优化试验设计与数据分析

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1、试验设计方法课程综述新产品、新工艺、新材料、新品种及其他科研成果产生流程多次反复试验试验数据分析规律研究提高产量提高产品性能降低成本能耗科研成果产生流程shíyàn实验已知某个结论去验证已知方法的操作验证性实验和试验shìyàn试验未知某个结论去探索未知方法的探索探索性科研工作的必要手段——试验1980s美国引进田口方法1920s193519491980s1935“DesignofExperiments”试验设计成为应用技术科学1930~40s英、美、苏用于工业1940s末美国Deming传播SED至日本1949日本GenichiTaguechi(田口玄一)以SED为基础建

2、立“正交试验设计”法1952应用L27(313)于日本东海电报公司1952~1962应用100万项，1/3成效明显1955~1970日本借此推行全面质量管理1920sFisher用于田间试验StatisticalExperimentDesign1920sTippett将SED用于棉纺1924~2012试验设计方法起源197819701948范福仁《田间试验之统计与分析》1970.4华罗庚推广优选法、统筹法1978优选法用于五粮液获成功方开泰、王元创建均匀设计法华罗庚1910~1985方开泰1940~王元1930~我国试验设计方法发展试验设计方法是一项通用技术，是当代科技和工

3、程技术人员必须掌握的技术方法。试验设计方法是自然科学研究方法论领域中的一个成熟分支学科。让本科生掌握试验设计的基本原理，近代最常用的正交试验设计方法的原理及其应用方法，可以用在以后研究过程中。课程性质与任务试验设计方法是国内外许多重点大学化学、化工、电子、机械、材料包括管理等类专业的专业技术基础课程。试验设计的目的是使要我们用科学的方法去安排试验，懂得如何处理得到的试验结果，以最少的人力和物力消耗，在最短的时间内取得更多、更好的生产和科研成果的技术方法。课程性质与任务（1）试验：首先要明确试验的目的和要求；其次是合理选择试验考察的指标和影响因素（即因子）；最后确定试验中影响

4、因素的具体条件（即因子的水平）。（2）设计：根据因子及因子的水平，确定试验方案；决定试验的顺序，试验的方法，测量的点数以及重复的次数等。试验设计一般分三个阶段：（3）分析：对试验所得到的数据进行整理，制成易于计算的表格，建立假设，计算分析用的各种统计量；确定显著性水平进行检验，得出结论。概率论与数理统计什么叫做优化试验设计方法？把数学上优化理论、技术应用于试验设计中，科学的安排试验、处理试验结果的方法。采用科学的方法去安排试验，处理试验结果，以最少的人力和物力消费，在最短的时间内取得更多、更好的生产和科研成果的最有效的技术方法。数理统计现有数据的分析什么叫做优化试验设计方法

5、优化试验设计在科学研究中的地位与意义：1.试验设计方法是一项通用技术，是当代科技和工程技术人员必须掌握的技术方法。2.科学地安排实验，以最少的人力和物力消费，在最短的时间内取得更多、更好的生产和科研成果。简称为：多、快、好、省。试验设计试验实施数据整理数据分析试验研究如何进行科学合理的试验设计优良的试验方案遵循试验设计基本原则，控制试验误差简单计算获取有价值试验规律试验研究结果可推广和重复如何进行科学合理的试验设计试验设计的意义应用数理统计学的基本知识，讨论如何合理地安排试验、取得数据，然后进行综合科学分析，从而尽快获得最优组合方案。在工程学领域是改进制造过程性能的非常重要

6、的手段。在开发新工序中亦有着广泛的应用。在开发的早期应用试验设计方法能得出以下成果1.提高产量；2.减少变异性，与额定值或目标值更为一致；3.减少开发时间；4.减少总成本；试验设计效果BECDA因素对指标影响规律因素对指标影响大小因素间是否相互影响优选最佳条件，估计指标值估计和控制试验误差试验设计方法可以解决以上5个问题试验设计解决的问题问题1：有12个外表一致的小球，其中11个的质量都是10克，另一个要重一些(但仅凭手感无法分辨)，给定一个没有砝码的天平，请你设计一个试验方案，把这个重一点的小球挑出来。什么是试验设计？方案一：先把两个球放到天平两边的盘中，如果不平衡，则较

7、重一边的小球就是要找的；如果平衡，就把其中一个球(哪个都行)作为标准，用它称量其它球，与它不同的就是我们要找的。这种方法在最糟糕的情况下，可能需要10次称量才能完成任务。把12个球平均分成六组，把同组的两个球分放在天平两边，如果不平衡，则较重一边的小球就是要找的。这种方法在最糟糕的情况下，需要称量6次。方案二：方案三：12个球平均分成3组(每组4个)，先把其中两组分别放到天平两边。如果平衡，则重一点的球一定在剩余一组中；如果不平衡，那么较重一边的四个球当中就一定有我们要找的那个球。可见，只称量一次，就排除了8个球。