Úvod do experimentální analýzy

This book brings a review of basic methods for design and evaluation of experiments. It shows the principal steps and explains the causes of dispersion and errors of the measured values, as well as statistical methods for their evaluation. It is shown how the measured values can be described by simple characteristics or probability distributions. Then, characterisation of relations between investigated quantities is described, including fitting of the data by regression functions. It is explained how confidence intervals can be created, which contain the true values of the parameters, and how many tests are necessary for obtaining the results with the demanded accuracy or for the verification of a certain hypothesis. One chapter is devoted to the theory of similarity and dimensional analysis, which help one to reduce the extent of experiments and make the results more general. Other chapters explain the analysis of variance, design of experiments, and experimental finding of a maximum or minimum. These procedures facilitate finding of the most important factors and optimum parameters. Sensitivity analysis shows how variations of the input quantities cause deviations of the investigated quantity from the optimum or nominal value. The last chapter is devoted to the efficient tools for the study of random influences, such as the Monte Carlo simulation technique. The use of the described methods is illustrated on examples and the individual chapters are supplemented by references.Kniha podává přehled základních metod pro navrhování a vyhodnocování experimentů. Jsou ukázány hlavní kroky experimentálního zkoumání, vysvětleny příčiny chyb a kolísání měřených veličin, a shrnuty základy statistických metod pro vyhodnocování. Je ukázáno, jak popisovat výsledky měření, od parametrů až po rozdělení pravděpodobnosti. Následuje charakterizování vztahů mezi vyšetřovanými veličinami a prokládání empirických dat regresními funkcemi. Je vysvětlena tvorba intervalů spolehlivosti pro zjišťované parametry a stanovení rozsahu měření pro zajištění požadované přesnosti výsledku nebo pro ověření hypotézy. Jedna kapitola je věnována teorii podobnosti a rozměrové analýze, které pomáhají zmenšit rozsah experimentů a činí jejich výsledky obecnějšími. Je vysvětlena analýza rozptylu, plánování pokusů a experimentální nalezení maxima nebo minima. Tyto postupy umožňují najít významné faktory a optimální parametry určitého procesu nebo konstrukce. Kapitola o citlivostní analýze ukazuje, jak kolísání vstupních veličin přispívá k odchylkám vyšetřované veličiny od optimální nebo jmenovité hodnoty. To se využívá ke stanovení tolerancí. Poslední kapitola je věnována nástrojům pro zkoumání chování náhodných veličin, jako je simulační metoda Monte Carlo. Použití jednotlivých metod je ilustrováno na příkladech a kapitoly jsou doplněny odkazy na literaturu