Математическое планирование эксперимента - это формализованная процедура выбора числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения задачи с требуемой точностью. Эта процедура позволяет:
а) минимизировать число опытов;
б) изменять параметры, влияющие на состояние объекта по определенному закону;
в) использовать математический аппарат, формализующий действия экспериментатора при обработке данных и получить математическую модель объекта исследований;
г) использовать логический аппарат при принятии решений на основе анализа полученной модели.
Все задачи, решаемые методом математического планирования, можно разделить на два класса:
• задачи интерполяции, имеющие своей целью описать объект в некоторой области его существования;
• задачи оптимизации, которые имеют своей целью определение оптимальных условий существования объекта без учета влияния каждого фактора в отдельности.
Нередки случаи, когда задачи интерполяции и оптимизации встречаются в комплексе, например, при разработке систем автоматического регулирования нужно знать и оптимальные условия и степень влияния всех факторов, от которых зависит это состояние.
Важно понимать, что математическое планирование эксперимента не универсальное средство, применение которого является оправданным для решения любого рода задач. Например, сомнительна целесообразность использования этого метода для исследования объектов с малым числом физических параметров, влияющих на его состояние при наличии детерминированного математического описания объекта.
Однако, математическое планирование эксперимента целесообразно использовать для исследования сложных многопараметрических задач (объектов), для которых отсутствует детерминированное математическое описание и мало изучены физико-химические закономерности процесса, т.е. для "объектов в себе", объектов, близких по своим свойствам к "черному ящику".