1. Научный и промышленный эксперименты. Их виды.

Эксперимент – метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуется явления действительности. С определением эксперимента тесно связано определение измерение – это совокупность преимущественно экспериментальных операций сопоставления(сравнения) измеряемой физической величины с ее единицей при помощи технического средства, хранящего и воспроизводящего единицу величины, с целью получения количественного значения измеряемой величины. Эти два определения являются одними из ключевых понятий в метрологии. В рамках метрологии можно выделить научный и промышленный эксперименты. Эти виды экспериментов имеют несколько отличий приведенных в таблице

Признак отличия	Промышленный эксперимент	Научный эксперимент
Место проведения	Производство, предприятие, завод	Лаборатория
Точность результатов	Менее точные	Более точные
Объект измерения	Параметр технологического процесса	Новый, не изученный, физический объект или явление
Цель проведения	Контроль технологического процесса	Подтверждение научной теории
Методики измерения	Стандартизованные и недолговременные	Новые, специально разработанные долговременные и статистические
Планирование экспериментов	По методу наименьших квадратов. Принимается во внимание стоимость проведения экспериментов	По методу наименьших квадратов. Принимается во внимание только точностные характеристики

Для промышленного эксперимента применяются рабочие СИ, зачастую утвержденных типов. Промышленный эксперимент играет огромную роль для производства. Все изделия выпускаемые промышленностью должны иметь определенные свойства, и для поддержания достойного качества продукции, эти свойства должны быть в заданных границах, а значит, измерены с заданной точностью. На каждом предприятии проводятся множество промышленных экспериментов с применением целого парка рабочих СИ. Проводиться промышленные эксперименты должны в согласии с национальными стандартами или стандартами предприятий. Для поддержания качества промышленных экспериментов, которая в свою очередь влияет на качество продукции, существует стандартизация. Технический прогресс не мыслим без развития стандартизации. Развитие науки и техники определяет развитие стандартизации. Развитие науки не может быть без научных экспериментов. Более тщательно подготовленные, требующие больших точностей научные эксперименты многократно проводятся в научно исследовательских институтах. Такие научные эксперименты подтверждают или опровергают новые теоретические гипотезы.

2. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.

В общем виде картина измерительного процесса представлена на рисунке:

Общее уравнение измерений: , где X – оценка параметров объекта, О – параметры объекта, Y – помехи, J – результат измерения с помощью СИ с характеристиками – V. При современном уровне развития науки и техники многие исследования в физике, биологии, химии, металлургии и так далее требуют постановки сложных и дорогостоящих экспериментов. Измерение любой экспериментальной величины всегда осуществляется при воздействии некоторых помех, которые, несмотря на стремление исследователя свести их к минимуму, никогда не могут быть полностью устранены. В силу этого исследователь имеет дело не с детерминированными, а со случайными величинами. В некоторых случаях измеряемые величины являются случайными по своей природе. С измерением подобных величин приходится сталкиваться в квантовомеханических, биологических исследованиях, в некоторых задачах химической кинетики и ряде других отраслей науки. Необходимость применения аппарата математической статистики при обработке результатов измерений, где случайная составляющая соизмерима с самими результатами, очевидна, и соответствующие методы обработки уже давно используются в экспериментальной практике. В связи с этим оказывается совершенно необходимым широкое применение методов, которые давали бы только способ обработки экспериментальных данных и позволяли бы оптимальным образом организовывать эксперимент. Математический аппарат, используемый при оптимальной организации эксперимента, базируется на композиции методов математической статистики и методов решения экстремальных задач. Отметим, что планирование целесообразно лишь в тех случаях, когда экспериментатор четко представляет конечную цель проводимого исследования. К этому следует также добавить, что статистические методы планирования являются инструментом, который облегчает достижение поставленной цели. К настоящему времени можно выделить два основ­ных направления в математической теории планирова­ния экспериментов: планирование экстремальных экспе­риментов и планирование экспериментов по выяснению механизма явлений. Планирование первого типа применяется в тех слу­чаях, когда экспериментатора интересуют условия, при которых изучаемый процесс удовлетворяет некоторому критерию оптимальности. Например, требуется найти температуру, при которой взаимно обратная реакция не протекает. Планирование второго типа применяется, когда экспериментатору необходимо выяснить по­ведение исследуемого объекта в целом или выяснить механизм явле­ния. Например, зависимость выхода какого-либо продукта от процентного содержания реагентов, которая соответствует этому взаимодействию и которая может непосредственно изме­ряться в данном эксперименте.