8.试验设计基础

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1、第八章试验设计基础下一张主页退出上一张1试验设计概述下一张主页退出上一张1.1试验设计的意义和任务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。在食品生产和科学研究中，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

2、行良好设计。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得试验信息，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。1.2试验设计的作用（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

3、化的。（3）通过试验设计可以了解各试验因素之间的相互影响情况，即因素间的交互作用。（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。2试验设计的基本概念在试验设计中，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

4、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。单指标试验和多指标试验2.1试验设计常用术语（1）试验指标（experimentalindex）试验中，凡对试验指标可能产生影响的原因或要素，都称为因素，因子。试验中所研究的影响试验指标的因素叫试验因素。试验因素常用大写字母A、B、C、…等表示。把除试验因素以外的其它所有对试验指标有影响的因素统称为条件因素，又称试验条件（expermentalconditions）

5、。如研究研究增稠剂用量、pH值和杀菌温度对豆奶稳定性的影响时，增稠剂用量、pH值和杀菌温度即为试验因素。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。下一张主页退出上一张（2）试验因素（experimentalfactor）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。如微生物的培养温度A（℃）设计30，40，50三个级别，培养温度为3水平因素；培养时间B（m

6、in）设置20，40，60，80四个水平，培养时间为4水平因素。如比较3个品种奶牛产奶量的高低，这3个品种就是奶牛品种这个试验因素的3个水平。表示方式？下一张主页退出上一张（3）因素水平（leveloffactor）事先设计好的实施在试验单元上的具体措施叫试验处理，简称处理。单因素试验时，试验因素的一个水平就是1个处理。多因素试验中，由于因素和水平较多，可以形成若干个水平组合（处理），每个水平组合就是1个处理。处理的多少等于参试各因素水平的乘积。如3因素3水平试验共有3×3×3=27个处理。下一张主页

7、退出上一张（4）试验处理（treatment）在试验中接受不同试验处理的试验载体叫试验单位。在畜禽、水产试验中，一只家禽、一头家畜、一只小白鼠、一尾鱼，即一个动物；或几只家禽、几头家畜、几只小白鼠、几尾鱼，即一组动物都可作为试验单位。1个苹果、1听罐头、几袋面粉等。试验单位往往也是观测数据的单位。下一张主页退出上一张（5）试验单位（元）（experimentalunit）在试验中，将一个处理实施在两个或两个以上的试验单位上，称为重复；处理实施的试验单位数称为处理的重复数。（6）重复（repetitio

8、n）（7）全面试验（overallexperiment）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。（8）部分实施（fractionalenforcement）由全面试验中选取部分有代表性的处理进行试验**试验计划与方案1.试