chap33均勻設(shè)計試驗20121122.ppt

Chap33 均勻設(shè)計試驗 P303310 3hr 均勻設(shè)計(uniform design)： 由中國數(shù)學(xué)家方開泰和王元于1978年首次提出的多因素多水平設(shè)計。最初應(yīng)用于我國導(dǎo)彈設(shè)計，推廣應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、生物、紡織、電子、軍事工程等諸多領(lǐng)域中。,m因素k水平設(shè)計 析因設(shè)計（交叉組）：全面試驗、工作量大。N=km 正交設(shè)計Ln(km)：部分實施、整齊可比。 N=（k-1)m+1 N=rk2 均勻設(shè)計 ：部分實施、均勻分散。N=q 均勻設(shè)計：水平數(shù)q相同。 混合水平均勻設(shè)計： q不同。,L9(34)：9個試驗點的分布。 9個試驗點均衡地分布于整個立方體內(nèi) ，有很強(qiáng)的代表性 ， 能 夠比較全面地反映選優(yōu)區(qū)內(nèi)的基本情況。,日本著名的統(tǒng)計學(xué)家田口玄一將正交試驗選擇的水平組合列成表格，稱為正交表。,1 概述 一、基本思路與特點 基本思路：試驗點充分均勻分散、舍棄整齊可比以減少試驗次數(shù)。 1.試驗點分布均勻分散。 2.各因素每個水平只試驗1次。 3.試驗方案數(shù)等于水平數(shù)。 4.試驗結(jié)果采用多元回歸分析。,ABCD4因素10水平： m4k10 析因：N=km1000次 正交：m11：空白、A、B、C、D、AB、AC、AD、BC、BD、CD。 N=（k-1)m+1(10-1)11+1=100, N=rk2=r102=r100 均勻：N=q=10 二、應(yīng)用范圍 1.多因素且水平數(shù)5。 2.被試因素與混雜因素易于控制：小動物多因素多水平，不適于臨床療效研究。,2 工具表,一、均勻設(shè)計表,二、使用表 每個均勻設(shè)計表都附有使用表，指示我們?nèi)绾螐脑O(shè)計表中選用適當(dāng)?shù)牧?，以及由這些列所組成的試驗方案的偏差。偏差度D小表示均勻性好。 由于列間的相關(guān)性，最多安排的因素數(shù)為,3因素7水平設(shè)計,帶的設(shè)計偏差小均勻性好。,3因素9水平較7水平設(shè)計的偏差小均勻性好。,3 設(shè)計步驟,一、基本步驟 1.精選考察因素：影響結(jié)果、水平未定。 2.確定因素水平：預(yù)試、文獻(xiàn)、經(jīng)驗、可行、等距。 3.選定均勻設(shè)計表：偏差度D小。 4.確定試驗方案：因素與水平按設(shè)計表和使用表入座。 二、注意事項 1.確保試驗條件可比。 2.因素與水平數(shù)合理：最佳組合驗證試驗。 水平數(shù)2倍因素數(shù)，才能使結(jié)果正確進(jìn)行回歸分析。 3.適當(dāng)重復(fù)：重現(xiàn)性可靠性。,應(yīng)用舉例,在阿魏酸的合成工藝考察中，為了提高產(chǎn)量，選取了原料配比(A)、吡啶量(B)和反應(yīng)時間(C)3個因素，它們各取了7個水平如下： 原料配比（A）：1.0，1.4，1.8，2.2，2.6，3.0，3.4 吡啶量（B）(ml)：10，13，16，19，22，25，28 反應(yīng)時間（C）(h)：0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 7個水平，需要安排7次試驗，根據(jù)因素和水平，我們可以選用U7*(74)完成該試驗（P305-3）。,制備阿魏酸的試驗方案U7 *(74)和結(jié)果 P308表33-3誤用不帶*的表！,原料配比（A）：1.0，1.4，1.8，2.2，2.6，3.0，3.4 吡啶量（B）(ml)：10，13，16，19，22，25，28 反應(yīng)時間（C）(h)：0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5,4 資料分析,原則：無交互作用線性回歸。 有交互作用二次回歸。 程序：確定回歸方程確定優(yōu)化條件進(jìn)行驗證試驗。 一、線性回歸分析：P307 表33-2 【SPSS操作】L33-1 Analyze Regression（回歸）Linear（線性回歸），Y進(jìn)Dependent、X1、X2、X3進(jìn)IndependentOK,制備阿魏酸的試驗方案U7 *(74)和結(jié)果,二、二次回歸分析：P308 表33-3,原料配比（A）：1.0，1.4，1.8，2.2，2.6，3.0，3.4 吡啶量（B）(ml)：10，13，16，19，22，25，28 反應(yīng)時間（C）(h)：0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5,【SPSS操作】L33-2先計算一級交互作用項：Transform Compute，輸x11，計算x1* x1 OK； Transform Compute，輸x12，計算x1* x2 OK；余類推。 Analyze Regression（回歸）Linear（線性回歸），Y進(jìn)Dependent、全部X進(jìn)Independent Statistic，Confidence intervals、Collinearity diagnostics、Casewise diagnostics， Continue OK,回歸無統(tǒng)計學(xué)意義，各X不進(jìn)方程，說明也不存在二次回歸。 應(yīng)在各邊界值附近布點擴(kuò)大試驗最佳組合驗證試驗。,5 混合水平均勻設(shè)計,一、設(shè)計表 1.兩因素： 2.三因素：,二、設(shè)計步驟與分析 1.精選23因素。 2.確定各因素水平數(shù)。 3.選擇設(shè)計表：D最小回歸分析。,思考題 1均勻設(shè)計試驗的突出優(yōu)點是全面試驗、整齊可比、均勻分散、試驗數(shù)少。（） 均勻設(shè)計試驗的突出優(yōu)點是部分試驗、均勻分散、試驗數(shù)少。 2均勻設(shè)計試驗的方案數(shù)等于因素數(shù)。（） 均勻設(shè)計試驗的方案數(shù)等于水平數(shù)。 3均勻設(shè)計表U的右上角有*的設(shè)計表較無*的設(shè)計表偏差度大、均勻性好、可安排的試驗因素數(shù)多。（） 均勻設(shè)計表U的右上角有*的設(shè)計表較無*的設(shè)計表偏差度小、均勻性好、可安排的試驗因素數(shù)少。 4均勻設(shè)計試驗忽略混雜因素的影響，因此應(yīng)切實保證試驗條件的可比性。（）,5簡述均勻設(shè)計的基本步驟與資料分析程序（5分）。 6在阿魏酸的合成工藝考察中，為了提高產(chǎn)量，選取了如下因素及其水平，如果采取均勻設(shè)計試驗，最理想的設(shè)計表是什么？請根據(jù)其設(shè)計表和使用表確定試驗方案（5分）。 原料配比（A）：1.0，1.4，1.8，2.2，2.6，3.0，3.4 吡啶量（B）(ml)：10，13，16，19，22，25，28 反應(yīng)時間（C）(h)：0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 7簡述均勻設(shè)計的基本思路與主要特點（5分）。,8在中藥白術(shù)的提煉工藝中，為了提高白術(shù)的出膏率，選取了如下因素及其水平，為減少試驗次數(shù)，最理想的設(shè)計方案是什么？請根據(jù)其設(shè)計表和使用表確定試驗方案，根據(jù)SPSS對研究結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析的輸出表格，估計本資料所給的因素及其水平范圍的最優(yōu)試驗方案（10分）。 X1乙醇濃度（%）： 10，30，50，70，90 X2浸泡時間（h）： 12，15，18， 21，24 X3乙醇用量（ml）： 400，450，500，550，600,9在合成甲硝唑的工藝中，為了提高收率，選取了如下因素及其水平，采用擬水平法將所取3個水平均重復(fù)使用3次構(gòu)成3因素9水平。為減少試驗次數(shù)，最理想的設(shè)計方案是什么？請根據(jù)其設(shè)計表和使用表確定試驗方案，根據(jù)SPSS對研究結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析的輸出表格，估計本資料所給的因素及其水平范圍的最優(yōu)試驗方案（15分）。 X1發(fā)煙硫酸SO3（%）：5，5，5，10，10，10，15，15，15 X2反應(yīng)溫度（）： 5，5，5，10，10，10，15，15，15 X3配料比（nB/nA）：2.0，2.0，2.0，2.5，2.5，2.5，3.0，3.0，3.0,委員批科研基金項目公關(guān)“逼良為娼“:年輕人學(xué)壞 來源：人民網(wǎng) 2011年03月13日08:3 清華大學(xué)教授、全國政協(xié)委員邢新會：“如果評審都沒有自律性，評審就沒有意義了，都是游戲?！毙闲聲瘑T說。有時剛剛得知自己是某個項目的評審專家，各種各樣的“溝通電話”就隨之而來。甚至，他還沒有接到正式通知，有的項目申請人就給他打來了電話。 “只要是有評審性質(zhì)的項目，公關(guān)都很厲害?！?因為評審專家名單是保密的，為了搞到這份名單，不少學(xué)校都要動用大量的人力物力。為了拿下一個博士點，學(xué)校給的經(jīng)費是100萬元。 南京大學(xué)教授高抒：每年一到評審季節(jié)，有很多人來送錢、送物。 邵國培委員建議，大幅減少科技獎勵種類和數(shù)量，取消二等和三等獎，取消大部分政府獎和部門獎。 全國政協(xié)委員、海軍信息化專家咨詢委員會主任尹卓交了一份提案：廢止國家科技進(jìn)步獎！各級科技進(jìn)步獎已經(jīng)“太多、太濫”了。現(xiàn)在有一種“逼良為娼”的功利主義傾向，很多年輕人來了一兩天就學(xué)“壞”了，滿腦子都是干“快”活兒，甚至不惜造假，這才是最危險的。,煙草研究院副院長任工程院院士 被稱科學(xué)界恥辱 京華時報2011-12-09 中國煙草總公司鄭州煙草研究院副院長謝劍平： 1959年出生于江蘇常州，23歲畢業(yè)于南京師范大學(xué)化學(xué)系，工程院環(huán)境與輕紡工程學(xué)部院士。當(dāng)選院士前，謝劍平已三度獲國家科技進(jìn)步二等獎，早在19年前，他已成為“煙草系統(tǒng)有突出貢獻(xiàn)專家”，享受國務(wù)院政府特殊津貼。該院名譽院長、92歲的朱尊權(quán)院士，此前我國煙草行業(yè)唯一院士，也是謝劍平的導(dǎo)師。 謝劍平的主攻方向是卷煙“減害降焦”研究，探索有中國特色的卷煙“減害降焦”法，并引入中草藥，選擇性降低煙氣有害成分，研制開發(fā)“神農(nóng)萃取液”。 國家控?zé)熮k主任楊功煥：卷煙減害是“偽命題”，不僅不可能實現(xiàn)，還誤導(dǎo)公眾，變相推銷。方舟子：“降焦本來就夠騙人的了，這中草藥減害就更害人了”。 世界衛(wèi)生組織煙草控制框架公約：“煙草制品使用低焦油等詞語屬于虛假、誤導(dǎo)、欺騙。吸極低焦油、低焦油卷煙患肺癌