實驗設(shè)計與分析正交試驗設(shè)計(已修改)
2025-01-20 14:14 本頁面
【正文】 實驗設(shè)計與分析 第五章 試驗設(shè)計基礎(chǔ) 試驗設(shè)計概述 試驗是在人為設(shè)計下進行的一種有目的的活動。統(tǒng)計推斷的可靠程度由 數(shù)據(jù)的質(zhì)量 和 分析的方法 決定。 試驗設(shè)計在試驗研究中的作用： ① 確定對試驗指標影響的主要因素。 ② 提高研究的 效度 ，明確試驗因素間的相互影響。 ③ 準確掌握最優(yōu)方案，預(yù)估或控制一定條件下的試驗指標值及波動范圍。 ④ 正確估計和有效控制、降低試驗誤差，提高精度。 ⑤ 對試驗結(jié)果分析，確定進一步研究方向。 試驗設(shè)計概述 ? 試驗設(shè)計的任務(wù)：以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為基礎(chǔ)，結(jié)合專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，經(jīng)濟地、科學地、合理地安排試驗，有效控制試驗干擾，力求利用較少的人力、物力、財力和時間，最大限度的獲得豐富而可靠的資料。 ? 試驗設(shè)計的方法：全面試驗設(shè)計、正交試驗設(shè)計、均勻設(shè)計、分割法設(shè)計、 SN比設(shè)計、回歸正交設(shè)計等。 試驗設(shè)計基本概念 試驗指標 單指標、多指標；定量指標、定性指標 指標確定：本質(zhì)聯(lián)系，客觀易量化，靈敏準確，數(shù)目適當。 試驗因素 單因素、雙因素、多因素 ?試驗條件 因素確定：關(guān)鍵的、影響大的；分階段篩選。 因素水平 因素所處的各種狀態(tài)。 水平大小及間隔確定：數(shù)目適當、范圍及間隔合理、正確設(shè)置間隔（等比、等差、優(yōu)選、隨機） 試驗設(shè)計基本概念 ? 試驗處理 是指事先設(shè)計好的在試驗單元上實施的一種具體措 施。 試驗誤差 試驗誤差 非處理因素的影響使觀測值與試驗處理真值之間產(chǎn)生差異，在數(shù)值上的表現(xiàn)稱為誤差。 系統(tǒng)誤差、隨機誤差、疏忽誤差 試驗誤差的來源 ① 試驗材料 ② 測試方法 ③ 儀器設(shè)備及試劑 ④ 偶然性因素 ⑤ 試驗操作技術(shù) 試驗誤差 試驗的誤差的控制 1. 控制試驗誤差的途徑：選擇純合一致的試驗材料、標準化試驗和操作、嚴格選擇試驗單位、合理的試驗設(shè)計和統(tǒng)計分析方法。 2. 系統(tǒng)誤差控制：對照試驗（標準品、標準方法）、空白試驗 3. 隨機誤差控制：增加樣本含量或重復(fù)數(shù)。 4. 疏忽誤差控制：嚴格、制度化、標準化。 試驗設(shè)計的基本原則 重復(fù)原則：估計和減少隨機誤差 隨機化原則： 減低系統(tǒng)誤差，保證隨機誤差無偏估計 每一個處理機每一個重復(fù)都有同等的機會設(shè)置在任何一個試驗單位上或被安排在任何空間和時間環(huán)境中，以避免試驗人員主觀的傾向影響，保證時間和空間的均勻性。 局部控制原則 當干擾因子不能從試驗中排出時，通過設(shè)計對他們進行控制，從而降低或校正非試驗因素對試驗結(jié)果的影響，提高統(tǒng)計推斷的可靠性。 第六章 正交試驗設(shè)計 ? 正交表及其用法 ? 有交互作用正交表設(shè)計 ? 正交表的方差分析 第四章 正交試驗設(shè)計 ? 對于單因素或兩因素試驗，因其因素少 ，試驗的設(shè)計 、實施與分析都比較簡單 。但在實際工作中 ，常常需要同時考察 3個或 3個以上的試驗因素 ，若進行全面試驗 ，則 試驗的規(guī)模將很大 ，往往因試驗條件的限制而難于實施 。比如 2水平 7因素， 72=49，3水平 7因素， 73=343， 6水平 7因素， 76=117649 ? 正交試驗設(shè)計就是安排多因素試驗 、尋求最優(yōu)水平組合 的一種高效率試驗設(shè)計方法。 利用正交表來安排與分析多因素試驗的一種設(shè)計方法。它是由試驗因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進行試驗的，通過對這部分試驗結(jié)果的分析了解全面試驗的情況，找出最優(yōu)的水平組合。 正交表及其用法 ? 正交試驗設(shè)計的 基本特點 是： 用部分試驗來代替全面試驗，通過對部分試驗結(jié)果的分析，了解全面試驗的情況。 ? 正因為正交試驗是用部分試驗來代替全面試驗的，它不可能像全面試驗?zāi)菢訉Ω饕蛩匦?yīng)、交互作用一一分析； 當交互作用存在時，有可能出現(xiàn)交互作用的混雜。 雖然正交試驗設(shè)計有上述不足，但它能通過部分試驗找到最優(yōu)水平組合 . 正交表及其用法 La（ bc） 正交設(shè)計 試驗總次數(shù)，行數(shù) 因素水平數(shù) 因素個數(shù)，列數(shù) 正交表及其用法 ? 常見的正交表： L4(23) ， L8(27) ， L12(211) ， L16(215)； L9(34)， L9(313) ； L15(45) ； L25(56) ? 正交表設(shè)計的原理：在 n維空間中選取有代表性的位置。 正交表及其
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