4.8. Выбор шкал измерения

Цель: Соотнести измерения и вычисления с погрешностями наблюдений, со стоимостью сбора данных и с задачами проекта.

План действий:

1. Сформулировать вопросы, на которые результаты измерения должны дать ответ.

2. Определить допустимую погрешность и приемлемую стоимость измерения.

3. Выбрать соответствующую шкалу измерения.

4. Разработать методику измерений.

Пример: Разработчику посудомоечных машин нужны сведения о форме, размерах столовой посуды, которая должна загружаться в машину.

Пункт 1. Вопросы:

• какие типы столовой посуды обычно используются?

• каков порядок приоритетов типов при загрузке?

• каковы габаритные размеры каждого типа?

Пункт 2. Погрешность и стоимость.

Таблица 4

Измерение	Погрешность	Приемлемые затраты на измерения, в человеко-днях
1. Тип	Игнорирование типов, составляющих мнение 5% типичной загрузки	40
2. Порядок приоритетов	Установление неправильного приоритета – менее чем 10% посуды в типичной загрузке	20
3. Габаритные размеры	2,5 мм	20

Приемлемые погрешности устанавливаются путем оценки последствий тех или иных погрешностей и принятия решения относительно того, какие максимальные последствия еще допустимы.

Приемлемые затраты оцениваются по максимальной "строковой премии", которую проектировщики готовы выплачивать в виде компенсации за погрешности, превышающие установленные пределы.

Погрешность измерения должна быть на порядок меньше "приемлемой" погрешности, чтобы накопленные ошибки наблюдения оказывали незначительное влияние на расчеты любого вида.

Пункт 3. Шесть типов шкал измерений:

1. Номинальные (классификаторные) – цвета, национальности, запахи, профессии, болезни и т.п.

2. Частично упорядоченные – родственность.

3. Порядковые (ранговые) – 1-ый, 2-ой, 3-ий; очень хорошо, хорошо, посредственно, плохо, очень плохо.

4. Интервальные – градус Цельсия.

5. Пропорциональные – граммы, сантиметры, доллары и т.п.

6. Многомерные (числовые индексы) – милли на галон, умственный возраст, индекс умственного развития.

Все эти шкалы состоят из чисел или других символов, характеризующих категории, по которым проводится наблюдение.

а) типы используемой посуды – определяются по номинальной шкале: тарелки, чашки, блюдца;

б) порядок приоритетов при автоматической мойке определяется с помощью порядковой шкалы;

в) габаритные размеры – пропорциональная шкала.

Пункт 4. Методика измерений.

а) Какие типы посуды используются? Ответ должен быть получен за 40 человеко-дней с ошибкой в 5% типичной загрузки.

Методика – экспериментальные исследования в домах, столовых и т.д., интервью по поводу 5% от типичной загрузки.

б) Каков порядок приоритетов? 20 человеко-дней, 10% – ошибка.

Для построения необходимой в данном случае шкалы можно заставить потребителя попарно сравнивать типы столовой посуды и присваивать "ранги" по общей сумме очков для каждого типа в соответствии с матрицей взаимодействий.

в) Каковы габаритные размеры? Неточность 2,5 мм, 20 человеко-дней.

Габаритные размеры зависят от способа, который конструктор предусмотрел для крепления каждого предмета в машине. Пусть необходимо знать диаметр, высоту, толщину и наклон краев каждой тарелки, проектировщикам необходимы образцы всех чашек и т.д., чтобы они могли проводить опыты с различными видами креплений.

Для определения размера тарелки, требуется измерительный инструмент с точностью 2,5 мм (на порядок выше), чтобы накопленная ошибка не влияла существенно на результат.

После измерения большого количества посуды можно внутри каждого типа статистически распределить размеры и формы посуды. Габаритными считаются те размеры, которые включают 95% каждого типоразмера.

Замечания: Результирующие ошибки, вызванные неправильным выбором шкалы могут оказаться и небольшими. Однако трудно узнать заранее, так ли это на самом деле не применив метод, и возможны случаи, когда погрешности будут велики. Например: при подаче небольшого количества тепла затраты на отопление комнаты слабо зависят от погрешности при выборе шкалы комфорта, но при неограниченной подаче тепла эта зависимость может быть очень сильной.

Библиография: Чапанис, Холл, Кофман, Зигель, Саноф.