Хотя MCM Alchimia может использоваться в любой области, требующей моделирования методом Монте-Карло, инструмент был создан с учетом анализа неопределенности измерений. Вот почему многие из предопределенных опций уникальны в этом программном обеспечении и не будут найдены ни в одном подобном приложении (экспериментальное распределение, анализ калибровочных кривых или результат в классическом формате GUM в соответствии с JCGM 100). Ниже мы расскажем о некоторых советах и трюках, чтобы вы стали экспертом в использовании приложения и позволили получить более надежные и быстрые результаты в кратчайшие сроки.
1 .- Рекомендуемая последовательность действий
Хотя приложение очень интуитивно понятно, всегда полезно следовать последовательности работ, чтобы обеспечить как точность вычислений, так и эффективность использования времени. Методология работы можно обобщить на следующих этапах.
- Определение математической модели измеряемой величины. На этом этапе основная модель (уравнение) нашего исследования определяется так же, как мы обычно выполняем вычисления, или как это рекомендуется в наших справочных документах.
- Распределение входных величин в источниках неопределенности. Необходимо оценить все источники неопределенности, которые составляют каждую входную величину. Например, при использовании измерительного прибора будут иметься как минимум два источника неопределенности, один из которых должен быть калиброван, а другой — из-за разрешения (или разделения) оборудования. Но могут быть и налогоплательщики для дополнительных оценок (например, повторяемость). Мы рекомендуем диаграмму причинно-следственной связи, чтобы увидеть в целом налогоплательщиков модели.
- Напишите дополнительное уравнение в последующих строках для каждой величины базовой модели, которая имеет более одного источника неопределенности, используя префикс «S» для компонентов, которые будут принимать значение = 0 и будут включены только в неопределенность. Это лучше всего объясняется в следующем пункте.
- Убедитесь, что в каждом письменном уравнении число открываний круглых скобок равно количеству скобок закрытия.
- Перед назначением значений и распределений удобно сделать таблицу на бумаге со столбцами:
Переменная / Единицы / Значение (среднее) / Распределение вероятностей / Стандартное отклонение (или полуинтервация).
Это позволит увидеть все компоненты в общности модели. Эти данные затем будут напечатаны на шаге 3.
- Последующие шаги обеспечат успех в вашей оценке. Помните, что использование времени в вашем проекте будет составлять 80% для правильного проектирования математической модели (тестового уравнения).
2. Разделить большие модели на несколько простых уравнений
Мощный редактор уравнений MCM Alchimia infin позволяет вам писать неограниченное количество уравнений в текстовой области. Нет необходимости писать всю математическую модель эссе в одной строке. Чтобы избежать ошибок в скобках или других трудностей, которые трудно найти в конце, рекомендуется начать с базовой модели, содержащей общие переменные, а затем написать конкретные уравнения для каждой базовой величины. Вы можете увидеть пример решаемой модели, позже в справке, которая выполняется именно таким образом.
3. Правила редактора уравнений
Несмотря на то, что можно представить любую модель с MCM Alchimia, редактор уравнений имеет некоторые правила, которые хорошо помнить, чтобы избежать ошибок sintax.
- Все уравнения должны быть записаны в формате [measurand] = f ([variable 1] [variable 2] … [variable n]), то есть оба элемента уравнения должны быть включены.
- В модели может быть только одна величина вывода (измеряемая величина).
- Выходная величина должна быть в первой строке.
- Нельзя помещать «;» в конце строки возврат каретки (enter) в конце строки достаточно для разделения уравнений.
- Нельзя ставить два уравнения с одним и тем же промежуточным результатом.
- Редактор позволяет использовать символы ASCII (прописные буквы, строчные буквы, цифры и подсимволы и специальные символы виртуальной клавиатуры, которые могут отображаться с помощью кнопки αβ .) Например, имена переменных могут быть «Vol_p», «Temp2», «δ_724», «Δt» и т. Д. Не допускаются имена переменных, такие как «2_t» (по числу при запуске) или «ABS» (поскольку это ограниченный термин, это функция ).
- Переменные имена должны начинаться с буквенного символа и, кроме того, номера не могут использоваться в начале имени.
- Переменные имена чувствительны к регистру.
- Существуют зарезервированные термины, которые соответствуют функциям, которые не могут использоваться как имена переменных.
- Ссылка f(s) на область уравнений открывает клавиатуру функций, которые могут использоваться непосредственно в модели. Если часть уравнения отмечена, а затем с помощью клавиатуры выбрана функция, эта часть уравнения останется в качестве параметра функции.
- Также доступна ссылка с греческими буквами, которая позволяет включать символы из греческого алфавита в имена переменных.
4 .- Как включить переменные с различными источниками неопределенности
Очень распространенным случаем в тестах и калибровках является то, что величины имеют более одного источника неопределенности. Например, использование измерительного прибора может представлять несколько вкладов неопределенности из-за его калибровки, разрешения, повторяемости и т. Д. Чтобы включить все эти источники неопределенности, существует два способа:
- Величину можно разбить на столько же слагаемых, сколько источников неопределенности. Первый будет принимать измеренное или прочитанное значение (как среднее), а остальное будет распределением с нулевой точкой (среднее значение = 0), поскольку они будут использоваться только для оценки неопределенности и не будут влиять на результат. Например. температура, принятая в 10 раз, обеспечивая неопределенность для калибровки, разрешения и повторяемости, может быть выражена как:
T = T_cal + ST_res + ST_rep.
- Другой вариант заключается в том, чтобы разбить величину на константу, а затем на вкладчиков неопределенности, со средним значением = 0. Следуя предыдущему примеру:
T = T_value + ST_cal + ST_res + ST_rep
Обратите внимание, что переменные неопределенности, которые будут принимать нулевое значение, были записаны с использованием начального S. Хотя они могут принимать любое имя, хорошей практикой является разграничение имен с такими общими критериями. Таким образом, структура модели может быть известна уже из названия переменных.
5 .- Неопределенности типа A с MCM Alchimia
Очень распространенной ошибкой в использовании метода Монте-Карло для оценки неопределенностей является назначение функции распределения Обычный strong> для величин, которые представляют неопределенности типа А, присваивая в качестве стандартного отклонения стандартное отклонение показаний.
Это даст ошибочные результаты неопределенности (под-оценки) из-за того, что учитывается небольшая информация о населении, то есть «степени свободы», используемые в подходе ГУМ. Полагая рассчитанное стандартное отклонение напрямую, предполагается, что эта величина имеет бесконечные степени свободы, что неверно.
Существует три способа включения правильно типа неопределенности в MCM Alchimia
- JCGM 101 Оценка руководства по измерению данных — Приложение 1 к. «Руководство по выражению неопределенности в измерении» em> указывает, что для неопределенностей типа А следует использовать распределение Стьюдента (масштабирование и сдвиг) вместо гауссовского. Для этого распределения в качестве параметра указывается степень свободы, так что уровень информации, который у вас есть, будет включен.
- Если вы хотите использовать нормальное распределение, это также можно сделать, хотя в качестве стандартного отклонения необходимо ввести отклонение, рассчитанное в нашем тесте, умноженное на коэффициент покрытия для наших степеней свободы и 95,45% вероятности покрытия (Student t), разделенное 2. Эта простая операция позволит моделировать с учетом степеней свободы величины.
- Наша рекомендация. Эксклюзивная спецификация MCM Alchimia — это включение FDP под названием Experimental. Эта мощная панель позволяет нам работать с неопределенностями типа А непосредственно из исходных значений нашего теста, без необходимости вычислять стандартное отклонение или другую операцию с нашей стороны. Используя эту опцию, приложение автоматически рассмотрит проблему степеней свободы, стандартных отклонений и т. Д. Их можно даже использовать для более сложных моделей повторяемости, для образца / стандарта / образца и других.
Дополнительная помощь