Nghiên Cứu & Thực Nghiệm

By Phong Nguyễn Như

Nghiên cứu và Thực nghiệm, một công cụ quan trọng bao gồm hai phần:
-Phương pháp luận nghiên cứu khoa học.
-Thiết kế và phân tích thực nghiệm.
Phần 1, Phương pháp luận nghiên cứu khoa học bao gồm 3 chương:
Chương 1: Nghiên cứu - Phát triển (NCPT) trình bày về lịch sử Nghiên cứu - Phát triển, các vấn đề, công cụ và nguồn lực trong NCPT. Chương này cũng trình bày về quản lý dự án NCPT, cũng như công việc NCPT.
Chương 2: Tri thức trong NCPT trình bày quá trình nhận thức, tiêu chuẩn tri thức, biểu diễn tri thức và vai trò tri thức trong NCPT.
Chương 3: Trình bày Phương pháp Nghiên cứu Phát triển với các bước nghiên cứu phát triển bao gồm phân tích, giả thiết, tổng hợp, kiểm chứng.
Phần 2 trình bày một bước quan trọng trong Phương pháp luận nghiên cứu khoa học là Thiết kế và phân tích thực nghiệm bao gồm 6 chương:
Chương 4: Giới thiệu về Thiết kế và phân tích thực nghiệm với các nội dung về ứng dụng thực nghiệm, chiến lược thực nghiệm, nguyên lý thực nghiệm và quy trình thực nghiệm.
Chương 5: Trình bày Thực nghiệm so sánh bao gồm so sánh kỳ vọng và so sánh biến thiên.
Chương 6: Trình bày Thực nghiệm đơn biến với các phần phân tích phương sai ANOVA, ước lượng sau thực nghiệm, kiểm tra mô hình, hồi quy đơn biến, xác định cỡ mẫu. Chương này còn trình bày so sánh kỳ vọng theo nhóm và so sánh kỳ vọng theo cặp.
Chương 7: Trình bày một kỹ thuật quan trọng trong thiết kế và phân tích thực nghiệm là Thực nghiệm phân khối, khi yếu tố gây rối đầu vào có thể kiểm soát được.
Chương 8: Trình bày Thực nghiệm đa biến khi có nhiều yếu tố đầu vào. Chương này cũng trình bày kỹ thuật phân khối trong thực nghiệm đa biến.
Chương 9: Trình bày Thực nghiệm nhị phân là một trường hợp đặc biệt nhưng cũng rất thông dụng khi thiết kế và phân tích thực nghiệm, khi yếu tố đầu vào có hai mức.
Ngoài ra còn có phần phụ lục - Thống kê trong thực nghiệm, trình bày các kiến thức cơ bản về thống kê cho các kỹ thuật thiết kế và phân tích thực nghiệm ở các chương trên.

• Language: Tiếng việt
• Publisher: Phong Nguyễn Như
• Release date: Sep 10, 2020
• ISBN: 9781005868116

Phong Nguyễn Như

Nguyen Nhu Phong is a Senior Lecturer at the Industrial Systems Engineering Department, HCM City University of Technology (HCMUT), Vietnam. He is also an IEEE member, and a SAP ERP specialist.He received his Master of Engineering at Asian Institute of Technology (1997), and his Bachelor of Engineering at HCMUT, Vietnam (1987).He was a member of the Project of building ISE program (1999) and the leader of the Project of improving the program (2007-2012). He was the deputy dean of the Faculty of Mechanical Engineering in period of 2002-2007, and the former head of the ISE department in period of 2007-2012.He is the authors of 24 books in Statistics, Operations Research, Scientific Research Methodology, Design of Experiment, Engineering Economy, Production Management, Inventory Management, Quality Management, Lean Production, Lean Six Sigma, MRPII, ERP, Fuzzy Theories & Applications.He is also the authors of 49 papers including 38 conference papers, 7 international conference papers, 4 journal papers, and 120 web papers. His research topics include Soft Computing; Lean Six Sigma; Resource Planning MRPII - ERP.

Book preview

Nguyễn Như Phong

NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

2020

NỘI DUNG

Mục lục

Lời nói đầu

Phần A: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN

Chương 1: Nghiên cứu phát triển

Chương 2: Tri thức trong nghiên cứu phát triển

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu phát triển

Phần B: THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM

Chương 4: Thiết kế và phân tích thực nghiệm

Chương 5: Thực nghiệm so sánh

Chương 6: Thực nghiệm đơn biến

Chương 7: Thực nghiệm phân khối

Chương 8: Thực nghiệm đa biến

Chương 9: Thực nghiệm nhị phân

Tài liệu tham khảo

MỤC LỤC

NỘI DUNG

LỜI NÓI ĐẦU

Phần A: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN

Chương 1: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN

1.1 Nghiên cứu - phát triển

1.2 Dự án nghiên cứu - phát triển

Chương 2: TRI THỨC TRONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN

2.1 Quá trình nhận thức

2.2 Tiêu chuẩn tri thức

2.3 Biểu diễn tri thức

2.4 Vai trò tri thức trong nghiên cứu phát triển

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN

3.1 Lịch sử phương pháp NCPT

3.2 Phương pháp NCPT

3.3 Phân tích

3.4 Giả thuyết

3.5 Tổng hợp

3.6 Kiểm chứng

Phần B: THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM

Chương 4: THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM

4.1 Thiết kế thực nghiệm

4.2 Ứng dựng thực nghiệm

4.3 Chiến lược thực nghiệm

4.4 Nguyên lý thực nghiệm

4.5 Quy trình thực nghiệm

4.6 Thống kê trong thực nghiệm

Chương 5: THỰC NGHIỆM SO SÁNH

5.1 Thực nghiệm so sánh

5.2 So sánh kỳ vọng

5.3 So sánh biến thiên

Chương 6: THỰC NGHIỆM ĐƠN BIẾN

6.1 Thực nghiệm đơn biến

6.2 Phân tích phương sai

6.3 Ước lượng

6.4 Kiểm tra mô hình

6.5 Hồi quy đơn biến

6.6 Xác định cở mẫu

6.7 So sánh kỳ vọng theo cặp

Chương 7: THỰC NGHIỆM PHÂN KHỐI

7.1 Thực nghiệm phân khối

7.2 Phân tích phương sai

7.3 Ước lượng

7.4 Kiểm tra mô hình

7.5 Chọn lựa số khối thực nghiệm

7.6 So sánh nhóm kỳ vọng

Chương 8: THỰC NGHIỆM ĐA BIẾN

8.1 Giới thiệu

8.2 Thực nghiệm hai biến

8.3 Thực nghiệm ba biến

8.4 Thực nghiệm đa biến

8.5 Phân khối trong thực nghiệm đa biến

Chương 9: THỰC NGHIỆM NHỊ PHÂN

9.1 Thực nghiệm nhị phân

9.2 Thực nghiệm nhị phân hai biến

9.3 Thực nghiệm nhị phân ba biến

9.4 Thực nghiệm nhị phân đa biến

9.5 Thực nghiệm nhị phân không lặp

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM, một công cụ quan trọng trong nghiên cứu, được biên soạn với nội dung bao gồm hai phần: Nghiên cứu - Phát triển, và Thiết kế thực nghiệm.

Phần Nghiên cứu - Phát triển bao gồm 3 chương. Chương 1, Nghiên cứu - Phát triển (NCPT), trình bày về lịch sử Nghiên cứu - Phát triển, các vấn đề, công cụ và nguồn lực trong NCPT. Chương này cũng trình bày về quản lý dự án NCPT, cũng như công việc NCPT.

Chương 2, Tri thức trong Nghiên cứu - Phát triển, trình bày quá trình nhận thức, tiêu chuẩn tri thức, biểu diễn tri thức và vai trò tri thức trong NCPT.

Chương 3 trình bày Phương pháp Nghiên cứu - Phát triển với các bước nghiên cứu phát triển bao gồm phân tích, giả thiết, tổng hợp, kiểm chứng.

Phần Thiết kế thực nghiệm bao gồm 6 chương. Chương 4 giới thiệu về Thiết kế và phân tích thực nghiệm với các nội dung về ứng dụng thực nghiệm, chiến lược thực nghiệm, nguyên lý thực nghiệm và quy trình thực nghiệm.

Chương 5 trình bày Thực nghiệm so sánh bao gồm so sánh kỳ vọng và so sánh biến thiên.

Chương 6 trình bày Thực nghiệm đơn biến với các phần phân tích phương sai ANOVA, ước lượng sau thực nghiệm, kiểm tra mô hình, hồi quy đơn biến, xác định cỡ mẫu. Chương này còn trình bày so sánh kỳ vọng theo nhóm và so sánh kỳ vọng theo cặp.

Chương 7 trình bày một kỹ thuật quan trọng trong thiết kế và phân tích thực nghiệm là Thực nghiệm phân khối, khi yếu tố gây rối đầu vào có thể kiểm soát được.

Chương 8 trình bày Thực nghiệm đa biến khi có nhiều yếu tố đầu vào. Chương này cũng trình bày kỹ thuật phân khối trong thực nghiệm đa biến.

Chương 9 trình bày Thực nghiệm nhị phân là một trường hợp đặc biệt nhưng cũng rất thông dụng khi thiết kế và phân tích thực nghiệm, khi yếu tố đầu vào có hai mức.

Dù đã bỏ ra nhiều thời gian và công sức nhưng lần đầu tiên xuất bản nên chắc chắn không tránh khỏi nhiều sai sót, tác giả rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp và quý độc giả để sách được hoàn thiện hơn trong lần tái bản. Mọi ý kiến đóng góp xin gởi về: Nguyễn Như Phong.

Tel: [phone].

Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP. HCM.

268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, TP. HCM.

Email: [e-mail], [e-mail]

Ehome: www4.hcmut.edu.vn/~nnphong. Web: www.isem.edu.vn

Xin thành thật biết ơn.

Phần A

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN

Vào các thế kỷ đầu thiên niên kỷ thứ 2, châu Âu bước ra khỏi đêm trường Trung cổ bước vào thời kỳ Phục hưng. Thương nhân bắt đầu các cuộc hành trình về phương Đông, thương mại giữa Đông và Tây ngày một phát triển, các cuộc hải hành ngày một xa về phương Đông.

Đầu thế kỷ 11, một số thủy thủ bắt đầu hành trình vòng quanh thế giới. Tri thức từ phương Đông và các bằng chứng ngược với giáo điều truyền thống như trái đất không phẳng mà cong; mặt trời, mặt trăng, các vì sao không phải là những thiên thần của Chúa mà là những thiên thể trên bầu trời và hoạt động với những quy luật riêng.

Một số tu sĩ trẻ bắt đầu có cái nhìn mới về thế giới chung quanh, họ nhận thức rằng, không phải mọi thứ đều dưới sự kiểm soát của Chúa, mà vận động tự nhiên theo một quy luật nào đó, họ thì thầm thảo luận với nhau về các hiện tượng tự nhiên và các cơ chế trong vũ trụ. Một số giáo sĩ bảo thủ vẫn giữ các giáo điều cũ. Một số giáo sĩ bị ảnh hưởng bởi có thế giới quan mới. Các giáo sĩ tranh luận và cuối cùng quyết định nhà thờ không ảnh hưởng bởi thế giới quan mới, nhưng không phá hủy, chỉ cách ly và giám sát chặt chẽ chúng. Nhà thờ cho phép các tu sĩ trẻ sống và làm việc trong các tòa nhà cạnh nhà thờ và các tòa nhà này là tiền thân của các trường đại học sau này. Trong các tòa nhà này, các tu sĩ có thể tìm hiểu thế giới chung quanh, sau này được gọi là hoạt động nghiên cứu.

Cuối thế kỷ 11, đại học Bologna ở Ý được thành lập, là đại học đầu tiên trên thế giới. Các thế kỷ sau, tri thức được tích lũy ở thư viện các trường đại học qua các nghiên cứu. Các ứng dụng thực tế của tri thức tìm được bắt đầu nảy sinh trong các lĩnh vực như xây dựng, y tế, giải phẩu, in ấn, quân sự…

Cách mạng Khoa học bắt đầu từ đầu thế kỷ 18, Galileo Galilei, René Descartes, và Francis Bacon là ba nhà khoa học đặt nền tảng cho phương pháp Nghiên cứu - Phát triển. Các thế kỷ sau, các nhà khoa học Âu-Mỹ tích hợp các ý tưởng của ba nhà khoa học tiên phong thành Phương pháp Nghiên cứu - Phát triển hiện đại. Phương pháp Nghiên cứu - Phát triển ngày một được cập nhật và hiện đại hóa, bắt đầu bằng việc phát triển một khung biễu diễn tri thức phù hợp và một tập các nguyên lý có tổ chức của các dự án Nghiên cứu - Phát triển.

Đầu thế kỷ 19, Cách mạng công nghiệp cất cánh với việc ngày càng nhiều đầu tư cho các ứng dụng thực tế trong công nghiệp dựa vào các kết quả Nghiên cứu khoa học.

Đầu thế kỷ 21, chính phủ các nước công nghiệp đầu tư khoảng 5% ngân sách hàng năm cho việc Nghiên cứu - Phát triển về Khoa học và Kỹ thuật. Các trường đại học lớn đòi hỏi giảng viên bỏ 25% thời gian cho việc nghiên cứu, với sự tài trợ từ công nghiệp hay chính phủ. Các công ty lớn xem Nghiên cứu - Phát triển là quan trọng, tách riêng thành một bộ phận ngoài bộ phận sản xuất, với ngân sách riêng.

Phần này được trình bày với 3 chương sau:

Chương 1: Nghiên cứu phát triển

Chương 2: Tri thức trong nghiên cứu phát triển

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu phát triển

Chương 1

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN

Nghiên cứu - Phát triển

Dự án Nghiên cứu - Phát triển

1.1 Nghiên cứu - Phát triển

1.1.1 Nghiên cứu - Phát triển

Nghiên cứu là quá trình thu thập tri thức, Phát triển là quá trình ứng dụng tri thức để tạo ra sản phẩm là những thiết bị hay hiệu ứng mới. Nghiên cứu nhằm tìm ra chân lý còn Phát triển nằm tạo ra tiện ích.

Nghiên cứu thường bị các nhà sản xuất xem là xa xỉ không đáng bỏ tiền đầu tư, ngược lại Phát triển thường bị các nhà nghiên cứu ở các trường viện xem là cần thiết nhưng không hấp dẫn và không đáng để làm. Các quan điểm này đều là thiển cận vì nếu không có nghiên cứu thì không thể phát triển các tiện ích, còn nếu không có phát triển thì không thể có kinh phí để nghiên cứu. Cả hai quá trình là cộng sinh với nhau và thường là hỗn loạn.

Nghiên cứu nhằm chắt lọc, tìm kiếm tri thức từ thế giới tự nhiên thường là một quá trình hẹp, biệt lập, rất tập trung, với tiến độ rất chậm, thường được thực hiện bởi một nhóm nhỏ, gồm ít nhà nghiên cứu, một nhóm lớn thường không hiệu quả. Phát triển là một hoạt động nhóm cần phối hợp chặt chẻ để có hiệu quả về chi phí. Một nhóm phát triển thường là một nhóm lớn bao gồm nhiều nhóm nhỏ liên lạc và phối hợp hiệu quả nhau nhằm đạt được mục tiêu chung từ các mục tiêu riêng.

Nghiên cứu - Phát triển có thể thực hiện trong nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực Khoa học - Kỹ thuật, nhà nghiên cứu được gọi là khoa học gia, còn nhà phát triển là các kỹ sư. Hoạt động Nghiên cứu - Phát triển không chỉ ở lĩnh vực Khoa học - Kỹ thuật mà có thể ở nhiều lĩnh vực khác như ở bảng sau:

1.1.2 Các vấn đề trong Nghiên cứu - Phát triển

Hoạch định và thực hiện các dự án Nghiên cứu - Phát triển thường có nhiều thách thức. Các hoạt động Nghiên cứu - Phát triển có thể rơi vào tình trạng hỗn loạn, vô tổ chức và mất kiểm soát vì những lý do sau:

Các kết quả không thể lặp lại được do phương pháp luận không chặt chẽ.

Các kết quả không thể lặp lại được do ghi chép không đầy đủ.

Suy đoán lẫn lộn với kết luận có cơ sở khoa học.

Tri thức không chắc chắn và bị che giấu.

Dữ liệu thu thập bừa bãi, không hệ thống.

Phương pháp thực nghiệm hỗn loạn, cảm tính.

Không thể kiểm tra, theo dõi, giám sát quá trình thực nghiệm do không ghi lại.

Báo cáo quá dài dòng hay quá sơ lượt, thiếu tổ chức, không hoàn chỉnh, khó hiểu

Tài liệu dự án không đầy đủ hay không có

Phân tích thống kê kết quả không có hay sai sót ấu trĩ.

Thuyết trình thiếu chuẩn bị, khó hiểu, sai lầm.

Kỹ thuật xử lý, trình bày dữ liệu nghèo nàn, thiếu trực quan, khó theo dõi.

Các hoạt động của dự án cục bộ, thiếu phối hợp.

Các nhà Nghiên cứu - Phát triển cần vượt qua các vấn đề về nhận thức và phương pháp. Không có phương pháp hệ thống và nghiêm túc trong hoạch định và thực hiện các dự án Nghiên cứu - Phát triển sẽ không thu thập được tri thức một cách tin cậy và không phát triển sản phẩm một cách hiệu quả.

1.1.3 Công cụ và nguồn lực Nghiên cứu – Phát triển

Các công cụ và nguồn lực cho các hoạt động Nghiên cứu - Phát triển có thể liệt kê như sau:

Sổ tay Nghiên cứu - Phát triển.

Các công cụ và phương pháp thống kê.

Các phần mềm tính toán kỹ thuật.

Các phần mềm trình chiếu.

Các phần mềm phân tích và minh họa dữ liệu.

Mạng Internet, máy tính.

Thư viện với đầy đủ sách, báo, sổ tay, tạp chí, tập san chuyên ngành.

Hội nghị, hội thảo chuyên ngành.

Sổ tay là một công cụ Nghiên cứu – Phát triển quan trọng, được sử dụng với các lưu ý sau:

Ghi chép, cập nhật chính xác, thường xuyên.

Ghi lại mọi thứ trong sổ tay như nhật ký.

Luôn giữ sổ tay bên cạnh để có thể ghi lại ngay mọi ý tưởng.

Sổ tay là thông tin cá nhân.

Không ghi các tờ rời.

Đánh số trang sổ tay để làm địa chỉ tham chiếu cho các mục ghi.

Để đia chỉ liên lạc trên sổ để khi mất có thể tìm lại được.

Ghi ngày cho mỗi mục, ghi nguồn gốc thông tin.

Chỉ ghi trang phải, để trống trang trái để ghi chú thêm sau này.

Gắn vào sổ tay các tài liệu quan trọng, hữu ích như bảng in phân tích dữ liệu.

Khi có mục sai, không xóa, chỉ gạch ngang, có thể cần sau này.

Khi ghi hết sổ tay, sao chép lại những trang quan trọng.

Khi ghi hết sổ tay đánh số, ghi ngày tháng, cất vào nơi an toàn.

1.2 Dự án Nghiên cứu - Phát triển

1.2.1 Quản lý dự án Nghiên cứu - Phát triển

Quá trình Nghiên cứu - Phát triển được thực hiện bởi dự án Nghiên cứu - Phát triển. Dự án là một tập hợp các công việc có thuộc tính và quan hệ, sử dụng các nguồn lực nhằm đạt được một mục tiêu, tạo được một kết quả nào đó. Quản lý dự án là tổ chức và thực hiện các công việc một cách có hệ thống, hiệu quả để đạt được mục tiêu về chất lượng, thời gian và chi phí. Các giai đoạn trong quản lý dự án là:

Hoạch định dự án,

Điều độ dự án,

Kiểm soát dự án.

Hoạch định dự án bao gồm xác định mục tiêu dự án, xác định công việc, tổ chức dự án. Xác định công việc bao gồm phân chia dự án thành các công việc, xác định quan hệ trước sau của các công việc và ước lượng tham số của các công việc như thời gian, chi phí, nhân lực thực hiện. Dự án đòi hỏi