試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理：緒論

1、試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理緒言O(shè)utline引言1基本概念2 試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的發(fā)展概況3Outline 本課程的性質(zhì)、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法5 試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的意義4參考書目60.1 引言Design of Experiment為什么要進行試驗設(shè)計？= 讓我們先看兩個例子例1:這里有27個球， 其中有且只有一個球質(zhì)量為9克, 其它26個都為10克。給你一架天平，請找出重為9克的那個球。請問，你至少要稱幾次？例2:這里有9框球(每框100個)， 其中有且只有一框里的球質(zhì)量全為9克, 其它8框里的球都為10克。給你一架天平，請找出里面的球重為9克的那個框。請問，你至少要稱幾次？0.2 基本概念1 （優(yōu)化）

2、試驗設(shè)計方法把數(shù)學(xué)上優(yōu)化理論、技術(shù)應(yīng)用于試驗設(shè)計中，科學(xué)的安排試驗、處理試驗結(jié)果的方法。采用科學(xué)的方法去安排試驗，處理試驗結(jié)果，以最少的人力和物力消費，在最短的時間內(nèi)取得更多、更好的生產(chǎn)和科研成果的最有效的技術(shù)方法。 0.2 基本概念2 試驗指標(biāo)在試驗設(shè)計中，根據(jù)試驗?zāi)康亩x定的用來衡量試驗效果的特征值。在一項試驗中，試驗指標(biāo)是根據(jù)試驗?zāi)康亩x定的，不同的試驗?zāi)康臅x用不同的試驗指標(biāo)。 試驗指標(biāo)可分為兩類：定量指標(biāo)（數(shù)量）和定性指標(biāo)（不能用數(shù)量）單指標(biāo)和多指標(biāo)0.2 基本概念3 試驗因素在試驗設(shè)計中，凡對試驗指標(biāo)可能產(chǎn)生影響的原因或要素，稱為因素在一項試驗中，根據(jù)試驗中加以考察研究的因素稱為試

3、驗因素單因素，雙因素，多因素0.2 基本概念4 試驗水平在試驗設(shè)計中，為考察對試驗指標(biāo)的影響情況，要使試驗因素處于不同的狀態(tài)，把試驗因素所處的各種狀態(tài)稱為試驗水平，簡稱水平A1,A20.3試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的發(fā)展概況 上世紀(jì)30年代，由于農(nóng)業(yè)試驗的需要，費歇(R.A.Fisher)在試驗設(shè)計和統(tǒng)計分析方面做出了一系列先驅(qū)工作，從此試驗設(shè)計成為統(tǒng)計科學(xué)的一個分支。 上世紀(jì)40年代，在二次世界大戰(zhàn)期間，美國軍方大量應(yīng)用試驗設(shè)計方法。 0.3試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的發(fā)展概況隨后，F(xiàn).Yates,R.C.Bose,O.Kempthome,W.G.Cochran,D.R.Cox和G.E.P.Box對試驗設(shè)計

4、都作出了杰出的貢獻，使該分支在理論上日趨完善，在應(yīng)用上日趨廣泛。50年代，日本統(tǒng)計學(xué)家田口玄一將試驗設(shè)計中應(yīng)用最廣的正交設(shè)計表格化，在方法解說方面深入淺出為試驗設(shè)計的更廣泛使用作出了眾所周知的貢獻。13華羅庚王元0.3試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的發(fā)展概況我國優(yōu)化試驗設(shè)計方法 60末期代，華羅庚教授在我國倡導(dǎo)與普及的“優(yōu)選法”，如黃金分割法、分?jǐn)?shù)法和斐波那契數(shù)列法等。 數(shù)理統(tǒng)計學(xué)者在工業(yè)部門中普及 “正交設(shè)計”法 。 70年代中期，優(yōu)選法在全國各行各業(yè)取得明顯成效。 151978年，七機部由于導(dǎo)彈設(shè)計的要求，提出了一個五因素的試驗，希望每個因素的水平數(shù)要多于10，而試驗總數(shù)又不超過50，顯然優(yōu)選法和正交

5、設(shè)計都不能用，隨后，方開泰教授（中國科學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所）和王元院士提出 “均勻設(shè)計”法，這一方法在導(dǎo)彈設(shè)計中取得了成效。0.4試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的意義試驗設(shè)計方法是一項通用技術(shù)，是當(dāng)代科技和工程技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)方法?？茖W(xué)地安排實驗，以最少的人力和物力消費，在最短的時間內(nèi)取得更多、更好的生產(chǎn)和科研成果。簡稱為：多、快、好、省。可應(yīng)用于： 提高試驗效率、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計、改進工藝技術(shù)、強化質(zhì)量管理。0.4試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的意義試驗設(shè)計在工業(yè)生產(chǎn)和工程設(shè)計及科學(xué)研究中能發(fā)揮重要的作用，例如： 提高產(chǎn)量 減少質(zhì)量的波動，提高產(chǎn)品質(zhì)量水準(zhǔn) 大大縮短新產(chǎn)品試驗周期 降低成本 延長產(chǎn)品壽命多用在化工、

6、電子、材料、建工、建材、石油、冶金、機械、交通、電力 例3 某化工廠想提高某化工產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，對工藝中三個主要因素各按三個水平進行試驗（見表1）。試驗的目的是為提高合格產(chǎn)品的產(chǎn)量，尋求最適宜的操作條件。溫度壓力Pa加堿量kg1805.02.021006.02.531207.03.0水平因素全面試驗方案T1 T2 T3P3 P2 P1m1m2m3簡單比較法方案23 T1 T2 T3p3 p2 p1m1m2m3正交試驗L9（34）安排表試驗號列號1234因素溫度壓力Pa加堿量kg符號Tpm1234567891（T1）1（T1）1（T1）2（T2）2（T2）2（T2）3（T3）3（T3）3（T3

7、）1（p1）2（p2）3（p3）1（p1）2（p2）3（p3）1（p1）2（p2）3（p3）1（m1）2（m2）3（m3）2（m2）3（m3）1（m1）3（m3）1（m1）2（m2）12331223125 T1 T2 T3P3 P2 P1m1m2m31236547890.5本課程的性質(zhì)、任務(wù)、內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法課程的性質(zhì)：本課程以數(shù)學(xué)（統(tǒng)計）為基礎(chǔ)，對試驗進行安排，并進行分析。課程的任務(wù)：熟悉并掌握近代最常用、最有效的幾種優(yōu)化試驗設(shè)計方法的基本原理及其應(yīng)用。課程的內(nèi)容試驗數(shù)據(jù)的誤差分析方差分析回歸分析優(yōu)選法正交試驗設(shè)計均勻設(shè)計回歸正交試驗配方試驗設(shè)計學(xué)習(xí)方法1.態(tài)度認(rèn)真：筆記、作業(yè)；2.知識準(zhǔn)備：廣覽群書；3.勇于實踐:Eviews軟件，Excel軟件，Origin軟件，SPSS軟件，Minitab軟件；數(shù)據(jù)收集 4.科學(xué)考核：考核體系:建立以能力為核心的、開放式 的全程考核系統(tǒng)?？己吮壤浩綍r（30%）+期末（70%）考試：閉卷考試 成 績 考 核平時考核（30分）期末考試（70分）課堂發(fā)言出缺勤知識速測課后作業(yè)選擇判斷