8.2.2 Этапы планирования эксперимента
Рассмотренные ранее методы регрессионного анализа базируются на обработке результатов «пассивного эксперимента», например, данных опробования промышленного процесса, при этом математические методы применяют только на последнем этапе - при обработке результатов наблюдений.
Планирование эксперимента предполагает постановку опытов по некоторой ранее составленной схеме (матрице), которая обладает специальными свойствами. Планирование эксперимента предусматривает применение математических методов на всех этапах: при анализе априорной информации, планировании эксперимента, обработке его результатов и принятии решений на промежуточных этапах (для выбора стратегии исследований) и в конце работы (для интерпретации полученных данных).С усложнением объектов исследований эффективность традиционного подхода к осуществлению активного эксперимента, согласно которому варьировался один фактор, а остальные поддерживались на постоянном уровне, резко снижается, так как не учитывалось взаимное влияние факторов, возмущающее действие среды и наличие обратных связей. Кроме того, при традиционном подходе требовалось проведение большого числа опытов, а надёжность и достоверность результатов, компактность их представления были очень невысоки.
При активном планировании эксперимента все факторы, определяющие процесс, меняют (варьируют) одновременно в соответствии с правилами планирования, а результаты эксперимента представляют в виде математической модели. Выделяют следующие этапы планирования:
- сбор и анализ априорной информации;
- обоснование критерия эффективности исследуемого процесса;
- выбор зависимых и независимых переменных, области изменения независимых переменных;
- определение методов контроля параметров;
- выбор типа математической модели;
- Разработка методики и плана (последовательность проведения) экспериментов;
- разработка схемы и методики испытания;
- определение метода анализа экспериментальных данных;
- осуществление эксперимента и проверка статистических предпосылок для получения данных;
- обработка результатов получения математической модели и её интерпретация;
- выдача рекомендаций.
Рассмотрим подробнее некоторые этапы экспериментов.