正交试验设计及实践应用.ppt

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1、第五章正交试验设计4有交互作用的正交试验设计1正交表及其用法2多指标的分析方法3混合水平的正交试验设计引言试验设计概述引言试验设计概述试验设计是数理统计学的一个重要分支，是进行科学研究的重要工具。它与生产实践和科学研究紧密结合，在理论上和方法上不断地丰富和发展，广泛应用于各个领域。2引言试验设计概述在科学研究中，为了革新生产工艺，开发新产品，寻求优质、高效、低耗的方法等，经常要进行各种试验。如何合理安排试验，如何对结果进行科学分析，是食品生产、科研工作者经常遇到的现实问题。试验设计的好坏直接影响试验的结果和试验效率，所以试验工作前有必要对试验进行良好设计。3引言

2、试验设计概述试验设计的任务就是以概率论与数理统计知识为理论基础，结合专业知识和实践经验，经济的、科学的、合理地安排试验；有效地控制试验干扰；力求用较少的人力、物力、财力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料；充分利用和科学地分析所获取的试验信息，从而达到能明确回答研究项目所提出的问题和尽快获得最优方案的目的。4引言试验设计概述（1）通过试验设计可以分清各试验因素对试验指标的影响大小顺序，找出主要因素，抓住主要矛盾。（2）通过试验设计可以了解因素与水平指标间的规律性，即每个因素水平改变时，指标是怎样变化的。（3）通过试验设计可以各试验因素之间的相互影响情况，即因素

3、间的交互作用。1）试验设计的作用5引言试验设计概述（4）通过试验设计可以迅速地找出最优生产条件或工艺条件，确定最优方案，并能预估在最优生产条件下或工艺条件下的试验指标值及其波动范围。（5）通过试验设计可以正确估计和有效控制、降低试验误差，从而提高试验精度。（6）通过对试验结果的分析，可以明确进一步试验的研究方向。1）试验设计的作用6引言试验设计概述在试验设计中，根据试验的目的而选定的用来衡量试验结果好坏或处理效应高低的质量指标称为试验指标。由于试验目的不同，选择的试验指标亦不相同。试验指标可分为定量指标和定性指标两类。能用数量表示的指标称为定量指标或数量指标。不

4、能用数量表示的指标称为定性指标。食品的感官指标多为定性指标。2）试验设计的基本概念（1）试验指标（experimentalindex）7引言试验设计概述凡对试验指标可能产生影响的原因或要素都称为因素或因子。常用大写字母A、B、C、…等表示。当试验中考察的因素只有一个时，称为单因素试验；若同时研究两个或两个以上的因素对试验指标的影响时，则称为两因素或多因素试验。2）试验设计的基本概念（2）试验因素（experimentalfactor）8引言试验设计概述试验因素所处的各种状态或数量等级称为因素水平，简称水平。在试验设计中，1个因素选几个水平，就称该因素为几水平因素

5、。2）试验设计的基本概念（3）因素水平（leveloffactor）9引言试验设计概述对试验因素的所有水平组合都进行实施的试验称为全面试验。优点：能够获得全面的试验信息，无一遗漏，各因素及各级交互作用对试验指标的影响剖析的比较清楚，又称全面析因试验（factorialexperiment）。缺点：随着试验因素和水平的增多，试验处理数目会剧增，试验次数急剧增加。2）试验设计的基本概念（4）全面试验（overallexperiment）10引言试验设计概述由全面试验中选取部分有代表性的处理进行试验。2）试验设计的基本概念（5）部分实施（fractionalenfor

6、cement）11引言试验设计概述试验方案（experimentalscheme）是指根据试验目的与要求而拟定的进行比较的一组试验处理的总称。试验方案是整个试验工作的核心部分，因此，须周密考虑，慎重拟定。试验方案按供试因素的多少可区分为单因素试验方案、多因素试验方案。3）试验方案的拟定（1）试验方案12引言试验设计概述在列出因素水平组合（即处理）时，要求每一个因素的每个水平都要搭配一次，这时，水平组合（即处理）数等于各个因素水平数的乘积。根据完全试验方案进行的试验称为全面试验。全面试验既能考察试验因素对试验指标的影响，也能考察因素间的交互作用，并能选出最优水平组

7、合，从而能充分揭示事物的内部规律。3）试验方案的拟定（2）完全方案13引言试验设计概述它是将试验因素的某些水平组合在一起形成少数几个水平组合。这种试验方案的目的在于探讨试验因素中某些水平组合的综合作用，而不在于考察试验因素对试验指标的影响和交互作用。这种在全部水平组合中挑选部分水平组合获得的方案称为不完全方案。根据不完全方案进行的试验称为部分试验。综合性试验、正交试验都属于部分试验。3）试验方案的拟定（3）不完全方案14引言试验设计概述综合性试验是针对起主导作用且相互关系已基本清楚的因素设置的试验，它的水平组合就是一系列经过实践初步证实的优良水平的配套。正交试验

8、是在全部水平组合中选出有