chap33均匀设计试验10

Chap33

均匀设计试验P303~3103hr

均匀设计(uniformdesign)：由中国数学家方开泰和王元于1978年首次提出的多因素多。最初应用于我国导弹设计，推广应用于医药、化工、生物、纺织、电子、军事工程等诸多领域中。

m因素k水平设计析因（交叉组~）：全面试验、工作量大。N=km正交Ln(km)：部分实施、整齐可比。

N=（k-1)m+1N=rk2均匀

：部分实施、均匀分散。N=q均匀设计：水平数q相同。混合水平均匀设计：q不同。

[例1]为提高某化工产品的转化率，进行条件试验，反应温度(A)，反应时间(B)，用碱量(C)，并确定它们的试验范围：3因素3水平A：Al＝80℃，A2＝85℃，A3=90℃B：Bl＝90分，B2＝120分，B3=150分C：Cl＝5％，C2＝6%，C3＝7%全面试验27次(33)，正交试验9次。L9(34)：4为表的列数（最多可安排的因子数），3为因子的水平数，9为表的行数（试验次数）。

日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。[例2]四个因子对金属化率Y(越高超好)的影响：４因素３水平时间Ａ：A1＝3(小时)，A2＝4(小时)，A3＝5(小时)温度Ｂ：B1＝1000(℃)，B2＝1100(℃)，B3＝1200(℃)气体流速Ｃ：Cl＝600，C2＝400，C3＝800(毫升／分)CO:H2Ｄ：D1＝1:2，D2＝2:1，D3＝1:1全面试验81次(3４)，正交试验9次。L9(34)：4为表的列数（最多可安排的因子数），3为因子的水平数，9为表的行数（试验次数）。

图10-1

L9(34)：9个试验点均衡地分布于整个立方体内，有很强的代表性，能够比较全面地反映选优区内的基本情况。

§1概述一、基本思路与特点基本思路：试验点充分均匀分散、舍弃整齐可比以减少试验次数。

1.试验点分布均匀分散。

2.各因素每个水平只试验1次。

3.试验方案数等于水平数。

4.试验结果采用多元回归分析。ABCD4因素10水平：m4k10析因：N=km＝10000次正交：m＝11：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均匀：N=q=10二、应用范围1.多因素且水平数≥5。2.被试因素与混杂因素易于控制：小动物多因素多水平，不适于临床疗效研究。§2工具表一、均匀设计表二、使用表每个均匀设计表都附有使用表，指示我们如何从设计表中选用适当的列，以及由这些列所组成的试验方案的偏差。偏差度D小表示均匀性好。

由于列间的相关性，最多安排的因素数为

3因素7水平设计,带＊的设计偏差小均匀性好。

3因素9水平较7水平设计的偏差小均匀性好。§3设计步骤一、基本步骤1.精选考察因素：影响结果、水平未定。2.确定因素水平：预试、文献、经验、可行、等距。3.选定均匀设计表：偏差度D小。4.确定试验方案：因素与水平按设计表和使用表入座。二、注意事项

1.确保试验条件可比。

2.因素与水平数合理：最佳组合→验证试验。水平数＞2倍因素数，才能使结果正确进行回归分析。

3.适当重复：重现性→可靠性。应用举例

在阿魏酸的合成工艺考察中，为了提高产量，选取了原料配比(A)、吡啶量(B)和反应时间(C)3个因素，它们各取了7个水平如下：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反应时间（C）(h)：0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.57个水平，需要安排7次试验，根据因素和水平，我们可以选用U7*(74)完成该试验（P305-3）。制备阿魏酸的试验方案U7*(74)和结果P308表33-3误用不带*的表！试验号原料配比（A）吡啶量（B）反应时间（C）收率Y11.8（3）22（5）3.5（7）0.33023.0（6）13（2）3.0（6）0.33631.0（1）28（7）2.5（5）0.29442.2（4）19（4）2.0（4）0.47653.4（7）10（1）1.5（3）0.20961.4（2）25（6）1.0（2）0.45172.6（5）16（3）0.5（1）0.482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反应时间（C）(h)：0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5§4资料分析原则：无交互作用→多重线性回归。有交互作用→二次回归。程序：确定回归方程→确定优化条件→进行验证试验。一、多重线性回归分析：

P307表33-2乱套，改用Ｌ33-33Ｌ33-33．在合成甲硝唑的工艺中，为了提高收率，选取了如下因素及其水平，采用拟水平法将所取3个水平均重复使用3次构成3因素9水平。为减少试验次数，最理想的设计方案是什么？请根据其设计表和使用表确定试验方案，根据SPSS对研究结果进行统计分析的输出表格，估计所试因素及其水平范围的最优试验方案。X1发烟硫酸SO3（%）：5，5，5，10，10，10，15，15，15X2反应温度（℃）：5，5，5，10，10，10，15，15，15X3配料比（nB/nA）：2.0，2.0，2.0，2.5，2.5，2.5，3.0，3.0，3.0

【SPSS】Analyze→Regression→Linear，Y进Dependent、X1、X2、X3进Independent→OK由于X3回归系数无统计学意义，可剔除，可取最小值，X1回归系数>0，X2回归系数<0，要使Y最大，则X1应最大，X2应最小，各X均为本试验的边界值，应在X1上边界值、

X2下边界值附近布点扩大试验，找出最佳组合并进行验证试验。本资料所给的因素及其水平范围的最优试验方案为：发烟硫酸中SO3的含量为15%（有统计学意义，B1=0.9>0故取最大值）

，反应温度为15℃（无统计学意义，考虑低成本易于实现），配料比（nB/nA）：为2.0（无统计学意义，考虑低成本易于实现）。二、二次回归分析：【SPSS操作】L33-2先计算一级交互作用项：Transform→Compute，输x11，计算x1*x1→OK；Transform→Compute，输x12，计算x1*x2→OK；余类推。Analyze→Regression（回归）→Linear（线性回归），Y进Dependent、全部X进Independent→Statistic，√Confidenceintervals、√Collinearitydiagnostics、√Casewisediagnostics，→

Continue→

OK回归无统计学意义，各X不进方程，且共线性严重，说明也不存在二次回归。§5混合水平均匀设计一、设计表1.两因素：2.三因素：二、设计步骤与分析

1.精选2~3因素。

2.确定各因素水平数。

3.选择设计表：D最小→回归分析。《医学科研方法与循证医学》试卷时间：开卷120分钟(供2008级七年制各专业使用)1.A型选择题：每题1分，共10分。2.填空题：每空1分，共20分。3.名词解释：每题3分，共15分。4.简答题：每题5分，共25分。5.论述题：每题10分，共30分。选择题（1分/题）1．均匀设计试验最突出的特点是（D）A．整体考虑、全面试验。B．部分试验、整齐可比。C．均匀分散、全面试验。D．均匀分散、试验数少。E．均匀分散、整齐可比。2．最适于均匀设计试验的医药科研类别是（A）A．纯系小白鼠试验。B．纯色小白兔试验。C．健康人群试验。D．临床疗效研究。E．病例对照调查。3．下列描述中错误的是（C）A．均匀设计试验适用于多因素多水平研究。B．均匀设计试验的方案数就是水平数。C．验证试验是因为用统计学方法计算出的最佳条件并不可信。D．均匀设计试验有利于考察混杂因素的影响。E．若计算出最佳条件处于上下边界值时应进一步扩大试验范围。4．均匀设计试验不强调（A）A．整齐可比。B．部分试验。C．均匀分散。D．试验数少。E．偏差度小。5．均匀设计试验最适于（E）A．单因素单水平设计。B．单因素两水平设计。C．单因素多水平设计。D．多因素单水平设计。E．多因素多水平设计。6．为了使均匀设计试验结果正确进行回归分析，因素的水平数应当（D）A．＜因素数。B．＝因素数。C．＞1倍因素数。D．＞2倍因素数。E．＞20倍因素数7．均匀设计试验因素水平数的确定方法不包括（E）A．根据预试验。B．根据文献资料。C．根据经验。D．考虑可行性。E．考虑不等距委员批科研基金项目公关"逼良为娼":年轻人学坏来源：人民网2011年03月13日08:3

清华大学教授、全国政协委员邢新会：“如果评审都没有自律性，评审就没有意义了，都是游戏。”邢新会委员说。有时刚刚得知自己是某个项目的评审专家，各种各样的“沟通电话”就随之而来。甚至，他还没有接到正式通知，有的项目申请人就给他打来了电话。“只要是有评审性质的项目，公关都很厉害。”因为评审专家名单是保密的，为了搞到这份名单，不少学校都要动用大量的人力物力。为了拿下一个博士点，学校给的经费是100万元。南京大学教授高抒：每年一到评审季节，有很多人来送钱、送物。

邵国培委员建议，大幅减少科技奖励种类和数量，取消二等和三等奖，取消大部分政府奖和部门奖。全国政协委员、海军信息化专家咨询委员会主任尹卓交了一份提案：废止国家科技进步奖！各级科技进步奖已经“太多、太滥”了。现在有一种“逼良为娼”的功利主义倾向，很多年轻人来了一两天就学“坏”了，满脑子都是干“快”活儿，甚至不惜造假，这才是最危险的。烟草研究院副院长任工程院院士被称科学界耻辱

京华时报2011-12-09中国烟草总公司郑州烟草研究院副院长谢剑平：

1959年出生于江苏常州，23岁毕业于南京师范大学化学系，工程院环境与轻纺工程学部院士。当选院士前，谢剑平已三度获国家科技进步二等奖，早在19年前，他已成为“烟草系统有突出贡献专家”，享受国务院政府特殊津贴。该院名誉院长、92岁的朱尊权院士，此前我国烟草行业唯一院士，也是谢剑平的导师。谢剑平的主攻方向是卷烟“减害降焦”研究，探索有中国特色的卷烟“减害降焦”法，并引入中草药，选择性降低烟气有害成分，研制开发“神农萃取液”。国家控烟办主任杨功焕：卷烟减害是“伪命题”，不仅不可能实现，还误导公众，变相推销。方舟子：“降焦本来