《应用统计学》大三教学PPT课件.ppt

试验方案设计 （1） 明确试验目的，确定试验指标 本试验的目的是为了提高山楂原料的利用率。所以可以以液化率{液化率=[(果肉重量-液化后残渣重量)/果肉量]×100%}为试验指标，来评价液化工艺条件的好坏。液化率越高，山楂原料利用率就越高。 不考虑交互作用的试验方案设计 ---正交试验设计的基本程序 例：为提高山楂原料的利用率，研究酶法液化工艺制造山楂原汁，拟通过正交试验来寻找酶法液化的最佳工艺条件。 根据专业知识、以往的研究结论和经验，从影响试验指标的诸多因素中，通过因果分析筛选出需要考察的试验因素。一般确定试验因素时，应以对试验指标影响大的因素、尚未考察过的因素、尚未完全掌握其规律的因素为先。试验因素选定后，根据所掌握的信息资料和相关知识，确定每个因素的水平，一般以2-4个水平为宜。对主要考察的试验因素，可以多取水平，但不宜过多（≤6），否则试验次数骤增。因素的水平间距，应根据专业知识和已有的资料，尽可能把水平值取在理想区域。 （2） 选因素、定水平，列因素水平表 ---正交试验设计的基本程序 不考虑交互作用的试验方案设计 对本试验分析，影响山楂液化率的因素很多，如山楂品种、山楂果肉的破碎度、果肉加水量、原料pH 值、果胶酶种类、加酶量、酶解温度、酶解时间等等。经全面考虑，最后确定果肉加水量、加酶量、酶解温度和酶解时间为本试验的试验因素，分别记作A、B、C和D，进行四因素正交试验，各因素均取三个水平，因素水平表见表3-1所示。 水平 试验因素 加水量 （mL/100g） A 加酶量 （mL/100g） B 酶解温度 （℃） C 酶解时间 （h） D 1 10 1 20 1.5 2 50 4 35 2.5 3 90 7 50 3.5 3-1 因素、水平表 ---正交试验设计的基本程序 确定了因素及其水平后，根据因素、水平及需要考察的交互作用的多少来选择合适的正交表。正交表的选择原则是在能够安排下试验因素和交互作用的前提下，尽可能选用较小的正交表，以减少试验次数. 一般情况下，试验因素的水平数应等于正交表中的水平数；因素个数（包括交互作用）应不大于正交表的列数；各因素及交互作用的自由度之和要小于所选正交表的总自由度，以便估计试验误差。若各因素及交互作用的自由度之和等于所选正交表总自由度，则可采用有重复正交试验来估计试验误差。 （3） 选择合适的正交表 ---正交试验设计的基本程序 不考虑交互作用的试验方案设计 此例有4个3水平因素，若不考察交互作用，则各因素的自由度为8， 而L9(34)正交表的总自由度为8，所以可选用L9(34)；若要考察交互作用，则应选用L27(313)。 所谓表头设计，就是把试验因素和要考察的交互作用分别安排到正交表的各列中去的过程。 在不考察交互作用时，各因素可随机安排在各列上；若考察交互作用，就应按所选正交表的交互作用列表安排各因素与交互作用，以防止设计“混杂” 。 此例不考察交互作用，可将加水量(A)、加酶量(B)和酶解温度 (C)、酶解时间（D）依次安排在L9(34)的第1、2、3、4列上，见表3-2所示。 （4） 表头设计 列号 1 2 3 4 因素 A B C D 表3-2 表头设计 ---正交试验设计的基本程序 不考虑交互作用的试验方案设计 把正交表中安排各因素的列（不包含欲考察的交互作用列）中的每个水平数字换成该因素的实际水平值，便形成了正交试验方案（表3-3）。 （5）编制试验方案，按方案进行试验，记录试验结果。 ---正交试验设计的基本程序 不考虑交互作用的试验方案设计 把正交表中安排各因素的列（不包含欲考察的交互作用列）中的每个水平数字 正交试验方案 该因素的实际 水平值 换成 生成 试验号 因 素 A B C D 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 1 3 3 3 4 2 1 2 3 5 2 2 3 1 6 2 3 1 2 7 3 1 3 2 8 3 2 1 3 9 3 3 2 1 说明：试验号并非试验顺序，为了排除误差干扰，试验中可随机进行； 安排试验方案时，部分因素的水平可采用随机安排。 1（10） 2（50） 3（90） 2（4） 3（7） 1（1） 2（35） 1（20） 3（50） 3(3.5) 2(2.5) 1(1.5) 试验结果 （液化率 %） 0 17 24 12 47 28 1 18 42 表3-3 试验方案及试验结果 ---正交试验设计的基本程序 选用正交表，作表头设计(以3因素2水平为例) 表3-4 ---正交试验设计的基本程序 考察交互作用的试验设计 ---正交试验设计的基本程序 表3-5 考察交互