Файл: Гром, В. П. Экспресс-анализ данных сдаточных испытаний судов с помощью бортовой ЭЦВМ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.11.2024
Просмотров: 21
Скачиваний: 0
40 000 циклов, так что сумма частот отказов по всем восьми интер
валам равна 50. Подготовка перфолент осуществлялась согласно
инструкции. |
|
|
Цикл |
|
|
Таблица 1 |
||
|
о- |
5000- |
10 000- |
20 000- |
25 000- |
30 000- |
35 000 — |
|
Тип |
15 000— |
|||||||
5000 |
10 000 |
15 000 |
20 000 |
25 000 |
30 000 |
35 000 |
40 000 |
1
II
о
0
18 |
24 |
6 |
2 |
о |
о |
о |
9 |
12 |
16 |
7 |
3 |
3 |
о |
Для обоих типов проверялась гипотеза о нормальном законе
распределения. Значения параметров нормального закона распре
деления (m, σ) вводились с перфоленты. Проверке подвергались
значения, взятые в виде сетки. Результаты проверки представлены
на рис. 9, 10.
Рис. 9 Результаты проверки гипотез о нормальном за коне распределения для пластин типа 1.
Величины, нанесенные на графики для соответствующих пар
значений (m, σ), представляют собой доверительные вероятности .γ
того, что исследуемая выборка^ сделана из генеральной совокуп
ности случайной величины, имеющей нормальное распределение
именно с такими значениями параметров тиа.
Из графиков видно, что для пластин из ɪ типа стали наибольшая
зафиксированная доверительная вероятность составляет 0,50 при
т— 10000, о=5, для II типа — 0,40 при m= 16 500, σ = 7,5. Обе эти вероятности не столь уж велики — обычно приемлемый уровень
значимости считается равным не менее 0,8—0,9. Принимать или нет
43
гипотезы о нормальном распределении к дальнейшему исследова
нию— решает исследователь. Однако проведенный расчет свиде
тельствует о том, что исследованные |
выборки не могут принадле |
|||
жать нормальному |
закону с |
одними |
и теми же значениями пара |
|
метров. |
б |
|
|
__ |
|
•О,001 |
‘0,001 |
‘О |
|
|
15 - |
‘0,OOJ |
‘0,001 |
‘0 |
Рис. 10. Результаты проверки гипотез о нормальном законе распределения для пластин типа II.
При необходимости расчет может быть продолжен и довери
тельные области значений параметров локализованы более точно.
2. Определение закона |
распределения |
времени |
наработки на |
|||||||||
отказ. |
|
наработках |
на |
отказ |
представлены в |
виде значений |
||||||
Данные о |
||||||||||||
абсолютных частот по интервалам в табл. 2. |
800— |
Таблица 2 |
||||||||||
100- |
200 — |
300- |
400— |
500- |
600— |
700— |
900- |
Всего |
||||
0—100 |
200 |
зоо |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
11 |
6 |
10 |
8 |
2 |
4 |
2 |
о |
|
2 |
|
55 |
|
|
|
|
____________ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты проверки гипотез о нормальном и экспоненциальном |
||||||||||||
законах |
распределения |
представлены на |
рис. |
И и |
12 |
соответ |
ственно. Можно убедиться, что даже при объеме выборки 55 гипо
тезы о нормальном и экспоненциальном законах являются равно
вероятными. Это, в свою очередь, означает, что для объективности
выводов в ходе дальнейшего анализа должны быть составлены и
обсчитаны на ЭЦВМ по крайней мере две различные математиче
ские статистические модели функционирования машин.
44
3. Некоторые результаты сравнительного анализа эффектив
ности критериев Q и χ2.
Приведены некоторые результаты проверки статистических гипо
тез по критериям Q и χ2. При вычислениях значений критерия χ2 для
6
12 |
|
-0,001 |
•0,002 |
|
•0 |
•о |
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
•0,006 |
•0,001 |
|
•О |
•о |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
в |
•0,042 |
•0,013 |
•0,004 |
|
•о |
•0,001 |
|
7 |
•0,161 |
|
|
|
|
|
|
S |
•0,066 |
•0,018 |
|
•0,001 |
•о |
||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
•0,602 |
• 0,400 |
•0,132 |
•0,009 |
•о |
•о |
|
3 |
•0,110 |
•0,343 |
•0,231 |
•0,013 |
•о |
|
|
2 |
•0 |
'0,002 0rd02 |
-0,029 |
•0 |
•о |
|
|
1 |
|
|
•О |
|
|
•о |
|
О |
т |
~20Ö |
300 |
|
40Ô |
500 |
т |
Рис. |
И. Результаты проверки |
гипотез о нормальном |
законе |
||||
|
распределения времени наработки |
на отказ. |
|
объема выборок 10 и 15 требование иметь не менее пяти точек на
интервал группирования не выполнялось. Проверялась гипотеза об экспоненциальном законе распределения. Число степеней свободы
для |
критерия χ2 |
⅛ = 4,Mколиче |
|
|||
ство |
реализаций |
при |
провер |
Г |
||
ке |
по Q-критерию |
— |
1 000 |
|||
0,5- |
||||||
(табл.3—8). |
интерес нали |
0,6 - |
||||
0,0- |
||||||
Представляет |
0,3- |
|||||
чие |
систематического |
расхож |
|
дения оценок. При малых зна
чениях λ критерий χ2 дал зани женные оценки доверительных
вероятностей, при больших зна
чениях λ — завышенные. В об
ласти значений параметров,
0,2-
0,1-
X X X X
о 10~3 2-Ю'3 3-Ю'3 4-Ю'3 К
соответствующей |
значениям |
Рис. |
времени наработки на отказ. |
|
|
12. Результаты проверки гипотез об |
доверительной |
вероятности по |
экспоненциальном законе распределения |
|||
рядка 0,9, соответствие хоро |
|||||
|
|
|
|||
шее при всех |
рассмотренных |
|
N— |
|
|
объемах выборок. В области малых λ |
значительное расхождение |
||||
сохранилось Даже при объеме выборки |
|
100. |
4. Априорный анализ различимости гипотез.
Моделируя выборки заданных объемов для различных гипоте
тических законов распределения, можно априорно, до получения
каких-либо экспериментальных данных, исследовать взаимную раз личимость этих законов. Ниже приведены результаты такого рас чета для случая усеченного геометрического распределения,
45
N = 10 |
|
|
|
|
|
|
Таблица З |
|
|
|
|
|
|
|
|
λ |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
X2 |
4,2 |
2,5 |
1,5 |
0,97 |
2,3 |
3,8 |
6,0 |
1/Х2 |
0,40 |
0,65 |
0,82 |
0,91 |
0,67 |
0,45 |
0,19 |
VQ |
0,64 |
0,91 |
0,98 |
0,89 |
0,48 |
0,26 |
0,14 |
N = 15 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
λ |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
|
0,5 |
0,7 |
0,8 |
X2 |
4,9 |
2,5 |
1,1 |
|
0,7 |
3,5 |
6,8 |
7/Х2 |
0,30 |
0,65 |
0,90 |
|
0,90 |
0,50 |
0,15 |
^!i'Q |
0,58 |
0,88 |
0,99 |
|
0,9 |
0,31 |
0,12 |
N = 20 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
λ |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
|
0,5 |
0,7 |
0,8 |
Z2 |
6,3 |
3,2 |
1,2 |
|
0,2 |
2,8 |
5,9 |
7/X2 |
0,15 |
0,52 |
0,85 |
|
0,90 |
0,57 |
0,20 |
γ∕Q |
0,35 |
0,80 |
0,98 |
|
0,96 |
0,36 |
0,13 |
|
|
|
|
|
|
|
_____________ |
N = 25 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
λ |
0,1 |
0,15 |
0,20 |
0,35 |
0,65 |
0,75 |
0,8 |
X2 |
8,1 |
5,9 |
4,2 |
1,0 |
2,1 |
4,7 |
6,5 |
γ∕x2 |
0,09 |
0,20 |
0,40 |
0,91 |
0,73 |
0,32 |
0,17 |
. 7/Q |
0,21 |
0,44 |
0,63 |
0,99 |
0,51 |
0,20 |
0,10 |
N= 50 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
λ |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,35 |
0,4 |
0,60 |
0,70 |
Z2 |
11,1 |
7,6 |
4,9 |
1,4 |
0,4 |
2,0 |
6,1 |
IiX2 |
0,003 |
0,11 |
0,28 |
0,83 |
0,9 |
0,74 |
0,19 |
VQ |
0,07 |
0,23 |
0,53 |
0,98 |
0,99 |
0,65 |
0,15 |
N = 100 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
λ |
0,20 |
0,30 |
0,40 |
|
0,60 |
0,65 |
0,70 |
X2 |
15,3 |
5,7 |
0,9 |
|
4,0 |
7,6 |
12,2 |
7/Z2 |
0,05 |
0,22 |
0,9 |
|
0,41 |
0,11 |
0,02 |
VQ |
0,01 |
0,42 |
0,99 |
|
0,43 |
0,14 |
0,03 |
46
с числом различаемых значений случайной величины 10. Количество
случайных реализаций при моделировании М —1000. Результаты
сведены в табл. 9, 10.
Означают они следующее. Относительно опорных значений O0
одномерного параметра геометрического закона распределения
определены такие смещенные влево и вправо значения пара метров 0_ и θ+ соответственно, что, назначив некоторые критиче
ские значения Q-критерия, можно различать эти распределения
с заданными вероятностями ошибок первого и второго рода.
*β |
Например, при |
объеме выборки |
M= 15; |
θo = 2,O; |
α* |
= 0,3 и |
= 0,l имеем θ~=0,82; θ+=3,00, т. е. если |
в действительности |
|||||
случайная величина имеет геометрическое распределение с |
0 = 2,0, |
|||||
то, |
требуя степень |
различимости, |
характеризуемую |
а* |
=0,3 и |
|
β* |
= 0,l, можно ее отличать от случайных величин, имеющих геоме |
трическое же распределение со значениями параметров 0 ≤ 0,82 и 0 ≥ 3,00. Если же 0,82 <≤ 0 < 3,00, то различимость хуже.
Построение таблиц производилось с помощью специальной про
граммы, представляющей собой программу поиска экстремума в условиях случайных помех (вследствие конечного числа Л4). Схо
димость процесса зависела от подбора рабочих коэффициентов
программы.
Расчет одной точки (одного значения Ѳ_ или 0+) на ЭЦВМ «Минск-22» занимал от 10 до 40 мин машинного времени. Поэтому
процесс иногда искусственно прерывался, так что результат полу чали не для заданных значений вероятностей ошибок первого и вто
рого рода а* и β* соответственно, а для нескольких отличных от них.
Величины a_, а+, ß_, β+ представляют собой такие значения,
на которых оказывался прерванным процесс определения величины
0_ или θ + . Если этой погрешностью пренебречь, но указывать
соответствующие значения Q-критерия, табл. 9 будет иметь вид
табл. 11.
5. Расчеты представительности статистических данных.
В эксплуатации находится партия из 18 изделий (судовые ди
зели). Изделия имеют наработки от 800 до 6000 ч. На двух из них
имели место отказы — на 1650 и 4800 ч работы. |
На некоторый теку |
||||
щий момент времени наработки следующие: |
2400; |
||||
800; |
1100; 1300; ;1650* |
2100; |
|||
2800; |
3150; |
3600; |
4200; |
4650; |
;*4800 |
5150; |
5250; |
5400; |
5900; |
5950; |
6100 |
(звездочкой обозначены отказы).
Принято решение о запуске в эксплуатацию еще 12 таких изде лий. Требуется рассчитать вероятности их безотказной работы.
Для 7? = 30, |
N= |
18 |
(объем партии и объем выборки) произве |
|||
ден расчет значений |
P(x R, N, d), |
d=0,l, ..., |
18; |
x=0,l, ..., 12 |
||
|
(всего 19-13 = 247 значений). Результаты представлены в табл. 12.
47