利用SPSS进行方差分析以及正交试验设计

1、实验设计与分析课程论文题 目利用SPSS软件讲行方差分析和正交试验设计学院专业年级学号姓名2012年 6月29日一、spssW介SPSS是世界上最早的统计分析软件，1984年SPSS总部首先推出了世界上第一个统计分 析软件微机版本 SPSS/PC可开创了 SPSS微机系列产品的开发方向，极大地扩充了它的应用 范围，并使其能很快地应用于自然科学、技术科学、社会科学的各个领域，世界上许多有 影响的报刊杂志纷纷就 SPSS的自动统计绘图、数据的深入分析、使用方便、功能齐全等方 面给予了高度的评价与称赞。SPSS勺基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等等。SPSS统计分析过程包括描述性统

2、计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、 聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析、多重响应等几大类，每类中又分好几 个统计过程，比如回归分析中又分线性回归分析、曲线估计、Logistic 回归、Probit回归、加权估计、两阶段最小二乘法、非线性回归等多个统计过程，而且每个过程中又允许用户选 择不同的方法及参数。SPSS也有专门的绘图系统，可以根据数据绘制各种图形。SPSS的分析结果清晰、直观、易学易用，而且可以直接读取EXCEL及DBF数据文件，现已推广到多种各种操作系统的计算机上，它和SAS BMD所称为国际上最有影响的三大统计软件。SPSS俞出结果虽然漂亮，但不

3、能为WORD?常用文字处理软件直接打开，只能采用拷贝、粘贴的方式加以交互。这可以说是SPSSa件的缺陷。二、方差分析例如 某高原研究组将籍贯相同、年龄相同、身高体重接近的30名新战士随机分为三组，甲组为对照组，按常规训练，乙组为锻炼组，每天除常规训练外，接受中速长跑与健身 操锻炼，丙组为药物组，除常规训练外，服用抗疲劳药物，一月后测定第一秒用力肺活量 （L）, 结果见表。试比较三组第一秒用力肺活量有无差别。对照组为组一，锻炼组为组二，药物组 为组三。表 1三组战士的第一秒用力肺活量（L）对照组锻炼组药物组合计3.253.663.443.323.643.623.293.483.483.343.6

4、43.363.163.483.523.643.203.603.603.623.323.283.563.443.523.443.163.263.823.28第一步：打开sPssa件翊期戏牌1 - BM SPSS StJitirtiCT. g里殷第二步：由数据视图切换为变量视图修改变量名称名称类型宽度小数1肺活量数值(N)82|_2分组=数值(N)82|第三步：输入数据31 .分组肺活量分组13 251.0023.321.00_33.29tooL_了 3 341,0053.16too63 64too73 60100| B |边1.00g3 521.00103.261.003 662.001?3 8

5、4? nn第四步：点击“分析”一一比较均值单因素 AVOVA,如下所示:L土土“.工I超晕因素方差分析 一对比(凹二I沔两临凹 _，-J1 迭项(g)“.Bootstrap(S/. j确定)粘贴(£) | 重彖E) J,取一 I留助第五步：点击两两比较进行设置(选择“ LSE5，选择“S-N-K”，点击继续)r点击选项(选 择“描述性”，选择“方差同质性检验”，点击继续)确定。得到结果如下：描述肺活量N均值标准差标准误均值的95%置信区间极小值极大值下限上限1.00103.3660.16215.051283.25003.48203.163.642.00103.5540.16681.0

6、52753.43473.67333.203.823.00103.4220.14436.045653.31873.52533.163.62总数303.4473.17231.031463.38303.51173.163.82方差齐性检验肺活量多重比较因变量：肺煽Vene统计量df1df2显著性分组.109(J)分组A均值差(I-J)2NOVA准误显著性2795%置信区间.897下限上限国量组间组内总数1.00平I2.00*-.18800.07069.013-.3330-.0430亍和3.00df -.05600均方.07069""F .435-.2010显著性.08902.00

7、.1861.002*.18800.07069093.0133.729.0430.03/ .3330.j 1 j3.00.861.13200 29.07069.073-.0130.27703.001.00.05600.07069.435-.0890.20102.00-.13200.07069.073-.2770.0130*.均值差的显著性水平为0.05。肺活量分组Nalpha = 0.05 的子集12Student-Newman-Keulsa1.00103.36603.00103.42203.42202.00103.5540显著性.435.073将显示同类子集中的组均值。a.将使用调和均值样本大

8、小=10.0000由图表可知：组一和组二之间显著性为0.013,小于0.05,所以组一和组二之间存在显著差异，因为组一和组三之间显著性为0.435,大于0.05,所以组一和组三之间没有显著差异。三、正交试验设计正交试验设计也称正交设计 （orthogonal design） ,是用来科学设计多因素试验的一种 方法。其利用一套规格化的正交表 （orthogonal table）安排试验，得到的试验结果再用数理 统计方法进行处理，使之得出科学结论。主要优点是能在多试验条件中选出代表性强的少数 试验方案，通过对这些少数试验方案结果的分析，从中找出最优方案或最佳生产工艺条件， 并可以得到比试验结果本身

9、给出的还要多的有关各因素的信息。例如：某食品厂生产口香糖， 检验口香糖的质量好坏需要分析：1.拉伸率（越大越好）；2.变形（越小越好）；3.耐弯曲次数（越多越好）这三种指标，要求对这三种指标都取得较 好的水平，先要进行口香糖配方的实验分析，因素水平表如下：水平,、寸*.曰曰因素 场网.曰二A胶剂添加量B匍饲糖浆添加量 C糖粉添加量D溥何添加量11917580.822018590.93211960142220611.1第一步：打开SPSS软件变量视图（对各变量进行命名）p 称 类型宽度小散标釜值1刨立剂添加量数值（N）82无2浦萄摭浆数值例）82无3C糖粉添加量数值（N）82无4|D薄荷添加量数

10、值仰）82无第二步：输入数据 r数据r正交设计r生成确定r生成正交表，如下:倾（|渤口量满E搪荥莎加堂颁粉添抽置皿荷；寂0量STAIUS_1.001.001.001.00013.003.001 003 00024.004.0。1.004.00032 002 001 002.00042 004.003.0C1.00054.003.002.001.0006J0D2 004 001 00071.004.004.003.00084 001 004 002 00091.003.003.002.000102.003.004.004.000112.001.002.0C3.000123.001.003.004

11、.000133.004 002 002 000144.002.003.003.000151 002 002 004 00016得某口香糖配方试验结果L16（45 ）,如下:悝£豺口量E葡蜀糖禁漆帅呈C揩龄襟加皇拉伸率变形酣弯曲1.001.001 001.G0W0040.GO50.001002.002 002.00490.0046.0G39.001 003。3 003 0051&0045 Q044 001.004 004.004 00505.0046.QQ47.002.001.0Q2 .no3 0049240032.002QS项1 004 004B5 0045 W2：5 002

12、.003.004.001.00 499.0049.0017.002.004.003.002.004SO.OO45.0020.003.Q01 0Q3 004QG5&& 0049叩36 003伽2 004血300地004&.0Q27.003.003.0Q1 002.00511 0042.&027.003.Q54 002 001.0051&0045 00部004.001 004 no2 0049.0027.004.002.003.DO1.00486.0049.0023.004 003 0Q2 004 00495 0049.0023 004 M4 001.加3

13、00J7&.00妃.如23.0'0第二步：点击“分析” r “一般线性模型” r “单变量” r选择因变量和固定因子，如下:4变形耐穹曲园变量但)：固定070：/湖剧添加最模型四.对比凹;.细蛀对碰萄糖浆添加星巴4 Uffi必;关布门目保存圈.曝机园子&:迭顼0.Bootstrap； B).I渣皇©.戏LS校重，用确定神丝修置员|顶s 电;点击“模型”弹出“单变量：模型窗口”r点击“设定”，将“因子与协变量”加入“模型” 中，构建项类型选择“主效应”，如下:¥爽呈：控型S3I."1 B 井隔加最l.'l1 &H蜀糖聚流力皿!

14、,'' f粉潘刘141,"'E?而漆加里辞谤项一卖型凹主滋成z?剂流加卓U卸萄席浆潇加信C3H粉漆加迁D?奇滞加量平方fliC i秃型hi -/在枳型中包含割睡。魅兼成消:南吸点击“继续”返回“单变量”窗口，点击“选项”进入“单变量：选项”窗口，将“因子与 因子交互”框内的 A、B、C、D转入“显示均值”框内，选择“描述统计” ，如下:估计边际均值园子与因子交互巳显示均值也：（OVERALL）Afe剂溢加量 日葡萄糖浆添加量E嗾剂添加量日葡品糖桨添加量C柄粉添加量C糖粉添加量D薄尚添加量D尊荷添加量-比较主效应。 置信区间调节四XLSD无）-输出-.y描述统计

15、但）i方差齐性粮验也）幼做估计匡）分部-水平囹（巳_.秋验效能呵）_i残差圈®萎数估计（I）1缺乏拟合优度脸建（L）对比床数矩阵虫） 一艘估计函教（官显箸性水平（7）. <05置悟区间冷95.0%!第续取；面帮助i点击“继续”回到“单变量”窗口 点击“确定”，结果如下:主体间效应的检验因变量：拉伸率源III型平方和df均方FSig.校正模型9582.750a12798.5634.094.136截距4136139.06314136139.06321204.173.000A胶剂添加量4403.68831467.8967.525.066B葡萄糖浆添加量3879.18731293.06

16、26.629.077C糖粉添加量1062.1883354.0631.815.318D薄荷添加量237.687379.229.406.761误差585.1883195.063总计4146307.00016校正的总计10167.93815a. R 方=.942 （调整 R 方=.712）1. A胶剂添加量因变量：拉伸率A胶剂添加量均值标准误差95%置信区间下限上限19513.7506.983491.526535.97420489.0006.983466.776511.22421532.7506.983510.526554.97422498.2506.983476.026520.4742. B葡萄糖浆添加量因变量：拉伸率B葡萄糖浆添加量均值标准误差95%置信区间下限上限17534.5006.983512.276556.72418500.5006.983478.276522.72419505.0006.983482.776527.22420493.7506.983471.526515.9743. C糖粉添加量因变量：拉伸率C糖粉添加量均值标准误差95%置信区间下限上限58504.0006.983481.776526.22459498.0006.983475.776520.22460512.2506.983490.026534.47461519.5006.983497.276541.