Эксперимент должен обеспечить точность, повторяемость и достоверность. Он должен быть убедительным.
Когда же теория планирования эксперимента становится помощником исследователя? Во-первых,в тех случаях, когда теории нет и нас вполне устроит аппроксимация данных какой-то математическоймоделью. Во-вторых, в тех случаях, когда теория есть, но она настолько сложна, что ею трудно воспользоваться. И в третьих, когда теория есть, но она требует подтверждения. Чем дороже изделие, которое надо изготовить, чем сложнее технологический процесс, который предстоит разработать, корочеговоря, чем дороже намеченное исследование, тем большую ценность приобретает теория эксперимента, его планирование.
Задачи:
- возможность математического описания процесса, его математическое моделирование. Иными словами планирование эксперимента нацеливает сразу на получение не графической, а аналитической зависимости.
- разработка стратегии поиска оптимального режима, оптимальных условий протекания процесса. Ведь для каждого технологического процесса существует свое оптимальное сочетание факторов, при котором достигается наибольшая его эффективность. Любое отклонение от оптимального режима ведет к снижению производительности, срока службы оборудования, ухудшению качества и удорожанию конечного продукта.
- минимизация числа опытов. Ведь каждый опыт это лишнее время, затраченное исследователем как правило высокой квалификации, это затраты лишнего материала, оборудования, электрической и тепловой энергии, лишних площадей, на которых можно получать продукцию.
Классификация эксперимента производится обычно по характеру задач, решаемых экспериментатором. Известны следующие виды эксперимента.
- Элиминирующий эксперимент. Цель такого эксперимента выявить или устранить влияние различных неоднородностей. Источниками этих неоднородностей являются различия в плодородии участков земли, свойствах семян, квалификации обслуживающего персонала (доярок, птичниц), заводе-изготовителе оборудования, качестве корма. Эти неоднородности увеличивают ошибку эксперимента и прежде, чем ставить основной эксперимент, указанные факторы надо выявить, оценить и так спланировать эксперимент, чтобы их влияние было минимальным.
- Сравнительный эксперимент преследует обычно весьма простую цель: оценить влияние каждого фактора на процесс, расположить их в ряд по степени влияния на интересующий нас показатель процесса.
- Отсеивающий эксперимент позволяет отобрать для исследования лишь те факторы, которые существенно влияют на процесс.
- Экстремальный эксперимент. О нем мы уже упоминали. Это эксперимент, цель которого выявление оптимальных режимов, оптимальных составов и оптимальных конструктивных параметров.
- Аппроксимирующий эксперимент, т.е. эксперимент проводимый с целью выявления математической модели процесса.
- Численный эксперимент, при котором вместо физического эксперимента производится вычисление интересующей нас величины по известному сложному математическому выражению или их набору.
- Эксперимент по проверке зависимостей, полученных теоретическим путем.
- Эксперимент, цель которого идентификация динамических характеристик объекта, т.е. коэффициента усиления, времени чистого запаздывания, постоянных времени, показателей качества системы управления и т.д.
- Экстраполирующий эксперимент, т.е. эксперимент, поставленный с целью предсказать явление, оценить как оно будет протекать в дальнейшем (экономическое прогнозирование, предсказание погоды, прогноз исхода заболевания, предсказание нагрузки электросистем)
- Эксперимент по изучению свойств материала, например электропроводности почвы, тангенса угла потерь для семян различных зерновых культур и сорняков.
- Промышленный эксперимент, т.е. эксперимент, проводимый в производственных условиях на действующем объекте.
