
SPSS正交试验设计及其方差分析
试验优化设计,指在最优化思想的指导下,进行最优设计的一种优化方法,从不同的优良性出发,合理设计试验方案,有效控制试验干扰,科学处理试验数据,全面进行优化分析,直接实现优化目标。
正交试验设计是试验优化的常用技术,在农业试验、工业优化、商业优化等方面应用已久。主要优点是能在多试验条件中选出代表性强的少数试验方案,通过对这些少数试验方案结果的分析,从中找出最优方案或最佳生产工艺条件,并可以得到比试验结果本身给出的还要多的有关各因素的信息。
SPSS软件不仅具有包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等在内的基本统计功能,而且用它处理正交试验设计中的数据程序简单,分析结果明了。
【实施正交试验设计的步骤】
1、明确试验目的,确定考核指标
明确通过正交试验想要解决什么问题,确定用来衡量试验效果的评价指标,并详细描述出评定该指标的原则标准、测定指标的方法重要信息。
2、挑因素,选水平
有依据的选择引起指标变化的影响因素,因素在试验中的各种状态称为因素的水平。尽量选择适用于人为控制的和调节的影响因素,最后列出因素水平表。
3、选择合适的正交表
在能够安排下试验因素和交互作用前提下,尽可能选用较小的正交表,以减少试验次数和成本的消耗。
4、进行表头设计
表头设计即将试验因素安排到所选正交表的各列中去的过程。正交表中的任意一列的位置是一样的,可以任意变换,因此不考虑交互作用的情况下可直接将所有因素安排在任意一列;如果考虑交互作用,则必须按照交互作用列表的规定进行配列;为避免混杂,那些主要因素重点考察的因素涉及交互作用较多的因素,应优先安排;特别注意,尽可能安排空列,用于反映试验误差,并以此作为衡量试验因素产生的效应是否可靠的标志。
5、排出试验方案
表头设计完成后,将所选正交表中各列的不同数字换成对应因素的相应水平,形成试验方案。试验方案中的试验号并不意味着实际进行试验的顺序,一般需同时进行,若条件不允许,为排除外界环境干扰,应使试验序号随机化。
6、开始试验,收取结果
按照随机化的试验顺序进行试验,记录结果必备分析。
7、试验结果的统计分析
正交设计的结果分析有两种,一种是极差分析法(直观分析法),只考虑因素间的影响,不考虑试验误差。另一种是方差分析法,是一种精细化分析方法,可采用spss完成。
【SPSS正交试验设计案例】
我们用正交试验的方法,对从中草药虎杖中提取白藜芦醇苷的工艺进行优化。
(1)明确目的,确定指标:这是工艺优化的案例,目的在于通过试验,寻求优选白藜芦醇苷的最佳提取条件,白藜芦醇苷提取的效果指标为白藜芦醇苷含量。
(2)挑因素,选水平:根据专业知识及参考文献知识,以及正交试验的特点,选定影响水提取法的3个因素,加水量、煎煮时间、煎煮次数,每个因素3个水平,列出因素水平表如下:
(3)选择正交表:此为3水平试验,并不考虑交互作用,有3个因素需要占据3列,预留一个空列作为误差的话,标准正交表L934是最合适的选择。
(4)表头设计:不考虑交互作用,因素可占据任意列。
(5)排出试验方案:方案及试验结果如下表,第六步省略。
(7)试验结果的方差分析:为考察试验的误差及精细效果,我们直接采用SPSS方差分析来对此试验进行结果分析。
A:方差分析的步骤
B:不考虑交互作用,只考察各因素的主效应
C:方差分析结果解读
由方差分析可知,影响因素中加水量和煎煮次数两个对提取白藜芦醇苷具有显著的影响,而煎煮时间这个因素对其的影响较小。3个因素的主次关系是:煎煮次数>加水量>煎煮时间。
D:影响因素的哪个水平最好?可以通过绘制出的图直观的看出,也可以通过邓肯氏检验来解答,这里我们仅列出直观图。
通过上图,我们可以非常直观的看出,从三个因素中选择最好的水平,得到最佳组合为A3B2C3,即加水量12,煎煮时间1.5小时,煎煮次数3次。
使用SPSS统计软件包对L9(34)正交试验结果进行数据处理,只要按正交表的设计格式输入实验数据,便可获得所需的统计结果。其操作方便,直观,快捷,结果准确,使研究工作事半功倍,此法也可用来处理其他正交试验的数据。
推荐学习书籍
《CDA一级教材》适合CDA一级考生备考,也适合业务及数据分析岗位的从业者提升自我。完整电子版已上线CDA网校,累计已有10万+在读~
免费加入阅读:https://edu.cda.cn/goods/show/3151?targetId=5147&preview=0
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
CDA 干货分享:统计学的应用 在数据驱动业务发展的时代浪潮中,统计学作为数据分析的核心基石,发挥着无可替代的关键作用。 ...
2025-06-18CDA 精益业务数据分析:解锁企业增长新密码 在数字化浪潮席卷全球的当下,数据已然成为企业最具价值的资产之一。如何精准地 ...
2025-06-18CDA 培训:开启数据分析师职业大门的钥匙 在大数据时代,数据分析师已成为各行业竞相争夺的关键人才。CDA(Certified Data ...
2025-06-18CDA 人才招聘市场分析:机遇与挑战并存 在数字化浪潮席卷各行业的当下,数据分析能力成为企业发展的核心竞争力之一,持有 C ...
2025-06-17CDA金融大数据案例分析:驱动行业变革的实践与启示 在金融行业加速数字化转型的当下,大数据技术已成为金融机构提升 ...
2025-06-17CDA干货:SPSS交叉列联表分析规范与应用指南 一、交叉列联表的基本概念 交叉列联表(Cross-tabulation)是一种用于展示两个或多 ...
2025-06-17TMT行业内审内控咨询顾问 1-2万 上班地址:朝阳门北大街8号富华大厦A座9层 岗位描述 1、为客户提供高质量的 ...
2025-06-16一文读懂 CDA 数据分析师证书考试全攻略 在数据行业蓬勃发展的今天,CDA 数据分析师证书成为众多从业者和求职者提升竞争力的重要 ...
2025-06-16数据分析师:数字时代的商业解码者 在数字经济蓬勃发展的今天,数据已成为企业乃至整个社会最宝贵的资产之一。无论是 ...
2025-06-16解锁数据分析师证书:开启数字化职业新篇 在数字化浪潮汹涌的当下,数据已成为驱动企业前行的关键要素。从市场趋势研判、用 ...
2025-06-16CDA 数据分析师证书含金量几何?一文为你讲清楚 在当今数字化时代,数据成为了企业决策和发展的重要依据。数据分析师这一职业 ...
2025-06-13CDA 数据分析师:数字化时代的关键人才 在当今数字化浪潮席卷全球的时代,数据已然成为驱动企业发展、推动行业变革的核心要素。 ...
2025-06-13CDA 数据分析师报考条件全解析 在大数据和人工智能时代,数据分析师成为了众多行业追捧的热门职业。CDA(Certified Data Analyst ...
2025-06-13“纲举目张,执本末从。”若想在数据分析领域有所收获,一套合适的学习教材至关重要。一套优质且契合需求的学习教材无疑是那关键 ...
2025-06-092025 年,数据如同数字时代的 DNA,编码着人类社会的未来图景,驱动着商业时代的运转。从全球互联网用户每天产生的2.5亿TB数据, ...
2025-05-27CDA数据分析师证书考试体系(更新于2025年05月22日)
2025-05-26解码数据基因:从数字敏感度到逻辑思维 每当看到超市货架上商品的排列变化,你是否会联想到背后的销售数据波动?三年前在零售行 ...
2025-05-23在本文中,我们将探讨 AI 为何能够加速数据分析、如何在每个步骤中实现数据分析自动化以及使用哪些工具。 数据分析中的AI是什么 ...
2025-05-20当数据遇见人生:我的第一个分析项目 记得三年前接手第一个数据分析项目时,我面对Excel里密密麻麻的销售数据手足无措。那些跳动 ...
2025-05-20在数字化运营的时代,企业每天都在产生海量数据:用户点击行为、商品销售记录、广告投放反馈…… 这些数据就像散落的拼图,而相 ...
2025-05-19