第6章-SPSS正交試驗設計-第六章課件

1、第第6 6章章 正交試驗設計正交試驗設計(O(Orthogonal Experimental Design) 第第6 6章章 正交試驗設計正交試驗設計(O(Orthogonal Experimental Design) 正交試驗是一種高效正交試驗是一種高效,快速的多因素試驗方快速的多因素試驗方法法, 能同時對多個因素能同時對多個因素,多個水平進行比較。多個水平進行比較。正交試驗利用一套規(guī)格化的正交表正交試驗利用一套規(guī)格化的正交表,使每次使每次試驗的因素試驗的因素,水平得到最合理的安排水平得到最合理的安排, 所以能所以能以較少的試驗次數(shù)提供因素以較少的試驗次數(shù)提供因素,交互影響等有交互影響等有關

2、信息關信息,作出統(tǒng)計推斷。通過試驗常能找出作出統(tǒng)計推斷。通過試驗常能找出最佳實驗條件最佳實驗條件,最好的生產條件最好的生產條件,最合適的配最合適的配料方案等。料方案等。正交試驗設計基本步驟基本步驟正交試驗設計正交試驗設計 結果分析：結果分析：直觀分析法直觀分析法方差分析法方差分析法 與與SPSS實現(xiàn)實現(xiàn)正交實驗設計的基本步驟1234明確實驗明確實驗目的，確目的，確定考察指定考察指標，挑因標，挑因素，選水素，選水平平選擇合選擇合適的正適的正交表交表進行表進行表頭設計頭設計排出實排出實驗方案驗方案正交試驗的結果分析直觀分析法計算計算KiKi值和值和KiKi值值計算各因素列的極差計算各因素列的極差R

3、 R根據(jù)極差根據(jù)極差R R的大小，進行因素的主次排隊的大小，進行因素的主次排隊選出最優(yōu)的水平組合選出最優(yōu)的水平組合驗證試驗驗證試驗正交試驗的結果分析 方差分析法與SPSS實現(xiàn)1無重復正交試無重復正交試驗的方差分析驗的方差分析23有重復正交試有重復正交試驗的方差分析驗的方差分析有交互作用正有交互作用正交試驗的方差交試驗的方差分析分析須有空列，用須有空列，用空列來估算實空列來估算實驗誤差驗誤差SPSS操作步驟如下nStep1：將相關數(shù)據(jù)輸入：將相關數(shù)據(jù)輸入SPSS數(shù)據(jù)編輯窗口數(shù)據(jù)編輯窗口后，依次選擇后，依次選擇AnalyzeGeneral Linear Model Univariate，即可打開，

4、即可打開【Univariate】主對話框?！恐鲗υ捒颉Step2：將左邊：將左邊“目標值目標值”變量選入右邊變量選入右邊“Dependent Variable” （因變量列表），（因變量列表），a、b和和c項目選入項目選入“Fixed Factor(s)”（自變量），（自變量），“d”因子因子(即空列即空列)不動，用于估算試驗誤差。不動，用于估算試驗誤差。SPSS操作步驟如下nStep3：選擇【：選擇【Model 】按鈕，打開】按鈕，打開【 Univariate Model】子對話框。在此對話】子對話框。在此對話框中選擇框中選擇“Custom”（自定義模型），將左（自定義模型），將左邊邊a、

5、b和和c項目選入項目選入“Model”中，按中，按【Continue】按鈕返回【】按鈕返回【 Univariate】主對】主對話框。話框。nStep4：選擇【：選擇【Post Hoc 】打開【】打開【Post Hoc Multiple Comparisons for 】對話框，將】對話框，將左邊左邊a、b和和c項目選入項目選入“Post Hoc Tests for”中，選擇中，選擇“Duncan”，單擊，單擊【Continue】返】返回【回【 Univariate】主對話框。】主對話框。SPSS操作步驟如下nStep4：單擊單擊【OK】完成。】完成。正交表的設計可以通過正交表的設計可以通過Da

6、ta-orthogonal design.正交設計菜單項在SPSS中可以直接進行正交設計，Orthogonal Design子菜單項就是專門用于完成該任務的，具體做法用下面的例子說明如下：選擇Data-Orthogonal Design-generate，彈出的就是正交設計窗口，操作如下：正交設計菜單項n(1)Factor name框：輸入A；單擊ADD鈕； n(2)確定變量A被選中，單擊Define value鈕； n(3)Value列：頭三行分別輸入1、2和3，代表變量A的三個水平； 單擊continue鈕； n(4)Factor name框：輸入B；單擊ADD鈕； n(5)確定變量B被選

7、中，單擊Define value鈕； n(6)Value列：頭兩行分別輸入1、2，代表變量B的兩個水平；單擊continue鈕； n(7)單擊OK。 6.2.1 單指標正交試驗設計及其結果的直觀分析單指標正交試驗設計及其結果的直觀分析(Intiutive analysis of the results of orthogonal experimental design with single index) 例例6-2 (P128P130)單指標：乳化能力單指標：乳化能力 因素水平：因素水平：3因素因素3水平（假定因素間無交互作用）水平（假定因素間無交互作用）（3）明確試驗方案）明確試驗方案(D

8、efining testing program )溫度溫度酯化時間酯化時間催化劑種類催化劑種類Variable ViewData View輸出1自變量概況表表中可看出，因素表中可看出，因素A、B、C均有均有3個水平，每個水平有個水平，每個水平有3次次重復。重復。輸出2試驗結果方差分析表表中可看出，因素的表中可看出，因素的Sig.值均大于值均大于0.05，說明各因素試驗結，說明各因素試驗結果均無顯著影響。果均無顯著影響。輸出3“A”因素對轉化率影響的Duncan多重比較表表中可看出，表中可看出，A因素的第二水平最好。第一水平與第三水平因素的第二水平最好。第一水平與第三水平無顯著差異。無顯著差異。

9、輸出4“B”因素對轉化率影響的Duncan多重比較表表中可看出，表中可看出，B因素的水平差異不明顯，以第二水平因素的水平差異不明顯，以第二水平(2小時小時)相對較好。相對較好。輸出5“C”因素對轉化率影響的Duncan多重比較表表中可看出，表中可看出，C因素的水平差異不明顯，以第二水平因素的水平差異不明顯，以第二水平(乙種乙種催化劑催化劑)相對較好。相對較好。（3）有交互作用的正交試驗設計及其結果的）有交互作用的正交試驗設計及其結果的直觀分析直觀分析 (Intiutive analysis of the results of orthogonal experimental design wit

10、h interaction)例例6-5 用石墨爐原子吸收分光光度計法測定用石墨爐原子吸收分光光度計法測定食品中的鉛，為提高測定靈敏度，希望吸食品中的鉛，為提高測定靈敏度，希望吸光度大。為提高吸光度，對光度大。為提高吸光度，對A（灰化溫度（灰化溫度/）、）、B（原子化溫度（原子化溫度/）和）和C（燈電流（燈電流/mA）三個因素進行了考察，并考慮交互）三個因素進行了考察，并考慮交互作用作用AB、AC，各因素及水平如表，各因素及水平如表6-16。試進行正交試驗，找出最優(yōu)水平組合。試進行正交試驗，找出最優(yōu)水平組合。（3）有交互作用的正交試驗設計及其結果的）有交互作用的正交試驗設計及其結果的直觀分析直觀

11、分析(Intiutive analysis of the results of orthogonal experimental design with interaction) 3因素因素2水平水平n交互作用：交互作用：AB、ACn指標：吸光度指標：吸光度 ，越大越好，越大越好 水平水平 ABC1300180082700240010明確試驗方案、進行試驗、得到試驗結果明確試驗方案、進行試驗、得到試驗結果 輸出1自變量概況表表中可看出，因素表中可看出，因素A、B、C、均有、均有2個水平，每個水平有個水平，每個水平有2次重復，每個水平在試驗組合中出現(xiàn)次重復，每個水平在試驗組合中出現(xiàn)4次。次。輸出2

12、試驗結果方差分析表表中可看出，因素的主次，水平的搭配還是不行！表中可看出，因素的主次，水平的搭配還是不行！有重復正交試驗方差分析Variable View輸出1自變量概況表表中可看出，因素表中可看出，因素A、B、C、D均有均有3個水平，每個水平有個水平，每個水平有2次重復，每個水平在試驗組合中出現(xiàn)次重復，每個水平在試驗組合中出現(xiàn)6次。次。輸出2試驗結果方差分析表表中可看出，只有因素表中可看出，只有因素B的的Sig.值大于值大于0.05，其余的均小于，其余的均小于0.05，說明，說明A、C、D對試驗結果有顯著影響，對試驗結果有顯著影響，B影響不顯著。影響不顯著。輸出3“A”因素對轉化率影響的Duncan多重比較表表中可看出，表中可看出，A因素的第三水平最好。因素的第三水平最好。輸出4“B”因素對轉化率影響的Duncan多重比較表表中可看出，表中可看出，B因素的水平差異不明顯，以第二水平相對較因素的水平差異不明顯，以第二水平相對較好。好。輸出5“C”因素對轉化率影響的Duncan多重比較表表中可看出，表中可看出，C因素的第一水平最好。因素的第一水平最好。輸出6“D”因素對轉化率影響的Duncan多重比較表表中可看出，表中可看出，D因素的第三水平最好。因素的第三水平最好。有交互作用正交試驗方差分析Variable View輸出1