華東理工大學(xué)多元統(tǒng)計(jì)分析與SPSS應(yīng)用試驗(yàn)

1、華東理工大學(xué) 20132014學(xué)年 第 二 學(xué)期多兀統(tǒng)計(jì)分析與SPSS應(yīng)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告3班級(jí)學(xué)號(hào) 姓名開(kāi)課學(xué)院商學(xué)院任課教師任飛成績(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn) 3正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)3.1正交表的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)熟悉 Orthogonal Design 功能DATAOrthogonal DesignGenerate3.2 熟悉 Univariate 功能熟悉 Univariate功能AnalyzeGeneral Linear ModelUnivariate.實(shí)驗(yàn)要求：3.11. 正交表L9(34)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)2. 試與例4.1比較，是否滿(mǎn)足“均勻分散性”和“綜合可比性”3. 完成一張“五水平正交表”：L25(56)3.2寫(xiě)

2、出正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題SPSS實(shí)現(xiàn)的步驟完成本章習(xí)題1,2,3,4試討論“ Employee data”是否能構(gòu)成一個(gè)類(lèi)似的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題教師評(píng)語(yǔ)：教師簽名：年 月日實(shí)驗(yàn)報(bào)告：3.11、按照順序，Data Orthogo nal 宀 Gen erate,進(jìn)入“ Ge nerate Orthogo nal Desig n ” 對(duì)話(huà)框，在 Factor n ame 框：輸入a,點(diǎn)擊Add添加，同樣的方法輸入 b, c, d,如圖3.1.1所示。選中變量“a”，單擊Define value , 分別在Value列的頭三行輸入1、2、3，單擊Continue鈕，同樣的方法完成因子 b, c, d的輸入。

3、如圖3.1.2選擇“ Replace working data file "，點(diǎn)擊“ OK”即完成正交表的設(shè)計(jì)，如圖3.1.3圖 3.1.110圖 3.1.2Generate Design: Define ValuerValues and Labels for bValue Label圖 3.1.3From 1 toFfllj3bcdstatuscard13002.003001 000123.003.001.002.000232.00too3.002.000342.003,002.00too0452.002.001.003.000561.003,003.003.000671.001.

4、001.001.00073Mtoo2.003.000B91.00zoo2.002.00092、 與例4.1比較，實(shí)驗(yàn)3.1中生存的L9(34)正交表的均勻分散性和綜合可比性都得到了體現(xiàn)：均勻分散性：在 a、b、c、d四列中，1、2、3三個(gè)數(shù)字均在各列出現(xiàn)的次數(shù)相等，每列每個(gè)數(shù)字出現(xiàn)三 次。綜合可比性：任意兩列中，將同一橫行的兩個(gè)數(shù)字看成有序數(shù)對(duì)時(shí)，每種數(shù)對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)相等。如a列與b列數(shù)對(duì)如下：11、12、13、21、22、23、31、32、33,數(shù)對(duì)的組合有序，每個(gè)數(shù)對(duì)都出現(xiàn)一次。3、方法同1，結(jié)果見(jiàn)圖3.1.4圖 3.1.4ab£ |fstatuscard| 1.001.001.0

5、01.001 001.00015.00而3.004 003.003.00024.00J2.003.005.004 001.00032.004W3.002.001 002.00043.004W1 004 004 005.00052.003.00 |5.004 00ZOO1.00061 ooj2.004 004 005.002.00072.002.002.001.003.005.00031 ooj3.002.002.004 003.00095.002.001 002.002.004.000104?0b15.002.004 001 004.000114?0o13.001 003.003.002.00

6、0124.004 00too2.003.000134?0o11 w5.002.005.005.000145.004?002.003.005.001.000152.005.001.005.005.003.000163.001 002.005.002.002.00017tool5.003.003.002.005.000103.005.004 00ZOO3.001 000191.004.005.005.003.004.000203.003.003.001.005.004 000215.005.005.001.004 002 00Q223.002.005.003.001 003 000235.003.

7、004 005.001 006.000242.001 004.003.004 004.000253.21、 寫(xiě)出正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題SPSS實(shí)現(xiàn)的步驟1.1正交試驗(yàn)表設(shè)計(jì)按照順序，Data Orthogo nal 宀 Gen erate,進(jìn)入"Ge nerate Orthogo nal Desig n ” 對(duì)話(huà)框，在 Factor n ame 框：輸入“(因子)”，點(diǎn)擊Add添加，同樣的方法輸入其它待檢驗(yàn)的因子。選中變量“(因子)”，單擊Define value，分別在Value列中輸入因子的不同水平，單擊 continue鈕，同樣的方法完成其它因子選擇“Replace working

8、data file "，點(diǎn)擊“ OK”即完成正交表的設(shè)計(jì)。1.2方差分析An alyze 宀 Gen eral Lin ear Model Uni variate，將檢驗(yàn)值變量選入到“ Depe nden t variable ”框里，檢驗(yàn)因 子選入到“ Fixed factor ”框中，作方差分析。單擊“ Model ”按鈕，彈出“ Univariate mode ”對(duì)話(huà)框，選 擇“ Custom”。在效應(yīng)選項(xiàng)中選擇主效應(yīng)選項(xiàng)“ Main effects”，將因子選入“ Model ”框中，如有交互作 用，將存在交互作用的兩個(gè)因子同時(shí)選中，在效應(yīng)選項(xiàng)中選擇交互效應(yīng)“In terac

9、tion ”。2、 課后思考與練習(xí)1、2、3、42.1簡(jiǎn)述正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟(1) 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模_定評(píng)價(jià)指標(biāo)(2) 挑選因素，考慮是否存在交互作用，確定水平(3) 選正交表，進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)(若存在交互作用，根據(jù)交互作用表確定交互作用所在列位置)(4) 明確實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)果(5) 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，主要是方差分析，確定顯著性因子，得到最優(yōu)水平組合。（6）進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，作進(jìn)一步分析 2.2如何進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)？表頭設(shè)計(jì)即把需要檢驗(yàn)的因子放到正交表相應(yīng)的列上去，注意因子與交互作用不能混雜，即不能同時(shí)放 在一列上，一列只能放一個(gè)因子或交互作用。若存在交互作用，交互作用所占列的位置參見(jiàn)

10、相應(yīng)的交互 作用表。2.3什么叫重復(fù)試驗(yàn)？什么叫重復(fù)取樣？它們之間有什么區(qū)別？重復(fù)試驗(yàn)是指在同一個(gè)試驗(yàn)條件下重復(fù)進(jìn)行m次試驗(yàn)，從而得到 m個(gè)數(shù)據(jù)，這個(gè) m個(gè)數(shù)據(jù)的差異反映了試驗(yàn)誤差的影響。重復(fù)取樣是指在一個(gè)試驗(yàn)做好后，從中取m個(gè)樣品測(cè)定其指標(biāo)。因而這時(shí)m個(gè)數(shù)據(jù)的差異主要是產(chǎn)品不均勻、測(cè)試的誤差，而不是試驗(yàn)誤差。兩者之間實(shí)質(zhì)是不同的，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)式也不同，應(yīng)該分別加以處理。2.4題中將A、B、C放置于第1、3、4列上，正交表取L934，由于三水平的兩因子的交互作用項(xiàng)需占2列，則表明本次試驗(yàn)暫不考慮因子間交互作用。（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)式9 =卩+印+g +牛y2 =卩 + 3 + b2 + c2 + Sy3

11、 =卩+印也“3 + %y4 =卩 +a2 +b2y5 = P+a? +b3y6 = P+a?+奄y?+a3 +b3 +0 +野=» +a3+C3 +%y9 =P+a3+b2 +g +%2J N（0,二）,相互獨(dú)立，i =1,2,9（2）打開(kāi)“鋼鐵強(qiáng)度.sav”文件，如圖3.2.1淬火溫度回火溫旻回火時(shí)間鋼材強(qiáng)團(tuán)1111190.002122200.003_133175.004223165.006231183 00?212212 007332196.006313178.00321187.00數(shù)據(jù)表中正交設(shè)計(jì)已符合題目要求，直接進(jìn)行多因子方差分析An alyze 宀 Gen eral L

12、inear Model Uni variate，將“鋼材強(qiáng)度”選入到“Depe nde ngt variable ”框里，檢驗(yàn)因子“淬火溫度”、“回火溫度”、“回火時(shí)間”選入到“ Fixed factor ”框中，如圖322單擊“ Model ”按 鈕，彈出"Uni variate Mode ”對(duì)話(huà)框，選擇“ Custom ”。在效應(yīng)選項(xiàng)中選擇主效應(yīng)選項(xiàng)“ Main Effects ”， 將因子“淬火溫度”、“回火溫度”、“回火時(shí)間”選入“ Model ”框中。得到結(jié)果如圖 3.2.3圖 3.2.2UnivariateFixed Factorfs):Dependent Variabl

13、e:Random Factor(s)：WLS Weight：圖 3.2.3Tes ts of Betw een- Subje cts E ffect sDependent Variable:鋼材強(qiáng)度SourceType III Sum of SquaresdfMean SquareFSig.Corrected Model1519.333 a6253.2225.712.156Intercept315844.0001315844.0007124.301.000淬火溫度4.66722.333.053.950回火溫度162.667281.3331.835.353回火時(shí)間1352.0002676.000

14、15.248.062Error88.667244.333Total317452.0009Corrected Total1608.0008a. R Squared = .945 (Adjusted R Squared = .779)由上圖分析可知 F檢驗(yàn)0.05<回火時(shí)間Sig.<0.1，回火時(shí)間具有一定的顯著性，淬火溫度，回火溫度無(wú)顯 著差異?；鼗饡r(shí)間選擇 60C，考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，溫度越低，耗能越少，淬火溫度和回火溫度分別選擇840 C, 410C。A A A(3)"優(yōu)二C2A -卩=y , C2 =11 3 - y5尤=II 3=1/3(200+196+212)=20

15、2.67、 總試驗(yàn)次數(shù)置信區(qū)間(優(yōu)一優(yōu) ：)，一 F：.(1, fe)Ve/ ne,Ve二£ /fe,= 1顯著因子自由度之和Se' =88.667 4.667 162.667 二 256.001fe =2 2 2 =6V =42.667ne931 2F0.05 (1,6) =5.99、= 5.99 42.667“3 =9.23A 的置信水平為95%的置信區(qū)間為（193.44,211.90）優(yōu)3、試討論"Employee data”是否能構(gòu)成一個(gè)類(lèi)似的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題由于"Employee data”有不同的因子，每個(gè)因子有不同的水平，可用指標(biāo)"Salary”來(lái)衡量，理論上可以設(shè)計(jì)成成正交試驗(yàn)問(wèn)題， 一般選取3個(gè)因子及以上，這里因子可以選“ gen der”，" educ”，" jobcat "，“ salbegi n”, 其余幾項(xiàng)意義不大。我們不妨簡(jiǎn)單選取3因子2水平，"gender”，水平取0, 1, （0代表男性，1代表女性）“educ”，水平取8, 15