Основы планирования эксперимента. Хамханов К.М. - 4 стр.

                            1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

     Планирование эксперимента, как и всякий раздел науки, имеет свою терминологию.
Для удобства понимания рассмотрим наиболее общие термины.
     Эксперимент – целенаправленное воздействие на объект исследования с целью
получения достоверной информации.
     Большинство научных исследований связано с экспериментом. Он проводится на
производстве, в лабораториях, на опытных полях и участках, в клиниках и т.д. Эксперимент
может быть физическим, психологическим или модельным. Он может непосредственно
проводиться на объекте или на его модели. Модель обычно отличается от объекта
масштабом, а иногда природой. Главное требование к модели – достаточно точное описание
объекта.
     В последнее время наряду с физическими моделями все большее распространение
получают абстрактные математические модели. К слову, планирование эксперимента
напрямую связано с разработкой и исследованием математической модели объекта
исследования.
     Планирование эксперимента – это процедура выбора числа и условий проведения
опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой
точностью.
     Здесь существенно следующее:
     стремление к минимизации общего числа опытов;
     одновременное варьирование всеми переменными, определяющими процесс, по
специальным правилам – алгоритмам;
     использование математического аппарата, формализующего многие действия
экспериментатора;
     выбор четкой стратегии, позволяющей принимать обоснованные решения после каждой
серии экспериментов.
     Задачи, для решения которых может использоваться планирование эксперимента,
чрезвычайно разнообразны. К ним относятся: поиск оптимальных условий, построение
интерполяционных формул, выбор существенных факторов, оценка и уточнение констант
теоретических моделей, выбор наиболее приемлемых из некоторого множества гипотез о
механизме явлений, исследование диаграмм состав – свойство и т.д.
     Поиск оптимальных условий является одной из наиболее распространенных научно-
технических задач. Они возникают в тот момент, когда установлена возможность проведения
процесса и необходимо найти наилучшие (оптимальные) условия его реализации. Такие
задачи называются задачами оптимизации. Процесс их решения называется процессом
оптимизации или просто оптимизацией. Выбор оптимального состава многокомпонентных
смесей и сплавов, повышение производительности действующих установок, повышение
качества продукции, снижение затрат на ее получение – вот примеры задач оптимизации.
     Далее следует понятие – объект исследования. Для его описания удобно пользоваться
представлением о кибернетической системе, которая схематически изображена на рис.1.1.
Иногда такую схему называют «черным ящиком». Стрелки справа изображают численные
характеристики целей исследования. Мы их обозначаем буквой игрек (у) и называем
параметрами оптимизации. В литературе встречаются другие названия: критерий
оптимизации, целевая функция, выход «черного ящика» и т.д.
     Для проведения эксперимента необходимо иметь возможность воздействовать на
наведение «черного ящика». Все способы такого воздействия мы обозначаем буквой икс (х)
и называем факторами. Их называют также входами «черного ящика».




88