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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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.

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