试验设计与数据处理：绪论

1、试验设计与数据处理绪言Outline引言1基本概念2 试验设计与数据处理的发展概况3Outline 本课程的性质、任务和学习方法5 试验设计与数据处理的意义4参考书目60.1 引言Design of Experiment为什么要进行试验设计？= 让我们先看两个例子例1:这里有27个球， 其中有且只有一个球质量为9克, 其它26个都为10克。给你一架天平，请找出重为9克的那个球。请问，你至少要称几次？例2:这里有9框球(每框100个)， 其中有且只有一框里的球质量全为9克, 其它8框里的球都为10克。给你一架天平，请找出里面的球重为9克的那个框。请问，你至少要称几次？0.2 基本概念1 （优化）

2、试验设计方法把数学上优化理论、技术应用于试验设计中，科学的安排试验、处理试验结果的方法。采用科学的方法去安排试验，处理试验结果，以最少的人力和物力消费，在最短的时间内取得更多、更好的生产和科研成果的最有效的技术方法。 0.2 基本概念2 试验指标在试验设计中，根据试验目的而选定的用来衡量试验效果的特征值。在一项试验中，试验指标是根据试验目的而选定的，不同的试验目的会选用不同的试验指标。 试验指标可分为两类：定量指标（数量）和定性指标（不能用数量）单指标和多指标0.2 基本概念3 试验因素在试验设计中，凡对试验指标可能产生影响的原因或要素，称为因素在一项试验中，根据试验中加以考察研究的因素称为试

3、验因素单因素，双因素，多因素0.2 基本概念4 试验水平在试验设计中，为考察对试验指标的影响情况，要使试验因素处于不同的状态，把试验因素所处的各种状态称为试验水平，简称水平A1,A20.3试验设计与数据处理的发展概况 上世纪30年代，由于农业试验的需要，费歇(R.A.Fisher)在试验设计和统计分析方面做出了一系列先驱工作，从此试验设计成为统计科学的一个分支。 上世纪40年代，在二次世界大战期间，美国军方大量应用试验设计方法。 0.3试验设计与数据处理的发展概况随后，F.Yates,R.C.Bose,O.Kempthome,W.G.Cochran,D.R.Cox和G.E.P.Box对试验设计

4、都作出了杰出的贡献，使该分支在理论上日趋完善，在应用上日趋广泛。50年代，日本统计学家田口玄一将试验设计中应用最广的正交设计表格化，在方法解说方面深入浅出为试验设计的更广泛使用作出了众所周知的贡献。13华罗庚王元0.3试验设计与数据处理的发展概况我国优化试验设计方法 60末期代，华罗庚教授在我国倡导与普及的“优选法”，如黄金分割法、分数法和斐波那契数列法等。 数理统计学者在工业部门中普及 “正交设计”法 。 70年代中期，优选法在全国各行各业取得明显成效。 151978年，七机部由于导弹设计的要求，提出了一个五因素的试验，希望每个因素的水平数要多于10，而试验总数又不超过50，显然优选法和正交

5、设计都不能用，随后，方开泰教授（中国科学院应用数学研究所）和王元院士提出 “均匀设计”法，这一方法在导弹设计中取得了成效。0.4试验设计与数据处理的意义试验设计方法是一项通用技术，是当代科技和工程技术人员必须掌握的技术方法。科学地安排实验，以最少的人力和物力消费，在最短的时间内取得更多、更好的生产和科研成果。简称为：多、快、好、省。可应用于： 提高试验效率、优化产品设计、改进工艺技术、强化质量管理。0.4试验设计与数据处理的意义试验设计在工业生产和工程设计及科学研究中能发挥重要的作用，例如： 提高产量 减少质量的波动，提高产品质量水准 大大缩短新产品试验周期 降低成本 延长产品寿命多用在化工、

6、电子、材料、建工、建材、石油、冶金、机械、交通、电力 例3 某化工厂想提高某化工产品的质量和产量，对工艺中三个主要因素各按三个水平进行试验（见表1）。试验的目的是为提高合格产品的产量，寻求最适宜的操作条件。温度压力Pa加碱量kg1805.02.021006.02.531207.03.0水平因素全面试验方案T1 T2 T3P3 P2 P1m1m2m3简单比较法方案23 T1 T2 T3p3 p2 p1m1m2m3正交试验L9（34）安排表试验号列号1234因素温度压力Pa加碱量kg符号Tpm1234567891（T1）1（T1）1（T1）2（T2）2（T2）2（T2）3（T3）3（T3）3（T3

7、）1（p1）2（p2）3（p3）1（p1）2（p2）3（p3）1（p1）2（p2）3（p3）1（m1）2（m2）3（m3）2（m2）3（m3）1（m1）3（m3）1（m1）2（m2）12331223125 T1 T2 T3P3 P2 P1m1m2m31236547890.5本课程的性质、任务、内容和学习方法课程的性质：本课程以数学（统计）为基础，对试验进行安排，并进行分析。课程的任务：熟悉并掌握近代最常用、最有效的几种优化试验设计方法的基本原理及其应用。课程的内容试验数据的误差分析方差分析回归分析优选法正交试验设计均匀设计回归正交试验配方试验设计学习方法1.态度认真：笔记、作业；2.知识准备：广览群书；3.勇于实践:Eviews软件，Excel软件，Origin软件，SPSS软件，Minitab软件；数据收集 4.科学考核：考核体系:建立以能力为核心的、开放式 的全程考核系统。考核比例：平时（30%）+期末（70%）考试：闭卷考试 成 绩 考 核平时考核（30分）期末考试（70分）课堂发言出缺勤知识速测课后作业选择判断