За количественной и качественной обработкой данных следует решающая фаза научного исследования – интерпретация результатов. Часто эту фазу называют теоретической обработкой, подчеркивая ее отличие от эмпирической статистической обработки.
Теоретическая обработка выполняет две главные функции: 1) преобразование статистически подготовленных данных («вторичных данных», результатов) в эмпирические знания и 2) получение на их базе теоретических знаний.
На стадии выдвижения гипотез научная мысль направлена от теории к объекту исследования, на стадии интерпретации – от объекта (фактов) к теории. Эмпирические данные делают возможными вначале только высказывания о существовании или отсутствии признака (факта), о степени его выраженности, частоте появления и т. п. Цель дальнейшего теоретического проникновения в информационный материал состоит в том, чтобы, исходя из выдвинутых гипотез, научно обработать отдельные данные или их совокупность так, чтобы можно было: 1) определить отношения между данными и гипотезами; 2) произвести проверку исходных гипотез; 3) уточнить, расширить, модифицировать и т. д. имеющиеся гипотезы и развить их до уровня теоретических высказываний; 4) гипотетическое объяснение проблемы довести до уровня решения этой проблемы.
Завершает исследование формулировка выводов. Они должны отражать существо проблемы и быть краткими, т. е. выводы прежде всего должны быть лаконичными. Необходимо, чтобы выводы были согласованы со сформулированными в начале исследования целями и задачами, т.
е. в выводах указывается, решены ли задачи, достигнуты ли цели исследования, в конечном итоге – разрешена ли проблема.
Планирование эксперимента - выбор плана эксперимента, удовлетворяющего заданным требованиям.
К задачам планирования эксперимента относятся:
1. выбор необходимых для эксперимента опытов, методов математической обработки их результатов и принятия решений. При планировании эксперимента объект исследования должен обладать обязательными свойствами:
· управляемым
· результаты эксперимента должны быть воспроизводимыми – при фиксированных условиях опыта получается один и тот же выход в пределах заданной относительно небольшой ошибки эксперимента (2%-5%).
2. получение и проверка математической модели объекта, описывающей в количественной форме взаимосвязи между входными и выходными параметрами объекта.
Входные параметры, которые могут быть изменены, называют факторами. Обозначим из через 
При проведении эксперимента необходимо учитывать во внимании все факторы, которые могут существенно влиять на изучаемый объект. При этом факторы должны быть управляемыми (иметь возможность устанавливать нужное значение (уровень фактора) и поддерживать его постоянным) и однозначными.
Требование к совокупности факторов: совместимость и отсутствие линейной корреляции, т.е. изменение одного фактора не приведет к изменению других факторов.
Выходные параметры называются откликом характеризуют состояние объекта в результате действия факторов. Обозначим их через 
.
Отклик должен быть определен количественно. Однако могут встречаться и качественные признаки Y. В этом случае возможно применение рангового подхода. Пример рангового подхода - оценка на экзамене, когда одним числом оценивается сложный комплекс полученных сведений о знаниях студента.
В теории планирования эксперимента объект исследований принято представлять в виде «черного ящика» (рис. 1).
Рисунок 1. Схема «черного ящика»
В результате проведения эксперимента нужно получить математическую модель, которая описывает функциональные связи между входными и выходными параметрами.
| (1) |
Функцию (1) называют функцией отклика.
Для упрощения расчетов значения исследуемых факторов преобразуются в условные единицы. Значения факторов устанавливаются таким образом. чтобы в переводе на условный масштаб они соответствовали числам -1;0; +1.
Перевод осуществляется следующим образом:
1. устанавливается значение нулевого (среднего) уровня фактора 
;
2. задается интервал изменения величины факторов (шаг варьирования h);
3. рассчитывается значение уровней +1 и -1 факторов путем добавления и вычитания шага h.
| (2) |
Любое значение, заключенное между минимальным и максимальным значением переводится в условный масштаб по формуле
| (3) |
Экспериментальное исследование влияния факторов на выходные параметры может производиться методом пассивного или активного эксперимента.
Эксперимент называется пассивным, если он сводится к получению результатов наблюдения за поведение системы при случайных изменениях входных параметров.
Эксперимент называется активным, если при проведении эксперимента входные параметры изменяются по заранее заданному плану.
Объект, на котором возможен активный эксперимент, называется управляемым.
Главными требованиями, предъявляемыми к математическим моделям объектов являются удобство математического использования и интерпретируемость модели.