SPSS用于正交试验优化设计及其方差分析

1、SPSS!于正交试验优化设计及其方差分析试验优化设计，指在最优化思想的指导下，进行最优设计的一种优化方法，从不同的优良性出发， 合理设计试验方案，有效控制试验干扰，科学处理试验数据，全面进行优化分析，直接实现优化目标。正交试验设计是试验优化的常用技术，在农业试验、工业优化、商业优化等方面应用已久。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 最优方案或最正确生产工艺条件，并可以得到比试验结果本身给出的还要多的有关各因素的信息。SPSSSPSS 软件不仅具有包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等在内的根本统计功能，用它处理正交试验设计中

2、的数据程序简单，分析结果明了。【实施正交试验设计的步骤】1 1、明确试验目的，确定考核指标明确通过正交试验想要解决什么问题，确定用来衡量试验效果的评价指标，并详细描述出评定该指 标的原那么标准、测定指标的方法重要信息。2 2、挑因素，选水平有依据的选择引起指标变化的影响因素，因素在试验中的各种状态称为因素的水平。尽量选择适用 于人为控制的和调节的影响因素，最后列出因素水平表。3 3、选择适宜的正交表在能够安排下试验因素和交互作用前提下，尽可能选用较小的正交表，以减少试验次数和本钱的消 耗。4 4、进行表头设计表头设计即将试验因素安排到所选正交表的各列中去的过程。正交表中的任意一列的位置是一样

3、的，可以任意变换，因此不考虑交互作用的情况下可直接将所有因素安排在任意一列；如果考虑交互作 用，那么必须按照交互作用列表的规定进行配列；为防止混杂，那些主要因素重点考察的因素涉及交互作 用较多的因素，应优先安排；特别注意，尽可能安排空列，用于反映试验误差，并以此作为衡量试验因 素产生的效应是否可靠的标志。5 5、排出试验方案表头设计完成后，将所选正交表中各列的不同数字换成对应因素的相应水平，形成试验方案。试验 方案中的试验号并不意味着实际进行试验的顺序，一般需同时进行，假设条件不允许，为排除外界环境干 扰，应使试验序号随机化。6 6、开始试验，收取结果按照随机化的试验顺序进行试验，记录结果必备

4、分析。7 7、试验结果的统计分析正交设计的结果分析有两种，一种是极差分析法直观分析法，只考虑因素间的影响，不考虑试 验误差。另一种是方差分析法，是一种精细化分析方法，可采用 spssspss 完成。SPSSSPSS 正交试验设计案例】我们用正交试验的方法，对从中草药虎杖中提取白藜产醇甘的工艺进行优化而且(1)(1)明确目的，确定指标：这是工艺优化的案例，目的在于通过试验，寻求优选白藜产醇甘的最 佳提取条件，白藜产醇甘提取的效果指标为白藜产醇甘含量。(2)(2)挑因素，选水平：根据专业知识及参考文献知识，以及正交试验的特点，选定影响水提取法 的 3 3 个因素，加水量、煎煮时间、煎煮次数，每个因

5、素3 3 个水平，列出因素水平表如下：因素水平表ABC加水量煎煮时间煎煮次数1811210L5231223(3)(3)选择正交表：此为 3 3 水平试验，并不考虑交互作用，有 3 3 个因素需要占据 3 3 歹 I I，预留一个空 列作为误差的话，标准正交表 L934L934 是最适宜的选择。(4)(4)表头设计：不考虑交互作用，因素可占据任意列。(5)(5)排出试验方案：方案及试验结果如下表，第六步省略。19(34)正交试验方案及结果实验号加水量煎煮时间煎煮次数空列含量_1111172122223.53133331.74212313. 55223126. 96231213. 47313233

6、.683213249332128,1(7)(7)试验结果的方差分析：为考察试验的误差及精细效果，我们直接采用SPSSSPSS 方差分析来对此试验进行结果分析。A A：方差分析的步骤分析一一般线性模型 f 单变量因变量：含量规定变量;加水量、煎煮时间、煎煮次数模型设定二主效应，选择加水量.煎煮时间、煎煮次数 绘制：加水童.煎煮时间、煎煮次数作为水平轴 多重比拟：选用邓肯氏确定B:B:不考虑交互作用，只考察各因素的主效应C:C:方差分析结果解读主体间效应的检验源IIIIII型平方和A均方F FSigSig校正模型502. B93-5 59797 14914931.46231.462.031.031

7、截距4642.4642.1511511 14B42.1514B42.1511503.1503.395395,001,001加水里174.929174.9292 2BT.414BT.4142S.3102S.310,034,034前看时间64,64, 4624622 232,23132,23110.43810.438,087,087前煮次数343.602343.6022 2171,801171,80155.55. 639639,016,016误差5U7&23.08&总计5231.2205231.220g g校正的总计539.069539.0698 8a.R R方二.990.990调

8、整R R方:.963.963由方差分析可知，影响因素中加水量和煎煮次数两个对提取白藜产醇昔具有显著的影响，而煎煮时 问这个因素对其的影响较小。3 3 个因素的主次关系是：煎煮次数 加水量煎煮时间。D:D:影响因素的哪个水平最好？可以通过绘制出的图直观的看出，也可以通过邓肯氏检验来解答， 这里我们仅列出直观图。3530 -/T25 -/_20/15 -10 IIIJI IIII IliI II II II I煎煮次数煎煮次数加水量加水量前煮时间前煮时间通过上图，我们可以非常直观的看出，从三个因素中选择最好的水平，得到最正确组合为A3B2cA3B2c3,3,即加水量 12,12,煎煮时间 1.51.5 小时，煎煮次数 3