Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Budowa i eksploatacja maszyn (N3)

Sylabus przedmiotu Techniki planowania eksperymentów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Budowa i eksploatacja maszyn
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom trzeciego stopnia
Stopnień naukowy absolwenta doktor
Obszary studiów
Profil
Moduł
Przedmiot Techniki planowania eksperymentów
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Mechanicznej
Nauczyciel odpowiedzialny Krzysztof Chmielewski <Krzysztof.Chmielewski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
ćwiczenia audytoryjneA4 5 0,60,50zaliczenie
wykładyW4 12 2,40,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka i statystyka matematyczna.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie słuchaczy z metodami planowania badań doświadczalnych.
C-2Ukształtowanie umiejętności wyboru i projektowania planów doświadczeń zależnie od celu i zakresu badań doświadczalnych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Generowanie planów dwuwartościowych całkowitych i frakcyjnych.2
T-A-2Generowanie planów trójwartościowych, kompozycyjnych i optymalnych.2
T-A-3Generowanie planów dla mieszanin i randomizowanych.1
5
wykłady
T-W-1Podstawowe pojęcia teorii eksperymentu. Cel i zakres planowania doświadczeń. Plan doświadczeń dyskretny, unormowany, ciągły.1
T-W-2Metodyka doświadczalnego określania modelu matematycznego obiektu. Eksperyment bierny i czynny. Określenie przestrzeni planowania.2
T-W-3Plany zdeterminowane kompletne i monoselekcyjne.2
T-W-4Plany poliselekcyjne dwuwartościowe całkowite i frakcyjne.3
T-W-5Plany poliselekcyjne trójwartościowe całkowite i frakcyjne.2
T-W-6Plany poliselekcyjne kompozycyjne ortogonalne, rotatabilne i rotalno-ortogonalne.2
T-W-7Plany optymalne. Kryteria optymalności planów A, D, E, G, S, T, Q. Algorytmy generowania planów ciągłych i dyskretnych dla liniowych modeli zależności.2
T-W-8Planowanie doświadczeń dla nieliniowych modeli zależności i nieregularnych przestrzeni planowania.1
T-W-9Planu quasi optymalne i ich charakterystyka.1
T-W-10Plany w badaniach właściwości mieszanin: sympleksowo-kratowy, sympleksowo-centroidowy, optymalne typu D, A.1
T-W-11Plany randomizowane: kompletne, blokowe, kwadratowe, specjalne.2
T-W-12Plany optymalizacyjne: sekwencyjny, Boxa-Wilsona, sympleksowy.1
20

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach.5
A-A-2Przygotowanie do ćwiczeń.7
A-A-3Wykonanie sprawozdań z ćwiczeń.4
A-A-4Zaliczenie ćwiczeń.2
18
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.20
A-W-2Przygotowanie do zaliczenia43
A-W-3Udział w konsultacjach do wykładu.6
A-W-4Udział w zaliczeniu.3
72

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład: metoda podająca w postaci wykładu informacyjnego.
M-2Ćwiczenia: metoda praktyczna w postaci ćwiczeń komputerowych.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena osiągnięć na podstawie sprawozdań z ćwiczeń.
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie zajęć ćwiczeniowych w formie pisemnej.
S-3Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne i ustne obejmujące zakres tematyczny wykładów i sprawdzające uzyskane efekty kształcenia.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BiEM_3A_15_W01
Potrafi opisać metodykę wyznaczania metematycznego modelu obiektu badań. Potrafi scharakteryzować plany randomizowane, zdeterminowane i optymalizacyjne.
BiEM_3-_W02C-1T-W-2, T-W-1, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-9, T-W-11, T-W-8, T-W-10, T-W-12M-1S-3

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BiEM_3A_15_U01
Potrafi dobrać i wygenerować odpowiedni plan doświadczenia stosownie do cech badanego obiektu oraz celu i zakresu badań.
BiEM_3-_U01, BiEM_3-_U04C-2T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-9, T-W-11, T-W-10M-2S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BiEM_3A_15_K01
Ma świadomość potrzeby ciągłego dokształcania się i poszukiwania nowych rozwiązań w zakresie realizacji badań doświadczalnych.
BiEM_3-_K04C-1, C-2T-W-9, T-W-11, T-W-8, T-W-10, T-W-12M-1, M-2S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
BiEM_3A_15_W01
Potrafi opisać metodykę wyznaczania metematycznego modelu obiektu badań. Potrafi scharakteryzować plany randomizowane, zdeterminowane i optymalizacyjne.
2,0
3,0Potrafi opisać metodykę konstruowania modeli matematycznych obiektów. Scharakteryzować kryteria oceny planów. Opisać plany zdeterminowane: dwuwartościowe, trójwartościowe, kompozycyjne, randomizowane i optymalizacyjne.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
BiEM_3A_15_U01
Potrafi dobrać i wygenerować odpowiedni plan doświadczenia stosownie do cech badanego obiektu oraz celu i zakresu badań.
2,0
3,0Potrafi poprawnie zaprojektować plan doświadczenia dostosowany do cech badanego obiektu oraz celu i zakresu badań.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
BiEM_3A_15_K01
Ma świadomość potrzeby ciągłego dokształcania się i poszukiwania nowych rozwiązań w zakresie realizacji badań doświadczalnych.
2,0
3,0Ujawnia dostateczne przygotowanie i zaangażowanie w trakcie zajęć.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Korzyński Mieczysław, Metodyka eksperymentu, WNT, Warszawa, 2006
  2. Kukiełka Leon, Podstawy badań inżynierskich, PWN, Warszawa, 2002
  3. Polański Zbigniew, Planowanie doświadczeń, PWN, Warszawa, 1984

Literatura dodatkowa

  1. Mańczak Kazimierz, Technika planowania doświadczeń, WNT, Warszawa

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Generowanie planów dwuwartościowych całkowitych i frakcyjnych.2
T-A-2Generowanie planów trójwartościowych, kompozycyjnych i optymalnych.2
T-A-3Generowanie planów dla mieszanin i randomizowanych.1
5

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawowe pojęcia teorii eksperymentu. Cel i zakres planowania doświadczeń. Plan doświadczeń dyskretny, unormowany, ciągły.1
T-W-2Metodyka doświadczalnego określania modelu matematycznego obiektu. Eksperyment bierny i czynny. Określenie przestrzeni planowania.2
T-W-3Plany zdeterminowane kompletne i monoselekcyjne.2
T-W-4Plany poliselekcyjne dwuwartościowe całkowite i frakcyjne.3
T-W-5Plany poliselekcyjne trójwartościowe całkowite i frakcyjne.2
T-W-6Plany poliselekcyjne kompozycyjne ortogonalne, rotatabilne i rotalno-ortogonalne.2
T-W-7Plany optymalne. Kryteria optymalności planów A, D, E, G, S, T, Q. Algorytmy generowania planów ciągłych i dyskretnych dla liniowych modeli zależności.2
T-W-8Planowanie doświadczeń dla nieliniowych modeli zależności i nieregularnych przestrzeni planowania.1
T-W-9Planu quasi optymalne i ich charakterystyka.1
T-W-10Plany w badaniach właściwości mieszanin: sympleksowo-kratowy, sympleksowo-centroidowy, optymalne typu D, A.1
T-W-11Plany randomizowane: kompletne, blokowe, kwadratowe, specjalne.2
T-W-12Plany optymalizacyjne: sekwencyjny, Boxa-Wilsona, sympleksowy.1
20

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach.5
A-A-2Przygotowanie do ćwiczeń.7
A-A-3Wykonanie sprawozdań z ćwiczeń.4
A-A-4Zaliczenie ćwiczeń.2
18
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.20
A-W-2Przygotowanie do zaliczenia43
A-W-3Udział w konsultacjach do wykładu.6
A-W-4Udział w zaliczeniu.3
72
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaBiEM_3A_15_W01Potrafi opisać metodykę wyznaczania metematycznego modelu obiektu badań. Potrafi scharakteryzować plany randomizowane, zdeterminowane i optymalizacyjne.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyBiEM_3-_W02Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze szczegółowym, odpowiadającą prowadzonym badaniom naukowym w dyscyplinie Budowa i Eksploatacja Maszyn, obejmującą najnowsze osiągnięcia nauki.
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie słuchaczy z metodami planowania badań doświadczalnych.
Treści programoweT-W-2Metodyka doświadczalnego określania modelu matematycznego obiektu. Eksperyment bierny i czynny. Określenie przestrzeni planowania.
T-W-1Podstawowe pojęcia teorii eksperymentu. Cel i zakres planowania doświadczeń. Plan doświadczeń dyskretny, unormowany, ciągły.
T-W-3Plany zdeterminowane kompletne i monoselekcyjne.
T-W-4Plany poliselekcyjne dwuwartościowe całkowite i frakcyjne.
T-W-5Plany poliselekcyjne trójwartościowe całkowite i frakcyjne.
T-W-6Plany poliselekcyjne kompozycyjne ortogonalne, rotatabilne i rotalno-ortogonalne.
T-W-7Plany optymalne. Kryteria optymalności planów A, D, E, G, S, T, Q. Algorytmy generowania planów ciągłych i dyskretnych dla liniowych modeli zależności.
T-W-9Planu quasi optymalne i ich charakterystyka.
T-W-11Plany randomizowane: kompletne, blokowe, kwadratowe, specjalne.
T-W-8Planowanie doświadczeń dla nieliniowych modeli zależności i nieregularnych przestrzeni planowania.
T-W-10Plany w badaniach właściwości mieszanin: sympleksowo-kratowy, sympleksowo-centroidowy, optymalne typu D, A.
T-W-12Plany optymalizacyjne: sekwencyjny, Boxa-Wilsona, sympleksowy.
Metody nauczaniaM-1Wykład: metoda podająca w postaci wykładu informacyjnego.
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne i ustne obejmujące zakres tematyczny wykładów i sprawdzające uzyskane efekty kształcenia.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Potrafi opisać metodykę konstruowania modeli matematycznych obiektów. Scharakteryzować kryteria oceny planów. Opisać plany zdeterminowane: dwuwartościowe, trójwartościowe, kompozycyjne, randomizowane i optymalizacyjne.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaBiEM_3A_15_U01Potrafi dobrać i wygenerować odpowiedni plan doświadczenia stosownie do cech badanego obiektu oraz celu i zakresu badań.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyBiEM_3-_U01Nabywa umiejętności związane z metodyką i metodologią prowadzenia badań naukowych w dyscyplinie Budowa i Eksploatacja Maszyn.
BiEM_3-_U04Potrafi racjonalizować swoje decyzje badawcze wykorzystując techniki komputerowe.
Cel przedmiotuC-2Ukształtowanie umiejętności wyboru i projektowania planów doświadczeń zależnie od celu i zakresu badań doświadczalnych.
Treści programoweT-A-1Generowanie planów dwuwartościowych całkowitych i frakcyjnych.
T-A-2Generowanie planów trójwartościowych, kompozycyjnych i optymalnych.
T-A-3Generowanie planów dla mieszanin i randomizowanych.
T-W-4Plany poliselekcyjne dwuwartościowe całkowite i frakcyjne.
T-W-5Plany poliselekcyjne trójwartościowe całkowite i frakcyjne.
T-W-6Plany poliselekcyjne kompozycyjne ortogonalne, rotatabilne i rotalno-ortogonalne.
T-W-9Planu quasi optymalne i ich charakterystyka.
T-W-11Plany randomizowane: kompletne, blokowe, kwadratowe, specjalne.
T-W-10Plany w badaniach właściwości mieszanin: sympleksowo-kratowy, sympleksowo-centroidowy, optymalne typu D, A.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia: metoda praktyczna w postaci ćwiczeń komputerowych.
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena osiągnięć na podstawie sprawozdań z ćwiczeń.
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie zajęć ćwiczeniowych w formie pisemnej.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Potrafi poprawnie zaprojektować plan doświadczenia dostosowany do cech badanego obiektu oraz celu i zakresu badań.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaBiEM_3A_15_K01Ma świadomość potrzeby ciągłego dokształcania się i poszukiwania nowych rozwiązań w zakresie realizacji badań doświadczalnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyBiEM_3-_K04Przejawia inicjatywę w poszukiwaniu nowych idei w badaniach naukowych oraz innowacyjnych rozwiązań technologicznych z zakresu dyscypliny Budowa i Eksploatacja Maszyn.
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie słuchaczy z metodami planowania badań doświadczalnych.
C-2Ukształtowanie umiejętności wyboru i projektowania planów doświadczeń zależnie od celu i zakresu badań doświadczalnych.
Treści programoweT-W-9Planu quasi optymalne i ich charakterystyka.
T-W-11Plany randomizowane: kompletne, blokowe, kwadratowe, specjalne.
T-W-8Planowanie doświadczeń dla nieliniowych modeli zależności i nieregularnych przestrzeni planowania.
T-W-10Plany w badaniach właściwości mieszanin: sympleksowo-kratowy, sympleksowo-centroidowy, optymalne typu D, A.
T-W-12Plany optymalizacyjne: sekwencyjny, Boxa-Wilsona, sympleksowy.
Metody nauczaniaM-1Wykład: metoda podająca w postaci wykładu informacyjnego.
M-2Ćwiczenia: metoda praktyczna w postaci ćwiczeń komputerowych.
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena osiągnięć na podstawie sprawozdań z ćwiczeń.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Ujawnia dostateczne przygotowanie i zaangażowanie w trakcie zajęć.
3,5
4,0
4,5
5,0