ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА

Для анализа различных процессов используются как детерми­нистические, так и статистические методы исследования. С вопро­сами оценивания коэффициентов в моделях процессов, построения: эмпирических моделей, эффективного планирования эксперимен­тов инженеры и исследователи должны быть также хорошо знако­мы, как и с методами решения уравнений и использования вычислительных машин. Однако многие студенты и инженеры,, даже владеющие довольно изящным математическим аппаратом, строят расчетные схемы так, как будто исследуемые ими процессы строго детерминированы. Такой подход часто может ввести в за­блуждение и в результате при проектировании экспериментального оборудования может привести или к излишним мерам предосторож­ности, или к поспешным исправлениям, чтобы учесть реально суще­ствующую неопределенность. Использование при расчетах стати­стических методов хотя и не может уменьшить эту неопределен­ность, но позволяет более точно оценить ее и тем самым принять лучшее решение.

Исследование и применение законов природы связано с экспе­риментированием, управлением процессами, конструированием оборудования, устранением неисправностей, регулированием, различными экономическими оценками и принятием решений. Излагаемые в этой книге статистические методы отобраны именно с точки зрения их применимости к такого рода деятельности. Отли­чие ее от других книг заключается в том, что здесь основное вни­мание уделяется построению моделей процессов и их оценке, а не статистической теории как таковой или ее непосредственным при­ложениям к псевдореальным экспериментам. Термин «анализ процессов» в том смысле, как он понимается в этой книге, не имеет отношения к теории случайного блуждания и марковских процес­сов, теории очередей или других подобных случайных явлений. Здесь он означает анализ статистическими методами непрерывного-процесса промышленного производства (например, в химической, нефтяной, пищевой промышленности) или некоторого непрерывно-ного процесса в природе, такого, как течение реки, биологический: рост и гибель.

Эта книга разбита на три основные части. Так как она рассчи­тана на читателя, лишь в малой степени знакомого с теорией и при­ложениями статистики, в части I дан необходимый для дальней­шего обзор основных положений теории. Он не претендует на пол­ноту — приводится лишь терминология и описываются методы анализа. В части II рассмотрены вопросы построения и оценки эмпирических моделей, а также эффективного планирования экспе­риментов. Часть III посвящена оцениванию параметров моделей и идентификации моделей процессов, основанных на принци­пах явлений переноса. В последних главах показано, что ис­пользование цифровых (или гибридного типа) вычислительных машин весьма желательно, так как освобождает исследователя от утомительных детальных расчетов, позволяя ему сконцентри­ровать внимание на более важных вопросах оценивания и интер­претации результатов.

Книга рассчитанана молодых инженеров и исследователей. Пред­полагается, что читатель свободно владеет аппаратом математиче­ского анализа и дифференциальных уравнений и хотя бы немного знаком с матричной алгеброй и операционным исчислением. Тем не менее последние два раздела математики кратко изложены в приложении. Некоторые расчеты сначала проводятся без исполь­зования матричных обозначений, а затем повторены в матричной форме.

Цель этой книги состоит в том, чтобы предоставить возможность инженерам и исследователям согласовать свои детерминистиче­ские представления о расчетах и анализе процессов с концепцией случайности. В связи с этим здесь не затрагиваются многие важные и заслуживающие глубокого изучения вопросы. Отбор материала определялся ответом на следующий вопрос: имеет ли данная информация или метод какое-либо практическое примене­ние при анализе процессов?Особое внимание уделяляется, насколь­ко это возможно, обсуждению того, что произойдет, если предпо­ложения, сделанные о модели процесса, в действительности ока­жутся невыполненными, а также иллюстрации некоторых неидеальных экспериментальных данных, с которыми приходится сталкиваться в практической работе.

Я надеюсь, что эта книга окажется полезной как студентам старших курсов, которые имеют возможность прослушать курс статистики, так и инженерам и исследователям, которые хотели бы применить статистические методы в своей работе, но не в состоя­нии изучить многочисленные книги и статьи, посвященные этим вопросам.

Д. Химмелъблау