Построение регрессионных моделей технологического процесса с использованием теории планирования эксперимента

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Июня 2013 в 13:22, курсовая работа

Краткое описание

В процессе подготовки и принятия решений часто используют имитационные модели и системы. Имитационное моделирование (simulation modelling) широко применяется в различных областях, в том числе в экономике.
Имитационное моделирование — метод исследования и оценки эффективности, при использовании которого исследуемая система заменяется более простым объектом, описывающим реальную систему и называемым моделью, что делает его наиболее мощным и универсальным методом изучения как крупных, так и малых систем.

Содержание

Реферат ......................................................................................................................... 2
Введение ....................................................................................................................... 4
1. Имитационная модель технологического процесса .......................................... 6
1.1. Построение имитационной модели технологического процесса. ................ 6
1.2. Исследование построенной имитационной модели на адекватность. ....... 15
2. Построение статистических моделей технологического процесса. .............. 19
2.1. Анализ влияния входных факторов на выходные величины ...................... 19
2.2. Построение регрессионных моделей выходных величин технологического
процесса ...................................................................................................................... 31
Заключение……………………

Вложенные файлы: 1 файл

КР_Яцкевич.docx

— 204.09 Кб (Скачать файл)

 

Рисунок 1.1 – Гистограмма значений выходного параметра Y1

Рисунок 1.2 – Гистограмма значений выходного параметра Y2

 

Далее проверяем  гипотезу о нормальном распределении  величин Y1 и Y2 с использованием критериев Пирсона, Колмогорова-Смирнова, по оценкам коэффициентов эксцесса и асимметрии.

Критерий согласия χ2 – Пирсона позволяет осуществлять проверку эмпирического и теоретического распределений одного признака.

По таблице критических точек распределения χ2 по заданному уровню значимости 0,05 и числу степеней свободы 25 находим критическую точку χ2крит= 37,65248413. С помощью данных, представленных в табл. 1.6, находим χ2стат= 21,71179344. Так как χ2стат> χ2крит, то нет оснований отклонить гипотезу о нормальном распределении величины Y1.

Карман

Частота

Интегральный %

Теоретическая частота

Скорр. теор.частота

Скорр. частота

Хи-квадрат

0,027734914

1

0,10%

1,330910094

     

0,028011748

0

0,10%

1,125828075

     

0,028288582

1

0,20%

1,926849245

     

0,028565415

4

0,60%

3,179098022

6,231775342

6

0,00862

0,028842249

5

1,11%

5,056391677

5,056391677

5

0,000629

0,029119083

5

1,61%

7,752792954

7,752792954

5

0,977437

0,029395916

13

2,91%

11,45925619

11,45925619

13

0,207159

0,02967275

17

4,62%

16,32809454

16,32809454

17

0,027649

0,029949584

23

6,93%

22,42825478

22,42825478

23

0,014575

0,030226418

32

10,15%

29,69862958

29,69862958

32

0,178335

0,030503251

40

14,17%

37,91039788

37,91039788

40

0,115178

0,030780085

45

18,69%

46,65103926

46,65103926

45

0,058432

0,031056919

44

23,12%

55,34079436

55,34079436

44

2,324029

0,031333752

72

30,35%

63,28642595

63,28642595

72

1,199726

0,031610586

75

37,89%

69,76809918

69,76809918

75

0,39234

0,03188742

77

45,63%

74,14542674

74,14542674

77

0,1099

0,032164253

87

54,37%

75,96140963

75,96140963

87

1,60411

0,032441087

65

60,90%

75,02099748

75,02099748

65

1,338564

0,032717921

79

68,84%

71,42558785

71,42558785

79

0,803238

0,032994754

62

75,08%

65,55502298

65,55502298

62

0,192787

0,033271588

57

80,80%

58,00150607

58,00150607

57

0,017293

0,033548422

45

85,33%

49,47134197

49,47134197

45

0,404131

0,033825256

23

87,64%

40,67702735

40,67702735

23

7,681911

0,034102089

35

91,16%

32,24228289

32,24228289

35

0,235871

0,034378923

27

93,87%

24,6367479

24,6367479

27

0,226692

0,034655757

17

95,58%

18,14771481

18,14771481

17

0,072585

0,03493259

13

96,88%

12,88669139

12,88669139

13

0,000996

0,035209424

13

98,19%

8,821486335

8,821486335

13

1,979256

0,035486258

6

98,79%

5,821339005

5,821339005

6

0,005483

0,035763091

6

99,40%

3,703264489

3,703264489

6

1,424417

0,036039925

3

99,70%

2,271052659

5,239291348

6

0,11045

Еще

3

100,00%

2,968238689

     

 Таблица 1.6. – Расчет наблюдаемого значения критерия Пирсона для Y1

 

Для Y2: По таблице критических точек распределения χ2 по заданному уровню значимости 0,05 и числу степеней свободы 24 находим критическую точку χ2крит= 36,4150285. С помощью данных, представленных в табл. 1.7, находим χ2стат= 47,77890527. Эта величина больше табличной величины, поэтому гипотеза о нормальном распределении величины Y2 отклоняется.

Карман

Частота

Интегральный %

Теоретическая частота

Скорр. теор.частота

Скорр. частота

Хи-квадрат

6,413189541

1

0,10%

2,089406961

     

6,551007431

1

0,20%

1,646518133

     

6,688825322

3

0,50%

2,727671375

     

6,826643212

1

0,60%

4,360006608

10,82360308

6

2,149667

6,964461103

6

1,21%

6,724374599

6,724374599

6

0,078032

7,102278993

10

2,21%

10,00659613

10,00659613

10

4,35E-06

7,240096884

8

3,02%

14,36781183

14,36781183

8

2,822213

7,377914774

22

5,23%

19,90511714

19,90511714

22

0,220473

7,515732665

28

8,04%

26,60778635

26,60778635

28

0,072846

7,653550555

45

12,56%

34,31805771

34,31805771

45

3,324894

7,791368446

47

17,29%

42,70774556

42,70774556

47

0,431384

7,929186336

59

23,22%

51,28148825

51,28148825

59

1,161734

8,067004227

46

27,84%

59,41343362

59,41343362

46

3,028275

8,204822117

59

33,77%

66,41692516

66,41692516

59

0,828264

8,342640007

84

42,21%

71,63792206

71,63792206

84

2,133241

8,480457898

75

49,75%

74,5550916

74,5550916

75

0,002655

8,618275788

94

59,20%

74,86550463

74,86550463

94

4,890489

8,756093679

71

66,33%

72,53645471

72,53645471

71

0,032545

8,893911569

73

73,67%

67,8111344

67,8111344

73

0,397049

9,03172946

37

77,39%

61,16680533

61,16680533

37

9,548226

9,16954735

43

81,71%

53,23541871

53,23541871

43

1,967934

9,307365241

50

86,73%

44,70495006

44,70495006

50

0,627169

9,445183131

25

89,25%

36,2226808

36,2226808

25

3,477064

9,583001022

29

92,16%

28,31884676

28,31884676

29

0,016384

9,720818912

21

94,27%

21,36193046

21,36193046

21

0,006132

9,858636803

12

95,48%

15,54802903

15,54802903

12

0,809653

9,996454693

20

97,49%

10,91892916

10,91892916

20

7,552558

10,13427258

11

98,59%

7,3986853

12,23593826

17

1,854887

10,27209047

6

99,20%

4,837252961

4,837252961

6

0,279493

10,40990836

2

99,40%

3,051495334

7,307424608

8

0,06564

10,54772625

4

99,80%

1,857360532

     

Еще

2

100,00%

2,398568742

     

Таблица 1.7. – Расчет наблюдаемого значения критерия Пирсона для Y2

 

Теоретическое значение критерия Колмогорова-Смирнова λтеор, мы определяем по таблице, считая что α=0,05, λкр(0,05)=0,895. А далее вычисляем эмпирические значения (табл. 1.8), и получаем следующие результаты:

Для Y1 : λэмп= 0,682479 , что меньше критического значения 0,895.

Для Y2:λэмп= 0,920026, что больше критического значения 0,895.

F*

ni

|F*-FT|

 

F*

ni

|F*-FT|

1,000

0,001

0,001338

0,000333

 

1

0,001

0,0021

0,001095

1,000

0,001

0,002395

0,00139

 

2

0,002

0,003755

0,001745

2,000

0,002

0,004281

0,002271

 

5

0,005

0,006496

0,001471

6,000

0,006

0,007398

0,001368

 

6

0,006

0,010878

0,004848

11,000

0,011

0,012365

0,00131

 

12

0,012

0,017636

0,005576

16,000

0,016

0,019996

0,003915

 

22

0,022

0,027693

0,005582

29,000

0,029

0,031295

0,002149

 

30

0,030

0,042133

0,011982

46,000

0,046

0,047426

0,001195

 

52

0,052

0,062138

0,009877

69,000

0,069

0,069624

0,000277

 

80

0,080

0,08888

0,008478

101,000

0,102

0,099073

0,002434

 

125

0,126

0,12337

0,002258

141,000

0,142

0,136736

0,004973

 

172

0,173

0,166293

0,006572

186,000

0,187

0,183169

0,003766

 

231

0,232

0,217832

0,014329

230,000

0,231

0,238354

0,007198

 

277

0,278

0,277544

0,000848

302,000

0,304

0,30158

0,001937

 

336

0,338

0,344294

0,006606

377,000

0,379

0,371413

0,007481

 

420

0,422

0,416292

0,005818

454,000

0,456

0,445766

0,010515

 

495

0,497

0,491222

0,006265

541,000

0,544

0,522083

0,021636

 

589

0,592

0,566464

0,025496

606,000

0,609

0,597595

0,01145

 

660

0,663

0,639365

0,023952

685,000

0,688

0,669624

0,018818

 

733

0,737

0,707517

0,029167

747,000

0,751

0,735856

0,014897

 

770

0,774

0,768991

0,004879

804,000

0,808

0,794567

0,013473

 

813

0,817

0,822494

0,005408

849,000

0,853

0,844736

0,00853

 

863

0,867

0,867423

8,67E-05

872,000

0,876

0,886065

0,009683

 

888

0,892

0,903828

0,011366

907,000

0,912

0,918885

0,007327

 

917

0,922

0,932289

0,010681

934,000

0,939

0,94401

0,005317

 

938

0,943

0,953758

0,011045

951,000

0,956

0,962552

0,006773

 

950

0,955

0,969385

0,014611

964,000

0,969

0,975744

0,0069

 

970

0,975

0,980358

0,005484

977,000

0,982

0,984791

0,002881

 

981

0,986

0,987794

0,001865

983,000

0,988

0,990772

0,002832

 

987

0,992

0,992656

0,000696

989,000

0,994

0,994584

0,000614

 

989

0,994

0,995723

0,001753

992,000

0,997

0,996927

5,84E-05

 

993

0,998

0,997589

0,000401

995,000

1,000

0,996927

0,003073

 

995

1,000

0,997589

0,002411


Таблица 1.8. – Расчет наблюдаемого значения критерия Колмогорова-Смирнова

 

Результаты исследований с помощью этих критериев могут подтвердить только гипотезу о нормальном распределении выходной величины 12.

Также следует оценить распределение величин по оценкам коэффициентов асимметрии и эксцесса (они рассчитаны ранее с помощью «Пакета анализа»).

Дисперсии соответствующих  оценок рассчитываются по формулам:

Считается, что  выборка близка к нормальному  закону распределения, если выполняется следующее условие:

Для Y1:

 0,024,
0,006.

|-0.041517926| ≤ 0,775,

0,110515372 ≤ 0,233

Для Y2:

0,024,
0,006.

|-0.028828395| ≤ 0,775,

0.194611405 ≤ 0,233

В обоих случаях величины проходят проверку на нормальный закон распределения по обоим коэффициентам.

Далее проводится расчет вероятности выхода годных изделий в данном технологическом процессе. С помощью построения отношения попавших в интервал изделий к общему числу возможен подсчет процента выхода годных изделий. Годное изделие удовлетворяет неравенству:

MY1-σY1<Y1<MY1+ σY1

MY2- σY2<Y2<MY2+ σY2

Для Y1 интервал: 0,0,063≤ Y1 ≤ 0,03351

Для Y2 интервал: 7,76875 ≤ Y2 ≤ 9,22419

Процент изделий  попавших одновременно в оба интервала  составил 45,53%.

 

1.2. Исследование построенной имитационной модели на адекватность.

Из сформированного набора данных X1, X2, X3, X4, X5 извлечѐм случайным образом выборки образцов объемом 25 значений. Для этого воспользуемся функцией «Выборка» в программе MS Excel, а так же рассчитаем числовые характеристики выборок (анализ данных – описательная статистика). Числовые характеристики представлены в табл. 1.9.

X1

X2

X3

X4

X5

11,44738

14,23367

3,221937

3,879608

5,48814

10,53781

16,48242

3,246429

4,159131

4,688306

10,74919

15,3222

2,596894

4,009902

5,65018

9,46194

17,60701

3,053608

3,879141

4,810127

10,24896

13,73603

3,023752

4,703193

5,212842

8,645516

11,88562

2,78709

3,935364

5,041516

7,650284

14,9546

2,93454

3,913655

4,773235

9,077393

14,66844

3,415486

4,136418

5,116794

9,21073

16,15908

2,555141

3,72748

4,51565

9,343205

13,77426

3,045416

3,729493

4,696831

9,547279

16,55917

2,691244

3,946557

4,869271

9,434774

14,83169

2,696002

4,169892

4,449196

9,76075

17,51584

3,360036

3,453546

4,826916

10,44913

15,65725

2,714408

4,603445

4,714281

9,636732

15,34093

2,912845

3,819255

4,886099

9,235018

12,70532

3,217393

3,561278

5,023489

9,832948

13,89148

2,536263

3,675169

5,254825

10,13451

11,35657

3,164963

3,584919

4,78435

9,979446

14,73501

2,738428

4,051189

5,467472

12,38937

13,57907

3,695377

4,010811

4,863181

9,610129

15,03259

2,757492

3,831277

4,752938

10,27086

13,11981

2,600941

4,127845

5,058481

10,10194

14,66578

2,865425

4,198975

5,148454

9,14327

14,08519

2,840922

3,759848

4,821834

10,6507

15,8373

3,185517

4,482877

4,816123

11,44738

14,23367

3,221937

3,879608

5,48814

10,53781

16,48242

3,246429

4,159131

4,688306

10,74919

15,3222

2,596894

4,009902

5,65018

9,46194

17,60701

3,053608

3,879141

4,810127

10,24896

13,73603

3,023752

4,703193

5,212842


Таблица 1.9. – Выборки входных параметров в 25 значений

Рассчитаем  числовые значения для входных параметров, используя в Excel анализ данных → описательная статистика. Результаты см. в табл. 1.10.

 

Х1

Х2

Х3

Х4

Х5

Среднее

0,997716

1,991723

7,916374

11,99315

16,01621

Стандартная ошибка

0,006288

0,017022

0,043316

0,106752

0,149616

Медиана

1,007356

1,993263

7,877529

12,02412

15,84669

Мода

#Н/Д

#Н/Д

7,861702

#Н/Д

#Н/Д

Стандартное отклонение

0,031439

0,085109

0,216579

0,533761

0,748081

Дисперсия выборки

0,000988

0,007244

0,046906

0,284901

0,559626

Эксцесс

-0,47271

-0,87377

-0,2945

-0,08537

-0,68052

Асим



Информация о работе Построение регрессионных моделей технологического процесса с использованием теории планирования эксперимента