Навіщо виконується планування експерименту
Найчастіше при проведенні тих чи інших наукових досліджень застосовується гіпотетичний метод, при якому висувається припущення про причину, що викликала певні наслідки. Потім дане припущення перевіряється дослідним шляхом, щоб його можна було назвати твердженням. Все це вимагає певних матеріальних і тимчасових витрат, так як для отримання достовірного результату необхідно провести кілька дослідів з одними і тими ж вихідними даними. Знизити кількість паралельних досліджень і варіантів поєднання тих чи інших факторів допоможе ретельно виконане планування експерименту.
Домогтися цього можна шляхом вибору таких умов проведення випробування, при яких результати статистичної обробки отриманих значень вихідного параметра дозволять зробити адекватні висновки про досліджуваний процесі. Планування експерименту передбачає знаходження певної математичної моделі, яка дозволить найбільш близько описати досліджуваний процес. Вибір плану здійснюється в результаті аналізу інформаційних матриць. Варто відзначити, що хід виконання статистичного аналізу отриманих експериментальних даних і його результативність безпосередньо залежать від плану. Вибираючи план, необхідно:
- визначитися з критерієм планування експерімента;
- розробити модель, яка найбільш близько описуватиме структуру і характер взаємозв'язків у досліджуваному об'єкті або процесі;
- зробити порівняння отриманої моделі з існуючими, зі стандартними планами. На підставі отриманого аналізу вибрати оптимальний план.
Теорія планування експерименту широко застосовується в різних галузях науки і техніки. При цьому, переходячи до конкретної теми, необхідно враховувати окремі нюанси та особливості даної наукової області, щоб правильно підготувати і провести емпіричні дослідження, метою яких у більшості випадків є знаходження оптимальних умов, при яких параметри досліджуваного об'єкта (відгук системи) мають екстремальні значення, то є досягають свого максимального або мінімального значення.
Планування експерименту дозволяє мінімізувати час, особливо у випадку впливу кількох різних факторів на кінцевий результат досвіду, і витрата матеріальних ресурсів. Кожен досвід здатний принести досліднику максимально можливий обсяг інформації. Досягти цього можна тільки в разі правильної підготовки та проведення практичної частини.
Планування та організація експерименту передбачає
- вибір числа варійованих факторів. Тут необхідно вибирати найбільш значущі змінні, які впливають на функцію відгуку. Визначити їх можна в ході виконання попередніх пошукових експериментів, огляду літературних джерел;
- визначення числа рівнів кожного варьируемого фактора. В даному випадку визначається або якісне або кількісне значення рівня, яке до того ж може бути фіксованим або випадковим. Якихось певних рекомендацій по знаходженню інтервалу зміни факторів не існує, тому в даному пункті варто звернутися до літературних джерел, щоб визначити можливі інтервали зміни фактора, або скористатися своїм особистим опитом;
- визначення необхідного числа вимірювань значення функції відгуку. Дана кількість залежить від встановлених обмежень, необхідної точності та можливого впливу одного фактора на інший.
Таким чином, планування експерименту - це потужний інструмент у руках кожного науковця, що дозволяє значно скоротити терміни виконання досліджень і підвищити їх точність до необхідного рівня. Кожен науковий співробітник не тільки повинен знати даний метод, але й успішно застосовувати його на практиці, щоб досягти поставленої мети з мінімальними витратами.