273
VII FƏSİL. RİYAZİ STATİSTİKANIN BƏZİ
QANUNLARININ Ö
LÇMƏ PROSESLƏRİNDƏ TƏTBİQİ
7.1. Ö
lçmə proseslərində istifadə olunan əsas
qanunlar
Ö
lçmə proseslərinin dəqiqlik analizini aparmaq üçün riyazi
statistikanın bəzi qanunlarından geniş istifadə edilir. Bunlardan ən
çox tətbiq olunanları Normal paylanma (Qaus qanunu), Bərabər
ehtimal, Simpson, Maksvel, Normalaşdırılmış normal, Veybulla
qanunları, Paylanma qanunlarının bəzi tərtibləri, çox faktorlu
planlaşdırma metodlarıdır.
Normal paylanma qanunu (Qaus qanunu).
Təsadüfi para-
metr
lərin emal dəqiqliyinə təsirini öyrənərkən nəzərdə tutulur ki, də-
qiq
liyə biri-birindən asılı olmayan çoxlu sayda faktorlar təsir edir.
Obyektlərin orta hesabi qiyməti aşağıdakı düsturla təyin edilir:
∑
=
=
+
+
+
+
=
n
i
i
n
or
l
n
n
l
l
l
l
l
1
3
2
1
1
. (7.1)
Burada l
i
-
ayrı-ayrı obyektlərin ölçüləri, n - ölçülən
obyektlərin sayıdır.
Orta kvadratik sapma
σ
aşağıdakı ifadədən təyin edilir:
σ
=
+
+
+ +
=
=
∑
x
x
x
x
n
x
n
n
i
i
n
1
2
2
2
3
2
2
2
1
, (7.2)
x
i
= l
i
– l
or.
σ
-
əyrilərin formasını xarakterizə edən göstəricidir.
Şəkil 7.1. Normal paylanma əyrisi (Qaus əyrisi)
274
σ
π
σ
2
2
1
max
x
e
y
−
=
Obyektlərin ən böyük və ən kiçik həqiqi ölçülərinin fərqi səpə-
lənmə sahəsi adlanır
∆
s
= l
max
- l
min
Normal
səpələnmə əyrisi (Qaus əyrisi) aşağıdakı şəkildəki ki-
midir (
şəkil 7.1).
Qaus
əyrisi aşağıdakı ifadə ilə yazılır:
.
Burada e - natural loqarifma
nın əsasıdır
y
A
B
y
m
a
x
x
−σ
+σ
+3σ
−3σ
L
оr
(7.3)
275
y
max
,
=
≈
1
2
0 4
σ
π
σ
.
Qaus
əyrisi A və B nöqtələrində əyilməyə malikdir
y
y
e
y
e
y
A
B
=
=
=
≈
=
1
2
0 6
0 24
σ π
σ
max
max
,
,
. (7.4)
Qaus
əyrisi ilə əhatə olunmuş sahə aşağıdakı inteqraldan təyin
edilir:
ydx
e
dx
e
dx
x
x
−∞
+∞
−
−∞
+∞
−
−∞
+∞
∫
∫
∫
=
=
=
1
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
σ π
σ π
σ
σ
. (7.5)
± 3σ daxilin
də olan sahə,ümumi sahənin 99,73 % -ni təşkil
edir.
Bərabər ehtimal qa-
nunu.
Əgər emal prosesində öl-
çü
lərin dəyişməsinə bir əsas
faktor
təsir edirsə belə qa-
nunauy
ğunluğu bərabər ehtimal
qanunu
ilə analiz edirlər. Bəra-
bər ehtimal qanununu aşağıdakı
şəkildəki kimi göstərirlər (şəkil
7.2.).
Bərabər ehtimal qanunu
aşağıdakı ifadə ilə yazılır:
σ
3
2
=
∆
. (7.6)
Burada
σ - adi üsulla he-
sablanan orta kvadratik sapma-
dır.
Şəkil 7.2. Ölçülərin bərabr ehtimal
qanununa görə paylanması
m,
m
n
L
l
276
Simpson qanunu. Bu qanunun
əsas xüsusiyyəti ondan ibarət-
dir ki,
əsas səbəb prosesin birinci hissəsində yavaşıdıcı, ikinci hissə-
sin
də sürətləndirici xarakterə malik (şəkil 7.3) olur. Bu qanunu aşa-
ğıdakı kimi ifadə edirlər:
∆ = 2 6
σ
. (7.7)
Maksvel qanunu. Maksvel qanunu
ilə səthlərin qarşılıqlı yer-
ləşməsinin qeyri dəqiqliyini, səthlərin forma xətalarını və s. ifadə et-
mək olar.Burada xətalar yalnız müsbət qiymətlərə malik olurlar.
Maksvel
əyrisi qeyri simmetrik formaya malikdir. (şəkil 7.4.) Maks-
vel qanunu
aşağıdakı kimi yazılır:
σ
44
3,
=
∆
. (7.8)
m,
m
n
L
y
R
Şəkil 7.3. Ölçülərin Simpson
qanununa gö
rə paylanması.
Şəkil 7.4. Ölçülərin Maksvel
qanununa gö
rə paylanması.
Norma
laşdırılmış normal qanunu simmetriklik xüsusiyyə-
tinə görə Qaus əyrisinə yaxındır (şəkil 7.5.) və aşağıdakı ifadə ilə ya-
zılır:
2
2
2
1
x
e
)
x
(
P
−
=
π
. (7.9)
Reley qanunu qeyri simmetrik
əyri ilə xarakterizə olunur (şəkil
7.6.)
və aşağıdakı düsturla ifadə olunur:
277
2
2
2
2
σ
σ
x
e
y
)
y
(
P
−
=
. (7.1)
x
O
P( x)
y
O
P( y)
Şəkil 7.5. Normallaşdırılmış normal
qanununun qrafiki gös
tərilməsi
Şəkil 7.6. Reley qanununun
qrafiki gös
tərilməsi
Veybulla qanunu. Ma
şın və mexanizmlərin, cihazların,
qurğuların etibarlılığı və uzunömürlülüyü məsələlərinin analizində
Veybulla qanunundan ge
niş istifadə edilir. Veybulla qanunu qrafiki
olaraq
şəkil 7.7.-də verilmişdir və aşağıdakı düsturla yazılır:
P x
x
e
x
( )
=
−
−
α β
α
β
1
2
. (7.11)
Təcrübədə yuxarıda göstərilən
paylanma qanunla
rının birləşmələrini
xarakte
rizə edən əyrilərə tez-tez rast gə-
linir. Mü
rəkkəb texnoloji proseslərin
analizin
də çox halda bu birləşmələr tət-
biq edilir. Bundan
başqa texnoloji pro-
ses
lər haqqında kifayət qədər məlumat
olma
dıqda və təcrü
bələrin sayını azaltmaq məq-
sədi ilə çox faktorlu planlaşdırma-
dan da ge
niş istifadə edilir.
Şəkil 7.7. Veybulla qanununun
qrafiki göstərilməsi
278
Paylanma qanunla
rının bəzi tərtibləri. Təcrübədə yuxarıda
gös
tərilən paylanma qanunlarının bəzi birləşmələrini xarakterizə
edən əyrilərə tez-tez rast gəlinir. Məsələn: bəzən üstələyici faktorla
bərabər, eyni zamanda çoxlu sayda biri-birindən asılı olmayan təsa-
düfi faktorla
rın təsirindən ölçülərin səpələnməsini xarakterizə edən A
əyrisi alınır (şəkil 7.8.). Obyektlərin ölçülərinin daimi qanunauyğun
dəyişən faktorun təsirindən dəyişməsi ab xətti ilə xarakterizə edilir.
Təsadüfi faktorların təsirindən səpələnmə sahəsi ∆
1
= 6
σ. Ölçülərin
nəticə səpələnməsi ∆
2
=
∆
1
+ l-dir.
Belə əyrinin alınmasına emal dəqiqliyinə alətin yeyilməsi nəticə-
sin
də ölçüsünün dəyişməsini misal göstərmək olar.
Hər hansı i obyektlin faktiki ölçüsünün yaranması sxemi şəkil
7.9.-da veril
mişdir. Verilmiş momentdə nominal ölçüdən sapmanın qiy-
məti ∆i, bütün faktorların tə'sirindən yaranan sapmaların cəbri və ya vek-
tor
cəmindən alınır.
Şəkil 7.8. Təsadüfi faktorların cəminin və bir üstələyici faktorun de-
talla
rın ölçülərinin səpələnməsinə təsiri
∆
1
- ölçü
lərin təsadüfi faktorların təsirindən səpələnməsi; i - ölçülərin
üs
tələyici faktorun təsirindən səpələnməsi; ∆
2
- ölçü
lərin ümumi tə-
sir
nəticəsində səpələnməsi
279
Tutaq ki, nominal ölçü
dən "mənfi" tərəfə istiqamətlənmiş dai-
mi sistematik
∆
n
xətası mövcuddur. Göstərilən xətanın aşağı sərhəd-
din
dən müsbət tərəfə, sistematik qanunauyğun dəyişən faktorun ya-
rat
dığı ∆
qan
xətası istiqamətlənmişdir (onun dəyişməsi ab xətti ilə
xarakte
rizə olunur).
Şəkil 7.9. Partiyadakı
i
detalın ölçüsünün yaranması sxemi
Tutaq ki, o
tərəfə təsadüfi faktorların cəminin təsirindən yaran-
mış ∆
x
sap
ması istiqamətlənmişdir. Onda ölçü L
i
= L
nom
+
∆
i
və ya-
xud
L
i
= Lnom +(
∆
qan
-
∆
n
+
∆
x
). (7.12)
Misal 7.1. Detalla
rın çıxdaşlıq ehtimalı faizinin təyin edil-
məsi üçün ölçülərin paylanma qanunlarının tətbiqi. Şəkil 7.10.-
da detalla
rın emalı zamanı səpələnmə sahəsinin müsaidə sahəsindən
ar
tıq olma halı verilmişdir, yə'ni 6σ >δ . Bu halda detalların çıxdaş-
280
sız olmağı qeyri mümkündür. Burada birinci halda sazlama elə apa-
rılmışdır ki, paylanma əyrisinin qruplaşma mərkəzi müsaidə sahəsi-
nin orta
sının üzərinə salınmış, ikinci halda isə ∆
n
qiy
məti qədər sü-
rüşdürülmüşdür. Ümumi sahənin, ştrixlənmiş hissəsi yararlı, ştrixlən-
məmiş hissəsi isə çıxdaş olunmuş detalları müəyyən edir. Yararlı
detalla
rın alınması ehtimalı, ştrixlənmiş sahənin, normal paylanma
qanunu
əyrisi ilə əhatə olunmuş ümumi sahəyə nisbəti ilə müəyyən-
ləşdirilir. Verilmiş interval üçün
x
sa
həsi aşağıdakı inteqralla tapı-
lır:
F
e
dx
x
x
=
−
∫
1
2
2
2
2
0
σ
π
σ
. (7.13)
Şəkil 7.10 Səpələnmə sahəsinin müsaidə sahəsinə nəzərən simmetrik
(a)
və qeyri simmetrik (b) yerləşməsi zamanı çıxdaşın olması ehtima-
lının hesablanması sxemi
Əgər
z
x
=
σ
qəbul etsək və onu differensiallaşdırsaq, alarıq
dx =
σdz.
z
və dx-in qiymətlərini (7.14)-ə qoysaq, ehtimal qanununun
məlum olan funksiyanı alarıq
281
∫
−
=
z
z
dz
e
z
F
0
2
2
2
1
)
(
π
. (7.14)
Səpələnmə sahəsinin müsaidə sahəsinə nəzərən simmetrik yer-
ləşməsi üçün AB hissəsi daxilində ştrixlənmiş sahə 2 F(z)-ə bərabərdir.
Bütün
sahə vahidə bərəbər olduğundan çıxdaş faizi aşağıdakı düsturla
təyin edilir
P = [1- 2F(z)] .100%.
(7.15)
Ölçü
lərin səpələnmə sahələrinin qeyri simmetrik yerləşməsi za-
manı hesabat analoji olaraq aparılır, fərq yalnız F
1
və F
2
sa
hələrinin
ayrı-ayrı müəyyən edilməsindədir.
Xarici emalda A nöq
təsindən solda yerləşmiş ölçülər düzəldil-
məsi mümkün olmayan, B nöqtəsindən sağa yerləşmiş ölçülər isə dü-
zəldilməsi mümkün olan çıxdaş olacaqdır. Əhatə edən səthlərin ema-
lında çıxdaş əks qaydada göstərilir.
Detalla
rın bütün yoxlanılan ölçüləri x =± 3σ intervalına yəni, z
=
± 3σ-ə daxil olur.
7.2.
Xətaların təyin edilməsinin çoxfaktorlu
plan
laşdırma metodu
Elmi
tədqiqat layihə konstruktor işlərinin yerinə yetirilməsində,
texnoloji proses
lərin analizində, dəqiqlik, keyfiyyət göstəricilərinin
qiy
mətləndirilməsində və ölçmədə çoxfaktorlu planlaşdırmadan ge-
niş istifadə edilir.
Mü
rəkkəb texnoloji proseslərin analizində həmin proseslər
haq
qında kifayət qədər məlumat olmayan hallarda eksperimentlərin
çoxfaktorlu plan
laşdırılması özünü doğluldur. Eksperimentlərin apa-
rılmasının passiv və aktiv üsullarındanistifadə edilir.
Passiv eksperiment
ənənəvi metoddur. Bu metodda parametr-
lər növbə ilə dəyişilir və böyük seriyalarla təcrübələr aparılır. İş
282
şəraitində statistik materialların yığılması da passiv eksperimentdir.
Bu üsulda
təcrübi materialların emalı nəticəsində riyazi modellərin
alınması, klassik reqressiv və korelyasion metodların analizi vasitə-
silə yerinə yetirilir.
Aktiv eksperiment
əvvəlcədən tərtib edilmiş plan əsasında qo-
yulur. Bu metodda pro
sesə təsir edən bütün faktorların eyni vaxtda
dəyişilməsi nəzərdə tutulur. Burada faktorların qarşılıqlı təsiri dərhal
müəyyənləşir və buna görə də təcrübələrin ümumi sayını azaltmaq
mümkün olur.
Bu metodda eksperimentin
nəticəsi ilə dəyişən parametrlər ara-
sında bir başa əlaqə yaranır. Bu əlaqəni aşağıdakı şəkildə yazmaq
olar:
)
,...,
,
(
2
1
R
x
x
x
y
y
=
.
(7.16)
x
1
, x
2
, ..... x
R
sərbəst dəyişən parametrləri faktorlar adlandır-
maq
qəbul edilmişdir. Statistik metodlardan istifadə edərək polinom
şəklində olan riyazi modellər almaq olar. Burada məlum olmayan
asılıqlar aşağıdakı şəkildə yazılır.
+
+
+
+
=
∑
∑
∑
=
≠
=
=
R
j
j
jj
R
u
j
u
j
u
uj
R
j
j
j
x
x
x
x
y
1
2
1
1
,
1
0
β
β
β
β
(7.17)
Burada
0
2
2
0
2
0
0
;
;
=
=
=
=
=
=
x
j
jj
x
j
u
uR
x
j
x
x
x
x
∂
ϕ
∂
β
∂
∂
ϕ
∂
β
∂
∂ϕ
β
.
Real proses
lərdə həmişə idarə olunmayan və nəzarət edilməyən
parametr
lər olduğundan kəmiyyətin dəyişməsi təsadüfi xarakter daşı-
yır. Buna görə də eksperimentin nəticələrini emal edərkən reqresiya-
283
nın seçmə əmsalları b
0
, b
i
, b
uj
, b
jj
-ni
alırıq. Bu əmsallar nəzəri b
0
,
b
j
, b
uj
, b
jj
əmsallarının qiymətidir. Təcrübə nəticəsində alınan reqre-
siya
tənliyini aşağıdakı şəkildə yaza bilərik:
+
+
+
+
=
∑
∑
∑
=
=
=
R
j
j
jj
R
j
u
j
u
uj
R
j
j
j
x
b
x
x
b
x
b
b
y
1
2
1
,
1
0
ˆ
(7.18)
b
0
- reqresiya
tənliyinin sərbəst həddidir;
b
j
-
nı xətti effekt əmsalları, b
jj
- ni kvadratik effekt
əmsalları;
b
uj
- ni qar
şılıqlı təsir əmsalları adlandırırlar.
(7.18)
tənliyinin əmsallarını ən az kiçik kvadratlar metodu va-
si
təsi ilə
(
)
min
1
2
=
−
=
∑
=
N
i
i
i
y
y
F
(7.19)
şərti daxilində tapılır.
Burada N -
tədqiq edilən parametrlərin qiymətlərinin cəmin-
dən götürülmüş seçilmə miqdarıdır.
Seçil
mə miqdarı N ilə əlaqələr sayı l - in fərqi sərbəstlik də-
rəcəsinin sayı adlanır.
f = N – l.
(7.20)
Reqresiya
tənliyini axtararkən əlaqələrin sayı, müəyyənləşdiri-
lən əmsalların sayına bərabərdir.
Reqressiya
tənliyinin növü eksperimental seçim nəticəsində
müəyyənləşdirilir. Təsadüfi kəmiyyətlərin normalaşdırılmasını hə-
yata keçi
rərək natural miqyasdan yenisinə keçid aşağıdakı düsturlarla
apa
rılır:
284
R
j
N
i
s
x
x
x
s
y
y
y
j
x
j
ji
ji
y
i
j
...,
2
,
1
,
...,
2
,
1
0
0
=
=
−
=
−
=
. (7.21)
y
x
i
ji
0
0
,
- uy
ğun faktorların normalaşdırılmış qiymətləri;
y x
, -faktorla
rın orta qiymətləri;
s s
y
x
j
,
-faktorla
rın orta kvadratik
sapma
sıdır.
(
)
(
)
s
y
y
N
s
x
x
N
y
i
i
N
xj
ji
j
i
N
=
−
−
=
−
−
=
=
∑
∑
2
1
2
1
1
1
.
Faktorla
rın natural qiymətlərindən kodlanmış qiymətlərinə ke-
çid
aşağıdakı düsturla yerinə yetirilir;
R
j
z
z
z
x
j
j
j
j
,...,
2
,
1
,
0
=
∆
−
=
. (7.22)
x
j
- j - faktorun kodlan
mış qiyməti;
z
j
- faktorun natural qiy
məti;
z
j
0
- baza
səviyyəsi;
∆z
j
-
dəyişmə addımıdır.
b
0
-
əmsalı aşağıdakı ifadədən tapılır:
b
y
b x
0
1
= −
. (7.23)
y
və x - y
və x-in orta qiymətləridir.
b
0
- la b
1
ara
sında korrelyasiya asılılığı mövcuddur.
b
1
-
əmsalını təyin etmək üçün aşağıdakı düsturdan istifadə
285
edilir:
b
N
x y
j
ji
j
i
N
=
=
∑
1
1
. (7.24)
Paralel
təcrübələrin nəticələrinin orta qiymətlərini
y
y
m
i
N
j
iu
u
m
=
=
=
∑
1
1 2
,
, ,...,
. (7.25)
ifa
dəsi ilə tapırıq.
m -
hər bir təcrübənin təkrar edilməsi sayıdır.
Seç
mə dispersiya aşağıdakı düsturla tapılır
(
)
s
y
y
m
i
N
i
iu
i
u
m
2
2
1
1
1 2
=
−
−
=
=
∑
,
, ,...,
. (7.26)
Dispersiyala
rın cəmi
s
i
i
N
2
1
=
∑
- dir.
G
s
s
i
i
N
max
max
=
=
∑
2
2
1
nis
bətindən Koxren meyarının müqayisə üçün la-
zım olan hesabi qiyməti təyin edilir.
s
max
2
- seç
mə dispersiyanın
maksimum qiy
mətidir. Əgər dispersiya eyni cinslidirsə, onda
G
max
≤ G
h
(N, m-1) (7.27)
286
Burada G
h
(N,m-1) Koxren meya
rının cədvəl qiymətidir.
Əgər seçilmə dispersiya eynicinslidirsə, onda yenidən törəmə
dispersi
yası hesablanır
s
s
N
i
i
N
òþð
2
2
1
=
=
∑
. (7.28)
Əmsalların əhəmiyyətinin qiymətləndirilməsi Styudent meyarı
ilə yoxlanılır
t
b
s
j
j
bj
=
. (7.29)
burada b
j
reqressiya
tənliyinin j - cı əmsalı;
s
bj
- j -
cı əmsalın orta kvadratik sapmasıdır.
Əgər t
j
cədvəl qiymətindən böyükdürsə, onda b
j
əmsalı sıfırdan
əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.
Tənliyin tam uyğunluğu Fişer meyarı ilə yoxlanılır
2
2
s
s
F
qal
=
. (7.30)
Burada
𝑠
𝑡ö𝑟
2
yeni
dən törəmə dispersiyası; S
qal
- qa
lıq dispersi-
ya
sıdır.
F - in qiy
məti onun cədvəl qiymətindən nə qədər çoxdursa req-
ressiya
tənliyinin effektivliyi bir o qədər yüksək olur.
tör
tör
|