите возможности и выгоды, которые могут быть получены. Взвесьте и примите решение: а стоит ли овчинка выделки?

Возможно окажется, что прогнозируемая полезность результатов стремится к нулю: как эксперимента, так и решения всей задачи, ради которой он затевался (для задачи это нужно было выяснить на этапе составления сценариев!)

Например, в рекламной кампании клиента, для того чтобы получить больше заявок из социальных сетей, необходимо провести эксперимент по расширению целевой аудитории (например, добавить в неё менеджеров среднего звена): собрать аудиторию; запустить несколько рекламных объявлений для аудитории и посмотреть с помощью систем аналитики совершают ли привлечённые посетители целевые действия (например, отправка заявки на звонок, подписка на рассылку). Стоимость эксперимента 30.000 руб, но при этом выгода от привлечённых клиентов значительно больше, ведь если аудитория “выстрелит”, её можно использовать в рекламе много лет.

6. Составьте план эксперимента, определите участников и распределите роли между ними

При составлении плана обязательно учтите, что во время проведения эксперимента, если речь идёт об улучшении какой-либо технологии, необходимо ещё продумать способы предотвращения конфликта между двумя процессами: старым и новым (именно поэтому важно минимизировать количество участников в рамках эксперимента!)

Например, сейчас менеджеры в компании используют Excel-таблицы для ведения клиентской базы. Топ-менеджеры решили внедрить CRM. Прежде чем приступать к эксперименту, рекомендую ответить на 2 важных вопроса:

1. Как и кем будут перенесены контакты и история общения с клиентами из CRM в Excel в случае провала эксперимента?
2. Как будут перенесены данные из таблиц в CRM в случае успеха эксперимента?

У эксперимента, как и у любой задачи, должен быть руководитель, который несёт всю полноту ответственности за его результаты (напоминаю, что ответственность появляется там, где предоставляются полномочия). Необходимо подобрать участников эксперимента, исходя из всех описанных выше пунктов.

Если план получился слишком громоздким, то может быть есть возможность разделить эксперимент на 2 или 3 более мелких и простых?

7. Проведите эксперимент, зафиксируйте итоги

Помните, что при проведении эксперимента руководителю необходимо: отработать технологию выполнения задачи и получения результатов, обучить ключевых участников, найти “подводные камни” и проблемы, разыскать дополнительные возможности, замерить время на выполнение задач эксперимента.

Всё найденное необходимо фиксировать в письменном виде: в общей таблице или отдельном ЛОГ-файле - зависит от масштаба эксперимента.

8. Проанализируйте полученные результаты, сделайте выводы по итогам

Анализируйте и оценивайте всё, что замерялось и фиксировалось в предыдущем пункте. Оцените возможное влияние роста масштаба применения технологии на практике (сложность, бюджеты, синергия, риски и т.д.), подключения к эксперименту новых участников.

Постарайтесь найти и отметить факторы, которые привели эксперимент к успеху или наоборот стали причиной его провала (речь идёт именно о неудачно проведённом эксперименте, но не об опровержении гипотезы). В этом случае скорее всего эксперимент необходимо повторить, ибо его результат не является достоверным, но уже скорректировав параметры: участников, план эксперимента, руководителя, ресурсы, цели и т.д.

Отрицательный результат - это тоже очень хороший результат, когда речь идёт об опровержении выдвинутой гипотезы с помощью эксперимента (да, и такие задачи бывают!) Негативный результат на маленьком участке сбережёт от катастрофы масштаба компании.

Но здесь очень важно отличать причины отрицательного результата, связанные с организацией и проведением эксперимента, от ошибочной гипотезы.

9. Расширьте участок эксперимента в случае необходимости

Взбираясь по крутой лестнице, перепрыгивать через несколько ступенек - опасная затея. Аналогично и во внедрении новых технологий.

В случае масштабных или сложных изменений, рекомендую по итогам успешного эксперимента расширять участок, т.е. увеличивать масштаб эксперимента с обязательным привлечением получивших опыт участников. Как правило, увеличивают количество однотипных действий, количество участников эксперимента, количество копий процессов и т.д.

Если нет необходимости расширять участок и эксперимент признан успешным - запланируйте полномасштабное внедрение. В организации процесса внедрения вам поможет информация из упоминаемой ранее статьи про управление проектами.

Мысленный эксперимент - возможность сэкономить ресурсы

Мысленный эксперимент не требует привлечения каких-либо ресурсов, кроме людских и временных. Выполняется с помощью рассуждений в любом удобном формате: устно или письменно, с экспертами и/или квалифицированными участниками.

Возможно, при проведении мысленного эксперимента потребуется письменно зафиксировать информацию для некоторых этапов подготовки из алгоритма.

Рекомендую проводить предварительно мысленный эксперимент каждый раз, когда вы хотите что-то изменить. Это позволяет отсечь часть нежизнеспособных идей без затрат ресурсов, но, к сожалению, редко помогает убедиться в правильности гипотезы.

Сценарии применения экспериментов в жизни

Подтверждение качества технологии - это возможность применить её в повседневной жизни. Хотите переехать в другую страну ? Если вы проживёте там только неделю, вы не узнаете все плюсы и минусы жизни в ней. Проживите там вначале 1 месяц, а лучше полгода. Тогда узнаете большинство особенностей, возможностей и подводных камней и сможете принять более взвешенное решение. Сколько историй среди моих знакомых: продавали недвижимость, уезжали, а потом возвращались обратно.

Решили купить новую машину ? Возьмите аналогичную на прокат на 1 месяц. Узнаете, насколько она вам подходит.

Нанимаете на работу нового сотрудника ? Дайте возможность ему поработать в вашей компании 1-2 недели до оформления, чтобы и он и вы могли посмотреть, насколько он подходит компании, а компания ему. Если останется, то с большой вероятностью проработает долго. Если всё же решит уйти, то пусть лучше это случится через 5 дней, чем через 2 месяца обучения.

В главе XV рассмотрены основные вопросы статистической обработки результатов эксперимента: определение наиболее достоверного значения измеряемой величины и погрешности этого значения по нескольким измерениям, оценка достоверности различия двух близких величин, установление достоверной функциональной зависимости между двумя величинами и аппроксимация этой зависимости.

Глава носит вспомогательный характер. Материал в ней изложен в справочной форме, без доказательств. Обоснование и более подробное изложение приведенных методов имеется, например, в .

1. Ошибки эксперимента.

Численные методы часто применяют при математическом моделировании физических и других процессов. Результаты расчетов в этом случае сравнивают с экспериментальными данными и по степени их согласованности судят о качестве выбранной математической модели. Чтобы обоснованно сделать заключение о соответствии или несоответствии, вычислитель должен знать, что такое погрешность эксперимента и как с ней обращаются, а также уметь в случае необходимости провести статистическую обработку первичных данных эксперимента.

Кроме того, задача статистической обработки эксперимента представляет самостоятельный интерес, поскольку она очень важна в тех приложениях, когда или требуется особенно высокая точность (например, уравнивание триангуляционных сетей в геодезии), или разброс отдельных измерений превосходит исследуемый эффект (что нередко встречается в физике элементарных частиц, химии сложных соединений, испытании сельскохозяйственных сортов, медицине и т. д.).

Обычно, чем точнее эксперимент, тем более сложной аппаратуры он требует и дороже обходится. Однако хорошо продуманная математическая обработка результатов в ряде случаев позволяет выявить и частично исключить ошибки измерений; это может оказаться не менее эффективным, чем использование более дорогой и точной аппаратуры. В этой главе будет рассмотрена статистическая обработка, позволяющая существенно уменьшить и аккуратно оценить случайную ошибку измерений.

Ошибки эксперимента условно разбивают на систематические, случайные и грубые; рассмотрим их подробнее.

Систематические ошибки - это те, которые не меняются при многократном повторении данного эксперимента. Примерами таких ошибок являются пренебрежение выталкивающим действием воздуха при точном взвешивании или измерение тока гальванометром, нуль которого неправильно установлен. Различают три вида систематических ошибок.

а) Ошибки известной природы, величину которых можно определить; их называют поправками. Так, при точном взвешивании рассчитывают поправку на выталкивающее действие воздуха и прибавляют ее к измеренной величине. Внесение поправок позволяет существенно уменьшить (или даже практически исключить) ошибки такого рода.

Заметим, что иногда расчет поправок бывает самостоятельной сложной математической задачей. Например, некорректно поставленная задача (14.2) о восстановлении переданного радиосигнала по принятому является, по существу, нахождением поправки на искажение принимающей аппаратуры.

б) Ошибки известного происхождения, но неизвестной величины. К ним относится погрешность измерительных приборов, определяемая их классом точности. Для таких ошибок обычно известна только верхняя граница, а как поправки их учесть нельзя.

в) Ошибки, о существовании которых мы не знаем; например, используется прибор со скрытым дефектом или изношенный, фактическая точность которого существенно хуже, чем обозначено в техническом паспорте.

Для выявления систематических ошибок всех видов обычно заранее отлаживают аппаратуру на эталонных объектах с хорошо известными свойствами.

Случайные ошибки вызываются большим числом факторов, которые при повторении одного и того же эксперимента могут действовать по-разному, причем учесть их влияние практически невозможно. Например, при измерении длины предмета линейка может быть неточно приложена, взгляд наблюдателя может падать не перпендикулярно шкале и т. д.

При многократном повторении эксперимента результат вследствие случайной ошибки будет, различным. Однако такое повторение и соответствующая статистическая обработка позволяют, во-первых, определить величину случайной ошибки и, во-вторых, уменьшить ее. Повторяя измерение достаточное число раз, можно уменьшить случайную ошибку до требуемой величины (целесообразно уменьшать ее до величины 50- 100% от систематической ошибки).

Грубые ошибки - это результат невнимательности наблюдателя, который может записать одну цифру вместо другой.

При единичном измерении грубую ошибку не всегда можно опознать. Но если измерение повторено несколько раз, то при статистической обработке выясняют вероятные пределы случайной ошибки. Измерение, существенно выходящее за полученные пределы, считается грубо ошибочным и не учитывается при окончательной обработке результатов.

Таким образом, если измерение повторено достаточно много раз, то можно практически исключить грубые и случайные ошибки, так что точность ответа будет определяться только систематической ошибкой. Однако во многих приложениях это требуемое число раз оказывается неприемлемо большим, а при реально осуществимом числе повторений случайная ошибка может быть определяющей.

Методика эксперимента

Методика эксперимента – это совокупность способов и приемов его проведения. Методика, которая относится ко всему исследованию, является общей. Для отдельных опытов в пределах данного исследования могут создаваться дополнительные частные методики. Значение частных методик возрастает с увеличением разнообразия явлений, подлежащих изучению.

Методика экспериментального исследования определяет оборудования., количество опытов, план работы, затраты времени и средств.

Построение правильной методики позволяет в кратчайшие сроки и при минимальных экологических и трудовых затратах получить ожиданий от эксперимента результат и избежать появления ненужных опытных данных, из которых никаких выводов сделать нельзя.

Эксперимент может проводиться в пассивной форме (наблюдение без вмешательства в условия развития явления) и активной (создание определенных условий развития явления).

Пассивное наблюдение применяют преимущественно для предварительной проверки общей правильности рабочей гипотезы и установления направления развития явления. При пассивном наблюдении исследователь регистрирует различные интересующие его параметры, характеризующие явление. Для регистрации употребляют разнообразные средства измерений. Пассивное наблюдение можно чередовать с активным.

Наблюдение становится активным, когда исследователь сам определяет условия развития явления в желаемом направлении, чтобы получить ясные закономерности.

Первой ступенью активного наблюдения являются поисковые опыты. Целью поисковых опытов является проверка отдельных частей разработанной методики и приспособленности приборов к тем измерениям, которые определены методикой. В ходе поисковых опытов устанавливают также факторы, определяющие развитие является или отбирают основные факторы. Поисковые опыты можно ставить и для того, чтобы найти основания для расчета числа опытов.

После проведения поисковых опытов все факторы, обусловливающие явления, разделяют на основные, оказывающие наибольшее влияние на развитие явления и несущие наибольшую информацию о нем, и дополнительные, влияющие на развитие явления второстепенно. При постановке опыта измеряют лишь параметры характеризующие основные факторы.

Следует иметь в виде, что данное деление во многом является условным, поскольку при изменении условий опыта дополнительные факторы могут стать основными и наоборот.

Чтобы устранить или по крайней мере уменьшить ошибку, появляющуюся вследствие деления факторов на основные и дополнительные, когда при постановке опытов стремится нейтрализовать дополнительные факторы, т.е. создать такие условия, при которых действие дополнительных факторов было бы возможно более неизменно и незначительно. Исследователь при этом должен стремиться сделать переменными величинами лишь основными факторами. Таким образом, общим принципам исследования является постоянства всех остальных факторов при изменении избранных.

Есть четыре основных приёма нейтрализации дополнительных факторов.

Метод резко изменения переменных факторов при относительно малом изменении остальных. При этом методе основной фактор стараются изменять в наиболее широком диапазоне значений, а изменение остальных минимизировать. Например, при снятии характеристики насоса Q=f(p), или КПД=f(p) желательно максимально широко изменять давление, а второстепенные факторы, такие, как износ машины, влияние вязкости масла, температурного репсима и т.д. свести к минимуму, для чего исследование лучше проводить на равноизношенных машинах (например, при сравнении двух различных типов машин), производить охлаждение РЖ и т.д.

Метод контрольных опытов, когда меняющиеся дополнительные факторы одновременно воздействуют на несколько объектов с различными градациями основного фактора, один из которых считают контрольным (эталонам) и с ним сравнивают все остальные. Например, при исследование влияние присадки к маслу (смазке) на износ подшипников эксперимент может проводится для двух групп подшипников, из которых применена смазка с присадкой, в другой - без. Поскольку в большинстве случаев избежать влияние изменение температурного, нагрузочного и скоростного режима на износ подшипников не удается, то испытывают две группы одновременно в таких меняющихся условиях, собой результаты износа. Групп подшипников для испытаний может быть гораздо больше двух, в каждой из них может использоваться различные присадки или различные ее содержание, причем одна из групп всегда является контрольной (эталонной).

Метод «чистых» опытов . При этом методе стремятся искусственно создать условия, в которых дополнительные факторы не проявлялись бы или не влияли бы при проведении опытов на изменяющиеся основные факторы. Этот метод используют лишь в лабораторных условиях.

Например, в реальных эксплуатационных условиях очень трудно исследовать работу гидросистемы рулевого управления автомобиля, т.к. момент сопротивления повороту управляемых колес постоянно меняется изза наличия неровностей дорожного полотна, различного коэффициента трения на различных его участках и т.д. Кроме того, на величину момента сопротивления повороту управляемых колес при длительном проведении испытаний будут оказывать влияние износ шин, давление воздуха в шинах, изменение массы автомобиля (к примеру, в результате дозаправки топливом) и т.д. Провести точные научные исследования в таких условиях крайне затруднительно, поэтому при испытаниях гидросистемы рулевого управления идеализирует ее взаимодействие внешней средой, искусственно создавая в лабораторных условиях постоянные и точно известные значения сил сопротивления повороту колеса, или, в других случаях, обеспечивая изменения сил сопротивления по определенному закону. Этот же метод «частичных» опытов будет очень подходящим для Воссоздания в лабораторных условиях угловых вибраций и ударных воздействий нужной величины на управляемые колеса автомобиля, имитирующие движение автомобиля по неровностям дороги. В реальных дорожных условиях (вне специальных полигонов) получить подобные возмущения на систему с нужной частотой и амплитудой почти невозможно.

Метод разных знаков состоит в том, что одному и тому же фактору, который невозможно исключить полностью, сначала придают положительное, а затем отрицательное значение, чтобы при вычисление средней величины взаимно погасились ошибки от неучета влияния этого фактора.

Например, при исследовании процесса торможения автомобиля угол уклона дороги в продольном направлении, а также скорость ветра могут привести к ощутимой ошибке. Чтобы исключить ошибку от влияние этих факторов, производят опыты при движении автомобиля в одну, а затем другую (обратную) сторону одного и того же дорожного участка, после чего полученные данные усредняют.

Планирование эксперимента. Количество опытов.

При определении необходимого количества опытов следует руководствоваться двоякого рода положениями.

Во-первых, необходима такое количество опытов, которое достаточно точно выявило бы форму функциональной зависимости двух параметров. Например, положение прямой определяется двумя точками, дуги постоянного радиуса - тремя. Для более сложных кривых количества точек определяется следующим правилом: рассматривая сложную кривую как комбинацию прямых и простых кривых, описывают каждый перегиб кривой по меньшей мере тремя точками, а каждый участок, близкий к прямолинейному – двумя. Для более точного определения численных значений функции рекомендуется каждый перегиб кривой обосновывать как минимум пятью опытами. Кроме того, особо тщательно должны случатся резкие перегибы кривых или скачкообразна изменение развития явления.

Для такого определения количество опытных точек используют графики закономерности рабочей гипотезы. В случае, если закономерность в развития явления заранее неизвестна, опытные точки располагают по оси абсцисе равномерно. В ходе проведения опытов положение этих точек может быть уточнено в соответствии с действительными местами изгибов кривых.

Во – вторых, необходимо учитывать случайные ошибки опыта. Как известно, для уменьшение влияние таких ошибок опыты повторяют и берут среднюю арифметическую. Причем количество необходимых повторений зависит от среднего квадратического отклонения измерений и заданной надежности результата.

Под надежностью опыта будет понимать вероятность получения тех же результатов при новых измерений этой же величины или при повторение опыта в тех же условиях.

Из теории вероятности известно, что чем больше относительные колебание результатов и чем большую надежность опыта желательно получить, тем больше должно быть произведено повторений опыта. Наиболее удобным образом для практического использование эта зависимость установлена В.И. Романовским и представлена в виде таблицы

Необходимое количество опытов (измерений)

	Надежность опыта Р.

Для того, чтобы найти по этой таблице необходимое количество опытов, нужно задаться надежностью Р и ошибкой А, взятой в долях среднего квадратического отклонений σ.

Например, при измерений менее точным инструментом какого – либо размера среднее квадратическое отклонение равно 0,9 мм, а более точным – 0,15 мм. Пусть допустимая ошибка измерений при надежности 0,95 должна быть не более 0,3 мм, что составляет 1/3σ при измерение менее точным и 2σ при измерении более точным инструментом. По таблице определим, что в этих условиях требуется более 27 измерений менее точным и только 4 измерения более точным инструментом.

Если среднее квадратическое отклонение результата измерений заранее неизвестно, то такой анализ можно проводить последовательно с проведением опытов по следующей схеме: после каждого измерения, начиная с третьего, вычисляют математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение. Как только надежность и вычисление ошибки в доля стандарта σ дают по таблице то количество измерений, которое уже произведено, опыты прекращают.

В те случаях, когда нет нужных данных для определения количества повторяемых опытов, а поисковые опыты требуют не меньших затрат, чем основные, часто принимают тройную повторность опытов как минимальную.

Планирование однофакторных и многофакторных экспериментов.

Под фактором следует понимать переменную величину, предположительно влияющую на результат эксперимента. Фактором может быть давление, расход, вязкость РЖ и т.д.

При планирование однофакторного эксперимента немаловажное значение имеет правильный выбор количество и расположение экспериментальных точек на исследуемой функции. Во многих случаях целесообразно выбрать план эксперимента с одинаковыми интервалами между точками. Однако в зависимости от параметра, по которому берется равный интервал изменение его значений, результат опыта может выглядеть по – разному. Например, при исследовании жидкости на дросселе от скорости ее течения () графики будут иметь вид:

При изменении регулируемой переменной ν через равные промежутки Δν получим график, изображения на рис. а). На участке больших скоростей точек недостаточно, а на участке малых – они в избытке. На рис. б) ситуация выглядит противоположно. Наиболее правильным будет вариант, изображен на рис. в), где между экспериментальными точками заключены одинаковые отрезки ΔS опытной кривой. Однако такой подход затруднителен в расчете и для его реализации необходимо до проведение опытов знать характер исследуемой зависимости.

При выборе между вариантами, изображенными на рис. а) и б) лучше пользоваться критерием относительной точности данных на разных участках исследуемой функции. Например, для гидросистем испытания, проводимые при низком давление или при малой мощности, будут наименее точными. С этих позиции участки кривой, на которых данные вызывают наибольшее сомнение, стараются заполнить большим числом точек. С этой точки зрения вариант, изображенный на рис. а) предпочтительнее.

При планировании многофакторных экспериментов рассматривают два или большее число переменных факторов. Такие эксперименты называются двухфакторными, трехфакторными и т.д.

Если при эксперименте определяется зависимая переменная R, которая является функцией нескольких независимых переменных x,y,z и т.д., то план многофакторного эксперимента состоит в том, что все независимые переменные, кроме одной, полагают постоянными, а это одна переменная изменяется во всем интервале значения, при этом выбор интервала между значениями переменной производится по одному из рассмотренных выше правил. Далее изменяется другая независимая переменная, а все остальные выдерживают постоянными. По существу многофакторный эксперимент представляет собой просто последовательность однофакторных экспериментов. Этот подход позволяет найти такие простые функции, как

R=ax n +by m

план двухфакторного эксперимента, в котором каждый фактор берется на пяти уровнях, схематически можно представить в следующем виде:

уровни переменной у

уровни пере-

меной х 3 * * * * *

Звездочкой обозначены комбинации независимых, при которых должен проводиться эксперимент.

В случае более сложных функций, например таких, как

указанный выше план будет являться очень ограниченным и не позволит определить эти зависимости. В этом случае рассматривают несколько уровней независимых переменных х и у, например:

уровни переменной у

уровни переменной у

уровни пере-

меной х 3 * * * * *

Или, возможно, придется заполнить весь квадрат и провести эксперимент для всех 25 комбинаций переменных х и у.

При планирование эксперимента следует иметь в виду, что он не обязательно должен быть сбалансированных. Это означает, что может выбрать десять уровней переменной х и только три уровня переменной у, если считается, что зависимость R от х является более важной или более сложной.

Кроме того, возможны и другие, более сложные, чем описанный выше, планы, ориентированный на конкретные технические процессы и построенные на основании априорных сведений о характере исследуемой функции.

Похожие статьи