ch1-1试验设计原则与要求

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1、试验研究方法主编刘炯天樊民强课程主要讲授内容1.试验设计方法2.误差分析与试验结果的表示3.方差分析1.试验设计方法1.1试验设计原则与要求1.2单因素试验设计**1.3多因素逐项试验设计*1.4析因试验设计*1.5分割试验设计1.6正交试验设计***1.7均匀试验设计*1.9试验设计方法的综合应用2.误差分析与试验结果表示2.1误差与精度2.2有效数字与修约2.3随机误差的数据处理*2.7试验数据和结果的表示方法3.方差分析3.1试验数据分析方法3.2方差分析的基本方法3.3单因素的方差分析3.6正交试验方差

2、分析本课重点掌握内容试验设计方法方差分析建议选用参考书试验设计与数据处理主编李云雁胡传荣化学工业出版社选煤工业数理统计方法及应用主编边炳鑫煤炭工业出版社时间与课时分配总学时40学时讲课22学时实验训练18学时讲课周数5周半考试成绩分配期末考试55%平时成绩10%实验成绩35%总成绩100%1.1试验设计原则与要求1.1.1试验设计的发展概况与应用效果1.1.2试验设计的意义与基本思想1.1.3试验设计常用术语1.1.4试验设计的原则与要求1.1.1试验设计的发展概况与应用效果20世纪20年代，英国统计学家费歇尔

3、（RAFisher）在进行田间试验时发现，环境条件难控制，为减少随机误差，提高试验可靠性，提出对试验方案必须合理安排，提出方差分析，取得了巨大成功。1923年发表试验实例，1935年出版《试验设计》。到目前为止，本学科已经经过了80多年历史。20世纪三四十年代，英美前苏联等国对试验设计进行研究，并推广。第二次世界大战期间，英美前苏联在工业试验中采用试验设计并取得成功。20世纪50年代，日本把试验设计从英美引进，田口玄一将试验设计应用最广的正交设计表格化。运用正交设计，日本电讯研究所研制的“线性弹簧继电器”经过7

4、年努力，制造出比美国先进的产品，成本几美元，但利润几十亿。竞争对手美国西方电器公司几年之后破产。中国20世纪50年代后期，开始研究编制一套适用正交表。1978年数学家方开泰首先提出了均匀设计。1.1.2试验设计的基本思想与意义1.试验设计基本思想2.试验设计可以帮助我们解决问题3.设计出好的试验方案必备条件4.试验设计应注意事项1.1.2试验设计的基本思想与意义1.试验设计基本思想对试验方案做合理安排，使实验数据有合适的数学模型，以减轻随机误差的影响，从而提高试验结论的可靠性。1.1.2试验设计的基本思想与意义

5、2.试验设计可以帮助我们解决问题通过误差分析，可以评判试验数据可靠性。可以减少试验次数，缩短实验周期，节约人力、物力，提高经济效益。通过对试验的设计和结果分析能使我们找出影响指标的主要原因。通过试验设计能尽快地找出较优的生产工艺条件或配方。可以确定试验因素与试验指标之间存在的近似函数关系，能对试验结果进行预测和优化。1.1.2试验设计的基本思想与意义3.设计出好的试验方案必备条件概率论与数理统计知识；宽广的专业知识；丰富的实际经验。1.1.2试验设计的基本思想与意义4.试验设计应注意事项尽量减少试验误差；尽量减

6、少试验次数；便于对试验结果进行统计分析。1.1.3试验设计常用术语1.试验设计2.试点（试验单元）3.试验指标4.试验因素5.因素的水平6.因素的效应7.交互作用8.试验精度1.1.3试验设计常用术语1.试验设计(designofexperiment)2.试点（试验单元）指在一定的试验条件下，所进行的一项完整实验。是以概率论与数理统计为理论基础，经济地科学地制定试验方案，以便对试验数据进行有效地统计分析。3.试验指标用于衡量试验结果好坏的特征值。1.1.3试验设计常用术语一般用大写字母A、B、C等表示。在一项试

7、验中，对试验指标有影响的试验条件（或要考察的试验条件）称为试验因素。4.试验因素因素又分为：定性因素、定量因素。定性因素：因素只能取有限个类别。定量因素：因素的取值可以在某一区间内连续变化。1.1.3试验设计常用术语6.因素的效应试验中因素所处的不同状态或取值。某因素由于水平的改变引起了试验指标的变化，称为该因素的效应。如果该因素水平改变使得指标变化很显著，就称该因素的效应显著，反之，则效应不显著。5.因素的水平1.1.3试验设计常用术语7.交互作用在实验中，因素间联合起来共同对试验指标的影响，这种联合影响称为

8、交互作用。其效应称为“交互效应”。一级交互作用两个因素影响，记为：二级交互作用三个因素影响，记为：等等以此类推交互作用类型分为：1.1.3试验设计常用术语8.试验精度指试验取得的最优点与真正最优点之间的水平差距。但一般真正的最优点是不知道的，因此，只能以试验终了时因素水平取值之间的差距表示。差距越小，试验精度越高。1.1.4试验设计的原则与要求试验设计原则1.随机化原则2.重复原则3.