Необходимо, чтобы каждый человек, считающий себя творческой личностью или исследователем, а значит и активным участником НТП, понимал закономерности научного творчества и управления им.

Основы научных исследований

Учебное пособие

Учебное пособие ознакомит читателя с методикой выполнения научных исследований в условиях рыночных отношений на принципах самофинансирования и самообеспечения. Рассмотрены методические разработки по формулированию темы, цели и задач научного исследования; методология теоретического и экспериментального исследований; анализ теоретико-экспериментальных исследований и формулирование выводов и предложений. Значительное внимание уделено внедрению и эффективности научных исследований, а также правилам оформления научно-исследовательских и магистерских работ, диссертаций на соискание ученых степеней.

УДК 001.891(075.8) ББК 72я73

Введение

ХХ век, то есть совсем недавнее прошлое, ознаменовал себя развертыванием цепи событий, которые продолжаются сейчас и называются научно-технической революцией (НТР).

Проблематика НТР обсуждается часто. Ей уделяют много внимания. Об НТР много пишут и спорят.

Мы гордимся полетами человека в космос, достижениями в области атомной энергетики и полупроводниковой техники. На нашу жизнь оказывает большое влияние автоматизация производств и управления, прогресс в телекоммуникациях. Мы научились познавать и моделировать тайны Вселенной.

Все это так. Но это не главное в сути явления, получившего название научно-техническая революция.

Великие открытия были всегда, во все времена развития науки.

И каждый раз они были очень значительными для своего времени.

Современная НТР от открытий прошлого времени отличается тем, что сейчас наука реально превратилась в производительную силу общества.

Поэтому каждое государство в структуру своей стратегической доктрины, то есть в перечень основных принципов развития, обязательно включает и вопросы научно-технического прогресса (НТП).

Сейчас во многих странах уже не только сам процесс осуществления открытий и доведения этих открытий до практически реализуемой формы обеспечивается наукой, но обеспечивается наукой и процесс передачи результатов НТП субъектам хозяйствования и потребителям произведенной продукции.

Задачи, которые раньше решались на базе интуиции или здравого смысла, на опыте поколений, сейчас решаются с активным и целенаправленным вмешательством научных знаний. В современных условиях уже ни один серьезный вопрос невозможно разрешить, не опираясь на науку.

Поэтому нельзя способствовать научно-техническому прогрессу, не владея основами методологии научно-исследовательской деятельности и управления. На пути решения этих задач стоят не только технические трудности, но и трудности психологического характера.

Необходимо, чтобы каждый человек, считающий себя творческой личностью или исследователем, а значит и активным участником НТП, понимал закономерности научного творчества и управления им.

Дело в том, что в настоящее время, при жизни буквально одного-двух поколений произошло коренное изменение продолжительности существования мировоззренческих устоев.

В XVII—XIX вв. продолжительность творческой жизни ученого, которая составляла 35—37 лет, была в 2—3 раза меньше продолжительности существования общепринятых теорий и методов исследований.

Человек мог родиться, сформироваться как ученый, прожить свою жизнь, вырастить учеников, а эти ученики — своих учеников, и все это было в пределах, какой-либо одной гипотезы, например, геоцентрической системы мироздания, гипотезы флогистона или гипотезы философского камня.

Учитель мог высказать идею, а задача реализации ее, то есть доведение до практики, доставалась ученикам. Это было естественным. Но сейчас все резко изменилось.

Период обновления науки стал меньше, чем продолжительность индивидуальной творческой жизни. Сейчас этот период в долевом отношении составляет 30—40%.

Это означает, что за одну индивидуальную жизнь в творчестве, человеку приходится два - три раза существенно переучиваться, овладевать новыми знаниями и методами. При этом возросла и ответственность ученого за судьбу того, что он создал либо открыл.

Ускорение темпов НТП имеет конкретные, количественно оцениваемые показатели. Учащаются такие события, как уточнение и обновление взглядов, гипотез и методов исследования, принятых в той или иной научной дисциплине.

Например, аристотелевская теория гравитации просуществовала около двух тысяч лет.

Идеи Ньютона ждали своего обобщения и уточнения примерно две сотни лет.

Теория строения атома Резерфорда-Бора оставалась основной в среде физиков на протяжении нескольких десятков лет.

Сократилась и временная дистанция между научным открытием и его практической реализацией.

Фотография прошла этот путь примерно за сто лет.

Проводная телефонная связь — примерно за шестьдесят лет.

Радиолокация - за пятнадцать лет.

Атомная энергетика — за десять лет.

Сотовая СВЧ связь - за пять лет.

Происходит не только ускорение темпов реализации результатов исследований, но каждый раз это ускорение приводит и к качественным изменениям, к обновлению возможностей технических средств. Вместе с тем все более дают о себе знать и социальные последствия научно-технического прогресса. Примерами этому являются усовершенствованные средства передвижения, сотовая связь и интернет.

Но к сказанному следует сделать одно существенное замечание.

Иногда полагают, что по мере нарастания мощи нашего знания и ускорения технического прогресса, каждый шаг на пути в будущее становится все более легким.

Это не так. Действительно, каждый шаг НТП дает все больший эффект, т. е. реализация достижений науки в промышленном производстве, дает все большую отдачу обществу. Но каждый шаг вперед сопровождается и достигается всё большим трудом, всё большей затратой творческих сил ученых, и материальных ресурсов.

Переход от одних поколений технических разработок к другим поколениям, действительно происходит все быстрее и дает все больший абсолютный и отнесенный к размерам затраченных средств экономический эффект.

Но в то же время каждый переход от предыдущего поколения машин к новому поколению машин требует все большего объема исследовательских, конструкторских и экспериментальных работ и все более глубокой перестройки производства.

Поэтому для обеспечения ускоренных темпов НТП при экономической заинтересованности общества в поддержании высоких темпов обновления технических средств, необходимо соблюдение следующих условий:

Эффект тиражирования уже освоенных и отлаженных нововведений должен приводить к многократному получению экономической и социальной выгоды при незначительных (в сравнении с первоначальными) дополнительных затратах.

2.Интенсификация научно-технического труда и сокращение расходов по циклу " исследование — проектирование — подготовка производства" должны быть естественными спутниками ускорения НТП.

Сюда входит автоматизация обработки данных и планирование экспериментальных исследований, автоматизированное проектирование новых технических средств, включая конструирование и технологическую подготовку производства.

Таким образом, особенностью НТР в наши дни является все возрастающая роль науки. Она обеспечивает возможность автоматизации не только физического, но и умственного (не творческого) труда; приводит к быстрой смене используемых материалов, конструкций, машин, технологических процессов; к резкому увеличению разновидностей инженерных решений; повышению уровня комплексной механизации и автоматизации производственных процессов и систем управления.

Развитие НТП сказывается и на высшем образовании, предъявляя новые требования к знаниям студентов, к их творческому потенциалу, развитию, умению находить рациональные конструкторские, технологические, организационные и экономические решения; хорошо ориентироваться в отборе научной информации; ставить перед собой реалистичные цели и достигать их.

Выполнение таких задач невозможно без соответствующего объема знаний в области постановки и выполнения научных исследований, а также без навыков, необходимых для внедрения полученных результатов.

Это обязывает высшую школу привлекать студентов к выполнению научных исследований. Поэтому научная подготовка в вузах была, есть и будет одной из важных задач обучения.

Предмет курса " Основы научных исследований" помогает усвоить соответствующие определения и ознакомиться с основами методик научных исследований для рациональной организации исследовательской работы. Он включает рассмотрение следующих разделов:

НАУКА.

НАУЧНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ И ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ.

Наука

Наука — это непрерывно развивающаяся система знаний объективных законов природы, общества и мышления, получаемых и превращаемых в непосредственную производительную силу общества в результате специальной деятельности людей.

Науку можно рассматривать в различных измерениях:

1) как специфическую форму общественного сознания, основу которой составляет система развивающихся знаний;

2) как процесс познания закономерностей объективного мира;

3) как определенный вид общественного разделения труда;

Развитие науки идет от сбора фактов, их систематизации, обобщения и раскрытия отдельных закономерностей к связанной, логически стройной системе научных знаний, которая позволяет объяснить уже известные факты и предсказать новые.

Метод — это инструмент для решения главной задачи науки — открытия объективных законов действительности. Метод определяет необходимость и место применения индукции и дедукции, анализа и синтеза, сравнения результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Любая научная теория, объясняя характер тех или иных процессов действительности, всегда связана с определенным частным, либо общим методом исследования.

Возможности первой группы находятся в сфере непосредственной творческой деятельности исследователей и состоят в повышении методологического уровня научной работы, в выдвижении новых, более глубоких идей, в освоении перспективных методов исследований.

Возможности второй группы находятся в сфере управления научным процессом и состоят в создании наиболее благоприятных условий для плодотворного труда всех категорий работников науки по всему спектру современного научного процесса.

Возможности третьей группы заключаются в совершенствовании социального, прежде всего экономического, механизма, способствующего быстрейшему освоению научных результатов производством и общественной практикой в целом.

Научное исследование

Эмпирические задачи направлены на выявление, точное описание и тщательное изучение различных факторов (сторон) рассматриваемых явлений и процессов. В научных исследованиях они решаются с помощью наблюдений и экспериментов.

Наблюдение — это метод познания, при котором объект изучают без вмешательства в него; фиксируют, измеряют лишь свойства объекта, характер его изменения.

Эксперимент — это наиболее общий эмпирический метод познания, в котором производят не только наблюдения и измерения, но и осуществляют перестановку, изменения объекта исследования и т. д. В этом методе можно выявить влияние одного фактора на другой.

Теоретические задачи направлены на изучение и выявление причин, связей, зависимостей, позволяющих установить поведение объекта, определить и изучить его структуру, характеристику на основе разработанных в науке принципов и методов познания.

Теоретические исследования направлены на создание новых принципов. Это обычно фундаментальные исследования. Цель их — расширить существующие знания и обеспечить более глубокое понимание законов природы.

Прикладные исследования направлены на создание нового оборудования, новых машин и материалов, способов производства, организации работ и т.д. Они должны удовлетворять потребность общества в развитии конкретной отрасли производства.

Прикладные разработки могут быть долгосрочными и краткосрочными, бюджетными и хоздоговорными. Их цель - преобразовать исследования в технические приложения. Они не требуют проведения новых фундаментальных научных исследований.

Каждый шаг на пути прогресса науки достигается все большим трудом, все более дорогой ценой. За последние четыре десятилетия увеличение в два-три раза количества новых научных данных сопровождалось в мире восьми-, десятикратным ростом объема печатной и рукописной информации, пятнадцати-, двадцатикратным увеличением численности людей науки и более чем стократным ростом ассигнований на науку и на освоение ее результатов.

Научными вопросами называются научные задачи, относящиеся к конкретной области научного исследования. Результаты решения этих задач имеют не только теоретическое, но, главным образом, и практическое значение, поскольку можно сравнительно точно установить ожидаемый экономический эффект.

Но при выборе темы новизна должна быть не инженерной, а научной, т. е. принципиально новой. Если разрабатывается пусть даже новая задача, но на основе уже открытого закона, то это область инженерно-экономических, а не научных разработок. Поэтому необходимо отличать научную задачу от инженерно-экономической.

Значимость, как главный критерий темы, имеет место при разработке исследований, определяющих престиж отечественной науки или составляющих фундамент для прикладных исследований, или направленных на совершенствование общественных и производственных отношений и др.

Тема должна соответствовать профилю научного коллектива. Каждый научный коллектив по сложившимся традициям имеет свой профиль, квалификацию, компетентность. Такая специализация, способствующая накоплению опыта исследований, дает свои положительные результаты: повышается теоретический уровень разработок, их качество и экономическая эффективность, сокращается срок выполнения исследования.

Однако нельзя впадать в крайность, применяя этот принцип. Если допускать монополию в науке, то исключается соревнование идей. Это снижает эффективность научных исследований. Заказчику будет предоставляться научная продукция, которая не всегда может отражать наилучшие показатели.

Выполняя длительное время работу по узкоспециализированной тематике с устоявшейся методикой, некоторые научные работники теряют к ней интерес. Поэтому в коллективе может быть несколько (до 10%) непрофильных тем, не отличающихся резко от основной тематики коллектива. Это может вызвать энтузиазм, инициативу и прилив творческих сил в коллективе.

Важной характеристикой темы является ее осуществимость или внедряемость. При разработке темы следует оценить возможность ее окончания в плановый срок и внедрения в производственных условиях заказчика. Если это нельзя осуществить вообще или осуществить в сроки, которые не устраивают заказчика, то заведомо планируют разработку бросовых, неэффективных тем.

Обосновывая тему, научный работник должен хорошо знать производство и его запросы на данном этапе. Для этого необходимо организовывать командировки в крупные производственные объединения, управления, предприятия, занимающиеся внедрением.

Большое значение имеет посещение отраслевых и академических институтов, кафедр родственных вузов. Особую роль приобретают беседы с ведущими научными работниками, крупными специалистами-производственниками.

Существенно упрощается методика выбора тем в научном коллективе, имеющем научные традиции (свой профиль) и разрабатывающем комплексную проблему. В таких коллективах научные исследования выполняют не одиночки, а группы, специализирующиеся на разработке тем или вопросов. Здесь начинающий работник, как правило, получает тему, которая была обоснована ранее. Вероятность получить не актуальную, не новую, не эффективную тему исключена. При коллективной разработке научных исследований большую роль приобретают критика, дискуссия, обсуждение проблем и тем. В процессе дискуссии выявляются новые, еще не решенные актуальные задачи разной степени важности, объема, сроков разработки.

Все это создает благоприятные условия для участия студентов в научно-исследовательской работе. Выбор тем для магистерской работы не представляет какой-либо сложности.

После ознакомления с темой научный работник делает доклад руководителю и коллективу, в котором обосновывает постановку вопроса и его состояние на момент получения темы.

Эффективно на этом этапе подготовить 1—2 реферата, провести поисковый эксперимент, консультации с работниками НИИ и производства. Это позволит шире и глубже представить научно-исследовательскую тему.

Большое значение для выбора тематики имеет четкая формулировка общих задач заказчиком (министерством, ведомством и пр.).

Научный руководитель коллектива должен с большим вниманием отнестись к предложениям сотрудников, которые могут выставить ряд тем и вопросов. Перед окончательным решением целесообразно организовать широкую дискуссию.

При составлении общей программы исследований необходимо иметь в виду, что в процессе научных разработок возможны некоторые изменения в тематике. Определенная роль в этом принадлежит заказчику, который в зависимости от складывающейся производственной обстановки вносит коррективы, выдвигая на первое место первоочередные темы.

Важное значение при разработке общей программы исследования имеет выделение долгосрочных и краткосрочных исследований, фундаментальных и прикладных. Соотношение между ними зависит от многих факторов — требований заказчика, научного потенциала коллектива, наличия современного экспериментального оборудования, научного задела коллектива и его работоспособности и т. д.

Приведенные выше требования (критерии), предъявляемые к выбору тем, позволяют всесторонне оценить и установить пригодность их для данной научно-исследовательской организации.

Однако в период бурной НТР в процессе разработки тем, особенно долгосрочных, актуальность их и экономичность иногда могут изменяться в худшую сторону, а так как затраты на выполнение НИР возросли, то очень важным критерием при выборе тем является их перспективность, а следовательно, стабильность.

В данном случае одних субъективных методов оценки недостаточно. Первостепенное значение приобретают численные методы.

Анализ иностранной информации позволяет исключить дублирование по исследуемой теме. Это требует от научного работника знания одного или двух иностранных языков (предпочтительны английский, немецкий, французский).

Без личного ознакомления с оригиналами научных статей и других документов базироваться на экспертной оценке иностранной информации другими авторами не следует, так как каждый из них прорабатывает литературу применительно к своей теме исследования.

Решение этого вопроса в последнее время упрощается, так как из ЦНИИПИ и ВИНИТИ по заказу можно получить обзоры и другую экспресс-информацию по зарубежным исследованиям с высоким качеством переводов.

Кроме непосредственно относящейся к теме информации, необходимо проработать и основную литературу по родственным направлениям.

На стадии сбора и анализа информации полезны командировки в проектные учреждения и на крупные передовые предприятия. Такие командировки позволяют выяснить, в какой степени исследуемая тема решается на производстве, на какие стороны темы следует обратить особое внимание, какие вопросы представляют первоочередной практический интерес. Желательно иметь мнение производственных коллективов по теме научного исследования.

После сбора литературных, архивных, производственных и других информационных данных и их обобщения полезно узнать мнение ведущих специалистов. Они могут оказать существенную помощь в разработке темы и определении объема собираемой информации.

Таким образом, научный работник, прорабатывая тему, накапливает большое количество различной информации. В зависимости от наименования и научной значимости темы объем информации может достигать 100—200 наименований и более.

Для эффективного анализа этой информации необходимо знать методы ее учета, проработки и анализа.

При чтении необходимо понять не отдельные элементы, а весь текст в целом, его смысл, направленность, значение. Часто достаточно быстро прочесть текст один раз, чтобы его запомнить. Однако при этом особое внимание необходимо уделять логическим связям.

Повторение — один из эффективных способов запоминаний. Повторение бывает пассивным (перечитывается несколько раз) и активным (перечитывается с пересказом). Второй способ более эффективный, в нем сочетается заучивание и самоконтроль. Иногда полезно совмещать активное повторение с пассивным.

Чтобы лучше запомнить, нужно правильно выбрать время для повторения. Учитывая характер, каждый источник должен быть тщательно проработан. Поэтому очень важно уметь работать с первоисточниками. Их чтение и проработка информации — нелегкое дело.

Первым условием эффективной проработки документов является установка, т. е. цель чтения, направленность. Она активизирует мышление, повышает память, помогает понять читаемое, делает восприятие более точным. Этот психологический фактор требует от индивидуума заранее создать определенное настроение для осмысливания читаемого, настроить себя " на определенную волну".

Проработка научно-технической информации требует творческого подхода. Для этого необходимо вдохновение. Оно повышает эффективность проработки информации. Но даже если нет вдохновения, нужно усилием воли заставить себя работать над источником творчески.

Вместе с тем, как показывают психологические опыты, работа в полной изоляции от внешней среды также не оптимальна. В качестве помех в таких случаях являются собственные мысли, отвлечения. Без напряжения мысли и воображения эффективность проработки информации снижается.

Самостоятельность труда — важный фактор работы над информацией. Каждая страница должна быть неторопливо проанализирована, обдумана применительно к поставленной цели. Только вдумчивый, самостоятельный анализ прочитанного, позволит убедиться в правильности суждений, закрепить мысль, понятие, представление.

Очень важным фактором при проработке литературы является настойчивость и систематичность. Часто, особенно при чтении сложного нового текста четко осмыслить его с первого раза невозможно. Приходится читать и перечитывать, добиваясь полного понимания изложенного.

Последовательное, систематическое чтение улучшает усвоение прорабатываемого материала. Отвлечение срывает, расстраивает логически настроенную мысль, приводит к утомлению.

Систематическое усидчивое чтение по плану, с обдумыванием и анализом прочитанного намного производительнее бессистемного чтения.

Производительность проработки информации существенно зависит от умственной работоспособности. Последняя — от умения правильно распределить свою работу во времени, умело использовать физиологические перерывы.

После 1—2 часов работы рекомендуется делать перерывы на 5—7 минут, физические упражнения, обтирание тела и лица водой или усиленное глубокое дыхание. Все это стимулирует центральную нервную систему и повышает работоспособность. Иногда при чтении полезно отключиться на 2 —3 минуты.

Прорабатывая текст, необходимо добиваться, чтобы каждое место было понятно. В отдельных случаях, материал лучше повторить в день чтения или же на следующий день, а затем повторять только периодически и лишь то, что представляет наибольший интерес. Небольшой по объему текст лучше повторить полностью. Большие тексты вначале осваивают в целом, затем повторяют особо трудные фрагменты.

Неотъемлемым требованием проработки НТИ является запись прочитанного. Она позволяет лучше его понять и усвоить; удлинить процесс восприятия информации, следовательно, лучше запомнить; восстановить в памяти забытое; развить мышление, проанализировать текст; отобрать наиболее важные фрагменты информации для разрабатываемой темы.

Однако запись требует дополнительного времени. Часто ее выполняют неправильно. Так, очень краткая запись обедняет проработанную информацию. Наоборот, излишняя подробность в записи означает не только трату времени, но и неумение понять и отразить главное.

Бывают случаи, когда в процессе аналитического обзора научный работник лишь перечисляет авторов и приводит аннотации их работ, не высказывая при этом своего мнения. Такой пассивный, формальный обзор информации совершенно недопустим.

Иным вариантом анализа является тематический. Весь объем информации систематизируют по вопросам разрабатываемой темы. При этом рассматривают последние издания НТИ, по возможности монографии, в которых подведен итог исследований по данному вопросу. Дополнительно выборочно анализируют источники, представляющие особый интерес.

Второй вариант обзора более простой, его чаще применяют, он требует меньше затрат времени. Однако он менее полно позволяет проанализировать имеющуюся по теме информацию.

Творческий процесс требует совершенствования известного решения. Совершенствование является процессом переконструирования объекта мышления в оптимальном направлении. Когда переработка достигает границ, определенных поставленной целью, процесс оптимизации приостанавливается, создается продукт умственного труда. В теоретическом аспекте — это гипотеза исследования, т. е. научное предвидение.

Решение.

Творческое решение часто не укладывается в заранее намеченное планом. Иногда оригинальные решения появляються " внезапно", после казалось бы длительных и бесплодных попыток.

Чем больше существует известных (типичных, шаблонных) решений, тем труднее добиться оригинального решения.

Часто удачные решения возникают у специалистов смежных областей, на которых не давит груз известных решений.

При теоретических исследованиях используют как индукцию, так и дедукцию. Обосновывая гипотезу научного исследования, устанавливают ее соответствие общим законам диалектики и естествознания (дедукция). В то же время гипотезу формулируют на основе частных фактов (индукция).

Особую роль в теоретических исследованиях играют способы анализа и синтеза.

Синтез — противоположный анализу способ, заключающийся в исследовании явления в целом, на основе объединения связанных друг с другом элементов в единое целое. Синтез позволяет обобщать понятия, законы, теории.

Гипотеза составляет суть, методологическую основу, теоретическое предвидение, стержень теоретических исследований. Являясь руководящей идеей всего исследования, она определяет направление и объем теоретических разработок.

Сформулировать наиболее четко и полно рабочую гипотезу, как правило, трудно. От того, как сформулирована гипотеза, зависит степень ее приближения к окончательному теоретическому решению темы, т. е. трудоемкость и продолжительность теоретических разработок.

Успех зависит от полноты собранной информации, глубины ее творческого анализа, стройности и целенаправленности методических выводов по результатам анализа, четко сформулированных целей и задач исследования, опыта и эрудиции научного работника.

На стадии формулирования гипотезы теоретическую часть необходимо расчленить на отдельные вопросы. Это позволит упростить их проработку.

Основой для проработки каждого вопроса являются теоретические исследования, выполненные различными авторами и организациями. Научный работник на основе их глубокой проработки, критического анализа и формулирования (в случае необходимости) своих предложений развивает существующие теоретические представления или предлагает новое, более рациональное теоретическое решение темы.

Аксиоматический метод основан на очевидных положениях (аксиомах), принимаемых без доказательства. По этому методу теория разрабатывается на основе дедуктивного принципа. Более широкое распространение он получил в теоретических науках (математике, математической логике и др.).

Исторический метод позволяет исследовать возникновение, формирование и развитие процессов и событий в хронологической последовательности с целью выявить внутренние и внешние связи, закономерности и противоречия. Этот метод исследования используется преимущественно в общественных и, главным образом, в исторических науках. В прикладных же науках он применяется, например, при изучении развития и формирования тех или иных отраслей науки и техники.

В прикладных науках основным методом теоретических исследований является гипотетический. Его методология включает в себя следующее: изучение физической, химической, экономической и т. п. сущности исследуемого явления с помощью описанных выше способов познания; формулирование гипотезы и составление расчетной схемы (модели) исследования; выбор математического метода исследования модели и ее изучение; анализ теоретических исследований и разработка теоретических положений.

Описание физической или экономической сущности исследуемого явления (или процесса) составляет основу теоретических разработок. Такое описание должно всесторонне освещать суть процесса и базироваться на законах физики, химии, механики, физической химии, политэкономии и др. Для этого исследователь должен знать классические законы естественных и общественных наук и уметь их использовать применительно к рабочей гипотезе научного исследования.

В последнее время все большее значение приобретают исследования по вопросам прогнозирования и экономического обоснования, а также организации производства.

Они отображают закономерности функционирования сложных систем.

Первичными в познании физической сущности любых процессов выступают наблюдения.

Всякий процесс зависит от многих действующих на него факторов. Каждое наблюдение или измерение может зафиксировать лишь некоторые факторы. Для того чтобы наиболее полно понять процесс, необходимо иметь большое количество наблюдений и измерений.

Таким образом, и аналитические, и экспериментальные методы имеют свои преимущества и недостатки, которые часто затрудняют эффективное решение практических задач. Поэтому чрезвычайно плодотворным является сочетание положительных сторон аналитических и экспериментальных методов исследования.

Явления и процессы изучаются не изолированно друг от друга, а комплексно. Различные объекты с их специфическими переменными величинами объединяются в комплексы, характеризуемые едиными законами. Это позволяет распространить анализ одних явлений на другие или целый класс аналогичных явлений. При таком принципе исследований уменьшается число переменных величин, они заменяются обобщенными критериями. В результате упрощается искомые математические выражения. На этом принципе основаны методы сочетания аналитических способов исследования с экспериментальными методами аналогии, подобия, размерностей, являющихся разновидностью методов моделирования.

Методы системного анализа (исследование операций, теория массового обслуживания, теория управления, теория множеств и др.) получили широкое распространение в последнее время, что в значительной степени обусловлено развитием ЭВМ, обеспечивающим быстрое решение и анализ сложных математических задач.

Под системным анализом понимают совокупность приемов и методов для изучения сложных объектов — систем, представляющих собой сложную совокупность взаимодействующих между собой элементов. Взаимодействие элементов системы характеризуется прямыми и обратными связями. Сущность системного анализа состоит в том, чтобы выявить эти связи и установить их влияние на поведение всей системы в целом.

Системный анализ используют для исследования таких сложных систем, как экономика автомобильного транспорта, автотранспортное предприятие и др. Наиболее часто рассматривают развитие этих систем во времени. Эффективно методы системного анализа могут быть использованы при планировании и организации технологии производственных процессов предприятий.

Системный анализ в большинстве случаев производят в целях оптимизации процессов и управления системами, заключающихся в выборе такого варианта управления, при котором достигается минимальное или максимальное значение заданной (выбранной) величины — критерия оптимизации. Сложность выбора надлежащего критерия состоит в том, что на практике в задачах оптимизации и управления имеют дело со многими критериями, которые часто бывают взаимно противоречивыми. Математически правильная постановка задачи оптимизации предполагает наличие лишь одного критерия. Наиболее часто выбирают какой-либо один критерий, а для других устанавливают пороговые (предельно допустимые) значения. Иногда применяют смешанные критерии, представляющие собой функцию от первичных параметров. Во многих случаях критерии оптимизации называют целевыми функциями.

Подробно обо всех изложенных математических методах исследования студенты ознакамливаются в специальных дисциплинах, читаемых по специальностям.

Этап теоретических разработок научного исследования включает в себя следующие основные разделы:

1) изучение физической или экономической сущности процесса, явлений;

2) формулирование гипотезы исследования, выбор, обоснование и разработка физической или экономической модели;

3) математизация модели;

В основе экспериментального исследования лежит эксперимент, представляющий собой научно поставленный опыт или наблюдение явления в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за его ходом, управлять им, воссоздавать его каждый раз при повторении этих условий.

Лабораторные опыты проводят с применением типовых приборов, специальных моделирующих установок, стендов, оборудования и т. д. Эти исследования позволяют наиболее полно и доброкачественно, с требуемой повторяемостью изучить влияние одних характеристик при варьировании других.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒