КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

МАГІСТР

Кафедра водопостачання та водовідведення

 

 

 

«ЗАТВЕРДЖУЮ»

Декан ФІСЕ

_______________/ О.В. Приймак /

 

«____» ________________ 2022 року

 

 

 

НАВЧАЛЬНА РОБОЧА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ

 

"АНАЛІЗ ТА МОДЕЛЮВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТУ"

(назва навчальної дисципліни)

 

шифр

назва спеціальності

192

Будівництво та цивільна інженерія

 

Освітня програма

 

Водопостачання та водовідведення

 

Розробник(и):

 

Копаниця Ю.Д., к.т.н., доцент

 

(прізвище та ініціали, науковий ступінь, звання)

(підпис)

 

Робоча програма затверджена на засіданні кафедри водопостачання та водовідведення

 

протокол № 1 від "__"_серпня_2022 року

 

Завідувач кафедри      _________________________                         (Хоружий В.П.).

(підпис)                              (прізвище та ініціали)

 

Схвалено науково-методичною комісією спеціальності:

 

Протокол № 1  від "___"___________ 2022 року

 

Гарант освітньої програми                                                                   (Аргатенко Т.В.).

(підпис)                                (прізвище та ініціали)


 

 

 

ВИТЯГ З НАВЧАЛЬНОГО ПЛАНУ 2022-2023 рр.

 

шифр

магістр

Форма навчання:                             денна

Форма контролю

Семестр

Відмітка про погодження

Назва освітньої програми

Кредитів на сем.

Обсяг годин

Кількість індивідуальних робіт

Всього

аудиторних

Разом

у тому числі

Л

Лр

Пз

КП

КР

РГ

контр

192

Водопостачання та водовідведення

9

51

46

10

20

16

 

 

 

3

З

11

 

 

 


Мета та завдання навчальної дисципліни

 

Метою дисципліни є здобуття знань та практичних навичок організації, планування, проведення та аналізу результатів наукового експерименту із використанням стандартних методів прикладного статистичного аналізу (Базові статистики, Дисперсійний аналіз, Кореляційно-регресійний аналіз, Планування експерименту тощо) із застосуванням сучасних спеціалізованих пакетів статистичних програм з пропрієтарним (Statistica StatSoft, Statgraphics Manugistic corp.) та відкритим (MAXIMA, R) програмними кодами. Задіяно сучасні методи генерації аналітичних звітів проведеного планування й аналізу експерименту. У якості залежних та незалежних факторів при планування експерименту обираються параметри, які характеризують якість природних, питних і стічних вод, механізми хімічних і фізико-хімічних процесів, основи процесів підготовки води різного при­значення, очищення і кондиціонування побутових і промислових стічних вод.

 

Компетенції студентів, що формуються в результаті засвоєння дисципліни

Код

Зміст

Результати навчання

ІК

Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі будівництва та цивільної інженерії

Вміти: застосовувати основні теорії, наукові методи, принципи математичних, природничих, соціально-гуманітарних та економічних наук, сучасні моделі, методи та програмні засоби аналізу та планування експериментів, що забезпечують обґрунтоване прийняття рішень для розв’язання складних задач будівництва та цивільної інженерії, які додатково можуть характеризуватись невизначеністю умов і вимог

ЗК 02

Знання та розуміння предметної області та професійної діяльності.

Знати: термінологію, базові методи аналізу математичної статистики, які поширено у наукових дослідженнях при плануванні промислового експерименту .

Вміти: застосовувати базові знання, термінологію, типові методики дослідження факторів та технології генерації планів експерименту, проводити оцінку статистичних критеріїв, приймати рішення щодо додавання та генерації зоряних точок із повторною генерацією планів другого порядку, створювати генерацію аналітичних звітів результатів експериментів при дослідженні варіантів технологічних схем підготовки води для потреб господарсько-питного водопостачання та очистки стічних вод населених пунктів.

СК 01

Здатність використовувати концептуальні наукові та практичні знання з математики, хімії та фізики для розв’язання складних практичних проблем в галузі будівництва та цивільної інженерії.

Вміти: брати участь у дослідженнях та розробках у сфері архітектури та будівництва.

Вміти: виконувати збір, інтерпретацію та застосування даних, в тому числі за рахунок пошуку, обробки та аналізу інформації з різних джерел.

Вміти: раціонально застосовувати сучасні матеріали, вироби та конструкції на основі знань про їх технічні характеристики та технологію виготовлення на основі загальноприйнятих наукових методів аналізу й планування експерименту.

 


 

ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

Змістовий модуль 1. Методи аналізу прикладної статистики.

Тема 1. Базові статистики.

1.1. Статистичні методи аналізу та планування експерименту - історичний огляд. Базові статистики. Українська та англійська термінології. Словник термінів.

1.2. Спеціалізовані статистичні пакети програм: SPSS, Statistica, Statgraphics, R. Порівняльний аналіз прикладних статистичних розрахунків в програмах MS Excel, MAXIMA, Maple, Matematics..

Тема 2. Дисперсійний та кореляційно-регресійний аналізи.

2.1. Дисперсійний аналіз (ANOVA).

2.2. Кореляційно-регресійний аналіз (Multiple Regression).

2.3. Кореляційно-регресійний та дисперсійний аналізи у програмах: Statistica, Statgraphics, R, MAXIMA.

Змістовий модуль 2. Планування експерименту.

Тема 3. Аналіз експерименту: визначення, термінологія, статистичні критерії. Визначення повного та дробного факторного експериментів. Активний, активно-пасивний експерименти.

Тема 4. Центральні композиційні плани.

4.1. Центральні композиційні плани (поверхні відгуку). Повний факторний експеримент, плани 2^(к), 3^(к).

4.2. Дробний факторний експеримент 3^(к-p).

 4.3. Сімплекс плани, плани сумішей.

4.4. Приклад генерації плану повного факторного експерименту у пакетах Statistica StatSoft, Statgraphics Manugistics (Scientific Time Sharing Corp. / Statgraphics Technologies).

Змістовий модуль 3. Аналіз експерименту. Програмна генерація звіту планування експерименту.

Тема 5.  Планування та аналіз експерименту.

5.1. Планування експерименту - вибір методів планування експерименту.

5.2. Технологій візуалізації статистичних критеріїв в сучасних версіях спеціалізованих статистичних програм.

5.3. Приклади планування й аналізу експерименту в програмах Statistica StatSoft, Statgraphics Manugistics (Scientific Time Sharing Corp. / Statgraphics Technologies).

5.4. Автоматична генерація звіту аналізу результатів експерименту.

 

ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ

Змістовий модуль 1. Методи аналізу прикладної статистики.

Тема 1. Базові статистики.

1.1.  Базові статистики ( статистичні критерії). Розрахункові формули. Українська та англійська термінології.

1.2.  Приклади статистичних розрахунків  в пакетах Statistica, Statgraphics, MAXIMA. Українська та англійська термінології.

2.        Тема 2. Дисперсійний та кореляційно-регресійний аналізи.

2.1.  Дисперсійний аналіз (ANOVA) в пакетах Statistica, Statgraphics, MS Excel. Українська та англійська термінології.  Статистичні критерії.

2.2.  Кореляційно-регресійний аналіз (Multiple Regression). Приклади розрахунків у програмах: Statistica, Statgraphics, MS Excel. Українська та англійська термінології.  Статистичні критерії.

3.        Змістовий модуль 2. Планування експерименту.

Тема 3. Аналіз експерименту

3.1.  Design of Experiments (Планування експериментів). Термінологія. Приклад плану експерименту у пакетах Statistica StatSoft, Statgraphics Manugistics (Scientific Time Sharing Corp. / Statgraphics Technologies). Українська та англійська термінології.

4.        Тема 4. Центральні композиційні плани.

4.1.   Повний факторний експеримент. Термінологія й визначення. Приклад плану експерименту.  Статистичні критерії.

5.        Змістовий модуль 3. Аналіз експерименту. Програмна генерація звіту планування експерименту.

Тема 5.  Планування та аналіз експерименту.

5.1.   Вибір методів планування експериментів. Плани для сумішей. Приклади генерації планів експерименту.

5.2.   Технології візуалізації Планування експерименту (DOE) в сучасних версіях спеціалізованих комп'ютених статистичних програм Statistica, Statgraphics.  Статистичні критерії.

ЛАБОРАТОРНІ ЗАНЯТТЯ

Змістовий модуль 1. Методи аналізу прикладної статистики.

Тема 1. Базові статистики. Завдання №1.

1 Встановити Statistica, MAXIMA, MS Excel. Отримати Базові статистики на власному наборі даних (об'єм виборки від 20 вимірів) в пакеті Statistica.

2 Перівірка отриманих в пакеті Statistica статистичних критеріїв (Базових статистик) в електронних таблицях MS Excel за розрахунковими формулами.

Тема 2. Дисперсійний та кореляційно-регресійний аналізи. Завдання №2.

3 Статистичні набори даних в мережі Internet. Проведення розрахунків Дисперсійний аналіз (ANOVA) на власному наборі даних.

4 Проведення розрахунків Кореляційно-регресійний аналіз (Multiple Regression) на власному наборі даних.

Змістовий модуль 2. Планування експерименту.

Тема 3. Аналіз експерименту

5 Генерація плану повного факторного експерименту для двох факторів, які варіруютьсяч на трьох рівнях (2^3). 

Тема 4. Центральні композиційні плани.

6 Планування й проведення повного факторного експерименту. Заповнення таблиці плану, який згенеровано у програмах Statistica StatSoft, Statgraphics Centurion(Statgraphics Technologies).

Змістовий модуль 3. Аналіз експерименту. Програмна генерація звіту планування експерименту.

Тема 5.  Планування та аналіз експерименту. Завдання №3

7 Методи планування експерименту. Плани для сумішей та поверхонь з обмеженнями.

8 Візуалізації Планування експерименту (DOE).

9 Аналіз й планування персонального експерименту на власному наборі даних у програмах Statistica StatSoft або  Statgraphics Centurion.

10 Автоматична генерація звіту по Плануванню й Аналізу експерименту в електронному форматі. Програми Statistica StatSoft або  Statgraphics Centurion. Українська та англійська термінологія та статистичні критерії.

 

ЗАЛІК

1 - Тест онлайн;

2 - Три доповіді й відповідні доклади в електронному форматі:

·         історія предмету, базові статистики;

·         ANOVA/Regression and correlation analysis;

·         план експерименту.

3 - Три контрольних завдання в електронному форматі:

·         (Тема №1) історія предмету, базові статистики Звіт в електронному форматі (MS Excel, Statistica).;

·         (Тема №2) ANOVA/Regression and correlation analysis. Звіт в електронному форматі (MS Excel, Statistica).;

·         (Тема №3,4,5) генерація плану експерименту, проведення експерименту згідно плану, аналіз результатів. Звіт в електронному форматі (MS Word).

 

Методи контролю та оцінювання знань студентів

 

Розподіл балів для дисципліни з формою контролю екзамен

 

Поточне оцінювання

Підсумковий

онлайн тест

Сума

балів

Змістовні модулі

1

2

3

20

25

30

25

100

 

 

Методичне забезпечення дисципліни

ПІДРУЧНИКИ ТА МЕТОДИЧНІ РОБОТИ

·         https://www.youtube.com/watch?v=o93M4_jx0t4&list=PL8NhLxUy1ckzffu8gDih1c_-FAP51N4gA - Ввод данных STATISTICA #01 | СТАТИСТИКА STATISTICA

·         https://www.youtube.com/user/StatSoftRussia/playlists - StatSoftRussia.

·         https://www.youtube.com/watch?v=jrlAGufILL0 - Описательная статистика часть 1

·         https://www.youtube.com/watch?v=tGsuEm-ibRM&list=PL2I3X_Qej9HERVIewc7wIkdnsf5Y1qc5U - Создаем таблицу и заносим данные

·         https://www.youtube.com/watch?v=yDAIKY5_qrw&list=PL2I3X_Qej9HERVIewc7wIkdnsf5Y1qc5U&index=5 - Описательная статистика расчет средней и сравнение

·         https://www.youtube.com/watch?v=M2-7C__466s&list=PL2I3X_Qej9HERVIewc7wIkdnsf5Y1qc5U&index=6 - 6 Корреляция

·         https://www.youtube.com/c/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%8F%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0 - Простая Статистика

·         https://www.youtube.com/watch?v=4eyEp_NTXAU - Что такое значение p? /Простая статистика/

·         https://www.youtube.com/watch?v=MstzroncW28 - Доверительный интервал за 15 мин. Биостатистика.

·         https://www.youtube.com/user/milchakoff - Kirill Milchakov

·         https://www.youtube.com/watch?v=4SEX9Bozktw - Описательная статистика (часть 1): ключевые определения за 15 минут.

 

 

ІНФОРМАЦІЙНІ РЕСУРСИ

 

1.    http://org.knuba.edu.ua/ - Київський національний університет будівництва та архітектури.

2.    http://library.knuba.edu.ua/

3.    http://www.k123.org.ua/DOE/_j_DOE_L12.htm – Лекції та практичні заняття

4.    https://org2.knuba.edu.ua/course/view.php?id=2593 – «Аналіз та моделювання експерименту»

5.    http://www.k123.org.ua/DOE/j_RP_Analiz_Model_2022.htm – Робоча програма «Аналіз та моделювання експерименту»