正交试验结果的统计软件两步分析

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1、正交试验结果的统计软件两步分析【摘要】　　本研究用SAS、SPSS、DPS3种统计软件的两步使用，实现对正交试验结果的完整分析，并对数据输入、输出结果、交互搭配、多项指标、操作难易5方面进行综合评价。【关键词】正交试验；统计软件；两步分析　　　1问题的提出　　用正交表安排试验并进行试验结果分析的统计方法，称为正交设计。极差分析可以完成正交试验结果的统计描述，但是因素的极差大或小到何种程度，方能算主要或次要因素，往往需要主观界定。方差分析可以完成正交试验结果的统计推断，但是计算太复杂太困难，往往让统计学教师及医药科研工作者感到苦恼。　　S

2、AS（StatisticalAnalysisSystem，统计分析系统）和SPSS（StatisticalProductandServiceSolution，统计产品与服务解决方案）是美国著名统计软件，DPS（DataProcessingSystem，数据处理系统）是国内优秀的统计软件。本研究用这3种统计软件对正交试验结果进行两步使用，实现对正交试验结果的完整分析。　　正交试验结果方差分析的条件是：留出空白列或进行重复试验。空白列的平方和及小于空白列的平方和构成第一类误差，重复试验数据构成第二类误差。软件分析的困难，体现在重复试验数据的

3、格式、误差平方和的确定和交互作用的搭配3个地方，其要害是误差平方和的确定。　　为此，任何统计软件均需要使用两次。第一次探索分析，排除空白列，确定平方和小于空白列者及各水平优劣。第二次补充分析，排除平方和小于空白列的变量，确定主要因素及重要交互作用。主要因素取好水平，重要交互作用取好搭配，次要因素按实际问题取水平，得到最优试验方案。统计软件的这种两步使用，可以实现对正交试验结果的完整分析。　　2不同软件的两步分析　　考虑最复杂的混合水平正交设计，因素A为4水平，因素B、C、D为2水平，交互作用A×B、A×C及B×C。在混合表L16(4×2

4、12)安排A、B、C、D于1、2、6、11列，第12、13列空白，2次重复试验结果见表1。　　表1提取麻黄碱正交设计2次重复试验结果（略）　　2.1SAS9.0操作　　第一次调用glm过程作试探分析，确定空白列x1、x2的平方和，编辑程序为：　　dataL1;/*麻黄碱正交设计第一次探索分析*/　　inputABAB1AB2AB3CAC1AC2AC3BCDx1x2;　　doi=1to2;inputy;output;end;　　cards;　　11111111111116175　　11111222222228384　　..........

5、.................　　42112211212218070　　;　　procglm;classABCD;modely=ABA*BCA*CB*CDx1x2;　　meansABA*BCA*CB*CD/snk;run;　　程序运行后，交互作用BC、因素D平方和42.7813、124.0313小于空白列x1、x2平方和相加57.7813+132.0313=189.8125，应当合并到一类误差中。由多重比较，因素C的水平2较好，交互作用A×B的搭配A1B1较好。　　第二次调用glm过程作补充分析，修改程序L1.sas最后语句为：　　

6、procglm;classABCD;modely=ABA*BCA*C;run;　　运行得到的程序L2.sas，Model的F＝7.89、P<0.0001，当前模型有统计学意义。因素C的F＝31.95、P<0.0001，为主要因素。交互作用A×B的F＝10.16、P＝0.0003<0.01，为重要交互作用。　　指标为产率，越大越好。由多重比较的输出结果，因素C取2水平，交互作用A×B取搭配A1B1。根据实际，因素D取D2较好。故最佳试验方案为A1B1C2D2，即用4倍量0.1%的盐酸，浸煮1(h，调pH＝12。　　2.2

7、SPSS13.0操作［1］　　以A、B、AB1、AB2、AB3、C、AC1、AC2、AC3、BC、D、x1、x2为分组变量，y为数据变量，前面13列反复2次输入正交表各列，建立配伍格式数据文件。　　第一次试探分析，选择GeneralLinearModels→Univariate命令，指定y为Dependentvariable变量，A、B、C、D、x1、x2为FixedFactors变量。　　鼠标击Model按钮，指定A、B、A*B、C、A*C、B*C、D、x1、x2为Model变量。　　击Options按钮，指定A、B、A*B、C、A*

8、C、B*C、D为DisplayMeansfor变量→paremaineffects→LSD。　　输出结果，交互作用BC、因素D平方和42.781、124.031小于空白列x1、x2平方和相加189.812，