На современном этапе развития науки и техники пристальное внимание ученых и инженеров уделяется тому, как лучше и эффективнее проводить эксперимент. Этот этап характеризуется существенным усложнением объектов исследования и используемого экспериментального оборудования; тенденцией к удлинению среднего времени экспериментирования и удорожанию исследований; необходимостью всемерного увеличения эффективности и улучшения качества проводимых исследований.
Методологической основой современных экспериментальных исследований является теория планирования эксперимента.
Теория планирования эксперимента, в основном предназначена для решения типовых задач исследования и может во многом облегчить работу экспериментатора, повысить ее эффективность при проведении обычных экспериментов.
При проведении экспериментальных исследований могут решаться две основные задачи:
1. Выявление количественных закономерностей, устанавливающих отношение между переменными, которые описывают объект исследования.
2. Нахождение значений переменных, обеспечивающих оптимальный (по определенному критерию) режим функционирования объекта.
Планирование эксперимента при решении названных задач состоит в выборе числа и условий проведения опытов, позволяющих получить необходимые знания об объекте исследования с требуемой точностью. При этом важнейшим условием научно поставленного эксперимента является минимизация общего числа опытов, а следовательно, и затрат материальных, трудовых и временных ресурсов. Уменьшение числа опытов, конечно, не должно существенно отражаться на качестве полученной информации. Таким образом, общая направленность теории планирования эксперимента может быть сформулирована следующим образом – «меньше опытов – больше информации, выше качество результатов».
Рассмотрим сущность планирования эксперимента.