《实验设计与数据处理》

Lecture 9均匀试验设计均匀设计是实现的另一种实验设计方法。可以用较少的实验次数安排多因素、多阶段的原因试验，是测量均匀性时最好的原因分析实验设计方法。可以在考试范围内充分均匀地分布考试点，不仅大大减少了考试点，还可以得到反映考试系统主要特点的考试结果。二、均匀设计工作阶段1、明确测试目标，确定测试指标。-如果检查了多个指标，通常需要综合分析指标。2、选择测试要素。根据专业知识和实际经验选择测试要素，通常选择对测试指标影响很大的因素；3、确定因素水平。-根据测试条件和以前的实践经验，首先确定每个因素的价值范围，然后在该范围内设置适当的级别。4、选择均匀设计表、布局元素级别。-根据元素数、级别数选择适当的均匀设计表输入元素级数据布局；5、明确的测试方案进行测试工作；6、实验结果分析。-建议使用回归分析方法分析实验结果，发现优化的实验条件。根据实验目的和支持条件，直接观察也可以获得最佳实验条件(不再执行数据分析处理)。7、优化条件的实验验证。-用回归分析方法计算的优化实验条件通常需要对优化实验条件进行实际测试验证(可以进一步修改回归模型)。.8、缩小测试范围，进行更准确的测试，找到更好的测试条件，直到达到测试目的。.以下是制药产业的一个例子，说明了均匀实验设计方法。范例1: ferulic acid的制造-阿魏酸是某些药物的主要成分，我们希望在准备过程中提高阿魏酸的产量。-根据测试目的，以测试指标y确定阿魏酸产率。-阿魏酸是某些药物的主要成分，我们希望在准备过程中提高阿魏酸的产量。-根据测试目的，以测试指标y确定阿魏酸产率。-数据审查、分析和研究后，确定影响阿魏酸生产的测试要素水平：原料比率：1.0-3.4吡啶总量：10-28响应时间：0.5-3.5确定每个要素的相应水平7。-整个交叉测试N=73=343次，太多。-建议使用统一设计查看统一设计表。步骤1:列出测试元素级别表.步骤2 :选取适当的均匀设计表-均匀设计表格式如下所示，其含义如下：-每个均匀设计表都包含一个使用表，建议如何选择适当的热放置实验元素以减少“实验偏差”。其中，“偏差”是均匀性的测量，表明较小值的设计具有良好的均匀性。例如，U7 (74)的使用表格如下所示：步骤3 :选定UD-表布局测试，应用设计测试器1 .将x1、x2和x3放置在统一设计表格的第1、2和3列中。-2 .将第一列中的1至7替换为x1的7水平(值)。-3 .对第二列和第三列执行相同的替换。-4 .根据设计的情景进行试验。得到7个结果，放在最后一列。.使用4阶段：回归模型匹配数据-首先考虑线性回归模型：-使用回归分析中的变量过滤方法(例如“反向”等)，建议的模型如下：-这个结果与人们的经验不一致。-尝试使用二次回归模型匹配这些数据。使用“向前”变量选择方法找到了合适的模型。步骤5优化：-查找最佳元素级组合-测试是73=343个综合测试的部分实施。其中，最佳测试点为#7，其值为Y=48.2%。不一定是全球最好的。人们想找到以下形式：其中，获取max的区域为：-x1x 3的回归系数为正，x3的回归系数为正。x1*=3.4。x3 *=2.7575已达到最大值。x1 *=3.4和x3 *=2.7575时，预计响应的最大值为51.85%。大于7个实验点的最佳值48.2%。讨论：-系数x2对响应y贡献不大。x2=19 ml。x1 *=必须在3.4边界内扩展x1的测试限制。需要在x1=3.4和x3=2.7575的附近进行一些其他测试。三、混合水平的均匀设计.测试中的每个成员具有不同的级别数(例如，级别数分别为Q1、qk)。此时应使用适当的混合均匀设计表。每个混合水平表具有以下含义：下表是混合水平均匀设计表：-此统一设计表测试的总数n为12，可分别放置6、4和3级。混合水平均匀设计表-测试数n为12。您可以设计2个6楼层元素和1个4楼层元素。-测试数n为12。您可以设计2个6楼层元素和1个4楼层元素。下一次农业实验中，考试准备工作进行得怎么样？考虑四个因素：平均肥料x，12个水平(70，74，78，82，86，90，94，98，102，106，110，114)；播种前浸泡时间t分为6个级别(1，2，3，4，5，6)。土壤类型b、4种B1、B2、B3和B4；种子品种a，A1 3个，A2，a3；-对特定作物产量的影响。可以看出，前两个是数量因素，后两个是质量因素。混合元素混合级的均匀设计-一般来说，测试既有数量连续变化因素，也有质量状态变化因素。-假设有k个定量因子x1.xk；-k参数是水平Q1，可以变成具有qk的k连续变量。-另一个t系数G1，gt，这个t分别是D1、具有dt的状态。混合要素混合层表具有以下显示和含义：12次实验。您可以部署具有两个级别数为12、6的定量元素、一个合计为5的级别为4、两个级别为3和2的定性元素的设计。选择混合均匀设计表排列这个试验。单列阵列将平均肥料量x分为12个水平。第2列按6个阶段排列种子播种前浸泡时间t。第3列将土壤类型b排列为4个B1、B2、B3、B4。第四栏将种子品种a分类为3个A1，A2，A3。测试准备和结果：注：引入了5个“伪变量”进行分析。令牌和值包括：